Empfehlungen des Arbeitskreises Geomesstechnik

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• Verlag: Ernst & Sohn
• Jahr: 2021
• ISBN drucken: 9783433033432
• eBook-ISBN: 9783433610800
• Auflage: 1
• Thema: Tecnología e ingeniería
• Thema: Ingeniería civil

Messtechnische Überwachungen von Bauprojekten haben in den letzten Jahren hinsichtlich Methoden und Techniken eine intensive Weiterentwicklung durchlaufen. Die Geomesstechnik, als interdisziplinäres Zusammenwirken von Geotechnik und Ingenieurgeodäsie, trägt in zunehmendem Maß zur Lösung geotechnischer Fragestellungen mithilfe messtechnischer Methoden bei. In der Baupraxis sind geotechnische und geodätische Überwachungsmessverfahren in vielfacher Weise zusammengewachsen und auch die normativen Regelungen, zum Beispiel zur Beobachtungsmethode und dem Qualitätsmanagement, haben zur wachsenden Bedeutung der Geomesstechnik beigetragen.
Den Grundüberlegungen zur Geomesstechnik und zur Zielsetzung geotechnischer Messungen entsprechend folgt der Aufbau dieser Empfehlungen dem strukturiert sinnvollen Vorgehen des Planungsprozesses bei einer projektspezifischen Messaufgabe: Ausgehend von Überlegungen zu den zu erfassenden Messgrößen und den zur Erfassung dieser Messgrößen einzusetzenden Messsystemen und -verfahren werden das Datenmanagement, also Aspekte der Datenerfassung, -übertragung und -sicherung sowie die Datenauswertung, also der Prozess der Datenaufbereitung, -analyse und Visualisierung behandelt. Die grundsätzlichen bzw. anwendungsspezifischen Empfehlungen zur Erstellung von Messprogrammen werden durch Fallbeispiele, die best practice-Anwendungen zeigen, verdeutlicht. Auch Aspekte der Qualitätssicherung sowie vertragliche Rahmenbedingungen werden angesprochen. In der Summe bekommt damit der Anwender einen Leitfaden an die Hand, der alle wesentlichen Aspekte der Geomesstechnik nach dem Stand der Technik im Detail behandelt.

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Geomesstechnik

Die Geomesstechnik ist ein interdisziplinäres Fachgebiet von Geotechnik und Ingenieurgeodäsie. Sie hat zum Ziel, zur Beantwortung geotechnischer Fragestellungen mithilfe messtechnischer Methoden beizutragen. Sie umfasst die lösungsorientierte Entwicklung und Umsetzung von Messprogrammen z. B. zur Bestimmung des Ausgangszustandes für eine Beobachtungsmethode mit der Ermittlung von Kennwerten, zur Zustandsermittlung von Betriebs- oder Endzuständen sowie zur messtechnischen Erfassung von Zustandsänderungen. Dabei sind die Messergebnisse unter Einbeziehung von weiteren Beobachtungen und Informationen in geeigneter Weise zu analysieren und zu bewerten, sodass maßnahmenspezifische Sicherheiten bzw. Risiken eingeschätzt werden können und die Grundlagen für Entscheidungsprozesse zur Verfügung stehen.

Eine besondere Bedeutung der Geomesstechnik begründet sich durch die Etablierung der Beobachtungsmethode gemäß DIN EN 1997-1. Diese Methode beruht auf einer Verknüpfung von rechnerischer Prognose, messtechnischer Überwachung und hierauf aufbauenden Entscheidungsprozessen und Handlungen. Die hiermit einhergehende messtechnische Überwachung geotechnischer Objekte wird im Allgemeinen als „Geomonitoring“ bezeichnet. Die Beobachtungsmethode und damit auch die Geomesstechnik sind somit Instrumente für eine sichere und den Regeln der Technik entsprechende Entwurfs-, Bemessungs- und Ausführungspraxis, besonders bei komplexen Untergrundbedingungen und Bauwerken der Geotechnischen Kategorie 3. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz der Beobachtungsmethode während der Nutzung eines Bauwerks die Nachweisführung für dessen anhaltende Gebrauchstauglichkeit und Standsicherheit.

1.1 Ziele der Geomesstechnik

Die Geomesstechnik beinhaltet die messtechnische Zustandserfassung und Überwachung geologischer Körper sowie von Bauwerken im Erd-, Grund-, Fels-, Berg-, Ingenieur- und Deponiebau. Ihr kommt im Rahmen eines erhöhten Umweltbewusstseins, einer verstärkten Risikovorsorge vor Naturgefahren sowie erhöhter Ansprüche an die Kontrolle und Qualitätssicherung von Bauwerken und Bauverfahren eine besondere Bedeutung zu.

Folgende Gesichtspunkte haben bei der Entscheidung über die Notwendigkeit dieser Empfehlungen des Arbeitskreises Geomesstechnik eine wesentliche Rolle gespielt:

1. Die Öffentlichkeit beansprucht im zunehmenden Maße, dass große Bauprojekte, einschließlich der Stadt- und Regionalplanung, mit Sensibilität und Transparenz geplant und durchgeführt werden.
2. Objektive, über die gesamte relevante Projektdauer erfasste geomesstechnische Daten sind eine wesentliche Voraussetzung für die gesellschaftliche Teilhabe und Akzeptanz.
3. Messtechnische Verfahren haben in den letzten Jahren hinsichtlich ihrer Methoden und Techniken eine intensive Weiterentwicklung erfahren. Dabei sind in der Baupraxis geotechnische und geodätische Überwachungsmessverfahren in vielfacher Weise zusammengewachsen. Diese Verfahren sind bislang noch nicht in einem umfassenden Dokument zusammengefasst und abgehandelt worden.
4. Im Rahmen einer einheitlichen Regulierung von Dienstleistungen in Europa ist in der grundlegenden geotechnischen Euronorm DIN EN 1997-1 (Eurocode 7) die „Beobachtungsmethode“ zum Entwurf geotechnischer Bauwerke aufgeführt. Geotechnische Überwachungsmessungen sind eine wesentliche Voraussetzung für die fachgerechte Anwendung dieser Methode.
5. Geomesstechnik ist eine Ingenieuraufgabe, die durch eine ganzheitliche und systematische Vorgehensweise charakterisiert ist, vergleichbar der, wie sie im konstruktiven Ingenieurwesen üblich ist. Ein geomesstechnisches Projekt umfasst Inhalte und Abläufe zur Planung, Durchführung, Auswertung und Interpretation geotechnischer Messungen, was eine Koordinierung mit Planern und anderen am Bau Beteiligten erforderlich macht.
6. Das Risikobewusstsein der Fachleute und der Öffentlichkeit verlangt, dass potenzielle Gefährdungen aus Naturgefahren und Baumaßnahmen zuverlässig eingeschätzt und sinnvolle Maßnahmen getroffen werden. Geomesstechnik ist dabei ein notwendiger Bestandteil des Risikomanagements.

Dieser Leitfaden soll helfen, das notwendige Wissen zur Geomesstechnik bereitzustellen und für typische Aufgabenstellungen exemplarische Handlungsanweisungen für ein dem Stand der Wissenschaft und Technik entsprechendes Vorgehen zu geben.

1.2 Sensibilität, Transparenz, Akzeptanz

Die Sicherung des Lebensraumes der modernen Gesellschaft ist verbunden mit der Errichtung und dem Betrieb von Einrichtungen und Maßnahmen gegen Naturgefahren (z. B. Hangrutschung, Hochwasser) sowie von aufwendigen Bauwerken und der Nutzung des Untergrundes (z. B. zur Rohstoff- und Energiegewinnung, Deponiebau). Im Vergleich zur Vergangenheit ist in den letzten Jahren eine erhöhte Sensibilität der Gesellschaft gegenüber diesen Projekten festzustellen, die insbesondere bei Eingriffen in die Natur, dramatischen Unfällen oder medienwirksamen Katastrophen geweckt wird. Die Anforderung besteht, dass Gebäude, Brücken, Dämme, Verkehrsanlagen und alle anderen Bauwerke bedenkenlos genutzt werden können. Bei der Erstellung von Bauwerken wird die Einhaltung der technischen und wirtschaftlichen Planungsrandbedingungen und die angemessene Berücksichtigung der Schutzgüter (hier insbesondere Mensch, Boden und Wasser) erwartet.

Aus gesellschaftlicher Sicht wird eine angemessene Transparenz über sämtliche Phasen der Errichtung der Bauwerke und eine Dokumentation über evtl. sicherheitsrelevante Störungen gefordert. Die Geomesstechnik trägt dazu bei, diese Transparenz während sämtlicher Phasen sicherzustellen, von der Erkundung des Baugrundes, der Beweissicherung, der Baustelleneinrichtung, der eigentlichen Bauwerkserstellung, bis hin zu oft langen Betriebs- oder Nachbetriebsphasen. Sie liefert messtechnische Informationen zur Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken. Eine vergleichbar sorgfältige und zielgerichtete Überwachung wird ebenso für das Verhalten kritischer natürlicher Bereiche in der Umwelt gefordert.

Daneben kann in der heutigen Zeit eine breite Akzeptanz für größere Bauvorhaben nur erreicht werden, wenn – neben einer sorgfältigen Planung und einer Voranalyse – im Rahmen eines Risikomanagements eine baubegleitende messtechnische Erfassung und möglichst ohne Verzögerung eine Analyse der für eine umfassende Sicherheitsbeurteilung notwendigen Kenngrößen erfolgt.

Anmerkung: In den vorliegenden Empfehlungen des Arbeitskreises Geomesstechnik wird für das zu überwachende Messobjekt an vielen Stellen der Begriff „Baugrund“ verwendet. Die dort beschriebenen Messinstrumente oder Messverfahren sind jedoch meist ebenso zur Überwachung naturbedingter Gefährdungen, die beispielsweise durch Fließ-, Rutsch- oder Sturzbewegungen verursacht werden, geeignet.

1.3 Normative Regelung

DIN EN 1997 (Eurocode 7, abgekürzt auch bekannt als EC7) „Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik“ ist die grundlegende europäische Norm im Bereich der Geotechnik. Sie legt die Anforderungen fest, die zur Sicherstellung von Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit geotechnischer Objekte erforderlich sind. Der aktuell bauaufsichtlich eingeführte Stand des EC7 ist dokumentiert im Handbuch Eurocode 7 (2015). Im allgemeinen Teil 1 dieser Norm (DIN EN 1997-1) wird die auf Peck (1969) zurückgehende „Beobachtungsmethode“ als eine von insgesamt vier möglichen Nachweismethoden aufgeführt (Abb. 1.1). Sie ist insbesondere bei schwierigen und komplexen Bauwerken der Geotechnischen Kategorie (GK) 3 angezeigt. Es ist das erste Mal, dass die Beobachtungsmethode in einem internationalen Regelwerk festgeschrieben ist.

Teil 1 des EC7 (DIN EN 1997-1:2009-09) gibt allgemeine Hinweise zur Anwendung der Beobachtungsmethode. Sie ist als eine Methode zu verstehen, bei der die üblichen geotechnischen Untersuchungen und Berechnungen (Prognosen) in systematischer Weise mit einer laufenden messtechnischen Kontrolle des Baugrundes und des Bauwerks kombiniert werden. Dabei können alle Bauwerksphasen betroffen sein, vor und während der Herstellung des Bauwerks, aber auch während der Nutzung sowie in der Nachbetriebsphase. Bei der Beobachtungsmethode werden Entwurf, Berechnung und Bemessung im Zuge von Überwachungsmessungen laufend aktualisiert, wobei kritische Situationen durch die Anwendung geeigneter, vorab geplanter technischer Maßnahmen beherrschbar sein müssen. Geomesstechnik...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Inhaltsverzeichnis
• Titelseite
• Impressum
• Widmung
• Vorwort der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V.
• Vorwort des DVW Arbeitskreises 4 „Ingenieurgeodäsie“
• Vorwort der Obfrau/des Obmanns des Arbeitskreises
• Einführung
• Abkürzungsverzeichnis
• Verwendete Größen und ihre Formelzeichen
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• 1 Geomesstechnik
• 2 Zielsetzung geotechnischer Messungen
• 3 Messgrößen
• 4 Messsysteme und -verfahren
• 5 Grundsätze bei der Erstellung von Messprogrammen
• 6 Entwurf von Messprogrammen
• 7 Datenmanagement
• 8 Datenauswertung: Datenaufbereitung, Datenanalyse und Visualisierung
• 9 Qualitätssicherung und vertragliche Rahmenbedingungen
• Anhang A Kurzbiografien der derzeitigen Mitglieder des Arbeitskreises
• Literatur
• Stichwortverzeichnis
• End User License Agreement