Wenn Bauwerke durchsichtig werden

Als am 16. Januar 1898 in der New York Times das Röntgenbild einer Frauenhand erschien, eröffneten sich viele innovative Möglichkeiten. Inzwischen ist der Blick ins Innere des Menschen mit verschiedenen Methoden bis in den letzten Millimeter möglich und bewährt. Mehr denn je wird diese Methode auch in der Bauwerksdiagnostik eingesetzt. Für viele Bauwerke wie Stützmauern, Stollen, Geschiebesperren, Dämme, Brücken usw. muss der Unterhalt, die Instandstellung oder die Reparatur geplant werden.

Durchblick schaffen

Schäden an einem Bauwerk entstehen durch Einflüsse aus der Umgebung, aufgrund nicht optimaler Material-
paarung oder aus Planungs- oder Ausführungsfehlern. Sichtbar werden diese Schäden erst nach einigen Jahren. Um die Ursache zu identifizieren, brauchen Baufachleute effektive Informationen über das Innere des Bauwerks. Hier haben nicht zerstörende Prüf- und Messverfahren eine grosse Bedeutung. Welche Verfahren oder Kombinationen von Verfahren zum Einsatz kommen, wird durch die Fragestellung, die Beschaffenheit des Bauwerks und die definierten Rahmenbedingungen bestimmt. Der graue Informationskasten auf Seite 90 gibt eine Übersicht möglicher Verfahren.

Erfahrungsbericht zur Spannkabelortung

In einem Brückenbauwerk werden zusätzliche Spannkabel eingebaut. Im 2 m dicken Auflager verlaufen neben der starken Bewehrung auch 18 Spannkabel. Aus den Plänen ist nicht erkennbar, wo die Spannkabel exakt verlaufen. Der Statiker will aber die oberen Bohrungen möglichst nahe an die Spannkabel heransetzen und die unteren Bohrungen möglichst tief, um einen grossen Hebelarm zu erreichen. Diese zwei Kriterien erfordern, dass die Lage der Spannkabel und deren Verlauf vor dem Bohren genau erkundet werden muss, damit die Verletzung eines Spannkabels mit größter Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann. Aus vorliegenden Plänen lässt sich nun die Bewehrung und die Soll-Lage der Spannkabel erkennen. Da keine Gerätetechnik existiert, um die 2 Meter dicke Stahlbetonkonstruktion mit der darin eingebauten starken Bewehrung so zu „durchleuchten“, dass die Lage der Einbauten klar ist, wird ein Vorgehen festgelegt, in dem die Ergebnisse verschiedener zerstörungsfreier Verfahren miteinander kombiniert werden.

Vorgehensweise

In der ersten Phase werden verschiedene Radarantennen eingesetzt um festzustellen, wie weit man mit diesem Verfahren in die Konstruktion hineinsieht. Wird das Verfahren von beiden Seiten eingesetzt, liegen Informationen zur Lage der Spannkabel in die ersten 50 cm vor. In einem weiteren Schritt werden Schallmess-ungen eingesetzt um festzustellen, ob aus den Signalen der Transmissions- oder Reflektionsanordnung eine Zusatzinformation abgeleitet werden kann. Mit Hilfe der Phased Array Technik, ergänzt mit Magnetfeld- oder Remanenzmessungen können in der Folge definierte Tiefenbereiche inspiziert werden (Bild 1). Da es einfacher ist, die Bohrung von einer Seite her auszuführen, wäre es vorteilhaft, wenn die Vorerkundung ebenfalls von einer Seite her ausgeführt werden kann. Dies bedingt das konstruktive Zusammenwirken des Auftraggebers, des Geometers, des Scanpersonals sowie der Bohrequipe. In heiklen Situationen kann zudem festgestellt werden, ob das sichtbare Objekt ein Bewehrungsstab oder ein Spannkabel ist. Mit dieser Erkenntnis kann eine Bohrung ohne Risiko beliebig tief in ein Objekt getrieben werden.

In Einzelschritten sicher zum Ziel

1. Sichtung der Pläne.
2. Lokalisieren der Einbauten (Spannkabel, Bewehrungen) mit den gängigen Verfahren.
3. Datenübertragung in die Pläne.
4. Aufzeichnen der Situation auf dem Bauteil

(Bild 2).
5. Festlegen der geplanten Bohrung auf dem Bauteil und Aufzeichnen der Situation.
6. Einmessen der Situation durch den Geometer.
7. Ausrichten des Bohrwerkzeugs auf die vom Geometer angezeichnete Achse.
8. Bohren des vom Messingenieur freigegebenen Bereichs.
9. Ausbrechen des gebohrten Kerns (Bild 3).
10. Neues Scan bis zu nächsten Tiefenlage.
11. Weiterbohren bis zur freigegebenen Tiefe.
12. Ausbrechen des Kerns.
13. Messen der nächsten Tiefenlage. 14. Bohren soweit die Freigabe erfolgen kann.
15. Ausbrechen des Kerns bis zur freigegebenen Tiefe.

Durch die zerstörungsfreie Erkundung wird die Lage eingebauter Elemente bekannt, so dass Bohrungen sicher und ohne grosses Risiko vorangetrieben werden können. Bei günstiger Datenlage kann eine Bohrung auch direkt durch den ganzen Betonkörper getrieben werden. Dazu sind eine Kontrollelektronik, Wissen über die Konstruktion und eine gute Zusammenarbeit aller Beteiligten unabdingbar. Mit der Elektronik wird angezeigt, was an Material (Spannstahl, Bewehrung, Rohre) im Innern des Betons zu erwarten ist, mit dem Konstruktionswissen können die gemessenen Signale auch zugewiesen werden. Bild 4 zeigt eine Situation, in der die Bohrkrone gerade auf der gegenüberliegenden Seite eines 2 m dicken Betonblocks austritt. Bild 5 zeigt den Messkopf in der Tiefe der Bohrung zur Vorerkundung.

Weil unbekannt ist, wo tragende Elemente im Beton verlaufen und wie diese eingebaut sind, ist das Bauteil- und Bauwerkscanning immer dann angebracht, wenn ein Schaden unbedingt vermieden werden muss. Irscat.ch garantiert dabei für Scanarbeiten und schützt somit Vermögenswerte der Kunden. Es werden nur Bohrungen oder Teilstücke von Bohrungen auf einer klaren Datenlage zur Ausführung freigegeben. Weitergehenden Informationen zum Bauteil- und Bauwerkscanning der irscat.ch finden Interessierte auf der Website.

Irscat.ch Bauteil- und Bauwerksscanning

www.irscat.ch