DE102013205765B4 - Quality assurance system for diaphragm wall joints - Google Patents
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Abstract
Prüfeinheit (100) zur Überprüfung eines Abschnitts einer Schlitzwandfuge, mit:einem Basisabschnitt (101), der zur Anbringung der Prüfeinheit (100) an einer Schlitzwandherstellungseinrichtung ausgebildet ist,wobei die Prüfeinheit (100) zumindest einen über einen Gelenkmechanismus (103) auslenkbaren Tastarm (110) sowie eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer Auslenkung des zumindest einen Tastarms (110) gegenüber dem Basisabschnitt (101) aufweist, undwobei der zumindest eine Tastarm (110) mittels einer Vorspanneinrichtung an der Prüfeinheit (100) vorgespannt ist,dadurch gekennzeichnet, dass zum Auslenken des zumindest einen Tastarms in eine Prüfposition ein Sensor zur Erfassung des hydrostatischen Drucks an der Prüfeinheit (100) vorgesehen ist.Test unit (100) for testing a section of a diaphragm wall joint, comprising: a base section (101) which is designed to attach the test unit (100) to a diaphragm wall production device, the test unit (100) at least one sensing arm (103) deflectable via a hinge mechanism (103). 110) as well as a detection unit for detecting a deflection of the at least one feeler arm (110) with respect to the base section (101), and the at least one feeler arm (110) being prestressed by means of a prestressing device on the test unit (100), characterized in that for deflection of the at least one probe arm in a test position, a sensor for detecting the hydrostatic pressure is provided on the test unit (100).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfeinheit, die zur Überwachung von Schlitzwandfugen zum Einsatz kommt, eine Schlitzwandherstellungseinrichtung, insbesondere einem Schlitzwandgreifer oder einer Schlitzwandfräse, mit einer solchen Prüfeinheit, sowie ein Verfahren zum Prüfen einer Schlitzwandfuge.The present invention relates to a test unit which is used to monitor diaphragm wall joints, a diaphragm wall production device, in particular a diaphragm wall grab or a diaphragm wall cutter, with such a test unit, and a method for testing a diaphragm wall joint.
Stand der TechnikState of the art
Schlitzwände werden im Bereich des Tiefbaus zur Absicherung und Abdichtung von Baugruben, zur Sicherung von Hängen oder anderen Geländeübergangen sowie zum Einkapseln kontaminierter Bodenbereiche verwendet.Diaphragm walls are used in civil engineering to secure and seal construction pits, to secure slopes or other land crossings and to encapsulate contaminated soil areas.
Zur Herstellung solcher Schlitzwände sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Beispielsweise kommen bei der Herstellung von Schlitzwänden sogenannte Schlitzwandgreifer zum Einsatz, wie diese beispielsweise in der
Im Stand der Technik sind zur Herstellung von Schlitzwänden zwei verschiedene Verfahren bekannt, nämlich die Herstellung einer einstichigen oder einer mehrstichigen Lamelle. Einstichige Lamellen kommen dann zur Anwendung, wenn aufgrund von statischen Anforderungen erhöhte Vorgaben vorliegen. Bei weniger sensiblen Rahmenbedingungen können mehrstichige Lamellen hergestellt werden, was den Verfahrensablauf deutlich beschleunigt.In the prior art, two different methods are known for producing diaphragm walls, namely the production of a single-stitch or a multi-stitch lamella. Single-stitch lamellas are used when there are increased specifications due to static requirements. In the case of less sensitive framework conditions, multi-stitch lamellas can be produced, which significantly speeds up the process.
Bei der Herstellung von Schlitzwänden besteht stets die Anforderung, dass einzelne Schlitzwandabschnitte derart miteinander in Kontakt gebracht werden müssen, dass sowohl eine Kraftübertragung als auch eine Wasserdichtigkeit zwischen den Schlitzwandabschnitten sichergestellt ist. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf der Herstellung geeigneter Fugenkonstruktionen.When producing diaphragm walls, there is always the requirement that individual diaphragm wall sections must be brought into contact with one another in such a way that both power transmission and watertightness between the diaphragm wall sections is ensured. The main focus here is on the production of suitable joint constructions.
Ein bekanntes Verfahren wird beispielsweise in der
Ein anderes Verfahren ist in der
Schlitzwände können jedoch auch mit einer Schlitzfräse hergestellt werden. Beispiele hierfür sind in der
Die
Generell besteht bei allen bekannten Fugenelementen das Problem, dass die Abschlusselemente/Fugenelemente einer Lamelle von Beton umlaufen werden. Falls ein derartiger Umlauf stattfindet, kann das Fugenelement nicht mehr zuverlässig die im zugedachte Funktion erfüllen, nämlich sowohl eine Kraftübertragung zwischen benachbarten Lamellen sicherzustellen als auch für eine Wasserdichtigkeit zwischen den Lamellen zu sorgen.In general, there is the problem with all known joint elements that the closing elements / joint elements of a lamella are surrounded by concrete. If such a circulation takes place, the joint element can no longer reliably fulfill the intended function, namely both to ensure power transmission between adjacent slats and also to ensure watertightness between the slats.
Um diesem Problem zu begegnen, ist es bekannt, einen sogenannten Fugenmeißel einzusetzen, der nach dem Aushub der Anschlusslamelle entlang des Fugenelement geführt wird und einen möglichen Umlauf beseitigt. Ob jedoch mögliche Umläufe beseitigt wurden, ist nicht mit abschließender Sicherheit gewährleistet und zumindest nicht nachweisbar.To counter this problem, it is known to use a so-called joint chisel, which is guided along the joint element after the connection lamella has been excavated and which eliminates any possible circulation. However, whether possible circulations have been eliminated cannot be guaranteed with final certainty and at least not verifiable.
Eine Möglichkeit zur Überprüfung eines Fugenelements ist die Vermessung dieses mittels Ultraschall. Allerdings hat eine derartige Messung einige Nachteile. Einerseits muss zur Überprüfung des Fugenelements eine relativ lange Überprüfungszeit einkalkuliert werden. Darüber hinaus ändern sich mit zunehmender Tiefe des Schlitzes die Suspensionseigenschaften, was dazu führen kann, dass die erfassten Messsignale schwer zu interpretieren sind oder ggf. nicht eindeutig bewertet werden können.One way of checking a joint element is to measure it using ultrasound. However, such a measurement has some disadvantages. On the one hand, a relatively long inspection time must be allowed for in order to check the joint element. In addition, as the depth of the slot increases, the suspension properties change, which can lead to the recorded measurement signals are difficult to interpret or possibly cannot be clearly assessed.
Ferner ist das sogenannte Cross-Hole-Verfahren bekannt, bei dem sowohl in die Primärlamelle als auch in die Sekundärlamelle Führungsrohre verbaut werden, die im Anschluss höhengleich mit einem Sender und einem Empfänger befahren werden. Die Prüfung erfolgt, nachdem sowohl die Primärlamelle als auch die Sekundärlamelle bereits hergestellt wurden. Durch das höhengleiche Absenken des Senders und des Empfängers sollen die gemessenen Ultraschalllaufzeiten konstant bleiben, und dort, wo Laufzeitunterschiede auftreten, sind Einschlüsse in den Schlitzwandfugen zu vermuten.Furthermore, the so-called cross-hole method is known, in which guide tubes are built into both the primary lamella and the secondary lamella, which a transmitter and a receiver then drive along at the same height. The test is carried out after both the primary lamella and the secondary lamella have already been manufactured. By lowering the transmitter and the receiver at the same height, the measured ultrasonic transit times should remain constant, and inclusions in the diaphragm wall joints are to be assumed wherever transit time differences occur.
Allerdings kann mit diesem Verfahren eine Fehlstelle nur noch nachträglich erfasst werden, da sowohl die Primärlamelle als auch die Sekundärlamelle bereits hergestellt wurden. Es besteht lediglich die Möglichkeit, mit weiteren Hilfsmaßnahmen eine zusätzliche Dichtebene zu bilden.However, with this method, a defect can only be detected retrospectively, since both the primary lamella and the secondary lamella have already been produced. There is only the possibility of using further auxiliary measures to form an additional sealing level.
Aus dem Bereich der Bohrlochmessungen ist die
Ferner ist die
Die
Gegenstand der ErfindungSubject of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, mit denen eine Schlitzwandfuge sicher und mit geringem Aufwand überprüft werden kann, um eine qualitativ hochwertige Schlitzwand sicherstellen zu können.The object of the present invention is to provide a device and a method with which a diaphragm wall joint can be checked reliably and with little effort in order to be able to ensure a high-quality diaphragm wall.
Eine derartige Vorrichtung wird durch den Gegenstand nach Anspruch 1 sowie eine Schlitzwandherstellungseinrichtung, insbesondere einem Schlitzwandgreifer oder einer Schlitzwandfräse, gemäß Anspruch 7 bereitgestellt. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 9. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Such a device is provided by the subject matter of
Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist es dabei, eine mechanische Prüfeinheit mit zumindest einem Tastarm bereitzustellen, welche Prüfeinheit mit dem die Schlitzwandfuge berührenden Tastarm entlang einer Schlitzwandfuge geführt werden kann und bei ihrer Bewegung relativ zur Schlitzwandfuge über die Auslenkung des Tastarms zumindest abschnittsweise deren topographische Gestalt erfassen kann.The core idea of the present invention is to provide a mechanical test unit with at least one probe arm, which test unit can be guided along a trench wall joint with the probe arm touching the trench wall joint and, when it moves relative to the trench wall joint, can detect its topographical shape at least in sections via the deflection of the probe arm .
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Prüfeinheit zur Überprüfung eines Abschnitts einer Schlitzwandfuge, mit einem Basisabschnitt zur Anbringung der Prüfeinheit an einer Schlitzwandherstellungseinrichtung, insbesondere eines Schlitzwandgreifer oder einer Schlitzwandfräse. Die Prüfeinheit weist zumindest einen über einen Gelenkmechanismus auslenkbaren Tastarm sowie eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer Auslenkung des zumindest einen Tastarms gegenüber dem Basisabschnitt auf.In particular, the present invention relates to a test unit for testing a section of a diaphragm wall joint, with a base section for attaching the test unit to a diaphragm wall production device, in particular a diaphragm wall grab or a trench wall cutter. The test unit has at least one feeler arm that can be deflected via a hinge mechanism and a detection unit for detecting a deflection of the at least one feeler arm relative to the base section.
Die erfindungsgemäße Prüfeinheit hat den Vorteil, dass Undichtigkeiten bedingt durch Umläufe oder ähnliches in einer Schlitzwand gar nicht erst entstehen können, da sie bereits vor der Fertigstellung der Schlitzwand detektiert werden. Das von der Prüfeinheit aufgezeichnete Messprotokoll kann als Nachweis dafür dienen, dass die Schlitzwandfugen ordnungsgemäß hergestellt wurden.The test unit according to the invention has the advantage that leaks caused by circulations or the like in a diaphragm wall cannot arise in the first place, since they are already detected before the diaphragm wall is completed. The measurement protocol recorded by the test unit can serve as proof that the diaphragm wall joints have been properly produced.
Erfindungsgemäß ist ferner der zumindest eine Tastarm mittels einer Vorspanneinrichtung an der Prüfeinheit vorgespannt. Durch Lösen der Vorspanneinrichtung kann der Tastarm somit auf einfache Weise zügig in einer Einsatzstellung bewegt werden.According to the invention, the at least one probe arm is further pretensioned on the test unit by means of a pretensioning device. By releasing the pretensioning device, the feeler arm can thus be moved quickly into an operating position in a simple manner.
Ferner ist zum Auslenken des zumindest einen Tastarms in eine Prüfposition ein Sensor zur Erfassung des hydrostatischen Drucks an der Prüfeinheit vorgesehen sein. Mit diesem Sensor kann zum einen die aktuelle Abteuftiefe ermittelt, und zum anderen Veränderungen des hydrostatischen Drucks für weitere Maßnahmen ermittelt werden. Alternativ ist es möglich, dass die Schlitzwandherstellungseinrichtung einen solchen Sensor umfasst, und die von diesem ermittelten Daten der Prüfeinheit zur Verfügung gestellt werden.Furthermore, a sensor for detecting the hydrostatic pressure is provided on the test unit for deflecting the at least one probe arm into a test position. With this sensor, on the one hand, the current depth of the sink can be determined and, on the other hand, changes in the hydrostatic pressure can be determined for further measures. Alternatively, it is possible for the diaphragm wall production device to include such a sensor and for the data determined by this to be made available to the test unit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Prüfeinheit eine Steuereinheit, die ermittelt, wenn der erfasste hydrostatische Druck über ein bestimmtes Zeitintervall konstant bleibt. In diesem Fall lässt die Steuereinheit den zumindest einen Tastarm in eine Prüfposition auslenken. Falls der Tastarm, wie zuvor beschrieben, in einem vorgespannten Zustand gehalten wird, bedeutet dies, dass die Steuereinheit die Vorspannenrichtung lösen lässt. Daraufhin wird der Tastarm in seine Einsatzposition ausgelenkt, und kann zur Prüfung einer Schlitzwandfuge verwendet werden.According to a further embodiment, the test unit comprises a control unit which determines when the detected hydrostatic pressure remains constant over a specific time interval. In this case, the control unit leaves the at least one probe arm deflect into a test position. If the feeler arm is held in a pretensioned state, as described above, this means that the control unit can release the pretensioning direction. The probe arm is then deflected into its operating position and can be used to test a diaphragm wall joint.
Auch kann die Prüfeinheit einen Neigungssensor umfassen. Mit diesem kann die Ausrichtung der Prüfeinheit im Schlitz bzw. gegenüber der zu prüfenden Schlitzwand ermittelt werden. Alternativ ist es auch möglich, dass ein solcher Sensor bereits an der Schlitzwandherstellungseinrichtung vorgesehen ist, und diese Information in eine Datenbasis der Prüfeinheit integriert wird.The test unit can also comprise an inclination sensor. This can be used to determine the alignment of the test unit in the trench or in relation to the trench wall to be tested. Alternatively, it is also possible that such a sensor is already provided on the diaphragm wall production device and that this information is integrated into a database of the test unit.
Ferner kann die erfindungsgemäße Prüfeinheit einen Datenträger umfassen, der die durch die Erfassungseinheit ermittelten Daten aufzeichnet. Alternativ oder zusätzlich kann eine beispielsweise kabelgebundene Verbindungseinrichtung vorgesehen sein, mit der die von der Prüfeinheit ermittelten Daten während deren Betrieb an die Erdoberfläche übermittelt werden.Furthermore, the test unit according to the invention can comprise a data carrier which records the data determined by the detection unit. As an alternative or in addition, a cable-connected connection device, for example, can be provided with which the data determined by the test unit are transmitted to the surface of the earth during its operation.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist an einem distalen Ende des auslenkbaren Tastarms eine Rolle angebracht ist. Diese Rolle kann auf einer Schlitzwandfuge abrollen, und somit einen sicheren Kontakt des Tastarms mit der Schlitzwandfuge ohne Verhaken sicherstellen. Die Rolle ist insbesondere aus Hartkunststoff hergestellt. Dieses Material hat sich für den genannten Einsatz als vorteilhaft erwiesen, da ein optimales Führen des Tastarms entlang der Schlitzwandfuge ermöglicht wird.According to a further embodiment, a roller is attached to a distal end of the deflectable probe arm. This role can roll on a diaphragm wall joint and thus ensure secure contact between the probe arm and the diaphragm wall joint without getting stuck. The role is made in particular from hard plastic. This material has proven to be advantageous for the use mentioned, since it enables the probe arm to be optimally guided along the trench wall joint.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Schlitzwandherstellungseinrichtung, insbesondere einen Schlitzwandgreifer oder einer Schlitzwandfräse, mit einer zuvor beschriebenen Prüfeinheit. Hierbei kann es auch vorgesehen sein, dass die genannte Steuereinheit im Bereich der Schlitzwandherstellungseinrichtung angebracht ist.The present invention also relates to a trench wall production device, in particular a trench wall grab or a trench wall cutter, with a test unit as described above. Here it can also be provided that said control unit is attached in the area of the diaphragm wall production device.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 bereit.The present invention further relates to a method having the features according to claim 9.
Beim Führen der Prüfeinheit ist der Tastarm mit der zu prüfenden Schlitzwandfuge in Kontakt, und der Auslenkwinkel des Tastarms während des Führens der Prüfeinheit entlang der Schlitzwand wird aufgezeichnet. Über das aufgezeichnete Profil können Rückschlüsse auf Fehlstellen im Bereich der Schlitzwandfuge gezogen werden. Außerdem wird aufgezeichnet, ob verlorene Fugenelemente beim Meisseleinsatz beschädigt wurden.When guiding the test unit, the probe arm is in contact with the trench wall joint to be tested, and the deflection angle of the probe arm while the test unit is being guided along the trench wall is recorded. Conclusions about defects in the area of the diaphragm wall joint can be drawn from the recorded profile. In addition, it is recorded whether lost joint elements were damaged when using the chisel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der hydrostatische Druck im Bereich der Prüfeinheit erfasst, und, wenn der erfasste hydrostatische Druck über ein bestimmtes Zeitintervall konstant bleibt, wird der zumindest eine Tastarm in eine Prüfposition ausgelenkt. Wenn der hydrostatische Druck über das bestimmte Zeitintervall konstant bleibt, kann angenommen werden, dass die Prüfeinheit die Unterkante der Schlitzwand erreicht hat. Folglich kann eine Messung beginnen.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the hydrostatic pressure is detected in the area of the test unit and, if the detected hydrostatic pressure remains constant over a certain time interval, the at least one probe arm is deflected into a test position. If the hydrostatic pressure remains constant over the specific time interval, it can be assumed that the test unit has reached the lower edge of the diaphragm wall. As a result, a measurement can begin.
FigurenlisteFigure list
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1 ist eine schematische Ansicht eines Schlitzwandgreifers mit der erfindungsgemäßen Prüfeinheit (Fugeninspektor).1 is a schematic view of a diaphragm wall grab with the inspection unit according to the invention (joint inspector). -
2a zeigt den in1 dargestellten Schlitzwandgreifer mit Fugeninspektor von einer Seite aus betrachtet.2a shows the in1 Diaphragm wall grab shown with joint inspector viewed from one side. -
2b zeigt deine weitere Ausführungsform des Schlitzwandgreifer mit Fugeninspektor von einer Seite aus betrachtet.2 B shows your further embodiment of the diaphragm wall grab with joint inspector viewed from one side. -
3 zeigt einen beispielhaften Verfahrensablauf zur Herstellung einer Schlitzwand und Überprüfung der Schlitzwandfugen, wobei eine verlorene Stahlflachfuge zum Einsatz kommt.3rd shows an exemplary process sequence for producing a diaphragm wall and checking the diaphragm wall joints, using a lost flat steel joint. -
4 zeigt ein alternatives Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Schlitzwand mittels eines Abschalrohrs sowie entsprechender Überprüfung der Schlitzwandfuge.4th shows an alternative production method for producing a diaphragm wall by means of a shuttering pipe and a corresponding inspection of the diaphragm wall joint. -
5 zeigt ein weiteres alternatives Verfahren zur Herstellung von Schlitzwänden unter Einsatz eines vorgefertigten Fugenelements.5 shows a further alternative method for producing diaphragm walls using a prefabricated joint element. -
6 ist eine Seitenansicht einer bereits teilweise hergestellten Schlitzwand.6th is a side view of an already partially manufactured diaphragm wall.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDetailed description of the preferred embodiments
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen können jeweils miteinander kombiniert werden, um neue Ausführungsformen auszubilden. Gleiches betrifft alternative Verfahrensschritte. Darüber hinaus ist es ersichtlich, dass das später beschriebene Verfahren insbesondere zum Einsatz mit dem nachfolgend beschriebenen Fugeninspektor (Prüfeinheit) geeignet ist.A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail. Further modifications mentioned in this context can in each case be combined with one another in order to form new embodiments. The same applies to alternative procedural steps. In addition, it can be seen that the method described later is particularly suitable for use with the joint inspector (test unit) described below.
Die vorliegende Ausführungsform betrifft einen Fugeninspektor
Am Trägerabschnitt
Ferner umfasst der Fugeninspektor
Darüber hinaus ist am Fugeninspektor
Der Fugeninspektor
In einer weiteren Modifikation ist es ebenfalls möglich, den Fugeninspektor
Darüber hinaus ist der Fugeninspektor
Der am Schlitzwandgreifer
Erfasst der am Fugeninspektor
Über den Gelenkmechanismus
Hierzu wird der Schlitzwandgreifer
Die Daten bezüglich der Auslenkung der Tastarme
Neben dieser Datenübertragung nach dem Ausfahren des Schlitzwandgreifers ist es ebenfalls möglich, die durch den Fugeninspektor
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In
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