DE4013982A1 - Anordnung zur deformationstechnischen ueberwachung eines baugrundes und/oder bauwerkes - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren zur deformationstechnischen Überwachung eines Baugrundes und/oder eines Bauwerkes, wobei an zumindest einem geometrischen Ort des Baugrundes bzw. des Bauwerkes eine deformationsinduzierte Meßgröße gemessen wird und wobei die Meßgröße elektronisch oder optisch erfaßt und zur Anzeige gebracht wird. - Der Ausdruck Baugrund umfaßt beliebige geologische Formationen, einschließlich künstlich erzeugter, unterhalb und/oder in der Umgebung eines Bauwerkes oder eines zu errichtenden Bauwerkes. Der Ausdruck Bauwerk bezeichnet insbesondere Großbauwerke, Hochbauten, Brücken, Kraftwerke, unterirdische Bauwerke und Untertageräume, aber auch Staudämme, Speicherseen und Fundamente von Bauwerken. Die Überwachung dient der Schadensfrüherkennung.

Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent wird an dem genannten geometrischen Ort in den Baugrund bzw. in das Bauwerk eine Bohrung eingebracht und wird in die Bohrung ein langgestrecktes Gehäuse eingeführt, welches mit Hilfsmitteln, die am Gehäuseboden und im Bereich des oberen Randes angeordnet sind, in der Bohrung mit im wesentlichen vertikaler Achse eingerichtet und festge­ setzt wird, wobei das Gehäuse mit einer Flüssigkeit gefüllt wird und in dem Gehäuse an einem Ankerfaden, der im Bereich des Gehäusetiefsten befestigt ist, ein Auftriebspendel in Form eines Schwimmsensors angeordnet wird, der unter Zugspannung in der Flüssigkeit schwimmt und von dem Gehäuse umgeben ist, und wobei als Meßgröße Lageveränderungen des Schwimmsensors gegenüber einem Meßwertaufnehmer erfaßt wird, der an einer Platte pendelnd aufgehängt wird, die auf dem oberen Rand des Gehäuses aufliegt und an diesem eingerichtet wird. Dieses Verfahren erlaubt eine hochauflösende Erfassung von Neigungsprozes­ sen an der Erdoberfläche und an einem Bauwerk relativ zur momentanen Richtung der Schwerkraft. Das beruht wesentlich auch darauf, daß das Auftriebspendel in Form des Schwimmsensors mit einem Meßwertaufnehmer zusammenwirkt, der seinerseits, wie beschrieben, als Schwerependel aufgehängt ist. Hochauflösend bedeutet, daß auch klinometrische Gezeiten gemessen werden können, also meßtechnisch eine Größenordnung von etwa plus/minus 0′′,001, entsprechend plus/minus 0,005 mm pro Kilometer, erreicht wird. Das Verfahren nach dem Hauptpatent eröffnet so neue Möglichkeiten zur kontinuierlichen Beobachtung neigungsrelevanter Vorgänge tektonischer, aber auch bautechnischer Art, um Wirkungen von Deformationsprozessen bereits dann zu erfassen, wenn die Deformationen selber noch nicht gemessen werden können, da sie noch weit unterhalb der Signalauflösung der insoweit einsetzbaren Instrumente liegen und/oder innerhalb der Toleranzen, mit der Meßmarken realisiert werden können. Gegenstand des Hauptpatentes ist fernerhin eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens mit einem langgestreckten Gehäuse, welches bei der Durchführung der Messung mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, einem Schwimmsensor in dem Gehäuse, der am Grund des Gehäuses an einem Ankerfaden befestigt ist, und einer Meßanzeige­ einrichtung, wobei der Schwimmsensor in der Flüssigkeit vertikal aufschwimmt und mit der Meßwertanzeigevorrichtung eine Abweichung der Achse des Gehäuses von der Vertikalen feststellbar ist. Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse Hilfsmittel aufweist, mit denen das Gehäuse in einer Bohrung des Baugrundes oder Bauwerkes mit im wesentlichen vertikaler Achse einrichtbar und festsetzbar ist, und daß auf dem Gehäuse ein Meßwertaufnehmer aufgesetzt ist, der an einer Platte pendelnd aufgehängt ist, die auf dem oberen Rand des Gehäuses aufliegt und an diesem einrichtbar ist. Diese Vorrichtung hat sich bewährt.

Der Erfindung liegt in weiterer Ausbildung des Gegenstan­ des des Hauptpatentes die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur deformationstechnischen Überwachung eines Baugrundes und/oder Bauwerkes anzugeben, die sich durch Einfachheit und besonders hohes Auflösungsvermögen auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Anordnung zur deformationstechnischen Überwachung eines Baugrundes und/oder Bauwerkes, wobei an zumindest einem geometrischen Ort des Baugrundes bzw. Bauwerkes eine deformationsinduzierte Meßgröße gemessen wird und die Meßgröße elektrotechnisch oder optisch erfaßt und zur Anzeige gebracht wird, mit einem Bohrloch in dem Baugrund bzw. Bauwerk, einem Auftriebspendel mit einem Schwimm­ sensor in dem Bohrloch, welches in einer Flüssigkeit schwimmt und an einem Ankerfaden befestigt ist, und einem Meßwertaufnehmer, wobei der als Schwerependel ausgebildete Meßwertaufnehmer an einem festen Punkt oberhalb des Bohr­ loches, der mit dem Baugrund bzw. Bauwerk statisch in Verbindung steht, aufgehängt und auf den Schwimmsensor einrichtbar ist. Im übrigen ist die Anordnung so getrof­ fen, wie es im Zusammenhang mit der im Hauptpatent offenbarten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es zur Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent nicht erforderlich ist, mit einer Vorrichtung zu arbeiten, bei der der Meßwertaufnehmer an einer Platte pendelnd aufge­ hängt ist, die ihrerseits auf dem oberen Rand des Gehäuses aufliegt und an diesem einrichtbar ist. Der Meßwertauf­ nehmer kann an anderer Stelle oberhalb des Bohrloches und mit sehr großem Abstand von dem Schwimmsensor als Schwere­ pendel aufgehängt werden - und mit der Länge dieses Schwerependels nehmen das Auflösungsvermögen und damit die Meßgenauigkeit zu. Wesentlich ist, daß der Aufhängepunkt für das Schwerependel mit dem Bauwerk oder Baugrund statisch in Verbindung steht. Darunter wird verstanden, daß eine mechanische Verbindung besteht, die im Sinne der Statik Veränderungen des Bauwerkes oder Baugrundes ver­ formungsfrei auf den Punkt für die Aufhängung des Schwere­ pendels überträgt. Die Erfindung beruht fernerhin auf der Erkenntnis, daß es nicht erforderlich ist, mit einer Vorrichtung zu arbeiten, die, wie im Hauptpatent beschrie­ ben, ein Gehäuse aufweist, obgleich auch bei der erfin­ dungsgemäßen Anordnung im allgemeinen ein solches Gehäuse vorgesehen oder die Bohrung verrohrt wird. Insbesondere wenn ein Gehäuse nicht vorgesehen wird oder lediglich eine Verrohrung des Bohrloches erfolgt, kann ohne Schwierig­ keiten auch das Auftriebspendel mit großer Pendellänge ausgeführt werden, wodurch das Auflösevermögen weiter erhöht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführ­ licher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch die erfindungsgemäße Anordnung.

Die dargestellte Anordnung ist zur deformationstechnischen Überwachung eines Baugrundes oder eines Bauwerkes bestimmt In dem dargestellten Ort des Baugrundes bzw. Bauwerkes wird eine deformationsinduzierte Meßgröße gemessen. Die Meßgröße wird elektrotechnisch oder optisch erfaßt und zur Anzeige gebracht. Zur Anordnung gehört ein Bohrloch 1 in dem Baugrund bzw. Bauwerk, ein Auftriebs­ pendel 2 mit einem Schwimmsensor 3 in dem Bohrloch 1, welches in einer Flüssigkeit F schwimmt und an einem Ankerfaden 4 befestigt ist, sowie ein Meßwertaufnehmer 5. Der Meßwertaufnehmer 5 ist als Schwerependel ausgebil­ det und an einem festen Punkt 6 oberhalb des Bohrloches 1, der mit dem Baugrund bzw. Bauwerk statisch in Verbin­ dung steht an einem Aufhängefaden 7 aufgehängt und auf den Schwimmsensor 3 einrichtbar. In der Figur wurde die statische Verbindung durch zwei strichpunktierte Linien 8 dargestellt. Die Einrichtbarkeit wurde durch einen Doppelpfeil 9 an der Aufhängung für den Meßwertauf­ nehmer 5 angedeutet. Der Schwimmsensor 3 besitzt, wie bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent, vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt. Er besitzt Wände 10, die im montierten Zustand des Schwimmsensors 3, aufgehängt an dem Ankerfaden 4, im wesentlichen vertikal verlaufen. Der Meßwertaufnehmer 5 besitzt den vertikalen Wänden 10 des Schwimmsensors 3 im wesentlichen parallele Konden­ satorplatten 11, die einer entsprechenden kapazitiven Meßeinrichtung angehören, die an sich bekannt ist und hier im einzelnen nicht weiter erläutert wird. Diese Ausfüh­ rungsform ist besonders vorteilhaft, weil, wie zur Vor­ richtung nach dem Hauptpatent erläutert, die Abstandsän­ derung durch zwei orthogonale Komponenten eindeutig fest­ legbar ist. Der Schwimmsensor 3 ist im Ausführungsbeispiel ein oben offener Hohlkörper. Der Meßwertaufnehmer 5 mit seinen Kondensatorplatten 11 taucht in den Schwimmsensor 3 ein. Ein beschwerendes Gewicht 12 ist an dem pendelnd aufgehängten Meßwertaufnehmer 5 angeschlossen und hängt in einer Flüssigkeit 13, deren Viskosität so gewählt ist, daß eine ausreichende Dämpfung von störenden Schwingungsbewe­ gungen erfolgt.

Claims (1)

1. Anordnung zur deformationstechnischen Überwachung eines Baugrundes und/oder Bauwerkes, wobei an zumindest einem geometrischen Ort des Baugrundes bzw. Bauwerkes eine deformationsinduzierte Meßgröße gemessen wird und die Meßgröße elektrotechnisch oder optisch erfaßt und zur Anzeige gebracht wird, - mit
   einem Bohrloch (1) in dem Baugrund bzw. Bauwerk,
   einem Auftriebspendel (2) mit einem Schwimmsensor (3) in dem Bohrloch (1), welches in einer Flüssig­ keit (F) schwimmt und an einem Ankerfaden (4) befestigt ist, und
   einem Meßwertaufnehmer (5),
   wobei der als Schwerependel ausgebildete Meßwertaufnehmer (5) an einem festen Punkt (6) oberhalb des Bohrloches (1), der mit dem Baugrund bzw. Bauwerk in Verbindung steht, aufgehängt und auf den Schwimmsensor (3) einricht­ bar ist.