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Qualitätskontrolle von Pfahlgründungen mit Hilfe dynamischer Prüfmethoden - Dipl.-Ing. Bernd Plaßmann, Dipl.-Ing. Fabian Kirsch Institut für Grundbau und Bodenmechanik der Technischen Universität Braunschweig Kurzfassung: In der Geotechnik bieten dynamische Pfahlprüfungen eine wirtschaftliche Möglichkeit der Qualitätskontrolle von Pfahlgründungen. Bei diesen Verfahren werden die dynamischen Vorgänge, speziell die Ausbreitung von Stoßwellen, in Ramm- und Ortbetonpfählen meßtechnisch erfaßt. Der anschließenden Auswertung wird ein mathematischen-physikalisch Modell des Pfahl-Boden-Systems zugrunde gelegt. Es wird zwischen der Tragfähigkeitsprüfung und der zerstörungsfreien Integritätsprüfung von Pfählen unterschieden. Bei der Tragfähigkeitsprüfung wird ein Stoßimpuls in Form eines Rammschlags in den Pfahlkopf eingeleitet. Diese sogenannte "High-strain" Methode bewirkt bleibenden Verschiebungen des Pfahls, wobei Bodenwiderstände an Pfahlmantel und -spitze geweckt werden. Die Wellenausbreitungsvorgänge werden mit Beschleunigungs- und Dehnungsaufnehmern im Bereich des Pfahlkopfs meßtechnisch erfaßt. Die Auswertung nach dem CAPWAP Verfahren dann basiert auf der Identifikation des eindimensionalen Modells mit Hilfe der Meßergebnisse. Am Institut für Grundbau und Bodenmechanik liegen umfangreiche Erfahrungen mit der Anwendung dieses Verfahrens bei den unterschiedlichsten Pfahlsystemen vor. Hier sollen einige Beispiele zur Illustration der zuvor zu erläuternden Theorie dienen. Bei der Integritätsprüfung, der sogenannten "Low-stain" Methode", wird der Stoßimpuls mit einem speziellen Impulshammer geringer Masse in den Pfahlkopf eingeleitet. Die Ausbreitung der Stoßwelle im Pfahl wird hierbei mit Beschleunigungsaufnehmern am Pfahlkopf gemessen. Ursprünglich wurde dieses Verfahren entwickelt um lediglich die Pfahllänge festzustellen. In der weiteren Entwicklung des Meßverfahrens ist es möglich, daß neben der Pfahllänge auch Aussagen zur Pfahlgeometrie, d.h. zur Unversehrtheit bzw. Integrität, gemacht werden können. Somit können Fehlstellen (Einschnürungen, Risse, usw. vgl. Abb. 1) entlang eines Pfahles genau lokalisiert und qualitativ bewertet werden.  In aktuellen Untersuchungen am Institut für Grundbau und Bodenmechanik wird die Methode der Integritätsprüfung weiterentwickelt, so daß verbesserte Aussagen über Ort und Ausbildung von Fehlstellen gemacht werden können. Die Untersuchungen befassen sich zunächst mit der Weiterentwicklung der Meßmethode, speziell durch Variation der Impulseinleitung und Verbesserung der Meßaufnehmern zur Erfassung der hochfrequenten Anteile des Stoßvorgangs bei Modell- und Feldversuchen. Zur Erweiterung der Anwendungsgrenzen des Verfahrens ist die Entwicklung von Auswertemethoden wesentlich. Stand der Technik ist derzeit die visuelle Beurteilung des Meßsignals. Ziel der vorzustellenden Untersuchung ist die Entwicklung eines geeigneten Algorithmus zur Systemidentifikation bei Integritätsprüfungen. |
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