Empfehlungen des Arbeitskreises Geomesstechnik

Der Arbeitskreis 2.10 ist ein gemeinsamer Arbeitskreis der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT) und der Gesellschaft für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement e. V. (DVW) und wurde mit dem Ziel gegründet, Empfehlungen für die Installation und den Einsatz von Messgeräten sowie die Auswertung der gewonnenen Ergebnisse bei geotechnischen Bauvorhaben auszuarbeiten. Der Arbeitskreis ist interdisziplinär zusammengesetzt und sichert so den Zugriff auf das Fachwissen in den Disziplinen Geomechanik, Geodäsie und Geotechnik.

• Widmung vVorwort der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V. xiiiVorwort des DVW Arbeitskreises 4 „Ingenieurgeodäsie“ xvVorwort der Obfrau/des Obmanns des Arbeitskreises xviiEinführung xxiAbkürzungsverzeichnis xxvVerwendete Größen und ihre Formelzeichen xxixAbbildungsverzeichnis xxxiTabellenverzeichnis xxxvii1 Geomesstechnik 11.1 Ziele der Geomesstechnik 11.2 Sensibilitat, Transparenz, Akzeptanz 21.3 Normative Regelung 31.4 Ganzheitliche Entwicklung und Umsetzung vonMessprojekten 51.5 Risikomanagement 71.5.1 Projektubergreifendes Risikomanagement 71.5.2 Georisikomanagement 101.5.3 Aufgaben der Geomesstechnik im Rahmendes Georisikomanagements 12Literatur 132 Zielsetzung geotechnischer Messungen 152.1 Grundsatzliches 152.2 Erkundungsphase 152.3 Beobachtungsmethode 182.4 Beweissicherung 192.5 Qualitatssicherung fur Baumasnahmen 202.5.1 Qualitatssicherung im Erdbau 202.5.2 Qualitatssicherung im Spezialtiefbau 212.6 Steuerung von Bauprozessen 222.7 Beobachtung des Betriebszustandes von Bauwerken 252.8 Beobachtung des Stilllegungs- und Nachbetriebszustandes 252.8.1 Beobachtung des Stilllegungszustandes 262.8.2 Beobachtung des Nachbetriebszustandes 262.9 Beobachtung naturbedingter Gefahrdungen und Fruhwarnung 27Literatur 283 Messgrößen 313.1 Allgemeines 313.2 Bezugssysteme (Raumbezug) 313.2.1 Definition von Bezugssystemen 313.2.2 Amtliche Bezugssysteme 343.2.3 Lokale Bezugssysteme 363.2.4 Bezugssysteme in der Geotechnik 383.3 Geometrie 403.3.1 Verschiebungen im Raum 413.3.2 Konvergenzen 413.3.3 Neigungen 423.3.4 Deformationen und Verzerrungen 423.3.5 Schwingungen 433.4 Mechanik 433.4.1 Krafte 443.4.2 Spannungen (inkl. Porenwasserdruck) 443.5 GeophysikalischeMessgrosen 473.6 Umwelt 473.6.1 Temperatur 473.6.2 Luftdruck 483.6.3 Weitere Einflussgrosen 483.7 Volumenstrome 49Literatur 494 Messsysteme und -verfahren 514.1 Begriffe und Methoden 514.2 Messprinzipien 534.2.1 Geometrie 544.2.2 Kinematik 654.2.3 Mechanik 664.2.4 Temperatur 724.3 Messsysteme 744.3.1 Geometrie 744.3.2 Mechanik 1074.3.3 Grundwasserstand und Porenwasserdruck 1234.3.4 Meteorologie 1314.3.5 Temperaturen und Temperaturverteilung 1314.3.6 Volumenstrome 1344.3.7 Geophysik 1374.4 Kalibrierung von Messsystemen 1434.4.1 Definition der Kalibrierung 1434.4.2 Werkskalibrierung 1444.4.3 Kalibrierkonzepte 1454.4.4 Vorgehensweise bei der Kalibrierung 1464.4.5 Bewertung der Kalibrierergebnisse 1474.5 Langzeitstabilitat vonMesssystemen 1484.5.1 Vorbemerkungen 1484.5.2 Empfehlungen zur Gewahrleistung einer langjahrigen Betriebsdauer und Stabilitat vonMesssystemen 1494.5.3 Uberprufung der Messsysteme 1504.5.4 Wartung 1524.6 Qualitatsbewertungen der Messungen 1534.6.1 Motivation und Herangehensweise 1534.6.2 Grundzuge der statistischen Qualitatsbewertung 1544.6.3 Messunsicherheitsbewertung nach GUM 1684.6.4 Weitere Methoden zur Bestimmung der Messunsicherheit 1774.6.5 Toleranz und Messgenauigkeit 178Literatur 1835 Grundsätze bei der Erstellung von Messprogrammen 1955.1 Bestandteile des Messprogramms 1955.2 Definition der allgemeinen Projektbedingungen und Messziele 1965.3 Herausarbeiten der geotechnisch relevanten Fragestellungen 1975.4 Messgrosen 1985.4.1 Definition der zu erfassenden Messgrosen 1985.4.2 Anforderungen an Messbereich und Messunsicherheit 1985.4.3 Anforderungen an die raumliche Auflosung der Information 1995.5 Messkonzept 1995.5.1 Messtechnische Instrumentierung 1995.5.2 Raumliche Verteilung der Messpunkte 2005.5.3 Zeitplan der Messungen 2015.6 Auswertekonzept 2025.6.1 Auswertung der Messdaten, Reaktionszeit 2025.6.2 Archivierung 2025.7 Erwartungsgemases Verhalten und Reaktionsstufen 2035.7.1 Erwartungsgemases Verhalten 2035.7.2 Schwellen-, Eingreif- und Alarmwerte 2045.7.3 Ermittlung von Schwellen-, Eingreif- und Alarmwerten 206Literatur 2076 Entwurf von Messprogrammen 2096.1 Auffullungen und Schuttungen 2096.1.1 Ziel des Messprogramms 2096.1.2 Aufgabenstellung 2096.1.3 Messungen 2106.1.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 2136.1.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 2146.1.6 Fallbeispiel 2146.2 Baugruben 2176.2.1 Ziel des Messprogramms 2186.2.2 Aufgabenstellung 2186.2.3 Messungen 2196.2.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 2216.2.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 2216.2.6 Fallbeispiel 2216.3 Grundungen und Baugrundverbesserungen 2246.3.1 Ziel des Messprogramms 2246.3.2 Aufgabenstellung 2266.3.3 Messungen 2266.3.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 2306.3.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 2306.3.6 Fallbeispiel 1 2306.3.7 Fallbeispiel 2 2326.4 Hange und Boschungen 2376.4.1 Ziel des Messprogramms 2376.4.2 Aufgabenstellung 2386.4.3 Messungen 2396.4.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 2446.4.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 2456.4.6 Fallbeispiel: Einschnittsboschung 2456.4.7 Fallbeispiel: Rutschhang (Hangrutschung) 2486.5 Talsperren, Damme und Deiche 2516.5.1 Ziel des Messprogramms 2516.5.2 Aufgaben- bzw. Problemstellung 2526.5.3 Messungen 2546.5.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 2606.5.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 2606.5.6 Fallbeispiel 2616.6 Tunnel 2636.6.1 Ziel des Messprogramms 2636.6.2 Untertagige Messungen 2646.6.3 Zu erfassende obertagige Messdaten 2696.6.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 2716.6.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 2726.7 Untertagiger Hohlraumbau 2726.7.1 Ziel 2726.7.2 Aufgaben- bzw. Problemstellung 2736.7.3 Messungen 2746.7.4 Fallbeispiel 2816.8 Kaimauern und Kajen 2846.8.1 Ziel des Messprogramms 2846.8.2 Aufgaben- bzw. Problemstellung 2846.8.3 Messungen 2866.8.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 2896.8.5 Fallbeispiel 2896.9 Offshorebauwerke 2916.9.1 Ziel des Messprogramms 2916.9.2 Aufgabenstellung 2926.9.3 Messungen 2936.9.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 2966.9.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 2966.9.6 Fallbeispiel 296Literatur 2997 Datenmanagement 3057.1 Gliederung in verschiedene Funktionsebenen 3057.1.1 Sensorebene 3057.1.2 Datenerfassungsebene 3067.1.3 Auswerteebene 3077.2 Datenerfassung 3087.2.1 Messprotokoll, Handmessgerate 3087.2.2 Mobile Messgerate mit Speicherfunktion 3087.2.3 Stationare Logger und Messanlagen, Mess-PCs 3087.2.4 Messtechnischer Bericht und Darstellung der Messdaten 3107.3 Datenubertragung 3107.3.1 Messwertubertragung von der Sensorebene zur Datenerfassungsebene 3107.3.2 Datenubertragung zwischen Datenerfassungs- und Auswerteebene 3137.4 Datensicherung und -archivierung 3157.4.1 Datensicherung 3157.4.2 Datenarchivierung 316Literatur 3168 Datenauswertung: Datenaufbereitung, Datenanalyse und Visualisierung 3178.1 Datenaufbereitung 3188.1.1 Datensichtung (Plausibilitatsprufung) 3188.1.2 Bereinigung 3198.2 Auswertung von kontinuierlichen Messungen 3208.2.1 Einfuhrung und Aufgabenstellung 3208.2.2 Charakterisierung einer Zeitreihe 3218.2.3 Parameter einer Zeitreihe 3248.2.4 Voranalyse von Zeitreihen 3258.2.5 Betrachtung mehrerer Zeitreihen 3288.2.6 Suche nach Periodizitaten 3318.3 Visualisierung 3348.3.1 Grundsatze 3348.3.2 Darstellung von Zeitreihen 3358.3.3 Isolinien- und Tensordarstellungen 336Literatur 3389 Qualitätssicherung und vertragliche Rahmenbedingungen 3419.1 Planung messtechnischer Leistungen 3419.2 Ausschreibung und Vergabe von Ausrustungs-, Messund Auswerteleistungen 342Literatur 345Anhang A Kurzbiografien der derzeitigen Mitglieder des Arbeitskreises 347Literatur 353Stichwortverzeichnis 371