Optimale Lösungen für geotechnische, hydrogeologische und umwelttechnische Fragen erfordern ein tiefes Verständnis von des räumlichen Aufbau sdes Untergrundes und den Eigenschaften der einzelnen Schichten. Dabei können direkte Aufschlüsse, indirekte Sondierungen und geophysikalische Methoden eingesetzt werden. Jede Untersuchungsmethode hat dabei ihre spezifischen Stärken. Wir betreiben eine breite Palette an indirekten, direkten und geophysikalischen Methoden zur Untersuchung des Untergrunds. So haben Sie die Sicherheit, immer auf die optimal geeignete Untersuchungsmethode zurückgreifen zu können
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indireKte Methoden
Indirekte Methoden liefern punktuelle Informationen zum Schichtaufbau und zu den jeweiligen Eigenschaften dieser Schichten. Dabei werden Eigenschaften des Untergrunds im Erdreich selbst (in situ) gemessen, ohne dass das Material an die Oberfläche befördert wird. Die Daten sind somit nicht durch Bohreinflüsse oder Spannungsänderungen verfälscht.
Die Auflösung ist in der Regel hoch, das untersuchte Volumen dafür eher gering. Wir setzen ein breites Spektrum an Untersuchungsmethoden ein – darunter elektrische Drucksondierungen, Rammsondierungen und Dilatometerversuche.
elektrische Drucksondierungen (CPTu)
Die elektrische Drucksondierung (CPTu) ist ein Testverfahren zur Bestimmung der Baugrundverhältnisse in Lockergestein. Mit den drei Messgrössen Spitzenwiderstand, lokale Mantelreibung und Porenwasserspannung kann der Schichtaufbau zentimetergenau bestimmt und dazugehörende geotechnische Kennwerte ermittelt werden. Zusätzliche Module erlauben weitere Messungen wie z. B. die Scherwellengeschwindigkeit. Solche Informationen sind für eine realitätsnahe Abbildung des Deformationsverhaltens der einzelnen Schichten sehr hilfreich. Die maximale Erkundungstiefe beträgt über 50 Meter.
Rammsondierungen
Die Rammsondierung ist ein Testverfahren zur Grobbestimmung der Baugrundeigenschaften und des Schichtaufbaus. Dazu wird ein Gewicht wiederholt fallengelassen und die Schlagzahl, die für eine bestimmte Eindringtiefe erforderlich ist, aufgezeichnet. Mehrere Ausführungsvarianten sind möglich, wobei das Fallgewicht, die Fallhöhe, die Querschnittfläche sowie die Form der Rammsonde variieren. Eine gesicherte Herleitung der Scher- und Deformationseigenschaften ist nicht möglich, jedoch sind ungefähre Angaben in der Regel machbar. Die maximale Erkundungstiefe beträgt etwa 25 Meter.
Flachdilatometer (DMT)
Der Flachdilatometerversuch ist ein Prüfverfahren zur Bestimmung der geotechnischen Eigenschaften von weichen Böden ohne Kieskomponenten. Mit den an einer seitlich ausgerichteten Membran gemessenen Drücken lassen sich insbesondere die Deformationseigenschaften des Baugrundes präzise herleiten. Die Messung erfolgt in diskreten Tiefen, wobei die vertikale Auflösung begrenzt ist. Der Schichtaufbau kann je nach Messintervall grob ermittelt werden. Die Messungen können direkt ab der Oberfläche oder als Bohrlochmessung durchgeführt werden.
Kugelsonde
Die Kugelsondierung (Ballcone) ist ein Verfahren zur Charakterisierung von sehr weichen, feinkörnigen Schichten. Dieser Versuch wird ähnliche wie die elektrische Drucksondierung durchgeführt und ermöglicht eine sehr präzise Messung der maximalen undrainierten Scherfestigkeit. Zur Bestimmung der residualen Scherfestigkeit und der Sensitivität können in diskreten Tiefenabschnitten zyklische Versuche durchgeführt werden, bei denen die Sonde mehrfach hoch- und runtergefahren wird. Die Anwendung dieser Untersuchungsmethode ist auf weiche, feinkörnige Ablagerungen begrenzt. Harte oberflächennahn Schichten müssen vorgängig vorgebohrt werden.
Direkte Methoden
Direkte Aufschlussmethoden liefern punktuelle Informationen zum Schichtaufbau. Dabei wird das Erdreich bis an die Oberfläche befördert. Dies erlaubt eine visuelle Begutachtung und die Entnahme von Bodenproben für weitere Untersuchungen. Basierend auf dem «Direct Push» Verfahren bieten wir mehrere Systeme zur Probenentnahme in Lockergestein, die eine kostengünstigere Alternative zu den herkömmlichen Rotationskernbohrungen darstellen.
Rammkernsondierung
Eine Rammkernsondierung (RKS) ist eine einfache Methode zur Gewinnung von Bodenproben aus Lockergesteinen. Dazu wird ein mit einem breiten Schlitz versehenes Stahlrohr mit hilfe eines mast- oder handgeführten Schlaggerät in den Baugrund eingetrieben. Nach dem Füllen des Kernrohrs wird die Rammkernsonde gezogen und der Kern entnommen. Anschliessend wird der Vorgang bis zur Zieltiefe wiederholt. Die Bohrtiefe beträgt in der Regel etwa 5 bis 10 Meter, der Durchmesser des Kernrohrs liegt bei 60 oder 80 Milimetern. Der gewonnene Kern ist stark gestört und kann zur Bestimmung der Zusammensetzung sowie für einfache Klassifikationsversuche verwendet werden.
kleinkernentnahme (RANGER)
Das «Ranger» ist ein Gerät, das die Entnahme von ungestörten Proben in diskreten Tiefenabschnitten ermöglicht. Die Proben eignen sich für Klassifizierungszwecke, erweiterte geotechnische Prüfungen wie Triaxial- und Oedometerversuche sowie für Altlastuntersuchungen. Die Länge der einzelnen Proben beträgt einen halben Meter, der Kerndurchmesser beträgt 65 Milimeter. Das geschlossene Gerät wird jeweils bis auf die Zieltiefe heruntergedrückt. Anschliessend wird der Probebehälter geöffnet und die Probe gestochen. Diese wird von einem «Inliner»-Rohr aus Kunststoff aufgenommen. An der Oberfläche kann dieser sofort luft- und wasserdicht verpackt werden.
Druckseilkernbohrung
Die Druckseilkernbohrung dient der kontinuierlichen Gewinnung von Bodenproben in Lockergestein. Dazu wird eine Stahlverrohrung samt einem zweiten, innenliegenden Kernrohr in den Baugrund eingedrückt. Nach dem Füllen des Kernrohrs wird dieses mit einer Fangvorrichtung aus seiner Halterung gelöst und an die Oberfläche befördert. Anschliessend wiederholt sich der Vorgang bis zum Erreichen der Zieltiefe. Die Methode eignet sich insbesondere für feinkörnige Seeablagerungen. Die maximale Bohrtiefe beträgt ca. 25 Meter, der Kerndurchmesser 100 Milimeter. Der Bohrkern ist weitgehend ungestört und kann für Triaxial- und Oedometerversuche verwendet werden.
Geophysikalische Methoden
Geophysikalische Methoden basieren auf der Messung der Verteilung physikalischer Grössen im Untergrund. Solche Methoden durchdringen ein grösseres Volumen des Untergrunds und sind besonders geeignet, um die räumliche Variabilität abzubilden. Dafür ist die vertikale Auflösung wesentlich geringer als bei den direkten und indirekten Methoden. P-Wellen können die Tiefe und Form des Grundgesteins abbilden und erlauben eine geotechnische Einstufung der Felsmasse. Informationen zur Scherwellengeschwindigkeit liefern direkte und belastbare Grundlagen für die Beurteilung des Deformationsverhaltens der einzelnen Schichten unter statischen und dynamischen Einwirkungen. Sie sind ein unverzichtbares Werkzeug für die genaue Setzungsberechnungen, FEM-Modellierungen oder spektralen Antwortanalysen.
Seismische Refraktionstomographie (SRT)
Die seismische Refraktionstomographie nutzt Laufzeiten von Druckwellen (P) oder Scherwellen (S), um vertikale und laterale Veränderungen im Untergrund abzubilden. Die Wellen werden an Materialgrenzen gebrochen und an der Oberfläche von Geophonen aufgezeichnet. Die P-Wellen-Refraktionstomographie wird häufig in Kombination mit MASW angewendet, sodass sowohl P- als auch S-Wellengeschwindigkeitsprofile ermittelt werden können. Die S-Wellen-Refraktionstomographie eignet sich besonders zur Messung der Scherwellengeschwindigkeit in Gebieten mit erheblicher lateraler Variabilität.
multichannel analysis of surface waves (masw)
Die Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) ist eine Methode zur Messung der Geschwindigkeitsverteilung von Scherwellen im Untergrund. Sie basiert auf der Dispersion von Oberflächenwellen, die mithilfe einer Geophonkette aufgezeichnet werden. MASW liefert die S-Wellen-Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Tiefe an einem Punkt (1D) oder entlang einer Serie von Punkten (pseudo-2D). Sie eignet sich besonders für Standorte mit horizontal geschichtetem Untergrund. Die maximale Untersuchungstiefe beträgt etwa 30 Meter. Die Methoden MASW und P-Wellen-Refraktionstomographie (SRT) ergänzen sich gegenseitig und werden häufig kombiniert.
Holistische analyse von oberflächenwellen (hs)
Multichannel Analysis of Refelected waves (MARW)
Die Multichannel Analysis of Reflected Waves (MARW) ist eine seismische Methode zur Bestimmung der Geschwindigkeitsfelder von P- oder S-Wellen. Das Verfahren basiert auf der Messung der Laufzeit von Raumwellen im Untergrund. Diese Wellen breiten sich nach unten aus und werden an Flächen mit unterschiedlicher Wellengeschwindigkeit reflektiert. Die benötigten Daten werden von einer Geophonkette aufgezeichnet. Die Methode liefert die Geschwindigkeitsverteilung an einem bestimmten Ort oder entlang einer Serie von Punkten (pseudo-2D). Die erzielbare Untersuchungstiefe beträgt rund 90 Prozent der Länge der Geophonkette, und kann somit gezielt über diese gesteuert werden.
Horizontal to Vertical spectral ratio (HVSR)
Die HVSR-Methode (Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio), auch bekannt als „Nakamura-Methode“, ist ein Verfahren zur Bestimmung der Grundfrequenz f0 in Lockergestein. Liegen zusätzliche Informationen zur S-Wellengeschwindigkeit der oberflächennahen Schichten vor, kann das Verfahren auch zur Abschätzung der Scherwellengeschwindigkeit in deutlich grösseren Tiefen genutzt werden. Die Methode kann Inversionen erkennen, jedoch ist die vertikale Auflösung begrenzt. Die laterale Auflösung von pseudo-2D-Modellen ist aufgrund des grossen Messvolumens eingeschränkt. Typischerweise wird die Methode bei der Bestimmung des elastischen Antwortspektrums oder zur Grobbestimmung der Felstiefe eingesetzt.
passive lineare methoden (SPAC/ESAC/REMi/maam)
Es bestehen meherere passive Methoden, welche darauf abzielen, aus der Dispersionskurve der Oberflächenwellen Informationen bzgl. der Scherwellen-geschwindigkeit des Untergrundes zu gewinnen. Solche Methoden zeichnen sich durch eine erhebliche Erkundungstiefe aus, sind nicht invasiv und tendenziell kostengünstig. Dabei weist jede Methode je nach Situation spezifische Vorteile auf. Gängige Methoden beinhalten u. A. die Spatial Autocorrelation (SPAC) und die Extended Spatial Autocorrelation Methode (ESAC), die Refraction Microtremor (ReMi) und die Miniature Array Analysis of Microtremors Methode (MAAM).
Elektrische widerstandstomographie (ert)
Die elektrische Widerstandstomographie (ERT) liefert ein Abbild der Verteilung des elektrischen Widerstandes und der Aufladbarkeit im Untergrund. Dieses Abbild wird aus Messwerten gewonnen, die an der Oberfläche mittels Elektroden erfasst werden. Die geoelektrische Tomographie hat sich mittlerweile als zerstörungsfreie Untersuchungsmethode zur Erkundung von geologischer Strukturen (z.B. Hohlraumerkundung, Deponien, Erkundung der Felsoberfläche) etabliert.Sie wird auch erfolgreich zur Untersuchung von Bauwerken wie Dammkörper oder bestehenden Fundamenten eingesetzt.
Grundwasser
Von einfachen Stahlpiezometern bis hin zu kompletten Systemen zur lückenlosen Überwachung des Grundwasserpegels und der Grundwasserqualität in Echtzeit und mit Alarmierung: Wir liefern das passende System für Ihre Fragestellung.
Grundwasserpegel und -qualität
Als Basis dient in der Regel ein Stahlpiezometer, der bis in Tiefen von etwa 30 Metern in Lockergestein installiert werden kann. Die Installationsmethode kommt ohne Bohrung aus und ist somit sehr wirtschaftlich. Auf Wunsch können die Piezometer mit Sensoren zur Überwachung des Grundwasserpegels oder der Grundwasserqualität ausgestattet werden. Separate Sensoren für unterschiedliche Grundwasserstockwerke sind möglich. Die Daten werden in Echtzeit auf unserem Geoportal zur Verfügung gestellt und können mit einem Alarmierungskonzept verknüpft werden. Für weiterführende Analysen im Labor ist die Entnahme von Grundwasserproben möglich.
Als Basis dient in der Regel ein Stahlpiezometer, der bis in Tiefen von etwa 30 Metern in Lockergestein installiert werden kann. Die Installationsmethode kommt ohne Bohrung aus und ist somit sehr wirtschaftlich. Auf Wunsch können die Piezometer mit Sensoren zur Überwachung des Grundwasserpegels oder der Grundwasserqualität ausgestattet werden. Separate Sensoren für unterschiedliche Grundwasserstockwerke sind möglich. Die Daten werden in Echtzeit auf unserem Geoportal zur Verfügung gestellt und können mit einem Alarmierungskonzept verknüpft werden. Für weiterführende Analysen im Labor ist die Entnahme von Grundwasserproben möglich.