SOLVER: Sensorisch-optische Lösung für eine verfahrensintegrierte Kontrolle dynamischer Bodenverdichtung

Abstract

Die Fallgewichtsverdichtung ist ein etabliertes, geotechnisches Verfahren zur nachhaltigen Verbesserung von Baugrund auf großer Fläche. Dabei trifft ein bis zu 40 Tonnen schweres Fallgewicht aus großer Höhe auf die Bodenoberfläche, um den Untergrund bis in Tiefen von bis zu 15 m zu verdichten. Das Ziel des Projekts SOLVER ist die Entwicklung eines Verfahrens zur integrierten Kontrolle des Verdichtungserfolgs bei der Fallgewichtsverdichtung. Nach Stand der Technik erfolgt dabei die Festlegung der Parameter, wie Rasterabstände und Schlaganzahlen, anhand von kleinen Probefeldern, deren Ergebnisse auf die Gesamtmaßnahme übertragen werden. Im Anschluss an die Verdichtung erfolgt die Kontrolle nur punktuell, wodurch eine effiziente energetische Steuerung am Einzelpunkt unmöglich ist und häufig "zu viel" oder "zu wenig" verdichtet wird. Die Möglichkeit einer verfahrensintegrierten Kontrolle des Verdichtungsfortschritts über die Fläche existierte zum Zeitpunkt der Antragsstellung nicht. Forschungsgegenstand des Projekts war die Erfassung und Beschreibung des Verdichtungsfortschrittes, mit dem Ziel, diese nur noch als Funktion von geometrischen Daten aus der Oberflächenverformung und den Herstellparametern der Fallgewichtsverdichtung beschreiben zu können. Hierfür sollten erstmals die Informationen aus sensorisch erfassten Daten energetischer Parameter und digitalem Oberflächenmodell miteinander verknüpft und den geotechnischer Kennwertänderungen gegenübergestellt werden. Die Arbeitsziele, aus denen sich die einzelnen Aufgabenstellungen ableiten, waren die Entwicklung der Beschleunigungsmessung am Fallgewicht, Aufbau und Durchführung von Modell- und mehrstufigen Feldversuchen, die Ableitung von Modellgleichungen sowie die Bewertung des Verdichtungserfolgs.