Hydraulic force transducer for the use in geotechnology

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Ankerkraftmessung

In der Geotechnik – speziell im Fels- und Grundbau – zählt die dauerhafte, zuverlässige Überwachung der Ankerkraft. Anker werden als Bauelemente eingesetzt, die den Baugrund durch Aufnahme von Längs- und Querkräften stabilisieren. Der messtechnischen Prüfung und Überwachung der Vorspannkraft von Ankern als tragende Elemente eines Bauwerkes kommt daher in Anwendungen der Geotechnik  eine wichtige Bedeutung zu – insbesondere bei Dauerankern.

Ankerkraft messen: Vorspannkraft sicherstellen

In der Geotechnik werden auch leichte Boden- und Felsankern eingesetzt. Dabei wird die Vorspannkraft meist im Zuge des Einbaus durch einen auf ein Solldrehmoment eingestellten Drehmomentschlüssel sichergestellt. Zu beachten ist bei dieser Vorgehensweise zur Messung der Ankerkraft: Das Drehmoment des Schlüssels ist durch den Einbau von Kraftmessgeräten an einzelnen Ankern zu kontrollieren.

Geotechnik: Ankerkraft mit Messgeräten überwachen

Bei leichten Boden- und Felsankern mit großer Freispiellänge und bei den schweren Bauformen gilt: Die Ankerkraft (hier die Vorspannkraft) sollte immer durch Messgeräte überwacht werden. Damit kann zugleich die zeitliche Entwicklung der Vorspannkraft beobachtet werden. In Anwendungen der Geotechnik kann das relevant sein, und mit anderen Methoden wie etwa dem Abhebeversuch ist es nur umständlich möglich.

In der Geotechnik zählt dauerhafte Überwachung – auch der Ankerkraft

Permanent eingebaute Messgeräte zur Überwachung der Ankerkraft erlauben es, die Vorspannkraft kontinuierlich festzustellen. Zudem bieten sie in der Geotechnik den Vorteil, die Messwerte durch Fernübertragung aufzeichnen zu können. Auch eine automatische Abfrage durch eine Messwerterfassungsanlage nach einem vorgegebenen Messrhythmus ist möglich.

Anwendungsbeispiele in der Geotechnik:

  • Überprüfung und Langzeitbeobachtung der am Ankerkopf wirkenden Ankerkraft
  • Überwachung von Anker- und Stützlasten im Verbau, untertägige Hohlräume, im Tunnel- und Stollenbau, im Böschungsbau, in offenen Baugruben, an Stützmauren, in der Baugrubenverbauung und im Über- und Untertagebau anderen Anwendungen der Geotechnik
  • Überprüfung von Pfahllasten und Pfahltesten

Unter den Bauformen, die als Messgeber der Ankerkraft in der Geotechnik zum Einsatz kommen, kommt folgenden beiden die größte Bedeutung zu:

  • hydraulischen Ankerkraft-Messgeräten, bei denen die Vorspannkraft über eine druckübertragende Flüssigkeit gemessen wird
  • hydraulisch/elektrischen bzw. elektrischen Ankerkraft-Messgeräten, bei denen entweder auch über eine Flüssigkeit oder über die Stauchung des Körpers gemessen wird.

Diese Bauformen sind aus der Geotechnik nicht mehr wegzudenken.

Geräte zur Messung der Ankerkraft in der Geotechnik

Zur Messung der Ankerkraft in der Geotechnik hat tecsis hydraulische Kraftmessgeräte entwickelt, die die Messwerte analog oder digital zur Anzeige bringen. Dies geschieht in Verbindung mit Mess-Anzeigegeräten.

Die für die Ankerkraft vorbereiteten Kraftmessgeräte sind hoch präzise. Damit werden am Ankerkopf die in der Geotechnik auftretenden Spannkräfte auf einfache, preiswerte Art erfasst und direkt zur Anzeige gebracht.

Die Ankerkraft-Kraftmessgeräte dienen zur laufenden Überwachung der von Ankern und anderen Rückverankerungsstäben und -kabeln eingebrachten Kräften.

Wo wird in der Geotechnik die Messung von Ankerkraft eingesetzt?

  • Auftriebsicherung
  • Bankett-, Straßensicherung
  • Baugrubensicherung
  • Böschungsvernagelung
  • Bewehrter Boden
  • Felssicherung
  • Fundamentverankerung, Gebäudestabilisierung
  • Gebäudesanierung, Gebäudeunterfangung
  • Hangsicherung
  • Lärmschutz-, Lawinenverbauung
  • Pipeline-, Mastgründungen
  • Stützmauersanierung
  • Tunnelbau
  • Tunnelvoreinschnitte
  • Tunnelgewölben
  • Verankerung von temporären Kräftenim Freibau (Bauzustände)
  • Wandverankerung
  • Wurzelpfähle

In allen diesen Bereichen der Geotechnik muss die Ankerkraft präzise und zuverlässig gemessen werden.

Ankerkraft in der Geotechnik:

  • bei Bodenankern wirken Ankerkräfte zwischen 200 kN bis 650 kN
  • bei Felsankern wirken Ankerkräfte zwischen 300 kN bis 1.500 kN

In speziellen Anwendungen kann die Ankerkraft bis zu 5.000 kN betragen.

Warum findet die Messung der Ankerkraft in der Geotechnik statt?

  • Aufschluss über das tatsächliche Verhalten des Untergrundes
  • Früherkennung von unvorhergesehenen Verformungen des Untergrundes in Zusammenwirkung mit der Sicherung
  • Gewinnen von Messdaten einschließlich ihrer orts- und zeitabhängigen Veränderlichkeit zur Beurteilung der Standsicherheit
  • Kontrolle der Entwurfs- und Berechnungsgrundlagen
  • Grundlage zur Entscheidung über die Wirksamkeit einzelner Sicherungsmaßnahmen
  • Grundlage zur Entscheidung über die Auslegung der Schalungsmaßnahmen
  • Beobachtung des Langzeitverhaltens

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