Belastungsprüfung im Abbruch, Fels & Tunnelbau

Belastungsprüfung bezeichnet das systematische Ermitteln, wie Bauwerke, Bauteile und Arbeitsmittel unter definierten Lasten reagieren. Im Kontext von Betonabbruch und Spezialrückbau, Entkernung und Schneiden, Felsabbruch und Tunnelbau, Natursteingewinnung sowie Sondereinsätzen ist sie ein zentrales Instrument, um Standsicherheit, Funktionstüchtigkeit und Arbeitssicherheit vor und während des Eingriffs zu beurteilen. Gerade bei kraftbasierten Trenn- und Spaltverfahren – etwa beim Arbeiten mit Betonzangen oder Stein- und Betonspaltgeräten – liefert die Belastungsprüfung belastbare Grundlagen, um Verfahren, Reihenfolge und Hilfsabstützungen zielgerichtet zu planen.

Definition: Was versteht man unter Belastungsprüfung

Unter Belastungsprüfung versteht man das kontrollierte Aufbringen von statischen, dynamischen oder zyklischen Lasten auf Konstruktionen, Bauteile oder Werkzeuge, um deren Tragverhalten, Gebrauchstauglichkeit und Sicherheit zu verifizieren. Sie kann als Probelast, Funktions- oder Druck-/Dichtheitsprüfung ausgeführt werden und schließt die messtechnische Erfassung relevanter Größen (z. B. Verformung, Rissweite, Hydraulikdruck, Temperatur) ein. Ziel ist eine nachvollziehbare Aussage zur Leistungsgrenze, zur Resttragfähigkeit und zum erwartbaren Verhalten im geplanten Einsatz. In der Praxis werden hierfür nationale und europäische Regeln angewandt; deren Eignung und Geltungsbereich sind im Einzelfall fachkundig zu prüfen.

Ziele und Nutzen der Belastungsprüfung im Abbruch und in der Natursteingewinnung

Belastungsprüfungen liefern Antworten auf die Fragen, welche Lasten sicher eingeleitet, abgeführt oder begrenzt werden können – und wie sich Bauteile unter der Beanspruchung verhalten. Für den Rückbau helfen sie, Resttragfähigkeit und Lastumlagerung zu verstehen, bevor Betonzangen Schnittfolgen oder Verdichtungszonen erzeugen. In der Natursteingewinnung und im Felsabbruch ermöglichen sie, Spaltkräfte und Spaltzugfestigkeit so aufeinander abzustimmen, dass gewünschte Bruchflächen mit minimaler Erschütterung entstehen. Im Ergebnis werden Risiken reduziert, Hilfsabstützungen bedarfsgerecht geplant und die Auswahl geeigneter Werkzeuge – etwa Stein- und Betonspaltgeräte oder Kombischeren – sachlich begründet.

Typen von Belastungsprüfungen: statisch, dynamisch, zyklisch

Je nach Zielsetzung werden unterschiedliche Prüfarten angewendet. Jede Variante hat spezifische Stärken und Grenzen und sollte auf das reale Lastkollektiv im Einsatzfall abgestimmt sein.

Statische Prüfungen: Langsam ansteigende oder konstante Lasten zur Bestimmung von Tragreserven, Verformungen und Rissuferbewegungen, z. B. an Deckenfeldern vor Abbruchabschnitten.
Dynamische Prüfungen: Kurzzeitige oder schwingende Anregungen zur Beurteilung von Schwingungsanfälligkeit, Eigenfrequenzen und Ermüdungsverhalten, relevant bei sensiblen Bestandsstrukturen.
Zyklische Prüfungen: Wiederholte Lastwechsel zur Bewertung von Ermüdung und Dauerhaftigkeit, etwa bei häufigem Greifen und Loslassen mit Betonzangen oder bei repetitiven Spaltvorgängen.
Druck- und Dichtheitsprüfungen: Hydrauliksysteme, Zylinder und Leitungen werden mit definiertem Druck beaufschlagt, um Dichtheit und Funktionsreserve sicherzustellen.

Belastungsprüfung an Betonkonstruktionen vor Abbrucharbeiten

Vor dem Einsatz von Betonzangen oder Multischneidwerkzeugen an tragenden Elementen empfiehlt sich eine Probelast zur Bewertung der Resttragfähigkeit und der erforderlichen Abstützungen. Das ist besonders wichtig bei unbekannter Bewehrungslage, bei Vorschädigungen (Chloridangriff, Carbonatisierung) oder bei ungewöhnlicher Lastabtragung.

Resttragfähigkeit und Rissmonitoring

Rissweiten, Setzungen und Dehnungen werden während der Probelast mit geeigneten Messmitteln überwacht. Bleibende Verformungen, Rissumlauf oder Abplatzungen sind Hinweise auf Grenzzustände. Das Monitoring hilft, Schnittlinien für Betonzangen und Abfolgen für Kombischeren so zu wählen, dass unkontrollierte Lastumlagerungen vermieden werden.

Probelast und Abstützung

Temporäre Abstützungen lassen sich mit moderaten Laststufen prüfen. Ziel ist ein Nachweis, dass das geplante Stützkonzept die Einwirkungen trägt, die beim Spalten, Schneiden oder Greifen entstehen. So werden Reserven und Steifigkeiten quantifiziert, bevor die eigentliche Trennarbeit beginnt.

Belastungsprüfung von Werkzeugen und Aggregaten

Neben dem Bauwerk sind Werkzeuge und Hydraulikaggregate regelmäßig zu prüfen. Die Prüfung dient der vorbeugenden Instandhaltung und dem sicheren Betrieb bei hoher Last. Betonzangen, Stein- und Betonspaltgeräte, Steinspaltzylinder, Kombischeren, Multi Cutters, Stahlscheren und Tankschneider weisen jeweils spezifische Belastungspfade auf, die im Prüfplan berücksichtigt werden sollten.

Kraftübertragung: Überprüfung von Zylindern, Kolbenstangen, Spannelementen, Schneiden und Greiferarmen auf Verformung und Spiel.
Hydraulikdruck: Abgleich von Arbeits- und Spitzdrücken, Funktion der Überdruckventile, Dichtheit von Kupplungen und Schläuchen.
Thermische Aspekte: Temperaturanstieg bei Dauerbetrieb, Ölqualität und Viskosität, Einfluss auf Wirkungsgrad und Dichtheit.
Strukturelle Integrität: Sichtprüfung auf Mikrorisse, Kantenbrüche an Schneiden, Materialermüdung an Gelenkpunkten.
Funktionstest unter Last: Realitätsnahe Prüfkörper (Betonproben, Gesteinsblöcke) zur Bewertung von Greif- und Spaltverhalten.

Druck- und Dichtheitsprüfung an Hydrauliksystemen

Hydraulikaggregate und -kreise werden unter kontrollierten Bedingungen abgedrückt. Dabei werden Prüfdruck, Haltezeit und Druckabfall dokumentiert. Ein stabiler Prüfdruck ohne unzulässigen Abfall spricht für Dichtheit; schleichende Verluste weisen auf Verschraubungen, Dichtungen oder Ventilsitze als Prüfschwerpunkte hin. Temperatur und Ölzustand sind zu berücksichtigen, weil sie die Messwerte beeinflussen. Druckbegrenzungen und Herstellerangaben sind einzuhalten; Prüfungen sind von qualifizierten Personen zu planen und durchzuführen.

Planung und Ablauf einer Belastungsprüfung

Zieldefinition: Welche Grenzzustände sollen beurteilt werden (Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Dichtheit, Ermüdung)?
Prüfplan: Festlegung von Laststufen, Haltezeiten, Messpunkten, Abbruchkriterien und Sicherheitsabständen.
Risikobeurteilung: Bewertung von Abbruchfolgen, Fallrichtungen, Rückprall, Spannungsumlagerungen und Medienaustritt.
Messstrategie: Auswahl und Positionierung von Messmitteln (Kraft, Weg, Rissweite, Druck, Temperatur, Schwingung).
Lastaufbringung: Definiert, wiederholbar und nachvollziehbar – z. B. mit Hydraulikzylindern, Prüflasten oder Werkzeugkraft.
Überwachung: Kontinuierliches Monitoring, Plausibilitätsprüfung, Sichtkontrollen und Dokumentation.
Auswertung: Vergleich mit Zielkriterien, Ableitung von Maßnahmen (Abstützung, Schnittfolge, Werkzeugwahl).
Freigabe: Schriftliche Festlegung der zulässigen Arbeitsparameter für den geplanten Einsatz.

Messmittel, Kalibrierung und Dokumentation

Die Messkette muss rückführbar kalibriert sein. Gängig sind Kraftmessdosen, Dehnungsmessstreifen, Wegaufnehmer, Drucksensoren und Datenlogger. Eine saubere Dokumentation umfasst Prüfaufbau, Umweltbedingungen, Messwerte, Ereignisprotokolle und Fotos. Das Prüfprotokoll bildet die Grundlage für Freigaben und spätere Audits. Regelmäßige Kalibrierintervalle und Sichtprüfungen der Messmittel erhöhen die Verlässlichkeit der Ergebnisse.

Einflussgrößen: Material, Bewehrung, Lagerung und Umgebung

Betonfestigkeit, Bewehrungsgrad, Verbund, Feuchte und Temperatur bestimmen das Tragverhalten maßgeblich mit. Bei Bestandsbauwerken beeinflussen Carbonatisierung, Chloridbelastung und Korrosion die Reserven. Lagerungsbedingungen (Auflagersteifigkeit, Reibung) wirken sich auf Verformungen aus. Im Fels steuern Kluftsysteme, Schichtung und Wasserführung den Spalterfolg. Erschütterungen und Schwingungen sind zu minimieren, insbesondere in sensiblen Bereichen wie Laboren, Krankenhäusern oder denkmalgeschützten Strukturen.

Belastungsprüfung im Felsabbruch und Tunnelbau

Beim Arbeiten mit Stein- und Betonspaltgeräten im Fels sind Bohrlochgeometrie, Spaltkeil-Orientierung und die lokale Spannungsverteilung entscheidend. Probelasten einzelner Bohrlochgruppen zeigt, ob die geplanten Spaltkräfte zu kontrollierten Bruchflächen führen oder ob zusätzliche Maßnahmen (z. B. geänderte Lochabstände, sequentielle Laststufen) erforderlich sind. In Tunnelbauwerken unterstützen Belastungsprüfungen die Beurteilung von Ortbetonschalen, Spritzbeton und Ankern. Vortriebsnahes Monitoring hilft, Setzungen und Rissbildung früh zu erkennen.

Belastungsprüfung in der Natursteingewinnung

Bei der Blockabtrennung werden Spaltzugfestigkeit, Kluftabstände und Feuchtegrad bewertet. Eine gestufte Lastaufbringung mit Steinspaltzylindern zeigt, ab welcher Kraft eine saubere Trennfuge entsteht. So lassen sich Ausbeute und Oberflächenqualität verbessern, während Bruchausläufer begrenzt werden. Die Prüfergebnisse fließen in Bohrbild, Spaltfolge und Werkzeugkonfiguration ein.

Belastungsprüfung bei Sondereinsätzen

In sensiblen Umgebungen mit erhöhten Schutzanforderungen ist eine genaue Prognose der Einwirkungen essenziell. Vorarbeiten mit moderaten Prüflasten, engmaschigem Monitoring und klaren Abbruchkriterien mindern das Risiko sekundärer Schäden. Werkzeuge wie Tankschneider, Stahlscheren oder Multi Cutters werden im Vorfeld funktional geprüft, um unter Einsatzbedingungen reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.

Sicherheit und rechtliche Einordnung

Belastungsprüfungen erfordern qualifiziertes Personal, geeignete Arbeitsmittel und eine sorgfältige Gefährdungsbeurteilung. Nationale Vorschriften, einschlägige Normen und Regeln der Unfallversicherungsträger geben Orientierungsrahmen. Freigaben sind nachvollziehbar zu dokumentieren. Rechtliche Anforderungen sind projektspezifisch zu prüfen; verbindliche Aussagen kann nur die zuständige Fachstelle treffen.

Fehlerbilder und Grenzzustände richtig interpretieren

Anzeichen von Überlastung sind bleibende Verformungen, rissbegleitende Abplatzungen, Kantenabbrüche und auffällige Geräusche. Bei Hydrauliksystemen deuten Druckschwankungen, Ölverlust, Schaumbildung oder Temperaturanstieg auf Störungen hin. Solche Beobachtungen führen zur sofortigen Unterbrechung, zur Entlastung des Systems und zur Anpassung von Laststufen, Schnittfolge oder Werkzeugwahl – beispielsweise Wechsel zwischen Betonzange und Kombischere oder Anpassung der Spaltreihenfolge bei Stein- und Betonspaltgeräten.

Best Practices für eine aussagekräftige Prüfplanung

Realitätsnahe Lastkollektive statt rein theoretischer Extrema.
Gestufte Lasten mit Haltezeiten und klaren Abbruchkriterien.
Redundante Messgrößen (z. B. Weg und Dehnung) zur Plausibilisierung.
Sicherheitsabstände, Absperrungen und Not-Halt-Konzepte.
Kombination mit zerstörungsfreier Prüfung (Rückprallhammer, Ultraschall, Ortung von Bewehrung) zur Einordnung der Ergebnisse.
Saubere Trennung von Prüf- und Arbeitsbetrieb, eindeutige Kommunikation im Team.
Dokumentation mit Fotos, Skizzen, Messreihen und Freigaben.