Untergrundprüfung

Die Untergrundprüfung ist die fachliche Grundlage für planbares, sicheres und effizientes Arbeiten im Betonabbruch, beim Spezialrückbau, in der Entkernung, beim Felsabbruch und Tunnelbau sowie in der Natursteingewinnung. Sie schafft Klarheit über Materialaufbau, Festigkeit, Bewehrung, Einbauten und Risiken – und sie liefert die Kennwerte, die für die sachgerechte Auswahl und Parametrierung von Betonzangen, Stein- und Betonspaltgeräten, Hydraulikaggregaten, Kombischeren, Stahlscheren, Multi Cutters, Steinspaltzylindern oder Tankschneidern der Darda GmbH benötigt werden. Richtig angewendet, reduziert die Untergrundprüfung Vibrationen, vermeidet unkontrollierte Rissbildung, schützt Spannkabel und Versorgungsleitungen und steigert die Präzision bei selektiven Eingriffen.

Definition: Was versteht man unter Untergrundprüfung

Unter Untergrundprüfung versteht man die systematische Erkundung, Messung und Bewertung von Eigenschaften und Randbedingungen des zu bearbeitenden Untergrunds – etwa von Beton, Stahlbeton, Mauerwerk, Naturstein oder Fels. Ziel ist es, die Tragfähigkeit, Festigkeit, Gefüge, Schichtaufbauten, Diskontinuitäten (Fugen, Klüfte, Risse), Feuchte, Armierung oder Vorspannung zu erfassen, um ein geeignetes, risikoarmes Verfahren festzulegen. Die Ergebnisse bestimmen, ob beispielsweise Betonzangen oder Stein- und Betonspaltgeräte eingesetzt werden, welches Bohrbild gewählt wird, welche Hydraulikleistung erforderlich ist und welche Schutzmaßnahmen geboten sind.

Ziele, Prüfumfang und typische Kennwerte

Die Untergrundprüfung verfolgt drei Hauptziele: Risikominimierung, Verfahrenswahl und Parametrisierung. Dafür werden Kennwerte erhoben, die die mechanischen Eigenschaften (z. B. Druckfestigkeit, Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul), die geometrischen Randbedingungen (Bauteildicke, Schichtfolge, Hohlräume) sowie Einbauten (Bewehrung, Spannkabel, Leitungen, Einlagen) abbilden. In Fels und Naturstein kommen Kluftabstände, Kluftorientierungen, Wetterungsgrad und Blockgrößen hinzu. Diese Informationen sind entscheidend, um das Spaltverhalten, das Quetschbild von Betonzangen oder die erforderliche Vorbohrung für Spaltzylinder zuverlässig zu prognostizieren.

Vorgehensweise: Ablauf einer Untergrundprüfung im Beton- und Felsabbruch

Ein praxisbewährter Ablauf gliedert sich in klar strukturierte Schritte:

1. Unterlagenstudium: Pläne, Schnitte, Bestandsunterlagen, statische Nachweise; bei Unklarheiten konservative Annahmen treffen.
2. Ortsbegehung und Sichtprüfung: Risskartierung, Abplatzungen, Nachverdichtungszonen, Feuchte; Erkennen von Zwangspunkten und Erschütterungssensibilität der Umgebung.
3. Zerstörungsfreie Prüfungen: Bewehrungsortung, Materialhomogenität, Schichtgrenzen, Bauteildicke.
4. Sondagen und Proben: Kernbohrungen, Endoskopie, ggf. Mörtel- und Gesteinsproben für Laborprüfungen.
5. Bewertung und Verfahrenswahl: Ableitung von Maßnahmen, Werkzeug- und Parameterfestlegung, Bohrbilder, Schnittfolgen.
6. Freigabe und Schutzmaßnahmen: Absperrungen, Traggerüste, Sicherung vor Instabilitäten, Medienfreischaltung.
7. Monitoring: Kontrolle von Erschütterungen, Rissbreiten und Abtragfortschritt; bei Abweichungen Anpassung des Vorgehens.

Methoden und Messverfahren: vom Screening bis zur Detailprüfung

Schnelle Erkundung (Screening)

• Rückprallhammer: grobe Einschätzung der Betonoberflächenfestigkeit und Homogenität.
• Abklopfen/Hörprobe: Lokalisierung von Hohllagen, Delaminationen, Kiesnestern.
• Feuchtemessungen: Einflüsse auf Spaltverhalten, Staubentwicklung und elektrische Messverfahren.

Ortung und Geometrie

• Bewehrungsdetektoren und Radar (GPR): Lage, Durchmesser, Betondeckung von Bewehrungsstäben, Erkennen von Einlagen und Leerrohren.
• Ferroscan/Wirbelstrom: Detaillierte Bewehrungskartierung, insbesondere in Bereichen geplanter Schnitte oder Spaltbohrungen.
• Wanddickenmessung/Ultraschall: Bestimmung von Bauteildicken, Erfassung von Schichtgrenzen.

Materialkennwerte und Struktur

• Ultraschalllaufzeit: Aussagen zur Gefügequalität und Rissfreiheit.
• Kernbohrung mit Laborprüfung: Druckfestigkeit, Dichte, Porengehalt, Karbonatisierung; in Fels zusätzlich petrographische Bestimmung und Punktlastindex.
• Endoskopie: Einblicke in Hohlräume, Lagerfugen, Bohrkanäle und Rohrleitungen.

Einfluss der Untergrundprüfung auf die Auswahl von Betonzangen und Stein- und Betonspaltgeräten

Aus den Prüfergebnissen ergibt sich, ob der Eingriff spaltend, schneidend oder quetschend erfolgen sollte und mit welchen Parametern. Häufig ist eine Kombination sinnvoll: Vorab-Spalten zur Rissinitiierung und Spannungsreduktion, anschließend selektives Trennen von Bewehrung mit einer Betonzange oder einer Stahlschere.

Betonzangen: Anforderungen an den Untergrund

• Bewehrungsgrad: Hohe Bewehrungsdichten begünstigen den Einsatz von Betonzangen, weil Stahl separat gefasst und durchtrennt werden kann.
• Bauteilzugänglichkeit: Auskragungen, Kanten und Knotenpunkte erlauben gezieltes Abgreifen; Untergrundprüfung klärt Freiräume und Kollisionsrisiken.
• Gefüge und Rissbild: Vorhandene Risse erleichtern den Bruch; bei sprödem, hochfestem Beton ist mit erhöhten Reaktionskräften zu rechnen.
• Erschütterungen: Quetschende Verfahren sind vibrationsarm; bei sensibler Umgebung kann dies ausschlaggebend sein.

Stein- und Betonspaltgeräte: Anforderungen an Bohrbild und Material

• Bohrkanäle: Die Untergrundprüfung definiert Durchmesser, Tiefe und Achsabstände der Vorbohrungen für Spaltzylinder; Schichtgrenzen und Bewehrungslagen werden umgangen.
• Festigkeit und Anisotropie: Lagerfugen, Klüfte und Schichtung begünstigen definierte Sollbruchflächen; in isotropen, hochfesten Bereichen sind engere Bohrbilder sinnvoll.
• Kantenabstände: Stabile Randabstände verhindern Ausbruchkegel; die Bauteilgeometrie bestimmt die Spaltrichtung.
• Hydraulikparameter: Aus Festigkeit und Bohrbild werden notwendiger Spaltdruck und die Dimensionierung des Hydraulikaggregats abgeleitet.

Hydraulikaggregate und Systemabstimmung

Hydraulikaggregate liefern den Volumenstrom und Druck für Betonzangen, Steinspaltzylinder, Kombischeren, Multi Cutters, Stahlscheren oder Tankschneider. Aus den Prüfdaten folgen:

• Erforderlicher Druckbereich: abhängig von Betondruckfestigkeit, Kontaktgeometrie und notwendiger Spaltkraft.
• Volumenstrom: bestimmt die Arbeitsgeschwindigkeit, insbesondere bei langen Spaltfolgen oder seriellem Zangenbetrieb.
• Thermische Reserve: Dauerlasten im Tunnelbau oder bei großflächiger Entkernung benötigen ausreichende Kühlung.

Besonderheiten in den Einsatzbereichen

Betonabbruch und Spezialrückbau

Wesentlich sind die Erfassung von Bewehrung und eventueller Vorspannung, die Bauteildicke und Lagerung. Spannbeton erfordert erhöhte Sorgfalt: Spannkanäle sind zu lokalisieren und Bereiche mit vorgespannten Zuggliedern sind – sofern erforderlich – gesondert freizulegen und fachgerecht zu entschärfen. Für massive Querschnitte kann eine Kombination aus Spaltbohrungen und Betonzangen den Abtrag strukturieren und die Lastumlagerungen kontrollieren.

Entkernung und Schneiden

Im Bestand sind Einbauten, Medienleitungen, Brandschutzlagen und Verbundschichten häufig heterogen. Die Untergrundprüfung klärt Schnittlinien, Bauteildicken und Leitungsführungen. Betonzangen können Bauteile selektiv lösen, während Multi Cutters und Stahlscheren Einbauteile und Profile trennen. Geringe Erschütterungen schützen verbleibende Bauteile.

Felsabbruch und Tunnelbau

In Fels bestimmen Kluftsysteme, Schichtung, Wasserzutritt und Wetterungsgrad das Bruchverhalten. Spaltgeräte nutzen natürliche Schwächen und erzeugen definierte Trennflächen mit sehr wenig Erschütterung – vorteilhaft in sensibler Umgebung. Die Untergrundprüfung erfasst Kluftorientierungen, Blockgrößen und die Stabilität von Firste und Ortsbrust, um Spaltrichtung, Bohrbild und Sicherungsmaßnahmen festzulegen.

Natursteingewinnung

Für planbare Blockabmaße sind Lagerfugen und Klüfte zentral. Die Prüfung identifiziert anisotrope Eigenschaften und bevorzugte Spaltrichtungen. Spaltzylinder werden entlang der natürlichen Trennebenen gesetzt; Betonzangen kommen beim Zerlegen von Fehlblöcken oder beim Auskanten zum Einsatz.

Sondereinsatz

Spezielle Aufgaben – etwa das Öffnen von Behältern oder Tanks – setzen eine Prüfung auf Restinhalte, Medien, Beschichtungen und Funkenrisiken voraus. Tankschneider werden erst nach Freimessung und geeigneten Schutzmaßnahmen eingesetzt. Generell gilt: Maßnahmen sind anhand der anerkannten Regeln der Technik und gültiger Sicherheitsanforderungen zu planen und umzusetzen.

Schlüsselkennwerte richtig interpretieren

• Druckfestigkeit: Hochfeste Betone erfordern höhere Spaltkräfte und ein engeres Bohrbild; Betonzangen greifen mit angepasst geformten Maulflächen.
• Riss- und Fugenbild: Vorhandene Diskontinuitäten dienen als Sollbruchlinien; Spaltrichtung wird parallel zu Schwächezonen gewählt.
• Bewehrung/Vorspannung: Bewehrungsdichte steuert Wahl von Zangen oder Vor-Spalten; Spannsysteme definieren Sperrzonen und Abläufe.
• Feuchte/Wasser: Einfluss auf Staub, Reibung und elektrische Messmethoden; im Fels beeinflusst Wasser die Stabilität und den Spaltdruckbedarf.
• Bauteilgeometrie: Dicke, Auskragungen, Auflager und Nachbarbauteile bestimmen die Reihenfolge von Spalten, Schneiden und Abtragen.

Typische Fehler und wie man sie vermeidet

• Unterschätzung von Vorspannung: Vor Eingriffen systematisch nach Spanngliedern suchen; Freigabeprozesse einhalten.
• Unzureichende Bewehrungsortung: Vorbohrungen und Zangengriffe kollisionsfrei planen; bei dichtem Bewehrungsnetz Bohrbild anpassen.
• Zu grobes Bohrbild: Führt zu unkontrolliertem Rissverlauf; Bohrabstände an Festigkeit und Anisotropie koppeln.
• Fehlende Rand- und Kantenprüfung: Spalt- und Zangengriffe ausreichend von Kanten abrücken, um Ausbruchkegel zu vermeiden.
• Ignorierte Umweltauflagen: Erschütterungen, Lärm, Staub und Medienleitungen früh berücksichtigen; geeignete Schutzmaßnahmen definieren.

Dokumentation, Qualitätssicherung und Monitoring

Eine nachvollziehbare Dokumentation steigert Sicherheit und Effizienz:

• Protokolle der Messungen und Sondagen mit Lagebezug.
• Kartierung von Bewehrung, Spannkanälen, Leitungen und Schichtgrenzen.
• Festlegung von Bohrbildern, Zangengriffen, Schnittfolgen und Hydraulikparametern.
• Kontinuierliche Kontrolle von Erschütterungen, Rissbreiten und Abtragfortschritt, um bei Abweichungen Anpassungen vorzunehmen.

Praxisorientierte Auswahlmatrix: vom Befund zur Maßnahme

• Dünne, schwach bewehrte Bauteile: Spalten mit größeren Bohrabständen oder kleinem Zangendruck; geringe Erschütterungen.
• Dicke, stark bewehrte Querschnitte: Vor-Spalten zur Spannungsentlastung, anschließendes gezieltes Quetschen mit Betonzangen; Bewehrung ggf. mit Stahlscheren trennen.
• Fels mit ausgeprägter Kluftsetzung: Spaltrichtung entlang der Klüfte; reduzierte Spaltkräfte; größere Blockgrößen erreichbar.
• Heterogene Bestandsdecken mit Leitungen: Präzise Ortung, eng geführte Schnitte, begrenzte Zangengriffe; Spaltbohrungen außerhalb Leitungszonen.
• Tank-/Behälterarbeiten: Nach Freimessung und Absicherung geeignete Tankschneider; Funken- und Medienmanagement beachten.

Sicherheit und organisatorische Aspekte

Die Untergrundprüfung ist Teil der Gefährdungsbeurteilung. Sie dient dazu, Risiken durch Einsturz, unkontrollierte Brüche, Medienfreisetzungen oder unzulässige Erschütterungen zu minimieren. Maßnahmen sind anhand allgemeiner Sicherheitsanforderungen, der anerkannten Regeln der Technik und einschlägiger Vorgaben zu planen. Verbindliche Einzelfallbewertungen bleiben hierfür spezialisierten Fachleuten und den jeweils zuständigen Stellen vorbehalten.