Georadar
Funktionsweise und Einsatzmöglichkeiten
Georadar, Bodenradar oder auch GPR (Ground Penetration Radar) ist ein zerstörungsfreies Verfahren, dass zur geophysikalischen Erkundung des Untergrund eingesetzt wird. Es basiert auf der Ausbereitung elektromagnetischer Wellen im Boden, die an Schichtgrenzen unterschiedlicher Materialien reflektiert und gebrochen werden. Eine Antenne, sendet kontinuierlich elektromagnetische Wellen in den Untergrund. Die Messapparatur wird über den zu untersuchenden Untergrund bewegt, wodurch eine kontinuierliche Datenerfassung möglich ist. Die reflektierten Wellen werden über einen Empfänger aufgenommen und mittels einer Prozessoreinheit aufgezeichnet und auf einem Display dargestellt. Dies ermöglicht bereits im Gelände eine Sichtung und Kontrolle der Messungen. Dabei können signifikante Strukturen häufig bereits vor Ort identifiziert und markiert werden.
Mit den zur Verfügung stehenden Geräten kann, in Abhängigkeit der Beschaffenheit des Untergrundes, eine Eindringtiefe von 2,5 bis 3,0 m erreicht werden. Dabei werden im sandigen Milieu größere Eindringtiefen erreicht als in lehmig tonigen Schichten, die das ausgesendete Signal stärker absorbieren. Mittels eines computergestützten Processings werden die Daten aufbereitet und ausgewertet und in sogenannten Radargrammen dargestellt.
Das Verfahren kann für folgende Aufgaben eingesetzt werden:
- Erkundung des Straßenkörpers
- Erkundung von Bewehrungsstrukturen in Brücken und anderen Bauwerken
- Erkundung von verdeckten Untergrundstrukturen wie Leitungen und Fundamente
- 3D-Darstellungen verschiedener Aufgabenbereiche
Erkundungen des Straßenkörpers
Die Kombination von direkten geotechnischen Aufschlüssen und indirekten ingenieurgeophysikalischen Verfahren ermöglicht eine Optimierung der Ergebnisse. Als indirektes Aufschlussverfahren setzt GEO-LOG ein Bodenradarsystem (GPR Ground Penetrating Radar) ein, das in seiner Konfiguration auf den speziellen Einsatz im Straßenbau angepasst ist.
Dieses geophysikalische Verfahren ermöglicht es, sowohl vertikale als auch horizontale Änderungen im Straßenaufbau unmittelbar während der Messung im Radargramm zu erkennen. Das Radarsystem gewährleistet eine kontinuierliche Datenaufnahme in Echtzeit in Längs- und Querrichtung.
Durch den Einsatz des Bodenradars als Vorerkundungsverfahrens können Bauweisen, die an der Oberfläche nicht sichtbar sind, bereits unmittelbar vor Ort erkannt werden, so dass Bohransatzpunkte gezielt festgelegt werden.
Ein wichtiger Einsatzbereich für das Bodenradar stellt die Erfassung der Dicke von Asphaltschichten über alten Pflaster-Bauweisen dar, die z.B. im Hinblick auf eine Deckensanierung in Ortsdurchfahrungen ein entscheidendes Kriterium darstellt.
Bei sehr günstigen Rahmenbedingungen können Radargramme auch Hinweise zum Erhaltungszustand von Asphalt- oder z.B. hydraulisch gebundenen Schichten liefern.
Erkundung von Bewehrungsstrukturen in Brücken und anderen Bauwerken
Bewehrungsmaterialen aus Stahl, wie z.B. Bewehrungsmatten und Spannglieder, sind in den Radargrammen häufig gut zu erkennen, da diese meist starke hyperbelartige Reflexionen verursachen. Somit können zerstörungsfreie Erkundungen an Brücken und Fundamenten durchgeführt werden. In der Folge können somit weitere Bauwerkserkundungen meist ohne tragenden Strukturen zu beschädigen.
Im abgebildeten Radargramm verdeutlichen die in gleichen Abständen aneinander gereihten hyperbelartigen Strukturen Bewehrungsstäbe auf einem Brückenbauwerk.
Erkundung von verdeckten Untergrundstrukturen wie Leitungen und Fundamenten
Im Untergrund vorhandene Leitungen und verdeckte Fundamente, erzeugen häufig im Radargramm signifikante Strukturen. So sind Leitungen häufig an hyperbelartigen Strukturen zu erkennen, wenn sie wiederholt in parallelen Profilen auftreten. Leitungen bzw. Rohre mit größeren Durchmessern erzeugen im Radargramm breitere Hyperbeln als Objekte mit geringerem Durchmesser. Zu beachten ist, dass Leitungen geringeren Durchmessers in größeren Tiefen häufig schwer oder kaum zu erfassen sind.
Im abgebildeten Radargarmm verdeutlichen die hyperbelartigen Strukturen mehrere Leitungen unterschiedlichen Durchmessers in unterschiedlichen Tiefen.
3D Georadar
Durch Kombination von Längs- und Querprofilen, lassen sich signifikante Strukturen in 3-D Darstellungen und Tiefenschnitten identifizieren und abbilden. Dazu ist ein dichtes gleichmäßiges Messraster erforderlich.
Im dargestellten 3D Bild verdeutlichen die starken Kontraste Untergrundstrukturen, die sowohl in Längs- und Querprofilen und im Tiefenschnitt sichtbar werden. Dabei sind die einzelnen Ebenen beliebig verschiebbar, so dass bedeutende Strukturen sichtbar gemacht und eingeengt werden können.
