Lhotzky + Partner

Innovative Setzungsüberwachung unter extremen Randbedingungen mit dem hydrostatischen Linienmesssystem bei der EADS-Flächenerweiterung

in Hamburg Finkenwerder

Kurt Lhotzky Georg Friedl

Lhotzky + Partner

Das ProjektDas Projekt

• Eindeichung eines Teils des Mühlenberger Lochs

• Schaffung von 150 ha Erweiterungsfläche für das DASA Airbus Werk

• 2,4 km Deichlänge• Deichschluss und Hochwassersicherheit bereits nach weniger als 9 Monaten

• sehr schwierige Baugrundverhältnisse

Lhotzky + Partner

Der Der Sonderausbauvorschlag der Sonderausbauvorschlag der Möbius Bau-AktiengesellschaftMöbius Bau-Aktiengesellschaft

• patentiertes Gründungsverfahren GEC (Geotextile Encased Columns)

Überwachung des Setzungsverlaufs auch unter extremen Randbedingungen

• patentiertes hydrostatisches Linienmessverfahren

unmittelbar nach Fertigstellung voll belastbar

60.000 geokunststoff-ummantelte Sandsäulen

lange Querschnitte bei engem Messraster

Lhotzky + Partner

MessquerschnitteMessquerschnitte

• 7 Messquerschnitte

• InstrumentierungPorenwasserdruckWasserspiegelVertikalinklinometerSetzungspegelHydrostatische

Linienvermessung

Lhotzky + Partner

Höhe NN0

= 31,10 m NN

∆h1∆h0=0

∆h2

∆h3

∆h4

Höh

e N

.N. [

m]

Stationierung [m]

31,000

31,100

31,200

31,300

31,400

31,500

0,00 0,25 0,50 0,75 1,00

NN0

NN0 + ∆h1

NN0 + ∆h2

NN0 + ∆h3

NN0 + ∆h4

Bezugshöhe messen

Inkrementfüllen

nach Wartezeit messen

Inkrementfüllen

nach Wartezeit messen

Inkrementfüllen

nach Wartezeit messen

Inkrementfüllen

nach Wartezeit messen

Messprinzip:

Messen des hydrostatischen Drucks in einem inkrementell gefüllten Messschlauch

Messkoffer

Setzungsmessrohr mit Messschläuchen

Druckaufnehmer

Lhotzky + Partner

Messanordnung: Lage der LinieMessanordnung: Lage der Linie

• Längen bis 120 m

• einfache Verlegung

Lhotzky + Partner

Messanordnung: Endpunkt PolderMessanordnung: Endpunkt Polder

• auf Säulenkopfebene• Messendpunkt polderseitig

überschüttet

Lhotzky + Partner

Messanordnung: Endpunkt ElbeMessanordnung: Endpunkt Elbe

• Endpunkt Elbe auf Plattform +3 m NN

• nur bei Niedrigwasser zu erreichen

• Anschlusspunkt Messkoffer

Lhotzky + Partner

Messanordnung: T-MessungMessanordnung: T-Messung

• Temperatursonden zur Erfassung der Temperatur im Übergangsbereich

Lhotzky + Partner

Schwierige Messbedingungen 1Schwierige Messbedingungen 1• Tideabhängige Messeinsätze

Enger Zeitplan

geländegängiges Fahrzeug mit Sonderausbau

erste Auswertung vor Ort notwendig

einige Plattformen nur für 2 Stunden bei Niedrigwasser erreichbar

Lhotzky + Partner

Schwierige Messbedingungen 2Schwierige Messbedingungen 2• Wellengang, Schlick, Sand, Vibrationen, Erschütterungen, ...

Lhotzky + Partner

?AnforderungsprofilAnforderungsprofil

Datenhaltung und -AuswertungDatenhaltung und -Auswertung•Verwaltung großer Datenmengen

•Gegenüberstellung der Ergebnissebeliebiger Messtermine

•erste orientierende Auswertung bereits auf der Baustelle

•Einbindung und Darstellung von Fotos, Deichkubaturen, Säulendichten

•Datenkonsistenz und -sicherheit

Lhotzky + Partner

Die LösungDie Lösung•klassische Office-Anwendungen wieMS-EXCEL

Datenbanksystem mit spezieller Anwendungssoftware

Datenbank speichert alle Daten zum Projekt

sehr schneller Zugriff auf die DatenDaten können nahezu beliebig

zusammengestellt werdenDatenkonsistenz und -sicherheit

Lhotzky + Partner

Konzept der DatenhaltungKonzept der Datenhaltungund -aufbereitungund -aufbereitung

SQL-Daten-bank

Anwender-Software

ProHvm

Messberichte(Papier)

Messberichte(PDF)

Kunden-Download-

Server

Internet

Auftrag-geber

Ingenieur-büro des AG

SQL-DatenbankSQL-Datenbank (SQL = Structured Query Language)

• Grunddaten Messlinien• Messtermine• Kalibrierdaten Messgeräte• Messdaten• Fotos, Kubaturen, ...• Berichtsdaten

ProHvmProHvm• Benutzerschnittstelle

zur Datenbank• Auslesen der Messdaten• Auswertung• Aufbereitung• umfangreiche Dar-

stellungsmöglichkeiten• Zusammenstellen der

Ergebnisse zu Berichten

MesskofferMesskoffer• wird von ProHvm

automatisch erkannt• Vollautomatische

Zuordnung der Geräte- und Kalibrierdaten beim Übertragen der Messdaten

• Parametrierung• Fernbedienung über das

GSM-Mobilfunknetz möglich

ParametrierungMessdaten

MessberichteMessberichte• Tabellen• Grafische Darstellungen

Höhenlage der Messleitung

Setzung seit letzter Folgemessung

SetzungsverlaufZeit-/SetzungskurvenVerformungsge-

schwindigkeiten

Messberichte Messberichte (PDF)(PDF)

• In Umfang/Form identisch mit gedrucktem Bericht

• Erzeugung in ProHvm auf Knopfdruck

• Versand per E-Mail• in der Regel am Folgetag

nach der Messung• bei Bedarf direkt von der

Baustelle

Download-ServerDownload-Server• Passwortgeschützt• Messberichte (PDF)• Messergebnisse im CSV-

Format zur Weiter-verarbeitung

• Deichkubaturen• Ansatzhöhen

ZugriffZugriff• Nur für autorisierte

Personen, wie• Auftraggeber• Ingenieurbüros des

Auftraggebers• Ergebnisse stehen ohne

Zeitverlust zur Verfügung

Lhotzky + Partner

Ablauf eines Messtermins: AufbauAblauf eines Messtermins: Aufbau•Anschließen und Parametrieren der Messgeräte

•Fotodokumentation der aktuellenSituation

•Bestimmung des Delta-H zur Ansatzhöhe•Starten der Messung•Während der Messzeit:

Einpflegen der Felddaten, Ansatzhöhen,Kubaturen und Fotos in die Datenbank

Lhotzky + Partner

Ablauf eines Messtermins: AbbauAblauf eines Messtermins: Abbau

•Sukzessives Abnehmen der Messgeräte•Übertragen der Messdaten aus den Messkoffern in die Projektdatenbank

•Zur Sicherheit:Auslesen der Messkoffer mit zweiter unabhängiger Software

Lhotzky + Partner

Ablauf eines Messtermins: Ablauf eines Messtermins: Auswertung Auswertung

•Erzeugen einer temporären Stationierung•Bestimmen des Endpunktes•Erzeugen eines Temperaturprofils•Berechnung unter Berücksichtigung

Temperaturbedingte Dichteänderung des Wassers

Temperaturbedingte Nullpunktsdrift des Aufnehmers

Linearitätsabweichung des Druckaufnehmers

Temperaturbedingte Linearitätsdrift des Aufnehmers

Lhotzky + Partner

Ablauf eines Messtermins: Ablauf eines Messtermins: AuswertungAuswertung

•Messung ist jetzt stationiert und auf Normal Null bezogen

•Differenzbildung zu beliebigen vorange-gangenen Messungen

•Verifikation der Ergebnisse anhandder an jedem Termin angefertigten Bilddokumentation

durch Einblenden der Deichkubaturen in die Grafiken

der eigenen Dokumentation des Baufortschritts

Lhotzky + Partner

MessberichteMessberichte

27.09.01 11.04.02 18.04.02

Höh

e N

.N. [

m]

Stationierung von Deichachse [m]

-2,000

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

-12,00-24,00-36,00-48,00-60,00 0,00 12,00 24,00 36,00 48,00 60,00

Deichachse

GOK 18.04.02

Raster 10% WattseiteRaster 15%Raster 10% Polderseite

18.04.02

Setz

ung

seit

11.

04.0

2 [m

]

Stationierung von Deichachse [m]

-0,005

-0,010

-0,015

-0,020

0,000

0,005

-12,00-24,00-36,00-48,00-60,00 0,00 12,00 24,00 36,00 48,00 60,00

Deichachse

GOK 18.04.02

Raster 10% WattseiteRaster 15%Raster 10% Polderseite

24.01.02 07.02.02 21.02.02 21.03.02 27.03.02 11.04.02 18.04.02

Setz

ung

seit

10.

01.0

2 [m

]

Stationierung von Deichachse [m]

-0,040

-0,080

-0,120

-0,160

0,000

0,040

-12,00-24,00-36,00-48,00-60,00 0,00 12,00 24,00 36,00 48,00 60,00

DeichachseGOK 18.04.02

Raster 10% WattseiteRaster 15%Raster 10% Polderseite

Höhenlage der Messleitung Setzung seit der letzen Folgemessung Setzungsverlauf der letzten 7 Messungen 25.10.01 23.11.01 19.12.01 24.01.02 21.02.02 21.03.02 18.04.02

Setz

ung

seit

27.

09.0

1 [m

]

Stationierung von Deichachse [m]

-0,160

-0,320

-0,480

-0,640

0,000

0,160

-12,00-24,00-36,00-48,00-60,00 0,00 12,00 24,00 36,00 48,00 60,00

DeichachseGOK 18.04.02

Raster 10% WattseiteRaster 15%Raster 10% Polderseite

Setzungsverlauf seit der Nullmessung

Lhotzky + Partner

Weiterführende Auswertung:Weiterführende Auswertung:Animation - Setzung seit der NullmessungAnimation - Setzung seit der Nullmessung

Lhotzky + Partner

Weiterführende Auswertung:Weiterführende Auswertung:Zeit-/Setzungskurven - Kontrolle eines Zeit-/Setzungskurven - Kontrolle eines automatisch erstellten Messpunktesautomatisch erstellten Messpunktes

Lhotzky + Partner

Weiterführende Auswertung:Weiterführende Auswertung:Zeit- / Setzungskurve mit GeländeoberkanteZeit- / Setzungskurve mit Geländeoberkante

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0 200 400 600 800 1000 1200Tage (Beginn 27.09.01, Ende 07.07.04, 1014 Tage, 36 Messtermine)

Setz

ung

seit

27.0

9.01

[cm

]

4

5

6

7

8

9

10

11

Gel

ände

ober

kant

e [m

] N.N

.

SetzungGeländeoberkante

Lhotzky + Partner

Verformungsgeschwindigkeit mit GOKVerformungsgeschwindigkeit mit GOKWeiterführende AuswertungWeiterführende Auswertung

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 200 400 600 800 1000 1200

Tage (Beginn 27.09.01, Ende 07.07.04, 1014 Tage, 36 Messtermine)

Verf

orm

ungs

gesc

hwin

digk

eit [

cm/T

ag]

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Gel

ände

ober

kant

e [m

] N.N

.

Verformungsgeschwindigkeit(Intervallmitte)Geländeoberkante

Lhotzky + Partner

Weiterführende Auswertung:Weiterführende Auswertung:Zeit-Setzung in 3D-DarstellungZeit-Setzung in 3D-Darstellung

x

yz

Setz

ung

[ cm

]

0-2-4-6-8

-10-12

-24-22-20-18-16-14

-34-32-30-28-26

-36

-44-42-40-38

-52-50-48-46

-60-58-56-54

-62

Lhotzky + Partner

MessdatenaufkommenMessdatenaufkommen

•Vermessung im 25 cm – Raster=> ca. 400 Messpunkte pro Querschnitt

•EADS- Datenbank aktuell: 118 Messtermine 170 Messberichte mit 6000 Anlagen Datenbankgröße 380 MB

•Pro Messtermin: 3000 Datensätze mit 21.000 Messwerten

Lhotzky + Partner

Das innovative LinienmessverfahrenDas innovative Linienmessverfahreneinfache und schnelle Installation ohne wesentliche

Störung des Bauablaufsautomatischer Messablauf selbst bei Überflutung und

unter rauem BaustellenbetriebErfassung von engräumigen ungleichmäßigen

Setzungen auch an langen Messprofilenhoher Messauflösung (1 mm) bei geringer UnsicherheitMessung auch bei starken Vibrationen und

ErschütterungenBereitstellung der Messergebnisse am Folgetag

oder bereits auf der Baustelle

Lhotzky + Partner

Das innovative LinienmessverfahrenDas innovative Linienmessverfahren

Setzungsprofile zu ausgewählten Terminen

Entlang des gesamten Messquerschnitts Zerrung / Stauchung Biegeradien animierte Setzungsverläufe

an beliebigen Punkten und in beliebiger Anzahl Zeit-/Setzungsdiagramme Verformungsgeschwindigkeiten 3D-Darstellungen

Problemorientierte AuswertungssoftwareProblemorientierte Auswertungssoftware

Lhotzky + Partner

Lhotzky + Partner