Betonmonitoring im Tunnelbau - Win/Win für Bauherren und Bauunternehmen

Abstract

Um in der heutigen Zeit Bauabläufe und den Bauprozess in seiner Gesamtheit zu optimieren, ist der Einsatz von neuen und fortschrittlichen Technologien nötig. Eine dieser Technologien ist das Echtzeit online Betonmonitoring. Diese Methode macht es möglich die Temperaturentwicklung im jungen Beton, durch am oder im Bauteil angebrachte Sensoren, zu messen und auf die Druckfestigkeitsentwicklung in Echtzeit rückzuschließen. Dadurch kann der Ausschalzeitpunkt genau ermittelt werden. Zusätzlich erfolgt eine automatische digitale Dokumentation der Messdaten auf einem Onlineserver. Die Beteiligten am Bauprozess erhalten somit jederzeit Informationen über die Temperatur- und Festigkeitsentwicklung im Beton. In dieser Diplomarbeit wurde in Kooperation mit der Firma Doka GmbH der Einsatz des Echtzeit online Betonmonitoringsystem Concremote mit der konventionellen Druckfestigkeitsprüfung nach ONR 23303 Pkt. 11.7 sowie der Betontemperaturmessung mittels Datenlogger bei der Herstellung der Tunnelinnenschale verglichen. Dabei wurden mit Hilfe der Kriterien Baukosten, Bauzeit, Zeitaufwand für die Betonüberwachung, Prüfdatenmanagement und Qualität der Messergebnisse beide Methoden anhand von fiktiv gewählten Modellprojekten gegenübergestellt und bewertet. Die Grundlage der Daten für diese Musterprojekte bildeten gebaute Tunnel, wo bei der Herstellung der Tunnelinnenschale das Echtzeit online Betonmonitoring sowie teilweise parallel dazu die konventionelle Methode der Betonüberwachung angewendet wurde. Die Auswertung der Modellprojekte zeigte, dass sich die Bauzeit in Abhängigkeit von der gewählten Betonüberwachungsmethode nicht verkürzen lässt. Dies lässt sich darauf zurückführen, dass bei der Herstellung der Innenschale die Taktzeiten vorwiegend von den Bewehrungsarbeiten abhängig sind. Dadurch unterscheiden sich die Kosten der Innenschalenherstellung bei den Modellprojekten lediglich durch die Kosten der Betonüberwachung voneinander. Die Betonüberwachungskosten besitzen jedoch einen sehr geringen Anteil von <1% an den Einzelkosten der Tunnelinnenschale. Beim Vergleich der Kosten für die Betonüberwachung hat sich gezeigt, dass bei der Anwendung von Echtzeit online Betonmonitoring die Kosten um bis zu 40% gesenkt werden können, im Unterschied zu einer konventionellen Betonüberwachung. Zusätzlich kann der Zeitaufwand um eine Bauteilprüfung durchzuführen, bei der Anwendung von Concremote gesenkt werden. Durch die automatische und digitale Dokumentation, sowie die schnelle Verfügbarkeit der gemessenen Daten, entsteht ein Mehrwert für die Bauherren und die Bauunternehmen. Die Forschungsfrage, ob bei der Anwendung von online Betonmonitoring ein Win/Win für die Bauherren und die Bauunternehmen entsteht, ist mit -Ja- zu beantworten.

In order to optimise the construction process, the use of new and advanced technologies is necessary. One of these technologies is the real time in-place concrete maturity method Concremote. This method makes it possible to measure the temperature and compressive strength development in the young concrete in real time by sensors who are mounted on or in the component. An accurate determination of the stripping time is made possible due to that method. In addition, data measurement is documented automatically on an online server. Therefore, people involved in the construction process have direct access to information about the temperature and strength development in the concrete. The intention of this master thesis, which was created in cooperation with the Doka GmbH, was to compare the use of the real time in-place concrete maturity method with the conventional crushing test, as well as with the temperature measurement of concrete in the construction of a tunnel final lining. Based on notional model projects both methods were assessed concerning certain criteria, which were construction costs and time, time effort for concrete monitoring, quality and management of test data. Data basis for the notional model projects were constructed tunnels, where the real time in-place concrete maturity method was used and partly the conventional concrete monitoring methods were additionally applied. The evaluation of the model projects showed, that the construction time could not be shortened with a different concrete monitoring. This is due to the fact, that cycle time are mostly depending on work related to reinforcement. The model projects only differed in the costs of construction concerning the costs for the concrete monitoring itself. These costs solely represent <1% of the total construction costs for a final lining. Comparing the financial effort for the different concrete monitoring systems, a decrease of 40% could be shown with the real time in-place concrete maturity method Concremote. In addition, the time effort to perform the component testing is smaller using Concremote. The automatic and digital documentation of data, as well as their fast and easy accessibility constitute a real advantage both for builder and building company. The research question, whether the use of real time in-place concrete maturity method Concremote constitutes a win/win situation both for builder and building company, is to be answered with -Yes-.