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NOVEMBER 2006

Direct-Push-Erkundungen

Die Untergrunduntersuchungen mittels Direct-Push-Techniken (DP) wurden auf Betreiben der United States Environmental Protection Agency (US EPA) für Geomonitorings entwickelt. Das Prinzip beruht auf dem Abteufen eines vergleichsweise schmalen Hohlbohrgestänges, das wahlweise statisch drückend oder dynamisch vibrierend / schlagend angetrieben wird. Durch entsprechend angebrachte Probenahme- oder Sensor-Sonden können simultan und vertikal- bzw. horizontspezifisch Probennahmen von Boden und Wasser oder Messungen von geologischen, physikalischen und chemischen Parametern durchgeführt werden. Im Vergleich zu den konventionellen Methoden der Untergrunderkundung ermöglichen die Direct-Push-Techniken (DP) somit eine verbesserte räumliche Darstellung als auch eine schnellere Erfassung der geo- und hydrologischen sowie -chemischen Untergrundverhältnisse.

In der Praxis wird die DP-Einheit mit einem Geländefahrzeug, vorzugsweise einer Raupe, ausgestattet mit einer leistungsfähigen Hydraulik an die Untersuchungsstelle gebracht. Ist ein Rangieren der Raupe aus Platzmangel nicht möglich, kann die DP-Einheit auch mit einem speziell adaptierten Vortriebsgerät niedergebracht werden. In der Regel werden Erkundungstiefen bis ca. 20 m erreicht. Mit entsprechendem Geräteaufwand können auch größere Tiefen erkundet werden. So können ggf. erforderliche höhere Andrücke z.B. mit einer Verankerung realisiert werden.

Für in-situ on-line-Messungen wird das Sondierfahrzeug durch unser Labormobil unterstützt, das über verschiedenen Detektoren, einen Gaschromatographen, diverse Geräte zur Systemkontrolle, Strömungssteuerung und ein Stromaggregat verfügt.

Die uns zur Verfügung stehenden DP-Verfahren ermöglichen ein breites Einsatzspektrum:

  • Erfassung geologischer, physikalischer und chemischer Parameter zur räumlichen Erfassung des Untergrundes und somit zur räumlichen Beschreibung z.B. von Boden- und Grundwasserkontaminationen mittels MIP-Sonden (siehe unten)
  • Horizontierte Probenentnahmen von Bodenluft oder Grundwasser zur Quantifizierung von Kontaminationen. Die Ansatzpunkte können im Anschluss an die MIP-Erkundungen gezielt festgelegt werden. Die Ergebnisse aus MIP-Erkundung und Probenanalytik können zur effizienteren Sanierungsplanung (z.B. zur optimierten Bestimmung von Position und Ausbau von Sanierungsbrunnen) eingesetzt werden
  • Bestimmung von Lagerungsverhältnissen für baugrundtechnische Untersuchungen mittels Drucksensortechnik (nach DIN 4094 und ASTM D5778-95).

Ein besonders vielseitiges und effektives Erkundungswerkzeug unter den Direct-Push-Techniken (DP) ist die von unserem Hause eingesetzte MIP-Methode (Membrane Interface Probe).

Die MIP-Methode ermöglicht eine Thermodesorption organischer Verbindungen in der gesättigten und ungesättigten Bodenzone während die Sonde in den Boden vibriert wird. Die MIP besteht aus einer hydrophoben Membran, die in den Mantel der Sonde eingebracht ist. Auf der Innenseite der Membran strömt ein konstanter Trägergasstrom vorbei, der über die im Sondiergestänge mitgeführten Kapillarschläuche mit dem Analysesystem des Labormobils verbunden ist.

Die Sonde erhitzt das Umfeld der Membrane mittels Heizblock auf ca. 130 C°. Hierbei werden die im Wasser gelösten oder an die Bodenmatrix sorbierten, verdampfbaren Verbindungen mobilisiert und können über die Membrane in das Trägergas diffundieren.

Durch verschieden-sensitive Detektoren können die unterschiedlichen Stoffgruppen (z.B. LCKW, BTEX-Aromate) in Vertikalprofilen aufgezeichnet werden. Mittels Gasfalle können Proben zur Rückstellung oder zur weiteren Analytik genommen werden.

Zur Bestimmung lithologischer Verhältnisse besitzt die Sonde Elektroden zur Aufzeichnung der Leitfähigkeit. Ferner wird für Aussagen zur Lagerungsdichte der Eindringwiderstand kontinuierlich gegen die Tiefe aufgezeichnet.

Auf diese Weise lassen sich mittels der MIP-Sondiertechnik bereits während der Sondierung belastete Horizonte und ihre Kontaminationsmuster exakt erfassen.

Abbildung 1: DP-Trägerfahrzeug (Raupe) Abbildung 2: Laborfahrzeug mit mobiler Geräteeinheit

Durch die beschriebenen Erneuerungen sind wir auch weiterhin in der Lage Geländeuntersuchungen auf dem neusten Stand der Technik durchzuführen.

Für Fragen zu den von uns eingesetzten Erkundungstechniken stehen Ihnen unsere Herren B. Braun (02271/801-203) und J. Sieben (02271/801-214) jederzeit gerne zur Verfügung.