Zielstellung
In Deutschland treten in vielen Gebieten Erdfälle auf. Sie sind an Karsterscheinungen im Boden (Auslaugungszonen) gebunden und treten im Endzustand als Senkungstrichter oder gar als Hohlräume mit Verbindung zur Erdoberfläche auf. Im Stadium ihrer Entstehung sind sie oft von der Erdoberfläche aus nicht erkennbar – haben aber als Schwächezonen für die Bauwirtschaft (Tragfähigkeitsminimum) eine eminente Bedeutung. Vor geplanten Bauvorhaben ist in Karstgebieten deshalb die Aushaltung potentieller Erdfälle als Schwächezonen besonders wichtig.
Methode
Es haben sich in der Praxis zwei wesentliche Methoden der Geophysik für die Erkundung von Erdfällen durchgesetzt:
- Oberflächenelektrik und
- Nahseismik
Durch den Einsatz moderner Technik (Messapparaturen und Auswertetechnologie) sind beide Verfahren in den letzten Jahren wesentlich verbessert worden. Der Aufwand für Messung und Auswertung hat sich reduziert, so dass die Messungen kostengünstiger ausgeführt werden können.
Bei der Oberflächenelektrik wird über die Einspeisung von elektrischem Strom mit Hilfe von Erdspießen die elektrische Leitfähigkeit des Bodens ermittelt. Im allgemeinen gilt: je niedriger die gemessenen Widerstände, desto toniger ist der Untergrund ausgebildet bzw. um so stärker entfestigter ist das Gebirge. Hochohmige Bodenbereiche sind i.a. identisch mit stark verfestigtem Boden. Kompakter Dolomit, Gips und Anhydrit sind hochohmig. Erkundungsteufen von bis zu 100 m sind möglich. Bei der Geoelektrik wird vor allem die Schichtung des Untergrundes dokumentiert.
Bei der Seismik werden seismische Impulse durch einen Hammerschlag oder über Fallgewichte in den Bodenbereich abgegeben. Grenzflächen im Untergrund mit hohen Schallhärteunterschieden reflektieren die Impulse. Auf der Erdoberfläche installierte Geophone registrieren die Ankunftszeit und die Amplitude der ankommenden Welle. Die s.g. Schallhärte ist das Produkt aus Dichte und Ausbreitungsgeschwindigkeit. Erkundungsteufen bis zu 100 m sind kostengünstig zu realisieren. Die Seismik ermöglicht vor allem die Dokumentation der Tektonik des Untersuchungsraumes.
Beschreibung
Im gezeigten Beispiel waren Baumaßnahmen in einem potentiellen Erdfallgebiet geplant. Durch die Geoelektrik konnte ein Erdfall identifiziert werden (niedrige Widerstände = Tonfüllung).
Die Nahseismik dokumentiert einen tiefliegenden Grabenbruch als Ursache der Erdfallbildung. In Verbindung mit der Geologie konnten Gipsauslaugungen als Ursache des Erdfalles erkannt werden. Es ist mit weiteren Auslaugungserscheinungen mit entsprechenden Senkungserscheinungen an der Erdoberfläche zu rechnen.