Hohlräume unter dem Dom: Neues Messverfahren scannt Baugrund zerstörungsfrei

Die Erkundung des Baugrunds unter Fundamenten war bisher mit erheblichem mechanischem Aufwand oder Eingriffen in die Substanz verbunden. Bei denkmalgeschützten Gebäuden, Tunnelanlagen oder massiven Stützwänden verbieten sich invasive Kernbohrungen im Innenraum meist vollständig. Eine berührungslose und materialschonende Alternative ist die Gleichstromgeoelektrik. Diese Methode misst die räumliche Verteilung des spezifischen elektrischen Widerstands im Untergrund. Weicht der gemessene Widerstand vom regulären Schichtenaufbau ab, lassen sich Hohlräume, Setzungszonen oder Ausspülungen lokalisieren.

Herkömmliche geoelektrische Messungen verlangen das Einschlagen von metallischen Sonden in den Boden, was auf gepflasterten oder betonierten Flächen unmöglich ist. In Zusammenarbeit mit der Dr. Donié Geo-Consult GmbH entstand deshalb das Messsystem „Electronical Cavity Scan“ (ECS). Die technische Neuerung basiert auf patentierten Aufsatzelektroden sowie einer Steuereinheit für bis zu 32 Messpunkte. Die Elektroden werden plan auf den Boden aufgesetzt und leiten den Strom ohne mechanische Beschädigung des Belags in den Untergrund ein. Auf diese Weise können selbst wertvolle Natursteinböden in historischen Gebäuden zerstörungsfrei als Messfläche dienen.

Nach erfolgreichen Voruntersuchungen an Prüfkörpern im geotechnischen Labor der Fachhochschule verlegte das Team die Messreihen in den St.-Paulus-Dom in Münster. Unter den realen Randbedingungen des mittelalterlichen Sakralbaus überprüften die Forscher die Signalempfindlichkeit des Systems. Die bisherigen Auswertungen bestätigen die Praxistauglichkeit des Verfahrens. Anomalien im Baugrund und Inhomogenitäten unter dem Kirchenschiff ließen sich präzise erfassen, ohne den laufenden Betrieb oder die Bausubstanz zu beeinträchtigen.

Geleitet wird das Forschungsvorhaben an der FH Münster von Prof. Dr. Dietmar Mähner und dem wissenschaftlichen Mitarbeiter Lucas Brüggemann. Die Erkenntnisse aus Münster sollen den Weg für breite Einsätze im Hoch- und Tiefbau ebnen. Neben historischen Sakralbauten eignet sich das Verfahren vor allem für die Überprüfung von Stützwänden, Brückenwiderlagern sowie für die Erkundung des Bodens hinter Tunnelauskleidungen. Die zerstörungsfreie Messung erlaubt künftig verlässliche Zustandsbewertungen des Untergrunds, bevor es an der Oberfläche zu sichtbaren Absenkungen oder Rissen kommt.