Beschreibung des Verfahrens: Das Geo-Radar-Verfahren wird auch als Boden-Radar oder als elektromagnetisches Reflexionsverfahren (EMR) bezeichnet. Ein Sender mit einer Zentralfrequenz zwischen ca. 20 MHz und 2.5 GHz strahlt einen kurzen Impuls ab. Die elektromagnetische Welle breitet sich im Untergrund aus und wird bei Änderungen elektrischer oder magnetischer Parameter (elektrische Leitfähigkeit, Dielektrizitätskonstante, magnetische Permeabilität) reflektiert. Das in einen Empfänger reflektierte elektrische Feld wird aufgezeichnet. I. allg. werden Sender und Empfänger entlang von Profilen gemeinsam über das Untersuchungsgebiet gezogen, wobei der Sender in regelmäßigen Abständen Impulse abstrahlt. Dabei wird der Untergrund gleichsam "durchleuchtet".     
Die Stärke und die Form der Reflexionen erlaubt Rückschlüsse auf die Beschaffenheit reflektierender Objekte. Aus der Laufzeit von Reflexionen kann bei Kenntnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen im Untergrund die Entfernung des Reflektors vom Empfänger bestimmt werden. Die maximale Untersuchungstiefe des Verfahrens wird von der Absorption und Streuung der elektromagnetischen Wellen im Untergrund und von der Sendefrequenz bestimmt. Die Absorption steigt i. allg. mit dem Wassergehalt und der Mineralisation der Wässer, sowie mit dem Gehalt polarisierbarer Materialien (z.B. Tonmineralien), im Untergrund. Je kleiner die Sendefrequenz und die Absorption desto größer die Untersuchungstiefe. Je kleiner die Sendefrequenz, desto geringer ist aber auch das räumliche Auflösungvermögen des Verfahrens. Bei einer Zentralfrequenz von 500 MHz (300 MHz) kann meist mit einer maximalen Erkundungstiefe von 150 cm (200 cm) gerechnet werden.

Anwendungsgebiete: Das Verfahren eignet sich zur Ortung starker Anomalien der elektrischen oder magnetischen Eigenschaften in einem einheitlichen Milieu. Dies können Leitungen oder Rohre (metallisch, Beton, Kunststoff), Armierungen oder Reflektoren wie Fässer, Hohlräume, Steine etc. sein. Die Unterscheidung von Leitungen oder Rohren und anderen Reflektoren (z.B. Steine) in einzelnen Profilen ist meist nicht möglich. Die Wahrscheinlichkeit einer Ortung von Leitungen oder Rohren innerhalb der Untersuchungstiefe beträgt rund 85 Prozent.
Wir setzen bei Geo-Radar-Messungen eine Apparatur der Firmen Sensors & Software (pulseEKKO 1000 mit Frequenzen von 225 MHz bis 900 MHz) ein.

Beschreibung des Verfahrens: Die Erschütterungen, die von einer künstlichen Quelle (Hammerschlag, Sprengung, ..) ausgehen breiten sich als seismische Wellen (Raumwellen, Oberflächenwellen) im Untergrund aus. Diese seismischen Wellen werden bei Änderungen der elastischen Parameter gebeugt, gebrochen und reflektiert und gelangen teilweise wieder an die Oberfläche, wo sie von Empfängern, sog. Geophonen, aufgezeichnet werden. Meßgröße ist meist die Schwinggeschwindigkeit, ggf. auch die Verschiebung oder die Beschleunigung an der Oberfläche. Bei Meßanordnung an der Oberfläche sind 2 Meßverfahren üblich, die Reflexionsseismik und die Refraktionsseismik.
In der Reflexionsseismik werden Abstände zwischen den Geophonen und der seismischen Quelle benutzt, die kleiner sind als die Erkundungstiefe. Die Meßanordnung wird entlang von Profilen versetzt. Aus den Meßwerten werden durch computergestützte Algorithmen jene Seismogramme berechnet, die bei gleicher Lage von seismischer Quelle und Empfänger (zero-offset) zu erwarten sind. Auffällige Reflektoren in diesen Seismogrammen zeigen Änderungen der Dichte oder der seismischen Impedanz und weisen auf geologische Schichtgrenzen hin. Bei kleinen Laufzeiten überlagern Oberflächenwellen die reflektierten Raumwellen, so daß die Reflexionsseismik i. allg. erst ab Tiefen von ca. 50 m eingesetzt werden kann. Das räumliche Auflösungsvermögen des Verfahrens ist gut, seismische Geschwindigkeiten können meist nur abgeschätzt werden.
In der Refraktionsseismik werden auch Abstände zwischen den Geophonen und der seismischen Quelle benutzt, die deutlich größer sind als die Erkundungstiefe. Beobachtet werden die Laufzeiten refraktierter Raumwellen. Diese Raumwellen werden an Schichtgrenzen gebrochen, an denen die seismischen Geschwindigkeiten zunehmen. Das Verfahren ermöglicht die Bestimmung seismischer Geschwindigkeiten und die Ortung seismischer Schichtgrenzen, welche auf geologische Schichtgrenzen hinweisen. Das räumliche Auflösungsvermögen ist i.allg. geringer als in der Reflexionsseismik.
Kann das zu untersuchende Volumen aus mehreren Raumrichtungen "durchschallt" werden, ist das Verfahren der seismischen Tomographie anwendbar. In einer typischen Meßanordnung werden die Lokationen von Sender und Empfänger in Bohrlöchern variiert und das Volumen zwischen den Bohrlöchern wird "durchschallt". Bei der Auswertung wird ein seismisches Modell ermittelt, das die gemessenen Laufzeiten oder Amplituden hinreichend genau beschreibt. Das Verfahren eignet sich z.B. für die Ortung von Hohlräumen oder Störungszonen. Die GUS führt keine bohrlochgeophysikalsichen Messungen durch, kann aber die Auswertung der Meßdaten übernehmen.

Anwendungsgebiete: Seismische Verfahren besitzen zahlreiche Anwendungen, wie die Erkundung des geologischen Schichtaufbaus im Untergrund, z.B. zur Ermittlung der Felskante bei der Planung von Strassen- oder Schienen-Trassen, Tiefgaragen, etc. oder die Bestimmung der Mächtigkeit von Schlammablagerungen in Flüssen und Seen, wie die Ortung von Störungszonen oder Hohlräumen oder wie die Ermittlung elastischer Parameter, z.B. der Scherfestigkeit, im Untergrund. Hochfrequente seismische Messungen können zur zerstörungsfreien Prüfung von Werkstoffen oder Bauwerken eingesetzt werden.
Für geologische Fragestellungen verwenden wir eine 24-kanalige Meßapparatur der Firma Geometrics, meist in der Meßanordnung der Refraktionsseismik.

Beschreibung des Verfahrens: Erschütterungsmessungen dokumentieren die Erschütterungsbelastung von Menschen oder Gebäuden infolge von Sprengungen, Bauarbeiten, Strassen- oder Schienenverkehr etc. Die einschlägigen DIN und VDI Richtlinien setzen für die Erschütterungsbelastung Anhaltswerte fest und ermöglichen eine Einstufung der Erschütterungen. Die Erschütterungen werden mit Seismometern in 3 orthogonalen Raumrichtungen gemessen. Meßgröße ist die Schwinggeschwindigkeit. Für die Beurteilung der Erschütterungsbelastung eines Gebäudes sind i.allg. parallele Messungen am Fundament und auf der obersten Geschossdecke notwendig.

Anwendungsgebiete: Erschütterungsmessungen nach DIN 4150 werden meist bei Spreng- oder Bauarbeiten zur Überwachung oder zur Beweissicherung durchgeführt. Wir führen auch kombinierte Meßprogramme durch, z.B. die gleichzeitige Messung von Erschütterungen und Fugenweiten an bestehenden Rissen.

Beschreibung des Verfahrens: In der Gleichstrom-Geoelektrik wird dem Untergrund über 2 Elektroden Gleichstrom zugeführt. Dieser Gleichstrom erzeugt zwischen 2 Sonden eine elektrische Spannung (4-Punkt-Anordnung). Diese Spannung ist die Meßgröße. Die gebräuchlichen Meßanordnungen unterscheiden sich in der räumlichen Anordnung der Elektroden und Sonden. Meßanordnungen mit einer Vielzahl von Elektroden verallgemeinern dieses Meßprinzip. Aus der räumlichen Anordnung der Elektroden und Sonden, dem bekannten Gleichstrom und der gemessenen Spannung kann der elektrische Widerstand im Untergrund berechnet werden. Die Erkundungstiefe entspricht nach einer Faustregel ca. einem Drittel bis einer Hälfte des Elektrodenabstandes.
Bei 4-Punkt-Anordnungen können 2 Meßprogramme unterschieden werden, die Kartierung und die Tiefensondierung. Bei der Kartierung werden die Elektroden und Sonden in gleicher Anordnung auf einem - meist quadratischen - Meßraster bewegt. Somit wird der elektrische Widerstand in einem Tiefenniveau bestimmt. Bei der Tiefensondierung wird an einem Meßpunkt bei zahlreichen Einzelmessungen der Elektrodenabstand und damit die Eindringtiefe verändert. Im Ergebnis kann der elektrische Widerstand als Funktion der Tiefe ermittelt werden. Die räumliche Auflösung der Gleichstrom-Geoelektrik ist gering.

Anwendungsgebiete: Das Verfahren eignet sich zur Kartierung deutlicher Änderungen des elektrischen Widerstandes im Untergrund, z.B. zur Bestimmung der Tiefenlage des Grundwasserhorizontes (v.a. in ariden Gebieten) oder zur Ortung von Lagerstätten, Erosionsrinnen, Deponiegrenzen etc.

Beschreibung des Verfahrens: Geomagnetische Messungen erfassen Anomalien des erdmagnetischen Feldes. Ursache der Anomalien können magnetisierbare Gesteine oder Einlagerungen im Untergrund, sowie Störquellen (Zäune, Stromleitungen, ...) sein. Die Anomalien setzen sich aus einem induzierten und einem remanenten Anteil zusammen. Die induzierte Magnetisierung wird im magnetisierbaren Material durch das äußere Magnetfeld erzeugt. Die remanente Magnetisierung ist dauerhaft und unabhängig vom Erdmagnetfeld. Magnetisierbare Mineralien sind meist Oxide (z.B. Magnetit) oder Sulfide des Eisens. Magnetisierbare Einlagerungen bestehen meist aus Eisenschrott Metallfässer, Autoteile, etc.).
Bei geomagnetischen Messungen muß die tageszeitliche Schwankung des Erdmagnetfeldes an einem Basispunkt erfaßt werden. Die Meßwerte sind vor einer Interpretation zu korrigieren. Die Abschätzung der Tiefe eines Störkörpers ist schwierig und kann durch die Messung des Vertikalgradienten der Totalintensität des Magnetfeldes verbessert werden.

Anwendungsgebiete: Das Verfahren eignet sich zur Ortung magnetisierbarer Mineralien, v.a. aber zur Ortung eisenhaltiger Einlagerungen im Untergrund. So gelingt die Ortung von Blindgängern, Fässern, etc. oder die Eingrenzung eisenhaltiger Bauschuttdeponien. Das Verfahren eignet sich auch zur Ortung von Armierungen an Bauwerken oder für archäologische Fragestellungen.

Beschreibung des Verfahrens: Ziel des Meßverfahrens ist die Ermittlung von Dichtekontrasten im Untergrund. Meßgröße ist die Schwerebeschleunigung. Diese wird mit sog. Gravimetern gemessen. Störkörper mit größeren Dichten als das umgebende Material verstärken die Schwerebeschleunigung, Störkörper mit kleineren Dichten als das umgebende Material verringern die Schwerebeschleunigung. Vor einer Interpretation der Meßwerte sind zahlreiche Korrekturen anzubringen, die z.B. den Einfluß der Gezeiten, der Höhe des Meßpunktes über einem Bezugsniveau und der Topographie auf die Meßwerte berücksichtigen. Ohne weitere Daten, z.B. aus Bohrungen, kann die Tiefe von Störkörpern nur geschätzt werden.

Anwendungsgebiete: Das gravimetrische Meßverfahren eignet sich zur Ortung ausgedehnter Störkörper mit einem starken Dichtekontrast zur möglichst homogenen Umgebung. So können ausgedehnte Hohlräume oder Salzstöcke lokalisiert werden.