Sondier angsverfahren. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Sondierungsverfahren, wie es für Boden- iintersuchungen (Baugrund, Untergrund), entweder in Form von statischen oder von 1#ammverfahren, insbesondere zur Aufnahme c-on Rammprofilen verwendet wird, und bei welchem man die vorgetriebene Sonde zur Bestimmung der auf sie wirkenden Mantel reibung in einer andern als der Vertriebs- , riehtung bewegt.
, Bekanntlich setzt sich der Eindrin.gungs- widerstand einer Sonde in den Boden zur Hauptsache zusammen aus der auf die Sonde wirkenden Mantelreibung und dem Spitzenwiderstand. Man hat bisher bei llamrnsondierungsverfahren entweder den Mantelwiderstand durch mechanische Mittel (Mantelrohre) beim Rammen auszuschalten versucht, oder man hat den totalen Ramm widerstand gemessen und hierauf durch Drehen der Sonde mit durchgehend gleichem Durchmesser die Mantelreibung bestimmt und dann zur Feststellung des Spitzen widerstandes die Differenz aus dem totalen Rammwiderstand und der Mantelreibung errechnet.
Es gibt auch schon Prüfstäbe mit durch gehend gleichem Durchmesser, die man statisch in den Boden drückt und hierauf zur Bestimmung der Mantelreibung von Zeit zu Zeit nach oben bewegt, um auf diese Weise die Mantelreibung zu bestimmen. Bei Rammsondierungen wurde bis heute dieses Zurückziehen nicht durchgeführt, Bei den oben genannten bekannten Methoden zur Bestimmung der Mantel reibung durch Bewegen (Drehen oder Zurück ziehen) der durchgehend gleichen Durch messer aufweisenden Sonde ging man so vor, dass man die Sondenspitze zuerst auf die totale Tiefe vortrieb,
dabei nach jedem Vor trieb den totalen Eindringungswiderstand bestimmte und erst nach gänzlich durch geführtem Vortrieb die Sonde stufenweise zurückzog und dabei die Rückzugskraft mass. Bei diesem stufenweisen Zurückziehen erhielt man beim ersten Rückzug die Mantelreibung über die ganze Eindringtiefe der Sonde, nach dem zweiten Rückzug die Mantelrei bung über die totale Eindringtiefe ver mindert und die erste Rückzugsstrecke, usw.
Das bedingte eine Differenzrechnung zur Bestimmung der Mantelreibung in den ein zelnen Stufen und machte es ausserdem not wendig, die Sonde möglichst genau um gleich lange Stufen zurückzuziehen, wie man sie vorher vorgetrieben hatte. Ähnliches war der Fall bei Bestimmung der Mantelreibung durch Drehung der Sonde.
Das Verfahren gemäss der Erfindung behebt diese Nachteile. Es ist dadurch ge kennzeichnet, dass man die auf einen hinter der Spitze der Sonde angeordneten, einen grösseren Durchmesser als der Sondenschaft aufweisenden Reibungszylinder wirkende Mantelreibung durch Bewegen dieses Zylin ders in anderer als der Vortriebsrichtung bestimmt. Vorzugsweise geht man dabei so vor, dass man zur Bestimmung der Mantelreibung den Reibungszylinder nach jeder Vortriebsstufe der Sonde bewegt. Diese Bewegung kann in einer Drehung bestehen. Es ist aber vorteilhaft, die -Sonde einfach z.
B. mittels einer Druckflüssigkeit zurück zuziehen und zur Bestimmung der Mantel reibung den zum Zurückziehen der Sonde aufgewendeten Druck der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Reibung der Presse zu messen.
Wenn man bei jeder Vortriebsstufe die Sonde um eine Strecke vortreibt, die min destens angenähert gleich der Länge des Reibungszylinders ist, so kann man beim Zurückziehen der Sonde den Mantelwider stand in der eben durchlaufenen Vortriebs- strecke durch Ablesen des Flüssigkeits druckes als Mittelwert messen. Es liegt im Ermessen des das Verfahren Durchführenden, die Vortriebsstufe und die Länge des Rei bungszylinders dem zu untersuchenden Boden anzupassen. Eine Differenzrechnung ist nicht mehr notwendig.
Die Vorrichtung zur Ausübung des Ver fahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde hinter ihrer Spitze einen Reibungs zylinder aufweist, der einen grösseren Durch messer hat als der Schaft der Sonde und von diesem Schaft in auch anderer als Vortriebsrichtung mitnehmbar ist.
Beiliegende Zeichnung zeigt eine bei spielsweise Ausführungsform der erfindungs gemässen Vorrichtung, an Hand welcher gezeigt werden soll, wie das erfindungs- gemässe Verfahren beispielsweise ausgeführt werden kann.
Darin ist Fig. 1 eine Seitenansicht der fahrbaren Vorrichtung ohne Rammbär und ohne dessen Auslösevorrichtung.
Fig. 2 ist ein Grundriss der Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig. 3 zeigt die Sonde, den hydraulischen Rückzugszylinder sowie Rammbär und Aus lösevorrichtung. Fig. 4 ist ein Axialschnitt durch den hydraulischen Rückzugszylinder für die Rammsonde.
Fig. 5 ist eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer andern Aus- führungsform der Vorrichtung.
Fig. 6 ist ein Grundriss der Vorrichtung nach Fig. 5.
Fig. 7 und 8 sind Querschnitte durch das Steuerventil für den Rammzylinder nach Fig. 5 in zwei verschiedenen Stellungen des Ventilkükens.
Fig. 9 ist ein Schnitt durch den Ramm zylinder nach der Fig. 5.
Fig. 10 zeigt eine Detailvariante.
Der Wagen 1 hat. heb- und senkbare Räder 2, die gestatten, den Rahmen des Wagens auf einer Unterlage, z. B. einem Baugrund, abzustellen, während sie in ge- senkter Lage den Transport ermöglichen. Die Radachse ist auf zwei um die Achsen 3 schwenkbaren Armen 4 montiert. Diese ,Arme können je mittels einer gelenkig am Wagenrahmen angeordneten Schrauben spindel 5 gehoben und gesenkt werden. In Fig. 1 sind die Arme 4 und die Spindeln 5 in gehobener Lage der Räder in strich punktierten Linien, und in gesenkter Lage in ausgezogenen Linien dargestellt.
Auf dem Rahmen des Wagens ist im weiteren eine durch Rippen 6 versteifte Platte 7 vor gesehen, die um die Achsen 8 schwenkbar montiert ist und mittels der Spindeln 9 gehoben und gesenkt werden kann. Die Verschwenkbarkeit der Platte 7 erlaubt es, ihr auch dann eine horizontale Lage zu geben, wenn der Rahmen des Wagens auf einer geneigten Unterlage aufliegt. Auf der Platte 7 ist der hydraulische Rückzugs zylinder 10 für die Rammsonde 11 befestigt. Dieser Zylinder 10 wird weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 4 näher beschrieben.
Die Druckflüssigkeit erhält der Zylinder 10 durch eine Pumpe 12 über eine nicht dar gestellte Verteilerbatterie, wobei nicht nur die Pumpe 12, sondern auch die Verteiler batterie auf dem Wagen montiert ist. Auf der Platte 7 ist im weiteren der Ausleger 13 zum Hochziehen des Rammbärs 14 (Fig. 3) montiert.
Der obere Teil des Auslegers ist mit dem untern Teil über die Achse 15 verschwenkbar verbunden und kann. durch das an ihm angreifende Gestänge 16, das durch den an die Pumpe 12 angeschlossenen Steuerzylinder 17 betätigbar ist, von der in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellten Arbeitslage in die strichpunktierte Transport lage gebracht werden und umgekehrt. Der Steuerzylinder 17 ist schwenkbar auf dem Rahmen des Wagens 1 montiert. Das Zug seil 18 für den Rammbär 14 läuft über eine Umlenkrolle 19 des Auslegers 13 auf die Rammwelle 20. Diese Rammwelle wird von einem Motor 21 (z. B.
Benzinmotor) mittels Riemen 22 und einer auf ihr sitzenden Riemenscheibe 23 angetrieben. Der Antrieb der Pumpe 12 für die Druckflüssigkeit wird mittels Riemen 24 von der Rammwelle 20 abgeleitet.
Anstatt die Platte 7 und die Räder 2 mittels Spindeln 9 bzw. 5 von Hand zu heben und zu senken, könnte man sie von der Pumpe 12 aus hydraulisch betätigen.
Unter Druckflüssigkeit soll hier nicht nur eine tropfbare Flüssigkeit verstanden werden. Es könnte ebensogut eine nicht tropfbare Flüssigkeit, also ein Gas, wie z. B. Luft, verwendet werden. Dann würde an Stelle der Pumpe 12 ein Kompressor treten.
Der Rammbär 14 (Mg. 3), der dazu bestimmt ist, mit dem mit der Sonde 11 verbundenen Rammkopf 25 zusammen zuarbeiten, läuft längs des Führungs gestänges 26. Er wird durch die Auslöse vorrichtung 27, die am Seil 18 angehängt ist, gehoben und in der obersten Stellung ausgelöst. Diese Vorrichtung 27 ist ebenfalls längs des Gestänges 26 auf und ab beweglich geführt. Sie hat zwei Greifer 28, die in der Stellung der Fig. 3 einen Bund 29 des Rammbärs hintergreifen und diesen somit festhalten.
Der Rammbär wird durch die Greifer 28 nach oben gehoben, bis der An schlag 30 an einen Anschlag 31 des Ge stänges 26 anstösst. Dadurch werden die beiden Greifer 28 durch nicht dargestellte Mittel über die Lenker 32 so verschwenkt, dass sie den Rammbär 14 freigeben und dieser fallen kann, -bis er auf den Ramm kopf 25 aufschlägt. Da sowohl Rammkopf 25 und Anschlag 31 fest mit dem Gestänge 26 verbunden sind, so bleibt die Fallhöhe des Rammbärs 14 von einem Fall zum andern genau gleich.
Die Rammsonde 11 (Fig. 3, 5) hat iui.- mittelbar hinter ihrer Spitze 33 einen Rei bungszylinder 34, der einen grösseren Durch messer hat als der hinter ihm liegende Sondenschaft.
Es könnte für gewisse Fälle auch zweckmässig sein, den Reibungszylinder nicht unmittelbar hinter der Spitze, sondern weiter oben anzuordnen, wobei dann auch der zwischen Spitze und Zylinder liegende Teil des Sondenschaftes kleineren Durch messer hätte als der Reibungszylinder 34.
Der Rückzugszylinder 10 (Fig. 4) hat einen ringförmigen Arbeitsraum 35, in. welchem der ringförmige Kolben 36 läuft, der durch Dichtungen 37 gegen die Zylinder wandungen abgedichtet ist. Zum Arbeits raum 35 führen die Steueröffnungen 38 und 39 für die Zu- und Ableitung der von der Pumpe 12 gelieferten Druckflüssigkeit. Die Sonde 11 tritt frei durch den vom Arbeits raum 35 umgebenen Durchgang 40 hin durch. Der Kolben, 36 ist durch ein zylindri- sches Rohr 41 nach oben verlängert.
Dieses Rohr 41 tritt in der untersten Stellung des Kolbens 36 oben etwas aus dem Zylinder 10 heraus. Die Kupplung 42 kann mit der Sonde 11 abwechsltmgsweise fest verbunden und von ihr gelöst werden. Diese Kupplung 42 liegt auf der obern Stirnfläche 43 des Rohres 41 des Kolbens 36 auf und wenn sie mit der Sonde 11 fest verbunden ist, wird sie durch den Kolben 36 bei seinem Auf wärtshub mitgenommen.
Das Verfahren kann mittels der gezeigten und beschriebenen Vorrichtung wie folgt durchgeführt werden Man bringt den Wagen 1 an den Ort, an dem die Sondierung durchzuführen ist, hebt die Räder 2, verschwenkt, sofern nötig, die Platte 7 und bringt den. Ausleger 13 mittels des Steuerzylinders 17 in die Arbeits stellung. Hierauf führt man die Sonde 11 durch den Durchgang 40 des Zylinders 10 hindurch und setzt sie auf den zu unter suchenden Boden auf.
Zuerst hebt man den auf dem Rammkopf -25 aufliegenden Ramm bär 14 mittels der Vorrichtung 27 an, indem der Arbeiter das freie Ende 44 des Seils 18 anzieht, woraiü bei laufendem Motor die Rammwelle das Seil aufwickelt. Dann erfolgt nach der oben beschriebenen Auslösung der Greifer 28 der erste Schlag des Rammbärs auf den Kopf 25.
Die Schläge werden so oft wiederholt, dass die Sonde 11 bei jeder Vortriebsstufe mindestens angenähert um den. gleichen Betrag, und zwar etwa um die Länge des Reibungszylinders 34 im Boden. eindringt. Zur Bestimmung der Ramm arbeit empfiehlt es sich unter Umständen, die Schläge des Bärs pro Vortriebsstufe durch ein Zählwerk zu bestimmen. Beim Vortrieb der Sonde 11 ist die Kupplung 42 von der Sonde 11 gelöst.
Ist nun eine Vortriebsstufe beendet, so verbindet man die Kupplung 42 mit der Sonde 11, und gibt hierauf Druck auf die Unterseite des Kolbens 36 des Zylinders 10 und hebt dadurch die Sonde mit dem Reibungszylinder um weniges, z. B. um 3 cm an, bewegt den Zylinder also in einer andern als der Vortriebsrichtung. Der dabei auftretende Flüssigkeitsdruck im Zy linder 10 wird an einem an die Bohrung 38a -. anzuschliessenden,
nicht dargestellten Mano meter abgelesen und ergibt bei Berück sichtigung des innern Reibungswiderstandes der Presse und der aufgehängten Gewichte direkt ein Mass für die Mantelreibung an der Bohrlochwand- in der eben durchfahrenen Vortriebsstufe. Hierauf kann man die Sonde wiederum um die Rückzugsstrecke, z. B.
mittels des Kolbens 36 nach unten, bewegen, oder aber man kann. die Kupplung 42 lösen und sofort mit der Rammung der nächsten Vortriebsstufe beginnen; worauf man. dann. nach dieser zweiten Stufe wiederum die Mantelreibung für diese Stufe auf obige Weise bestimmt, und so weiterfährt, bis man die Sonde auf die gewünschte Tiefe vor getrieben hat. Man erkennt, dass man bei der beschriebenen Methode die Mantel reibung pro Stufe direkt, d. h. ohne Differenz rechnung, bestimmen kann.
Der Reibungs zylinder 34 hat noch den weiteren Vorteil, dass er gestattet, die spezifische Mantel reibung, d. h. die Reibung pro Flächen einheit, ohne weiteres zu berechnen.
Es könnte auch eine Vorrichtung vor gesehen sein, wo man nach jeder Vortriebs- stufe den Reibungszylinder nicht zurück- zieht, sondern dreht, also wiederum in anderer als der Vortriebsrichtung bewegt, und die Mantelreibung auf bekannte ureise durch Drehmomentmessiang bestimmt. Auch dann erhielte man immer ohne Differenz rechnung direkt die Mantelreibung pro Vor triebsstufe.
Zur statischen, d. h. durch Druck statt Schlag erfolgenden Durchführung des Son- dierungsverfahrens mit kontinuierlicher Kraftanwendung über eine gewisse Vor triebsstrecke, betreibt man die Presse um gekehrt als beim oben beschriebenen Ramm- verfahren und verbindet die Sonde auch für den. Abwärtsgang des Kolbens 36 mit letzterem. Dies kann beispielsweise mittels der Vorrichtung der Fig. 10 geschehen.
Hier hat das in Fig. 4 dargestellte Rohr 41 des Zylinders 10 ein Gewinde 60, auf welches ein Kupplungsflansch 61 aufgeschraubt ist. Die der Kupplung 42 der Fig. 3 ent sprechende, lösbar an der Sonde 11 befestigte Kupplung 62 hat zwei Mitnehmer 63, die den Flansch 61 hintergreifen.
Will man nun die Sonde 11 in Fig. 10 nach unten vortreiben, so steuert man das Druckmedium so, dass es den Kolben 36 in Fig. 4 und mit ihm den. Flansch 61 in Fig. 10 nach unten bewegt. Der Flansch 61 nimmt dabei die Sonde 11 mittels der Mitnehmer 63 der Kupplung 62 nach unten mit. Beim Zurückziehen der Sonde 11 gibt man in Fig. 4 von unten Druck auf den Kolben 36. Nach einiger Zeit stösst die Stirnfläche 64 des Flansches 61 auf die Fläche 65 der Kupplung 62 und nimmt nun diese und die Sonde 11 nach oben mit.
Fig. 5-9 zeigen eine Vorrichtung, die den Ausleger 13 und den Rammbär 14 mit seiner Auslöse- und Antriebsvorrichtung 27 entbehrlich macht. Hier geschieht der Vor trieb der Sonde mit Hilfe eines durch ein Druckmedium betätigten Rammzylinders 78, während der Rückzug auch hier mit Hilfe des Zylinders 10 erfolgt. Bei Zurückziehen spielt dann der Teil 73 die gleiche Rolle wie die Kupplung 42 in Fig. 3.
Die Platte 66 ist mittels dreier gelenkig an der Unterlage 67 montierter Spindeln 68 und mittels an ihr gelenkig angeordneter, mit den Spindeln 68 zusammenarbeitender Muttern 69 in horizontale Lage einstellbar. Die Platte 66 trägt drei durch Rohrringe 70 in Lage gehaltene Stangen 71 und den Zylinder 10, der in Fig. 4 näher dargestellt ist. Der oben an den Stangen 71 befestigte Stern 72 dient der Führung der Sonde 11. Der Rammkopf 73 ist mittels der Schrau ben 74 oder auf andere. Weise, aber lösbar an der Sonde 11 befestigt.
Ein am Ramm kopf 73 festgemachtes Rohr 75 trägt einen Kolben 76 mit Kolbenringen 77. Der Kol ben 76 liegt im Rammzylinder 78, der längs des Rohres 75 beweglich und gegenüber diesem durch Packungen 79 abgedichtet ist. Der Zylinder hat eine obere, 80, und eine untere Steueröffnung 81, welche beide ab wechslungsweise als Zu- und Auslass für das Druckmedium (Luft, Gas, Flüssigkeit) dienen. Diese Steueröffnungen 80, 81 sind mittels flexibler Leitungen (Schläuche) 82 bzw. 83 mit einem Steuerventil verbunden, das in Fig. 7 und 8 im Querschnitt in zwei verschiedenen Stellungen seines Kükens 84 dargestellt ist. -Die Leitungen 82 und 83 sind an Bohrungen 85 und 86 des Ventil gehäuses 87 angeschlossen.
An einer Boh rung 88 des Ventilkörpers 87 ist eine von einem nicht dargestellten Druckmedium spender (z. B. Luftkompressor) herkom mende Leitung 89 angeschlossen. Die Boh rung 90 dient dem Ablass des Druckmediums. Das Ventilküken 84 hat drei zueinander parallele Steuerbohrungen 91, 92, 93 und eine in strichlierten Linien angedeutete Steuerbohrung 94.
Die Vorrichtung gemäss Fig. 5-9 arbeitet wie folgt: Soll die Sonde 11 aus der Stellung der Fig. 5 weiter nach unten vorgetrieben werden, so bringt man das Ventilküken 84 von Hand oder anderswie in die Stellung der Fig. B. In dieser Stellung strömt das Druckmedium aus der Leitung 89 durch die Steuer bohrung 94 und die strichlierten Boh rungen 95 des Gehäuses 87 in die Leitung 82 und durch die Öffnung 80 in, den über dem Kolben 76 liegenden Teil des Zylinders 78.
Der untere Zylinderteil ist über die Leitung 83 und die Bohrungen 92 und 90 mit der Aussen luft verbunden. Das durch die Öffnung 80 einströmende Druckmedium hebt den Zy- linder 78, bis seine untere, innere Stirnfläche am Kolben 76 anstösst. Dabei ist dafür Sorge getragen, dass der Zylinder 78 ohne Schlag- wirkung am Kolben 76 anstösst. Dann bringt man das Küken 84 von Hand oder anderswie in die Stellung der Fig. 7.
Der obere Zylinder raum wird dadurch über die Leitung 82 und die Bohrungen 85, 91 und 90 mit der Aussen luft verbunden, während das Druckmedium aus der Leitiuig 89 durch die Bohrungen 88, 93, 86 und die Leitung 83 in den untern Zylinderraum einströmt und den Zylinder 78 nach unten auf den Rammkopf 73 schleudert und dadurch die Sonde 11 vortreibt. Dieses Spiel wiederholt man durch Betätigung des Ventilkükens 84 in gleicher Weise, wie dies im weiter oben beschriebenen Beispiel mit dem Rammbär 14 geschah.
Man kann Mittel vorsehen, um die Schlagkraft des Zylinders 78 durch Änderung des Druckes des Mediums zu ändern. Ungewollte Rück wärtsbewegungen der Sonde können z. B. durch ein Klinkengesperre vermieden werden.
Das Zurückziehen der Sonde geschieht auf weiter oben beschriebene Weise mit Hilfe des Zylinders 10.
Anstatt die Steuerung des Rammzylin- ders durch das Ventil gemäss Fig. 7 und 8 VöTZUnehmen, kann diese auch automatisch durch den Kolben 76 selbst geschehen.
Auch die Vorrichtung gemäss Fig. 5-9 kann fahrbar sein. Dies kann auf gleiche Weise geschehen wie im ersten Beispiel oder auf andere Art.
Benützt man bei der Sondierung eine thixotrope Flüssigkeit zwischen Sonde 11 und Bohrlochswand, so kann man den Kolben 36 mit Hilfe der gleichen Flüssigkeit betätigen, anstatt ein besonderes Druck medium wie z. B. Wasser oder Öl zu ver wenden. Eine thixotrope Flüssigkeit ist eine solche, die in Bewegung dünnflüssig ist, in ruhendem Zustande sich aber gelartig ver dickt und umgekehrt.
An Stelle der gezeigten Vortriebsmittel für die Sonde könnten andere, z. B. Ex plosionsrammen verwendet werden. Zweck mässigerweise wird man aber nur solche Mittel verwenden, die eine genaue Bestim mung der Vortriebsarbeit gestatten.
Man könnte den Zylinder 78 auch zur statischen Durchführung des Verfahrens betreiben.
Exploratory procedure. The subject of the present invention is a probing method as it is used for soil investigations (subsoil, subsoil), either in the form of static or 1 # ammverfahren, in particular for recording c-on pile-driving profiles, and in which the advanced probe is used to determine the The jacket friction acting on it moves in a direction other than the distribution direction.
As is well known, the resistance to penetration of a probe into the ground is mainly composed of the skin friction acting on the probe and the tip resistance. Up to now, with lamellar sounding methods, attempts have either been made to eliminate the jacket resistance by mechanical means (jacket pipes) during ramming, or the total ramming resistance has been measured and then the skin friction is determined by turning the probe with the same diameter throughout and then the difference is calculated to determine the tip resistance the total pile resistance and the skin friction are calculated.
There are also test rods with the same diameter throughout, which are statically pressed into the ground and then moved upwards from time to time to determine the skin friction in order to determine the skin friction in this way. In the case of ramming soundings, this retraction has not been carried out until today.In the above-mentioned known methods for determining the jacket friction by moving (turning or pulling back) the probe, which has the same diameter throughout, the procedure was that the probe tip was first to the total depth propulsion,
after each advance the total penetration resistance was determined and only after the advance had been fully carried out did the probe gradually withdraw and measure the retraction force. With this step-by-step retraction, the skin friction was obtained over the entire penetration depth of the probe during the first retraction, after the second retraction the skin friction over the total penetration depth was reduced and the first retraction distance, etc.
This required a differential calculation to determine the skin friction in the individual stages and also made it necessary to retract the probe as precisely as possible by stages of the same length as it had previously been driven. The case was similar when determining the skin friction by rotating the probe.
The method according to the invention overcomes these disadvantages. It is characterized in that the skin friction acting on a friction cylinder located behind the tip of the probe and having a larger diameter than the probe shaft is determined by moving this cylinder in other than the propulsion direction. The preferred procedure is to move the friction cylinder after each advance stage of the probe to determine the skin friction. This movement can consist of a rotation. However, it is advantageous to simply use the probe e.g.
B. retract by means of a hydraulic fluid and to determine the jacket friction to measure the pressure of the fluid used to withdraw the probe, taking into account the friction of the press.
If the probe is advanced by a distance at each advance stage that is at least approximately equal to the length of the friction cylinder, the jacket resistance can be measured as an average value when the probe is withdrawn in the advance route that has just been traversed by reading the liquid pressure. It is at the discretion of the person performing the method to adapt the advance stage and the length of the friction cylinder to the soil to be examined. A differential calculation is no longer necessary.
The device for performing the process is characterized in that the probe has a friction cylinder behind its tip, which has a larger diameter than the shaft of the probe and can be taken along by this shaft in a direction other than the propulsion direction.
The accompanying drawing shows an example embodiment of the device according to the invention, which is intended to show how the method according to the invention can be carried out, for example.
1 is a side view of the mobile device without a ram and without its release device.
FIG. 2 is a plan view of the device of FIG. 1.
Fig. 3 shows the probe, the hydraulic retraction cylinder and ram and release device from. Fig. 4 is an axial section through the hydraulic retraction cylinder for the ram probe.
FIG. 5 is a schematic, partially sectioned illustration of another embodiment of the device.
FIG. 6 is a plan view of the device of FIG. 5.
7 and 8 are cross sections through the control valve for the ram cylinder according to FIG. 5 in two different positions of the valve plug.
Fig. 9 is a section through the ram cylinder according to FIG.
Fig. 10 shows a detailed variant.
Car 1 has. Raisable and lowerable wheels 2 that allow the frame of the car on a base, e.g. B. a building site, while they allow transport in a lowered position. The wheel axle is mounted on two arms 4 pivotable about the axles 3. These arms can each be raised and lowered by means of an articulated screw spindle 5 arranged on the carriage frame. In Fig. 1 the arms 4 and the spindles 5 are shown in the raised position of the wheels in dashed lines, and in the lowered position in solid lines.
On the frame of the car, a stiffened by ribs 6 plate 7 is seen before, which is mounted pivotably about the axes 8 and can be raised and lowered by means of the spindles 9. The pivotability of the plate 7 allows it to be given a horizontal position even when the frame of the car rests on an inclined surface. On the plate 7 of the hydraulic retraction cylinder 10 for the ram 11 is attached. This cylinder 10 is described in more detail below in connection with FIG. 4.
The pressure fluid receives the cylinder 10 by a pump 12 via a distributor battery not presented, with not only the pump 12, but also the distributor battery is mounted on the car. On the plate 7, the boom 13 for pulling up the ram 14 (Fig. 3) is mounted.
The upper part of the boom is pivotably connected to the lower part via the axis 15 and can. by the rod 16 acting on it, which can be actuated by the control cylinder 17 connected to the pump 12, from the working position shown in solid lines in FIG. 1 to the dash-dotted transport position and vice versa. The control cylinder 17 is pivotably mounted on the frame of the carriage 1. The pulling rope 18 for the ram 14 runs over a pulley 19 of the boom 13 on the ram shaft 20. This ram shaft is driven by a motor 21 (z. B.
Petrol engine) driven by belt 22 and a belt pulley 23 seated on it. The drive of the pump 12 for the pressure fluid is derived from the ram shaft 20 by means of a belt 24.
Instead of lifting and lowering the plate 7 and the wheels 2 by hand by means of spindles 9 and 5, they could be actuated hydraulically from the pump 12.
Pressure fluid should not only be understood to mean a drip fluid. It could just as well be a non-drip liquid, i.e. a gas such as e.g. B. air can be used. Then a compressor would take the place of the pump 12.
The ram 14 (Mg. 3), which is intended to work together with the ram head 25 connected to the probe 11, runs along the guide rod 26. It is raised by the release device 27 which is attached to the rope 18 and triggered in the top position. This device 27 is also movably guided up and down along the rod 26. It has two grippers 28 which, in the position of FIG. 3, engage behind a collar 29 of the ram and thus hold it in place.
The ram is lifted up by the gripper 28 until the stop 30 against a stop 31 of the rod 26 abuts. As a result, the two grippers 28 are pivoted by means not shown via the link 32 in such a way that they release the ram 14 and this can fall until it hits the ram head 25. Since both the ram head 25 and the stop 31 are firmly connected to the rod 26, the height of fall of the ram 14 remains exactly the same from one fall to the other.
The ram probe 11 (Fig. 3, 5) has iui.- indirectly behind its tip 33 a Rei environment cylinder 34, which has a larger diameter than the probe shaft located behind it.
In certain cases, it could also be useful not to arrange the friction cylinder immediately behind the tip, but higher up, in which case the part of the probe shaft located between the tip and cylinder would also have a smaller diameter than the friction cylinder 34.
The retraction cylinder 10 (Fig. 4) has an annular working space 35, in which the annular piston 36 runs, which is sealed by seals 37 against the cylinder walls. The control openings 38 and 39 for the supply and discharge of the hydraulic fluid supplied by the pump 12 lead to the working space 35. The probe 11 passes freely through the passage 40 surrounded by the work space 35. The piston 36 is extended upwards by a cylindrical tube 41.
In the lowermost position of the piston 36, this tube 41 protrudes somewhat out of the cylinder 10 at the top. The coupling 42 can alternately be firmly connected to the probe 11 and detached from it. This coupling 42 rests on the upper end face 43 of the tube 41 of the piston 36 and when it is firmly connected to the probe 11, it is carried along by the piston 36 on its wärtshub.
The method can be carried out by means of the device shown and described as follows. The carriage 1 is brought to the place where the probing is to be carried out, the wheels 2 are raised, the plate 7 is swiveled, if necessary, and the. Boom 13 by means of the control cylinder 17 in the working position. Then you lead the probe 11 through the passage 40 of the cylinder 10 and put it on the ground to be examined.
First you lift the ramming bear 14 resting on the ram head -25 by means of the device 27, in that the worker pulls the free end 44 of the rope 18, whereby the ram shaft winds the rope with the engine running. Then, after the gripper 28 has been triggered as described above, the battering ram hits the head 25 for the first time.
The blows are repeated so often that the probe 11 is at least approximately at each advance stage. the same amount, about the length of the friction cylinder 34 in the ground. penetrates. To determine the piling work, it may be advisable to use a counter to determine the number of strokes the bear hits per advance stage. When the probe 11 is advanced, the coupling 42 is released from the probe 11.
If a propulsion stage is now completed, the coupling 42 is connected to the probe 11, and thereupon pressure is applied to the underside of the piston 36 of the cylinder 10, thereby lifting the probe with the friction cylinder a little, e.g. B. by 3 cm, so moves the cylinder in a direction other than the propulsion direction. The resulting liquid pressure in the cylinder 10 is at one to the bore 38a -. to be connected
Not shown manometer read and when taking into account the internal frictional resistance of the press and the suspended weights directly a measure of the skin friction on the borehole wall in the just driven through driving stage. Then you can turn the probe around the retreat distance, z. B.
by means of the piston 36 down, move, or you can. release the clutch 42 and immediately start ramming the next stage of advance; what to. then. after this second stage, the skin friction for this stage is again determined in the above manner, and so on until the probe has been driven to the desired depth. It can be seen that with the method described, the shell friction per stage is directly, i.e. H. without calculating the difference.
The friction cylinder 34 has the further advantage that it allows the specific jacket friction, d. H. the friction per unit area can easily be calculated.
A device could also be provided in which the friction cylinder is not withdrawn after each advance stage, but rotated, that is, it is moved again in a direction other than the advance direction, and the skin friction is determined in a known way by means of a torque measurement. Even then, you would always get the skin friction per advance stage directly, without calculating the difference.
For static, d. H. If the probing process is carried out with pressure instead of impact with continuous application of force over a certain driving distance, the press is operated in reverse to the ramming process described above and the probe is also connected for the. Downward gear of the piston 36 with the latter. This can be done for example by means of the device of FIG.
Here the tube 41 of the cylinder 10 shown in FIG. 4 has a thread 60 onto which a coupling flange 61 is screwed. The coupling 42 of FIG. 3 ent speaking, releasably attached to the probe 11 coupling 62 has two drivers 63 which engage the flange 61 from behind.
If one now wants to advance the probe 11 in FIG. 10 downwards, the pressure medium is controlled in such a way that it the piston 36 in FIG. 4 and with it the. Flange 61 in Fig. 10 moved downwards. The flange 61 takes the probe 11 down with it by means of the drivers 63 of the coupling 62. When the probe 11 is withdrawn, pressure is applied to the piston 36 from below in FIG. 4. After some time, the end face 64 of the flange 61 hits the face 65 of the coupling 62 and now takes it and the probe 11 upwards.
5-9 show a device which makes the boom 13 and the ram 14 with its triggering and drive device 27 unnecessary. Here, the probe is propelled with the aid of a ram cylinder 78 actuated by a pressure medium, while the retraction takes place here with the aid of the cylinder 10 as well. When withdrawn, the part 73 then plays the same role as the coupling 42 in FIG. 3.
The plate 66 can be adjusted in a horizontal position by means of three spindles 68 articulated on the base 67 and by means of nuts 69 articulated on it and cooperating with the spindles 68. The plate 66 carries three rods 71 held in position by tubular rings 70 and the cylinder 10, which is shown in more detail in FIG. The star 72 attached to the top of the rods 71 is used to guide the probe 11. The ram head 73 is ben by means of screws 74 or other. Wise, but releasably attached to the probe 11.
A pipe 75 fixed to the ram head 73 carries a piston 76 with piston rings 77. The Kol ben 76 is located in the ram cylinder 78, which is movable along the pipe 75 and is sealed off from it by packings 79. The cylinder has an upper, 80, and a lower control opening 81, both of which serve alternately as an inlet and outlet for the pressure medium (air, gas, liquid). These control openings 80, 81 are connected by means of flexible lines (hoses) 82 and 83 to a control valve which is shown in cross section in two different positions of its plug 84 in FIGS. 7 and 8. The lines 82 and 83 are connected to bores 85 and 86 of the valve housing 87.
At a Boh tion 88 of the valve body 87 from a pressure medium dispenser, not shown (z. B. air compressor) Herkom coming line 89 is connected. The borehole 90 is used to drain the pressure medium. The valve plug 84 has three control bores 91, 92, 93 parallel to one another and a control bore 94 indicated in dashed lines.
The device according to FIGS. 5-9 works as follows: If the probe 11 is to be driven further down from the position of FIG. 5, the valve plug 84 is brought into the position of FIG. B. in this position by hand or otherwise the pressure medium flows from the line 89 through the control bore 94 and the dashed bores 95 of the housing 87 into the line 82 and through the opening 80 in the part of the cylinder 78 lying above the piston 76.
The lower cylinder part is connected to the outside air via the line 83 and the bores 92 and 90. The pressure medium flowing in through the opening 80 lifts the cylinder 78 until its lower, inner end face hits the piston 76. Care is taken that the cylinder 78 hits the piston 76 without any impact. Then the plug 84 is brought into the position of FIG. 7 by hand or in some other way.
The upper cylinder space is thereby connected to the outside air via the line 82 and the bores 85, 91 and 90, while the pressure medium flows from the Leitiuig 89 through the bores 88, 93, 86 and the line 83 into the lower cylinder space and the Cylinder 78 hurls down onto ram head 73 and thereby advances probe 11. This game is repeated by actuating the valve plug 84 in the same way as was done in the example described above with the ram 14.
Means can be provided to change the impact force of the cylinder 78 by changing the pressure of the medium. Unintentional backward movements of the probe can, for. B. can be avoided by a ratchet lock.
The probe is withdrawn in the manner described above with the aid of the cylinder 10.
Instead of taking control of the ram cylinder through the valve according to FIGS. 7 and 8, this can also take place automatically through the piston 76 itself.
The device according to FIGS. 5-9 can also be mobile. This can be done in the same way as in the first example or in a different way.
If you use a thixotropic liquid between the probe 11 and the borehole wall when probing, you can operate the piston 36 with the help of the same liquid, instead of a special pressure medium such as. B. to use water or oil. A thixotropic liquid is one that is thin in motion, but thickens like a gel when at rest and vice versa.
Instead of the propulsion means shown for the probe, others, e.g. B. Ex plosionsrammen be used. Appropriately, however, one will only use such means that allow an exact determination of the advance work.
The cylinder 78 could also be operated to carry out the method statically.