DE1001192B - Sonde zur Entnahme von Bodenproben - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist oft erforderlich, Baugrunduntersuchungen vorzunehmen, die einen genauen Einblick in die Struktur des Bodens in verschiedenen Höhenlagen gestatten. Zur Durchführung solcher Untersuchungen sind Geräte, Probenehmer oder Sonden genannt, bekanntgeworden, bei denen die Bodenprobe in einen von unten offenen Zylinder durch Einschrauben oder Einpressen derselben in den Boden eintreten kann. Diese Geräte haben den Nachteil, daß die Füllöffnung oftmals beim Eintreiben auf größere Steine stößt und dabei verstopft oder beschädigt wird. In derartigen Fällen ist eine massive Spitze erwünscht, mit der der Stein gesprengt und ein tieferes Eindringen des Probenehmers erzwungen werden kann. Auch sind Geräte bekannt, bei denen das Grundwasser wie bei einer Pumpe in Bewegung gesetzt wird und hierbei das Erdmaterial in einen Behälter schwemmt. Ein solches Gerät weist den Nachteil auf, daß durch die Einwirkung des Grundwassers die entnommene Probe weggespült oder ihre Zusammensetzung derart verändert werden kann, daß die Bestimmung der Bodenzusammensetzung nicht mehr genau genug möglich ist. Ebenso kann sich in diesem Falle bei einem offenen Bohrloch infolge der Einwirkung des Erddruckes auf dem Boden des Bohrloches fremdes Material ansammeln. Mit derartigen Geräten kann man nur verhältnismäßig kurze Proben und gleichzeitig immer nur eine Probe entnehmen. Eine vollständige, lotrechte Reihe von Proben zu entnehmen, ist daher mit diesen Geräten außerordentlich zeitraubend und beschwerlich.

Es sind auch Geräte bekannt, die wie ein Bohrer in den Boden getrieben werden, unten eine Spitze aufweisen, d. h. geschlossen sind, und mit denen die Proben von der Seite her durch seitliche Öffnungen in der Mantelfläche entnommen werden. Das Material wird hierbei in radialer Richtung eingeführt. In der Regel sind auf dem Mantel eines solchen Bohrgerätes besondere Erhöhungen, z. B. Flügel angeordnet, welche die Probenahme erleichtern. Solange das Bohrgerät bis zur gewünschten Tiefe niedergetrieben wird, müssen die obengenannten, im Mantel befindlichen Öffnungen geschlossen sein, damit nicht Bodenproben anderer als der zu untersuchenden Erdschichten in das Bohrgerät eindringen. Bei derartigen Probenehmern werden als Verschlußeinrichtung den Mantel umschließende oder einbeschriebene, drehbare Hülsen verwendet, welche ebenfalls mit Öffnungen versehen sind. Während des N ie de rt reiben s überdecken die Öffnungen der Hülsen nicht die des Mantels, so daß das hohl ausgeführte Bohrgerät nach außen verschlossen bleibt. Wenn die Probenahme beginnen soll, werden die Öffnungen von Mantel und Hülse etwa durch Drehung der Hülse zur Deckung gebracht, und das Erdmaterial kann in den Probenehmer eindringen. Diese drehbaren Hülsen Sonde zur Entnahme von Bodenproben

Anmelder:

Torsten Karl Edmund Kallstenius, Lidingö (Schweden)

Vertreter: Dr. M. Eule, Patentanwalt, München 13,
Kurfürstenplatz 2

Torsten Karl Edmund Kallstenius, Lidingö (Schweden), ist als Erfinder genannt worden

sind in der Praxis ziemlich empfindlich, und ihre Funktion wird dadurch gestört, daß Erdmaterial zwischen Hülse und Bohrer eindringt und die Hülse steckenbleibt und nicht mehr in gewünschter Weise betätigt werden kann. Bei Geräten, die innen einen längeren, vertikalen Hohlraum besitzen, besteht die Gefahr, daß durch die Öffnungen im Mantel eingedrungenes Material in ein anderes Niveau niederfällt und sich mit fremdem Material mischt, so daß ein falsches Bild über die Beschaffenheit des Bodens entstehen kann. Ein anderer Nachteil mit innenwandigen Füllkörpern besteht darin, daß die Öffnungen in der Mantelfläche in der Regel nicht vom Füllkörper geschlossen werden können, nachdem Material in den Probenehmer nach dessen Umdrehung eingedrungen ist. Während des Hochziehens des Probenehmers besteht dann die Gefahr, daß die Probe, insbesondere durch Einwirkung des Grundwassers, verlorengeht und ferner fremdes Material von höher liegenden Bodenschichten an Stelle des verlorenen hineingeraten kann. Diese Art von Probenehmern ist deshalb nicht immer zuverlässig.

Die bei den zuvor beschriebenen Geräten festgestellten Nachteile werden bei einem anderen Gerät für seitliehe Bodenentnahme, welches miteiner meißelähnlichen Spitze versehen ist, um besser in den Boden gerammt werden zu können, und welches vorzugsweise aus einer runden Stange besteht und übereinanderliegende, seitwärts mündende Bodenaufnahmefächer besitzt, die durch eine bandförmige, in der Längsrichtung des Gerätes verschiebbare Jalousie geöffnet und verschlossen werden können, in der Weise vermieden, daß es bei geöffneter Jalousie zur Bodenaufnahme gedreht wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Freileguog

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der öffnungen von der Erdoberfläche aus kontrolliert werden kann. Außerdem ist diese Anordnung weniger empfindlich, da die Jalousie nur einen geringen Teil des Umfanges des Gerätes einnimmt. Die Jalousie ist auch, wenn sie eingelassen wird, nur einem geringen Erddruck ausgesetzt. Ein solches Gerät läßt sich aber nur in beschränktem Umfange verwenden, da es z. B. oft. unmöglich ist, es in hartem Boden zu drehen. Dieser Nachteil wird bei dem Gerät nach der Erfin-

zwisehen der Sonde 1 und dem Ring 13 festgekeilt, sondern auch die Jalousie festgedrückt wird und sie ihre Lage zur Sonde 1 beibehält. Wenn sich die Keile 12 und der Ring 13 der schematisch gezeigten Winde 15, mit welcher die Sonde 1 hochgezogen werden kann, nähern, werden sie in der Weise gelöst, daß ein gabelförmiges Zwischenglied über dem Ring 13 so eingefügt wird, daß es über das Niveau der Keile 12 hinausreicht und der Schlag des Rammbären 11 auf den

Füllung der Bodenaufnahmefächer durch das Niedertreiben eines besonders geformten Körpers in den für die Jalousie vorhandenen Führungsnuten oder durch das Niedertreiben einer Jalousie, deren Ende entsprechend ausgebildet ist, wobei der vor den Bodenaufnahmefächern liegende Boden in diese hereingeschoben wird. Der Füllkörper wird vorzugsweise mit Hilfe einer Anzahl nacheinander eingeführter

und 22 nach unten auf. Die Enden der Sondenteilstücke haben Leisten 23, welche in die Nuten 20 der Verbindungsstücke passen. Das Verbindungsstück, das

teilen durch Rammschläge können sogar Steine zerschlagen werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel wiedergegeben, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Probenehmer oder eine Sonde zur Probeentnahme während des Eintreibens im Längsschnitt,

Fig. 2 eine eingetriebene Sonde, welche gerade mit-

dung vermieden. Es braucht zur Bodenaufnahme io Ring 13 wirkt und somit die Keile gelöst werden. Die nämlich nicht gedreht zu werden. Bei ihm erfolgt die Keile 12 und der Ring 13 können dann an höherer

Stelle wieder an der Sonde angebracht und das Eintreiben fortgesetzt werden. Wenn die Sonde so weit eingetrieben ist, wie es geht, die Probeentnahme jedoch größere Tiefe erfordert, kann ein Sondenteil oben angefügt werden, z. B. mit Hilfe eines besonderen Verbindungsstückes 19, welches U-förmig im Querschnitt ist und im Längsschnitt sich nach beiden Enden hin verschmälert, wie die Fig. 7 und 8 zeigen.

kurzer Jalousieteile niedergetrieben, welche die Boden- 20 Das Verbindungsstück weist vorzugsweise eingefräste aufnahmefächer unmittelbar nach der Füllung zu- Nuten 20 mit horizontalen Anlageflächen 21 nach oben decken und so verhindern, daß die Proben während
des Hochziehens des Gerätes mit anderen Bodenschichten in Berührung kommen oder von Grundwasser ausgewaschen werden. Beim Niedertreiben des 25 so bemessen sein muß, daß es nicht oder nur wenig Füllkörpers mit den nachfolgenden kurzen Jalousie- über die Begrenzung.sfläche der Sonden hinausragt,

kann mit den Sondenteilen mittels eines schwach konischen Verschlußkeils 25 fest verbunden werden, der in eine Bohrung des Verbindungsstückes und in die entsprechenden, einander sich gegenüberstehenden Aussparungen 26 in den beiden Sonden eingesetzt ist. Auch können die Verschlußkeile getrennt in jedem der Sondenenden angeordnet sein, was in Fig. 8 mit dem Bezugszeichen 27 angedeutet ist. Jede der beiden Keil-

tels einer Falljalousie gefüllt wird, ebenfalls im Längs- 35 anordnungen besteht vorzugsweise aus zwei Keilteilen, schnitt, von denen der eine durch eine Kerbe oder Leiste fest-

Fig. 3 und 4 zwei Ausführungsformen einer Jalousie gehalten werden kann und der andere von außen oder, zum Gebrauch bei langen Sonden, falls es wünschenswert sein sollte, von innen ein-

Fig. 5 einen Querschnitt mit einer Jalousie mit schiebbar sein kann. Die Anlage gegen das Verbin-

dungsstück bzw. die Sonde kann dann horizontal und die Verkeilung zwischen den beiden Keilhälften angeordnet sein. Der Keilwinkel soll zweckmäßig möglichst klein sein, so daß die Keile gut schließen und nicht herausfallen können.

Die Verschluß jalousie braucht lediglich nur für den in horizontaler Richtung erfolgenden Erddruck dimensioniert zu werden. Sie wird daher zweckmäßig als Band auegeführt, das aufgerollt und in einer Rolle transportiert und aufbewahrt werden kann. Dies gilt

werden mehrere Sondenteile aufeinandergesetzt und 50 auch für eine am Ende mit einem besonderen Körper miteinander verbunden. In Fig. 1 und 2 ist ein Sonden- zum Einschieben der Proben in die Bodenaufnahmeteil 1 gezeigt, der aus einem durch eine Längsbearbei- fächer ausgerüstete Jalousie, falls diese in lockerem tung im Querschnitt segmentartig geschwächten
Rundeisen gefertigt wurde und in dem eine Vielzahl
von Bodenaufnahmefächern durch Bohren von Löchern
auf der geschwächten Seite hergestellt wurden, die
durch horizontale Scheidewände 3 voneinander getrennt sind. Die Sondenspitze 4 wurde wie ein Meißel
ausgebildet, um die Zertrümmerung hindernder Steine

zu erleichtern. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, besitzt die 60 Band 10 in einem Abschnitt, auf dem die Aussparun-Sonde 1 Nuten 7, in denen eine die Fächer schließende gen 30 vorkommen, gebogen wird und das Sondenteil-Jalousie 10 gleitet. Während des Eintreibens in. den stück 1' mit seinem oberen Ende gegen den einErdboden, das am besten mittels eines Rammbären 11 geschnürten Teil des Bandes geführt wird, der schmal geschieht, den man gegen einen aus an der Stange an- genug ist, um zwischen den gegenüberstehenden Beliegenden, von einem Ring 15 zusammengehaltenen 65 grenzungsflächen 8 in der Aussparung des im Boden Keilen 12 bestehenden Schlagkopf schlagen läßt, wird befindlichen Sondenteilstückes für die Jalousie Platz die Jalousie durch einen Jalousiekeil 14 festgehalten. zu finden, die nun ihrer ganzen Breite nach in die Dieser Jalousiekeil 14 ist zwischen der Jalousie und Nut 7 eingeführt werden kann. Das Sondenteilstück 1' dem Verschlußkeil 12 angebracht, so daß durch das wird also so lange in die Jalousie eingeführt, bis sein Schlagen mit dem Rammbär 11 nicht nur die Keile 12 70 unterer Abschnitt in den eingeschnürten Teil der

Plombenverschluß,

Fig. 6 einen solchen mit einer Jalousie mit Füllkörper,

Fig. 7 einen solchen mit einem Verbindungsstück zum Zusammenhalten zweier Sondenteile und

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Verbindungsstelle zweier Sondenteile.

Die Vorrichtung kann verwendet werden bei Bodenuntersuchungen in geringen Tiefen, dann wird nur ein Sondenteil benötigt, oder auch in großen Tiefen, dann

Boden eingesetzt wird. Um die Verbindung von Sondenteilstücken auf eine bequeme Art zu ermögliehen, ist eine bandförmige Jalousie nach der Erfindung mit Aussparungen 30 versehen, die einander gegenüber angeordnet sind, vorzugsweise wie in Fig. 3 gezeigt. Die Aufsetzung eines neuen Sondenteilstückes 1' geschieht dann in der Weise, daß das

Jalousie gelangt, worauf es dann in vertikale Lage aufgerichtet wird, so daß es zum Anliegen an das bereits eingetriebene Sondenteilstück 1 kommt, an das es mittels des Verbindungsstückes 19 auf die oben angegebene Weise angeschlossen wird.

Die Jalousie kann, insbesondere wenn sie aus steifem oder schwer zu biegendem Material besteht, in bestimmten Längen vorhanden sein, die miteinander verbunden werden können, wie es z. B. die Fig. 4 zeigt, bei der die Jalousieenden mit Furchen 32 und Leisten 33 versehen sind, die ineinander passen und dabei die Jalousien verbinden. Die Furchen und Leisten liegen in der Breitrichtung der Jalousie, können aber auch in Richtung der Dicke vorgesehen sein; es können aber auch solche Verschlußorgane in beiden Richtungen vorhanden sein.

Zur Füllung der Bodenaufnahmefächer ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, eine am Ende besonders ausgebildete Jalousie vorgesehen. Diese Jalousie besteht z. B. aus einer Anzahl gegen Rammbärschläge widerstandsfähiger Abschnitte 35, die nach der in Fig. 4 gezeigten Art aneinandergefügt sein können. Unten ist ein Füllkörper 36 angebracht, und zwar entweder als ein besonderes Jalousieelement oder als eine Verdickung des untersten Jalousieabschnittes, falls dieser nicht dick genug sein sollte. Nicht nur die untere Begrenzungsfläche des Füllkörpers, sondern auch sein Volumen wirkt auf das Füllen der Bodenaufnahmefächer ein. Die untere Begrenzungsfläehe des Körpers 36 ist zweckmäßig waagerecht, da hauptsächlich durch seinen Druck auf das Material dieses nicht nur in das nächste, sondern auch in mehrere darauffolgende Aufnahmefächer hineingeschoben wird. Gewöhnlich muß die mit einer verstärkten Spitze versehene Jalousie sehr großen Beanspruchungen widerstehen können, da der Boden unter Umständen Steine von bedeutender Größe enthalten kann, die zwischen dem Füllkörper 36 und der Gefachwand zerdrückt werden müssen. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, laufen die Jalousieabschnitte 35 und der Füllkörper 36 mittels vorspringender Leisten 37 in Nuten 7 der Sonde.

Bei der Probeentnahme wird die Sonde zusammen mit der Verschlußjalousie 10 eingetrieben. Letztere wird hochgezogen, sobald die Sonde bis zur Probeentnahmetiefe eingetrieben ist. Dann wird die Jalousie mit dem an ihrem Ende befindlichen Füllkörper miedergeschlagen. Sie bleibt während des Hochziehens der Sonde in dieser und dient als Verschluß der Bodenaufnahmefächer.

Es ist von besonderem Vorteil, die Bodenaufnahmefächer als gebohrte Löcher auszuführen, da hierdurch die Festigkeit der Sonde nicht in zu hohem Maße

gefährdet wird und man eine bessere Anlagefläche für die Jalousie erhält.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Sonde zur Entnahme von Bodenproben, die aus einer einzelnen oder aus Teilen zusammengesetzten, im wesentlichen runden Stange mit übereinander angeordneten, jeweils durch eine Scheidewand (3) voneinander getrennten, seitwärts mündenden Aufnahmefächern (2) besteht, in die die Bodenproben radial eindringen und die durch eine bandförmige, in ihrer Längsrichtung verschiebbare und in Nuten der Stange geführte Jalousie (10) verschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Jalousie (10) aus einem vorzugsweise glatten, dicken Körper (36) gebildet ist oder an ihr Ende ein solcher angeschlossen ist, mittels dessen Bodenproben in die Bodenaufnahmefächer (2) eingedrückt und die Bodenaufnahmefächer verschlossen werden.

2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenaufnahmefächer (2) aus der Stange (1) herausgebohrt sind.

3. Sonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Jalousie aus mehreren Abschnitten (35) zusammengesetzt ist, die an den Enden mit ineinandergreifenden, gleichartig ausgebildeten Nuten bzw. Vorsprüngen (33) versehen sind.

4. Sonde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Jalousie lediglich abschnittweise in den Nuten der Stange geführt ist.

5. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer aus einzelnen Teilen zusammengesetzten Stange, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teile durch im Querschnitt etwa U-förmige Muffen (19) miteinander verbunden sind, deren Wandstärke treppenförmig nach den Enden zu abnimmt und die nicht oder nur wenig über den Umfang der Stange vorstehen und mit den zu verbindenden Teilen der Stange durch quer laufende Kerle, Zapfen oder Bolzen (25) verankert sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 593 291, 313 567;

States Geotekniska Institut, Meddelande Nr. 2, Stockholm 1949, Redogördse for Statens Geotekniska Instituts Verksamhet under aret 1944—1948, S. 116 und 118 (Mitteilung Nr. 2 des Staatlichen Geotechnischen Instituts mit einem Bericht über die Tätigkeit des Staatlichen Geotechnischen Instituts während der Jahre 1944—1948).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen