AT392359B - Extensometer - Google Patents

Description

AT 392 359 B

Die Erfindung betrifft ein Extensometer zur Messung von Bewegungen im Fels- und Grundbau, insbesondere der Bewegung von Gesteinsschichten, bestehend aus einem an der Meßstelle zu fixierenden Ante*, einem mit diesem verbundenen, in einem Hiillrohr frei beweglichen Meßgestänge mit einem an seinem freien Ende angeordneten Abgriffglied und einem mit dem Hüllrohr verbundenen, an der Abgriffstelle verankerten Extensometerkopf, wobei die Lageänderung des Abgriffgliedes des Gestänges gegenüber dem Extensometerkopf gemessen wird.

Extensometer des vorgenannten Aufbaus dienen vor allem zur Messung von Bewegungen in Gesteinsschichten, beispielsweise beim Tunnel- und Staudammbau, aber auch zur Messung von Untergrundverschiebungen beim Hochbau. Die Messung besteht in der Regel in einer Differenzmessung der Bewegung zwischen verschiedenen Schichten, so daß im allgemeinen mehrere einzelne Extensometer in unterschiedliche Tiefe niedergebracht und ihre jeweilige Lageänderung gemessen wird.

In der praktischen Anwendung befinden sich im wesentlichen zwei Arten von Meßgeräten, nämlich das Drahtextensometer und das Stangenextensometer. Ln ersten Fall wird vom Verankerungspunkt im Fels ein Draht zum Extensometerkopf geführt, dort über eine Rolle umgelenkt und mit einem Gewicht belastet. Eine Bewegung des Untergrundes führt zu einer entsprechenden Bewegung des Drahtes auf der Rolle, die mit einer Längen-Meßeinrichtung ausgestattet ist Veränderungen worden also durch eine Wegmessung aufgenommen. Solche Drahtextensometer lassen sich nur schwierig einbauen, insbesondere bei sehr tief liegenden Verankerungspunkten, aber auch dann, wenn auf engem Raum mehrere Extensometer-Messungen erforderlich sind. Für die letztgenannten Fälle haben sich statt dessen die eingangs geschilderten Stangenextensometer bewährt, bei denen am Extensometerkopf die Lageänderung des Gestänges an dessen Abgriffglied gemessen wird, beispielsweise durch eine Meßuhr, einen Taster oder dergleichen. Ein solches Stangenextensometer ist z. B. in der US-PS 4 242 915 beschrieben. Es besteht aus mehreren Rohren, von denen das der Bohrlochöffhung nächste Rohr mit einem Abgriffglied versehen ist, während auf das der Bohrlochöffhung femliegende Rohr der Anker aufgesetzt ist. Dabei werden die Rohre am Stoß miteinander verschraubt Derartige mehrteilige Meßgestänge besitzen den Nachteil, daß Messungen in großen Tiefen sehr aufwendig sind, da das Gestänge aus einzelnen handhabungsfähigen Abschnitten bestehen muß, die über Kupplungen miteinander verbunden und sukzessiv in das Bohrloch eingebaut werden. Hierbei ist nicht nur der Bauaufwand erheblich, sondern in vielen Fällen auch der Zeitaufwand beim Einsetzen des Extensometers störend. Außerdem besitzt das bekannte Stangenextensometer kein das Meßgestänge umgebendes Hüllrohr, wodurch bei der Berührung von Meßgestänge und Bohrlochwand Undefinierte Reibwiderstände auf treten können. Es gibt viele Anwendungsbeispiele, z. B. im Tunnelbau nach dem Sohlschluß, bei denen sehr kurzfristig, z. B. in den ersten Stunden und Tagen Messungen notwendig sind, die wiederum für den Ausbau und die Sicherungsarbeiten an einem solchen Objekt entscheidend sind. Hierfür sind die bekannten Stangenextensometer überhaupt nicht geeignet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stangenextensometer des eingangs geschilderten Aufbaus so auszubilden, daß auch bei Messungen in großen Tiefen die geforderten Meßwerte kurzfristig und schnell aufgenommen werden können.

Ausgehend von dem eingangs geschilderten Extensometer wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gestänge aus einem einstückigen, biegefähigen Stab aus armiertem Kunststoff gebildet ist der an seinem einen Ende mit dem Anker, an seinem anderen Ende mit dem Abgriffglied verbunden ist

Die erfindungsgemäße Ausbildung bietet folgende Vorteile: Es stehen heute in ausreichendem Maß armierte Kunststoffe zur Verfügung, die einerseits beispielsweise bis zu einem Biegeradius von 50 cm biegefähig sind, gleichwohl ein solch gutes Rückstellvermögen besitzen, daß sie aus der gebogenen Form wieder in die lineare Form zurückkehren. Auf diese Weise ist es möglich, das Extensometer-Gestänge in seiner gesamten Länge aus einem einstückigen Stab zu bilden, der sich auch in großen Tiefen bis 100 m ohne weiteres in das Bohrloch einführen läßt und der nach der Einführung wieder seine gestreckte lineare Form annimmt An der Baustelle sind also nur die notwendigen Bohrungen anzubringen, der Stab und das ihn umgebende Hüllrohr mit dem Anker vorweg in das Bohrloch einzuführen, der Anker an der Meßstelle durch Injektion zu fixieren und daraufhin der Extensometerkopf aufzusetzen. Dadurch läßt sich der Einbau gegenüber bekannten Einrichtungen erheblich beschleunigen. Eine weitere Vereinfachung sowohl hinsichtlich des Transportes, als auch des Einbaus ergibt sich dadurch, daß das erfindungsgemäße Meßgestänge sich auf einer Vorratsrolle mit entsprechendem Krümmungsradius befinden kann und entweder an die Baustelle in der gewünschten Länge und in komplettierter Form angeliefert oder aber auch erst an der Baustelle abgelängt und komplettiert wird. Sofern notwendig, ist auch der Ausbau solcher Extensometer einfacher und schneller zu bewerkstelligen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Kunststoffstab in eine Bohrung des Ankers eingeklebt, eingeschraubt oder dgl. sein. Hierbei kann es sich um eine relativ einfache Verbindung handeln, da sie keine nennenswerten Kräfte übertragen muß.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kunststoffstab mit dem Abgriffglied über ein Gewindestück verbunden. Dieses Abgriffglied kann also nachträglich aufgebracht und insbesondere nach dem Einbau einjustiert werden.

Das Gewindestück besteht zweckmäßigerweise aus einer auf den Kunststoff stab aufgeschraubten Gewindehülse und einer mit dieser verbundenen Gewindestange, auf die das Abgriffglied aufschraubbar ist Durch Auswechseln der Gewindestange läßt sich der Justierbereich noch »weitem. -2-

Claims (5)

1. AT 392 359 B Schließlich kann der Kunststoffstab mit einem Schutzüberzug versehen sein, um ihn beispielsweise verschleißfest zu machen, auch wenn bei der Bewegung des Gestänges innerhalb des Hüllrohrs keine nennenswerten Reibungskräfte auftreten. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten S Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Zeichnung zeigt das Extensometer im Einbauzustand. Es besteht in seinen funktionswesentlichen Teilen aus einem Meßkopf (1) mit dem Extensometerkopf (2), einem Meßgestänge (3) mit einem dieses umgebenden Hüllrohr (4) und einem Anker (5). Das Meßgestänge (3) ist aus einem armierten, z. B. glasfaserverstärkten Kunststoffstab (3) gebildet, der sich über annähernd die gesamte Bohrlochtiefe erstreckt und an seinem unteren 10 Ende an dem Anker (5) durch Schrauben, Kleben oder dgl. befestigt ist. Der Anker ist außenseitig mit einer Profilierung (6) versehen, um an der Meßstelle in der zu untersuchenden Gesteinsschicht eine einwandfreie Fixierung zu erhalten, die beispielsweise durch Beton-Injektion geschieht. Der Kunststoffstab (3) ist zumindest in dem im Hüllrohr (4) verlaufenden Abschnitt mit einem Schutzüberzug (7) versehen. An seinem freien oberen Ende ist der Kunststoffstab (3) über ein Gewindestück mit einem Abgriffglied (8) verbunden. Das Gewindestück IS besteht aus einer Gewindestange (9) und einer Gewindehülse (10), in die die Gewindestange eingesetzt ist und die ihrerseits auf das freie Ende des Kunststoffstabs (3) aufgeschraubt ist. Auf die andere Seite der Gewindestange (9) ist das mit einem Innengewinde versehene Abgriffglied (8) aufgeschraubt. Das Innengewinde des Abgriffgliedes (8) gestattet nach Einbau des Extensometers eine Verstellung zur Einjustierung des Abgriffgliedes auf den Meßkopf (1). Eine Erweiterung des Justierungsbereichs ist durch Austausch der Gewindestange (9) und 20 Einsatz einer kürzeren oder längeren Gewindestange möglich. Das den Kunststoffstab (3) umgebende Hüllrohr (4) besteht gleichfalls aus Kunststoff, beispielsweise PVC, und ist über eine elastische Hülse (11) an den Anker (6) angeschlossen. Das andere Ende des Hüllrohrs sitzt in dem Extensometerkopf (2) und ist dort beispielsweise eingeklebt. Der Extensometerkopf (2) ist außenseitig mit mehreren übereinanderliegenden Sechskant-Profilen versehen. Auf diesen Extensometerkopf ist eine 25 Montageplatte (12) mit einer Kontermutter (13) aufgesetzt Schließlich läßt sich der Extensometerkopf durch eine Gewindekappe (14) verschließen. Die Montageplatte (12) kann so ausgebildet sein, daß sie mehrere Meßköpfe (1) unterschiedlich langer Extensometer aufnimmt, wobei sich die Köpfe (2) dieser Extensometer durch Anlage der Sechskant-Flächen in einfacher Form bündeln lassen. 30 Eine Lageänderung des Ankers (6) bzw. eine Bewegung der ihn fixierenden Gesteinsschicht äußert sich in einer Lageänderung des Abgriffgliedes (8) gegenüber der Montageplatte (12) bzw. dem Extensometerkopf (2), so daß sie durch ein Wegmeßgerät z. B. eine Meßuhr oder dgl. am Abgriffglied festgestellt werden kann. 35 PATENTANSPRÜCHE 1. Extensometer zur Messung von Bewegungen im Fels- und Grundbau, insbesondere der Bewegung von Gesteinsschichten, bestehend aus einem an der Meßstelle zu fixierenden Anker, einem mit diesem verbundenen, in einem Hüllrohr frei beweglichen Meßgestänge mit einem an seinem freien Ende angeordneten Abgriffglied und einem mit dem Hüllrohr verbundenen an der Abgriffstelle verankerten Extensometerkopf, wobei die Lageänderung des Abgriffgliedes des Gestänges gegenüber dem Extensometerkopf gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, 45 daß das Gestänge aus einem einstückigen, biegefähigen Stab (3) aus armiertem Kunststoff gebildet ist, der an seinem einen Ende mit dem Anker (5), an seinem anderen Ende mit dem Abgriffglied (8) verbunden ist.
2. 2. Extensometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffstab (3) in eine Bohrung des Ankers (5) eingeklebt, eingeschraubt oder dgl. ist. 50
3. 3. Extensometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffstab (3) mit dem Abgriffglied (8) über ein Gewindestück verbunden ist.
4. 4. Extensometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindestück aus einer auf den 55 Kunststoffstab (3) aufgeschraubten Gewindehülse (10) und einer mit dieser verbundenen Gewindestange (9), auf die das Abgriffglied (8) aufschraubbar ist, besteht.
5. 5. Extensometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffstab (3) mit einem Schutzüberzug (7) versehen ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3- 60