DD247978A1

DD247978A1 - SONDIERLOCHMESSVERFAHREN

Info

Publication number: DD247978A1
Application number: DD28883386A
Authority: DD
Inventors: Wilfried Jonek; Helko Kotas; Silke Duerre
Original assignee: Geiseltal Braunkohlenwerk
Priority date: 1986-04-07
Filing date: 1986-04-07
Publication date: 1987-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sondierlochmessverfahren zur Ermittlung von Schichtgrenzen in Erdstoffen mit hohen Lagerungsdichten bzw. festen Konsistenzen unter Ausnutzung einer Vorsondierung bei geologischen Erkundungsarbeiten im Bergbau bzw. bei der Baugrunderkundung im Bauwesen. Ausgehend vom Ziel, mit geringstem Kostenaufwand ein Sondierlochmessverfahren zur Gewinnung gleichwertiger Spitzendruckmesswerte wie bei einer Erstsondierung zu schaffen, um auch Festigkeitswerte von Erdstoffen in vorgerammten oder vorsondierten Loechern bestimmen zu koennen, besteht die Aufgabe darin, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, auch bei hohen Bodenfestigkeiten grosse Sondierteufen zu erreichen, ohne bei der Vermessung der Erdstoffe die empfindlichen Sondenspitzen zu beschaedigen. Die Loesung besteht darin, dass z. B. mit einer schweren Rammsonde eine Vorsondierung abgeteuft wird und in einem zweiten Arbeitsgang eine Drucksondierung mit einer verdickten Kegelspitze eine Aufweitung des Sondierloches hervorruft, wobei der dazu benoetigte, modifizierte Spitzendruck kontinuierlich gemessen und registriert wird.The invention relates to a Sondierlochmessverfahren for determining layer boundaries in earth with high storage densities or solid consistencies using a Vorsondierung geological exploratory work in mining or subsoil exploration in construction. The object is to provide a method that allows, even with at least cost, a probe-hole measurement method for obtaining equivalent peak pressure readings as in a first probe, in order to be able to determine strength values of earth in pre-buried or pre-sounded holes high soil strengths to achieve large sounding probes without damaging the sensitive probe tips when measuring the earth. The solution is that z. B. with a heavy Rammsonde a pre-sounding is sunk and in a second operation, a pressure probe with a thickened cone tip causes a widening of Sondierloches, the required to modified, peak pressure is continuously measured and registered.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Sondierlochmeßverfahren zur Ermittlung von Schichtgrenzen in Erdstoffen mit hohen Lagerungsdichten bzw. festen Konsistenzen bei geologischen Erkundungsarbeiten im Bergbau bzw. bei der Baugrunderkundung im Bauwesen unter Ausnutzung eines bereits vorhandenen Sondierloches.The invention relates to a Sondierlochmeßverfahren for the determination of layer boundaries in earth with high storage densities or solid consistencies in geological exploration in mining or in the subsoil investigation in construction using an existing Sondierloches.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannt sind Drucksondier- und Rammsondierverfahren zur Untersuchung von Erdstoffeigenschaften und zur Ermittlung von Schichtgrenzen mittels einer Sondierung im unaufgeschlossenen Boden.Pressure probing and ramming probing methods are known for the investigation of earth properties and for the determination of layer boundaries by means of a probing in undigested soil.

Des weiteren sind Druck-Dreh-Sondierverfahren zur Durchführung eines Vermessungsganges bekannt.Furthermore, pressure-rotation probing methods for performing a surveying operation are known.

Der Nachteil dieser Verfahren ist, daß zum Abteufen der Sondierungen nur eng begrenzte Drücke aufgewendet werden können, um eine Zerstörung oder Beschädigung der Sonden zu vermeiden, was wiederum eine Teufenbegrenzung beim Auftreten von hohen Lagerungsdichten zur Folge hat.The disadvantage of these methods is that only very limited pressures can be used to sink the probes to avoid damage or damage to the probes, which in turn has the effect of limiting the depth of occurrence of high storage densities.

Hohe Haftreibungen bei Rammsondierungen führen zu falschen Ergebnissen. Wiederholungssondierungen mit den herkömmlichen Sondierverfahren im gleichen Sondierloch bringen auch keine brauchbaren Ergebnisse.High static friction during ramming leads to incorrect results. Repeat probing with the conventional probing in the same probing hole also bring no useful results.

Weiterhin sind Pressiometer-Meßverfahren bekannt, bei denen durch seitliches Verdrängen von Erdstoffen um einen bestimmten Betrag in Abhängigkeit vom aufgewendeten Luftdruck Rückschlüsse auf Bodeneigenschaften gezogen werden.Furthermore, pressure meter measuring methods are known in which conclusions are drawn on soil properties by lateral displacement of earth by a certain amount depending on the applied air pressure.

Nachteilig ist hierbei, daß größere, standfeste Bohrungen zur Verfügung stehen müssen und die Messungen sehr zeit- und kostenaufwendig in Intervallen erfolgen.The disadvantage here is that larger, stable holes must be available and the measurements are very time consuming and costly at intervals.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Sondierlochmeßverfahren zu schaffen, das als Zweitsondierung in ein und demselben Sondierloch bei hohen Lagerungsdichten der Erdstoffe mit geringstem Kostenaufwand durchgeführt werden kann und gleichwertige Spitzendruckmeßergebnisse bei der Schichtgrenzenermittlung wie bekannte Erstsondierungen liefert bzw. erstmals eine Schichtgrenzenfestlegung bei festen Erdstoffen mittels Sondierungen kostengünstig ermöglicht.The object of the invention is to provide a probing hole measuring method which can be carried out as a second probing in one and the same probing hole at high storage densities of the lowest cost earth and equal peak pressure measurement results in layer boundary determination as known Erstsondierungen or for the first time a layer boundary determination in solid materials Soundings cost-effective.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, trotz Auf bringens maximaler Druckkräfte zur Erreichung maximaler Erkundungsteufen mittels Druck-oder Rammsonden bzw. kleiner Bohrungen die Funktionstüchtigkeit der eingesetzten Meßsonden bis zur Endteufe zu erhalten, wobei aus den Spitzendendruckmeßergebnissen Aussagen zu Bodeneigenschaften wie bei herkömmlichen Sondierungen abgeleitet werden können.The invention has for its object to develop a method that allows, despite bringing maximum compressive forces to achieve maximum exploration by means of pressure or Rammsonden or small holes to maintain the functionality of the probes used to the final depth, from the Spitzenendendruckmeßergebnissen statements to soil properties as in conventional soundings can be derived.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an Meßpunkten, wo mit bekannten Sondierverfahren kein Durchörtem der anstehenden Erdschichten ohne Beschädigung der Meßsonde möglich ist, Vorsondierungen mit Drucksondenvollspitzen unter Aufbringung von Maximallasten bzw. Rammsondierungen mittels schwerer Rammsonde bei maximaler Fallenergie-Eintragung erfolgen, um ein im Durch messer definiertes, gegenüber der folgenden Nachsondierung kleineres Sondierloch bis in eine vorgegebene Teufe herzustellen. Das Herstellen dieses zu vermessenden Kanals kann auch mit einem Bohrer kleinen Durchmessers erfolgen.According to the invention, this object is achieved in that at measuring points, where with known probing no Durchörtem the upcoming earth layers without damaging the probe is possible, pre-probing with full pressure probes under application of maximum loads or Rammsonondungen using heavy Rammsonde at maximum Fallenergie entry made to a in Knife-defined, compared to the following probing smaller probing hole to produce in a given Teufe. The production of this channel to be measured can also be done with a drill of small diameter.

Im zweiten Arbeitsgang wird in das so hergestellte Sondierloch eine Drucksondenspitze eingeführt, die von den herkömmlichen Sondenspitzen in ihrer Form abweicht.In the second operation, a pressure probe tip is inserted into the probing hole thus prepared, which deviates in shape from the conventional probe tips.

Sie besteht aus einem zylindrischen, verdickten Meßkörper, der sich direkt an den Spitzendruckaufnehmer anschließt und einer Führungskegelspitze mit sehr kleinem Spitzenöffnungswinkel und einem langgestreckten, die Vorsondierung ausfüllenden Zylinderschaft.It consists of a cylindrical, thickened measuring body, which connects directly to the Spitzenendruckaufnehmer and a guide cone tip with a very small peak opening angle and an elongated, the Vorsondierung filling cylindrical shank.

Dieser Arbeitsgang dient zur eigentlichen Aufnahme des aus der seitlichen Verdrängung resultierenden Festigkeitsmeßwertes zur Schichtgrenzenfestlegung. Es ist dabei vorteilhaft, diese Meßwerte kontinuierlich aufzuzeichnen, um auch geringmächtige Schichten erfassen zu können.This operation is used for the actual recording of the resulting from the lateral displacement Festigkeitsmeßwertes for layer boundary specification. It is advantageous to continuously record these measured values in order to be able to detect even low-power layers.

Besteht die Möglichkeit nicht, so kann auch eine zweite Rammsondierung im gleichen Sondierloch mit der oben beschriebenen verdickten Sondenspitze ausgeführt werden, wobei die Schlagzahl messung auf entsprechend kleinere Teufeninterva I Ie bezogen werden sollte.If there is no possibility, then a second Rammsonondierung in the same probing hole can be performed with the above-described thickened probe tip, the impact number measurement should be based on correspondingly smaller Teufeninterva I Ie.

Gleichzeitig kann beim Abfahren der Vorsondierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein geoelektrischer Sondenkomplex zum Einsatz kommen.At the same time, a geoelectrical probe complex can be used when proceeding with pre-sounding according to the method of the invention.

Ausführungsbeispielembodiment

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden: Eine schwere Rammsonde wird auf den Erkungungspunkt gefahren und beginnt mit dem Abteufen einer Vorsondierung. Dabei wird eine Kegelspitze mit einem Öffnungswinkel von 20° aus Vollstahl verwendet, die in ihrem Durchmesser auf den größeren zylindrischen, verdickten Meßkörper mit langer unterer Schräge zur nachfolgenden modifizierten Spitzendruckmessung abgestimmt ist.The method according to the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment: A heavy ramming probe is moved to the detection point and begins to sink a pre-sounding. In this case, a cone tip is used with an opening angle of 20 ° made of solid steel, which is tuned in diameter to the larger cylindrical, thickened measuring body with a long lower slope for subsequent modified peak pressure measurement.

Die Fallhöhe des Rammgewichtes wird so gewählt, daß ein schnelles Eindringen der Sondenspitze erfolgt und eine maximale Fallenergie zum Durchörtem dicht gelagerter bzw. fester Erdstoffe zur Verfügung steht.The drop height of the Rammgewichtes is chosen so that a rapid penetration of the probe tip takes place and a maximum falling energy for Durchörtem densely stored or solid earth is available.

Nach Erreichen der vorgegebenen Teufe wird in das Rammsondengestängerohr ein Neigungsmesser kontinuierlich oder in kleinen Intervallen bis zur Endteufe der Rammsondierung eingelassen und der vertikale Verlauf des Vorsondierungsloches kontrolliert. Er wird anschließend wieder herausgezogen.After reaching the specified depth, an inclinometer is inserted into the Rammsondengestängerohr continuously or at small intervals to the final depth of Rammsonondierung and controlled the vertical course of the Vorsondierungsloches. He is then pulled out again.

Danach werden nacheinander eine Gamma-, eine Gamma-Gammä- und eine Neutron-Neutron-Messung im Rammsondengestängerohr kontinuierlich in bekannter Weise ausgeführt.Thereafter, a gamma, a gamma-gamma and a neutron-neutron measurement are carried out continuously in the Rammsondengestängerohr in a known manner successively.

Nach Abschluß der radiometrischen Messungen wird das Rammsondengestänge wieder gezogen und das Rammsondierfahrzeug verläßt den Meßpunkt, um an der nächsten Erkundungsstelle mit der Vorsondierung—wie bereits oben beschrieben — zu beginnen..Upon completion of the radiometric measurements, the ramming probe linkage is retracted and the ramming probing vehicle exits the test point to commence pre-probing at the next exploration point, as described above.

Danach führt ein Drucksondierfahrzeug auf den versondierten Punkt. Es drückt mittels Gestängerohr einen fest mit diesem verbundenen, im Durchmesser als das Sondierloch größeren Meßkörper zur modifizierten Spitzendruckmessung, der mit einer Führungskegelspitze versehen ist, in das Vorsondierungsloch.Thereafter, a pressure probing vehicle leads to the probed point. It presses by means of drill pipe a fixedly connected thereto, in diameter as the probing larger measuring body for modified peak pressure measurement, which is provided with a guide cone tip, in the Vorsondierungsloch.

Durch den zwischen Meßkörper und Gestängerohr befindlichen Spitzendruckaufnehmer werden die aus der Aufweitung des Vorsondierungsloches beim Durchfahren der Schichten erhaltenen, unterschiedlichen Festigkeitswerte erfaßt und über Meßkabel den übertägigen Meß- und Registriergeräten zugeleitet.By located between the measuring body and drill pipe Spitzenendruckaufnehmer the obtained from the expansion of the Vorsondierungsloches when driving through the layers, different strength values are detected and fed via measuring cable the surface measuring and recording equipment.

Da die Verdrängungsarbeit durch den Meßkörper sehr gering ist, gelingt mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren auch die genaue Schichtprofilaufnahme bis in große Teufen bei dichten Lagerungen über diese modifizierte Spitzendruckmessung.Since the displacement work by the measuring body is very low, succeeds with the measuring method according to the invention, the exact Schichtprofilaufnahme up in large depths in dense bearings on this modified peak pressure measurement.

Durch Eichung der Meßkörper kann eine Umrechnung der modifizierten Spitzendrücke in Normalwerte nach TGL erfolgen.Calibration of the measuring bodies can be used to convert the modified peak pressures into normal values according to TGL.

Bei Erfordernis wird gleichzeitig mit dem zylindrischen, verdickten Meßkörper und Spitzendruckaufnehmer ein geoelektrischer Sondenkomplex in das Vorsondierungsloch eingedrückt. Alle Meßwerte werden kontinuierlich über Bandschreiber aufgezeichnet:If necessary, a geoelectric probe complex is pressed into the pre-piercing hole simultaneously with the cylindrical thickened body and peak pressure transducer. All measured values are continuously recorded via tape recorder:

Das nach dem Ziehen des Drucksondiergestängerohres verbleibende Sondierloch steht anschließend für weitere geophysikalische Meßverfahren zur Verfügung.The remaining after pulling the Druckedondiergestängerohres probing hole is then available for further geophysical measurement methods.

Claims

Invention claim:

A probing hole measuring method for exploring soil layers using an existing probing hole, in particular a probing hole, characterized in that a second ram sounding is performed in the predrilling hole or a second pressure sounding in the form of a continuous, radially oriented lateral, progressive displacement of a pre-sounding wall; required effort is measured and registered.