DE1634543B1

DE1634543B1 - Device for taking soil samples

Info

Publication number: DE1634543B1
Application number: DE19661634543
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Bosse
Original assignee: INT TIEFBOHR KG ITAG
Current assignee: INT TIEFBOHR KG ITAG
Priority date: 1966-11-02
Filing date: 1966-11-02
Publication date: 1971-03-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben, insbesondere für nichtbindige Böden, mit einem Kernrohr und einer mit diesem mittels der Bohrkrone verbindbaren Halterang eines die Bodenprobe aufnehmenden, an dem dem Bohrloch abgekehrten Ende geschlossenen Schlauches, der zu Beginn des Vortriebes in seiner gesamten Länge auf die Halterung aufgesteckt ist und sich beim Vortrieb der Vorrichtung von der Halterung löst.The invention relates to a device for taking soil samples, especially for non-cohesive soils, with a core tube and one with this means the drill bit connectable holding ring a receiving the soil sample, on which the Borehole facing away from the end of the closed tube at the beginning of the drive is plugged onto the bracket in its entire length and when propelling the device releases from the holder.

Die USA.-Patentschrift 2 927 775 zeigt eine Vorrichtung dieser Art, bei welcher das eine Ende des Schlauches an einem kolbenförmigen Stößel befestigt ist, der die Abwärtsbewegung des Kernrohres nicht mitmacht. Der Schlauch ist dabei, vom Stößel ausgehend, um die untere Kante des Probenzylinders herum nach außen in einen zwischen dem Kernrohr und einem äußeren Schutzrohr gebildeten Ringraum geführt, wo er nochmals um sich selbst gefaltet mit seinem anderen Ende außen am Kernrohr anliegt. Der Schlauch muß dabei um den scharfen Knick an der Unterkante des Kernrohres herumgeführt werden und unterliegt daher erhöhtem Verschleiß. Auch besteht namentlich bei Verwendung von dünnen Schläuchen die Gefahr des Schlauchrisses, wenn Teile der Bohrprobe in den Spalt an der Umlenkstelle eindringen und damit den Schlauch festklemmen. Wird in diesem Fall der Vortrieb fortgesetzt, wird der Schlauch überbeansprucht und zerreißt. Dies ist auch der Grund, weshalb man bei diesem bekannten Gerät vergleichsweise dicke Gummischläuche verwendet. Derartige Schläuche lassen eine erste Bestimmung der Bohrprobe an der Bohrstelle dann aber nicht zu, wenn die einzelnen Schichten wenig kontrastreich sind.U.S. Patent 2,927,775 shows a device of this type, in which one end of the hose is attached to a piston-shaped plunger that does not participate in the downward movement of the core tube. The hose is there starting from the ram, around the lower edge of the sample cylinder outwards in an annular space formed between the core tube and an outer protective tube, where it is folded around itself again with its other end on the outside of the core tube is applied. The hose must be around the sharp kink on the lower edge of the core tube be led around and is therefore subject to increased wear and tear. Also exists by name when using thin hoses, there is a risk of the hose rupturing if parts of the Insert the drill sample into the gap at the deflection point and thereby clamp the hose. If the advance is continued in this case, the hose will be overstrained and tears. This is also the reason why one compares this known device thick rubber hoses used. Such hoses leave a first determination the drilling sample at the drilling site does not apply if the individual layers are not very rich in contrast.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Gerätes liegt in dem komplizierten Aufbau und in den zeitraubenden Vorbereitungen für einen Kernmarsch.Another disadvantage of this known device is that it is complicated Construction and in the time-consuming preparations for a core march.

Die französische Patentschrift 1107 204 zeigt eine Bodenproben-Entnahmevorrichtung mit einem auf einer Halterung in Falten liegenden Schlauch, dessen dem Bohrloch zugekehrtes Ende in einem Kolben verankert ist. Dieser Kolben bewegt sich beim Vortrieb nach oben und löst dabei den Schlauch von der Halterung ab. Auch in diesem Fall wird der Schlauch um die Vorderkante der Halterung herumgeführt und unterliegt somit erhöhtem Verschleiß. Hinzu kommt noch, daß bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens der Spalt zwischen der Bohrkrone und der Vorderkante der Halterung freigegeben und mit Bohrgut aufgefüllt wird. Hierdurch wird der Schlauch eiregeklemmt und bei weiterem Vortrieb zerrissen, insbesondere dann, wenn der Schlauch sehr dünn ist. Auch kann die Bodenprobe erst nach Entnahme aus dem Bohrloch verschlossen werden, so daß bei schluffigen und breiigen Böden ein Teil der Bodenprobe aus dem Kernrohr austritt, bevor sie zutage gefördert wurde. Auch ist die Bodenprobe während ,der Zutageförderung der Atmosphäre ausgesetzt, welche den natürlichen Feuchtigkeitsgehalt der Bodenprobe beeinträchtigt und somit das Bild über .die Bodenverhältnisse verfälscht.French patent specification 1107 204 shows a soil sampling device with a hose lying in folds on a holder, its the borehole facing end is anchored in a piston. This piston moves during propulsion upwards and detaches the hose from the holder. In this case, too the hose is guided around the front edge of the bracket and is therefore subject increased wear. In addition, when the piston moves upwards the gap between the drill bit and the front edge of the bracket is released and is filled with cuttings. This clamps the hose and further Propulsion torn, especially if the hose is very thin. Also can the soil sample can only be closed after removal from the borehole, so that at silty and pulpy soils, part of the soil sample escapes from the core pipe, before it was brought to light. The soil sample is also taken during the excavation exposed to the atmosphere, which increases the natural moisture content of the soil sample impaired and thus falsified the picture of the soil conditions.

Die deutsche Auslegeschrift 1160 805 befaßt sich mit einem Gerät zur Entnahme von Bodenproben mit einem die Auskleidung des Probenzylinders bildenden Schlauch, der zwischen dem Schneidschuh und dem vorderen Ende des Probenzylinders fest -eingeklemmt wird. Das andere Ende dieses Schlauches ist dabei um das der Bohrkrone abgekehrte. Ende des Probenzylinders- stulpenförmig herumgeschlungen.The German Auslegeschrift 1160 805 deals with a device for Taking soil samples with a lining of the sample cylinder Hose that runs between the cutting shoe and the front end of the sample cylinder is firmly clamped. The other end of this hose is around that of the drill bit turned away. End of the sample cylinder - wrapped around a cuff.

Beim Vortrieb des Bohrgerätes dringt der Kern in den Schlauch ein. Bei der Entnahme des Gerätes unterbricht ein Ventil die Verbindung des Probenzylinders mit der Atmosphäre, so daß die Bodenprobe während der Entnahme des Gerätes aus dem Bohrloch durch Vakuumbildung in dem Probenzylinder gehalten wird. Dies gilt allerdings lediglich für bindige Böden. Die Praxis zeigt, daß Böden mit Fließerscheinung"'z. B. Klei, Schluff u. dgl., durch die Vakuumbildung nicht vollständig zutage gefördert werden können. Vielmehr fließt ein Teil der Bodenprobe während der Zutageförderung des Gerätes in das Bohrloch zurück. Hierdurch wird das Bild der Bodenprobe gestört. Auch kann bei Undichtigkeiten das Vakuum nicht in vollem Umfang aufrechterhalten werden.When the drilling rig is advanced, the core penetrates the hose. When removing the device, a valve interrupts the connection of the sample cylinder with the atmosphere, so that the soil sample during the removal of the device from the Borehole is held in the sample cylinder by creating a vacuum. This is true, however only for cohesive soils. Practice shows that soils with flow phenomenon "'z. B. clay, silt and the like, not fully brought to light by the vacuum formation can be. Rather, part of the soil sample flows during the excavation of the device back into the borehole. This disturbs the image of the soil sample. In the event of leaks, the vacuum cannot be fully maintained either will.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Bodenprobe erst über Tage hermetisch verschlossen werden kann, wo sie der Atmosphäre ausgesetzt ist, die wiederum deren Feuchtigkeitsgehalt beeinflußt. Ein getreues Bild- der Feuchtigkeit des Bodens kann hierdurch nicht erhalten werden. Auch muß die Anordnung von Ventilen. und Fangfedern als weiterer Nachteil herausgestellt -werden, der sich sowohl auf die Herstellungskästen als auch auf den praktischen Betrieb nachteilig auswirkt.Another disadvantage is that the soil sample only takes days Can be hermetically sealed where it is exposed to the atmosphere, which in turn affects their moisture content. A true picture of the moisture in the soil cannot be obtained by this. Also must the arrangement of valves. and catch springs Another disadvantage to be pointed out is that it affects both the manufacturing boxes as well as has an adverse effect on practical operation.

Schließlich tritt beim ruckweisen Vortrieb zwischen der Bodenprobe einerseits und dem Schlauch andererseits eine Relativbewegung auf, welche insbesondere bei rolligen Böden zu Schlauchrissen führt.Finally, the jerky propulsion occurs between the soil sample on the one hand and the hose on the other hand a relative movement, which in particular leads to hose ruptures in uneven floors.

Die USA.-Patentschrift 1249 850 zeigt ein Bohrgerät mit einem aus Leinwand oder einem anderen flexiblen Material bestehenden, nichttransparenten Faltenbalg, der bohrkopfseitig festgeklemmt und am gegenüberliegenden Ende verschlossen ist. Der vergleichsweise dicke, nichttransparente Faltenbalg verbietet jedwedes Bestimmen der Bodenprobe auf der Baustelle. Auch-' kann der Faltenbalg erst über Tag hermetisch verschlossen werden, was nachteilig ist.U.S. Patent 1249,850 shows a drill rig with an off Non-transparent bellows made of canvas or another flexible material, which is clamped on the drill head side and locked at the opposite end. The comparatively thick, nontransparent bellows forbids any determination the soil sample on the construction site. Also, the bellows can only be hermetically sealed during the day be closed, which is disadvantageous.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben, insbesondere für nichtbindige Böden, so zu verbessern, daß der Schlauch bereits innerhalb des Bohrloches hermetisch abgedichtet und an der Halterung so angebracht wird, daß er um den Bohrkern herumgelegt werden kann, ohne daß er dazu um eine Kante der Halterung herumgeführt werden muß.The object of the invention is to provide a device for taking soil samples, especially for non-cohesive soils, to improve so that the hose is already hermetically sealed within the borehole and attached to the bracket is that it can be wrapped around the core without having to go around an edge the bracket must be led around.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schlauch an seinem dem Bohrloch zugekehrten Ende auf der die Halterung bildende Hülse - lose aufsitzt und daß dieses Schlauchende einen Verschluß in Form einer elastischen Schnur, insbesondere Gummischnur, besitzt, welche den Schlauch nach vollständigem Auffüllen und Lösen desselben von der Hülse selbsttätig verschließt.This object is achieved according to the invention in that the hose at its end facing the borehole on the sleeve forming the holder - loose sits down and that this hose end has a closure in the form of an elastic cord, in particular rubber cord, which has the hose after it is completely filled and loosening the same from the sleeve closes automatically.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt das hermetische Verschließen des Schlauches bereits im Bohrloch nach Beendigung des Vortriebes Hierdurch bleibt der Feuchtigkeitsgehalt der Bodenprobe auch nach der Entnahme des Gerätes aus dem Bohrloch vollständig erhalten. überdies ist durch den selbsttätig und schlagartig wirkenden Verschluß unmittelbar nach Durchführung der Probenentnahme jedwede Gefahr gebannt, daß bei Klei, Schluff und anderen Böden breiiger Konsistenz ein Teil der Bodenprobe während der Entnahme des Gerätes aus dem Kernrohr in das Bohrloch zurückfällt und somit die Schichtenfolge gestört wird. Nach dem schlagartigen Verschließen setzt sich die wurstförmige Bodenprobe auf die Hülse ab, wodurch eine einwandfreie Lagerung der in dem Kernrohr geführten Bodenprobe gewährleistet ist.In the device according to the invention, the hermetic sealing takes place the hose already remains in the borehole after the end of the advance the moisture content of the soil sample even after the device has been removed from the Hole completely preserved. moreover, it is automatic and sudden effective closure immediately after taking the sample, any danger banished that in clay, silt and other soils of a pulpy consistency part of the Soil sample during the removal of the device the core tube in the borehole falls back and thus the sequence of layers is disturbed. After the sudden Closing the sausage-shaped soil sample settles on the sleeve, whereby a proper storage of the soil sample guided in the core tube is guaranteed.

Dadurch, daß ein Umlenken des Schlauches um eine Kante der Hülse herum vermieden wird, ist jedwede Gefahr von Schlauchrissen gebannt, auch dann, wenn der Schlauch sehr dünn ist. Hierdurch ist es bei dem Gerät möglich, Schläuche aus außerordentlich dünnen Folien zu verwenden, wodurch auch bei kontrastarmen Bodenproben ein einwandfreies Bestimmen der Bodenprobe bereits auf der Baustelle möglich ist. Auch entfällt eine Relativbewegung zwischen dem vordringenden Kern und dem Schlauch, wodurch, insbesondere bei rolligen Böden, die Reißgefahr noch weiter vermindert wird. Es kann auch auf Ventile und Fangfedern zum Halten der Bodenprobe während der Entnahme aus dem Bohrloch vollständig verzichtet werden. Hierdurch werden die Herstellungskosten geringer und der Betrieb sicherer. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung liegt in der einfachen Montage. Praktisch wird so vorgegangen, daß mit dem Schlauch überzogene Hülsen bereits auf Lager bereitgestellt werden. Die so vorbereiteten Hülsen können mit einigen wenigen Handgriffen an der Baustelle in das Entnahmegerät eingesetzt werden.By deflecting the hose around an edge of the sleeve is avoided, any risk of hose ruptures is eliminated, even if the Hose is very thin. This makes it possible with the device to make hoses from extraordinarily thin foils should be used, which means that even in the case of low-contrast soil samples, a perfect Determining the soil sample is already possible on the construction site. One is also omitted Relative movement between the advancing core and the hose, whereby, in particular with cohesive floors, the risk of tearing is further reduced. It can also be on Valves and catch springs for holding the soil sample during extraction from the borehole be completely dispensed with. This reduces the manufacturing costs and the operation is safer. Another advantage of the device according to the invention lies in the simple assembly. In practice, the procedure is that with the hose coated sleeves are already available in stock. Those so prepared Sleeves can be inserted into the removal device at the construction site in just a few simple steps can be used.

Nach dem Ausbauen des Schlauches aus der Entnahmevorrichtung sind die erbohrten Bodenformationen deutlich erkennbar.After removing the hose from the extraction device the drilled soil formations clearly visible.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Entnahmevorrichtung nach der Erfindung beim Beginn der Probenentnahme und F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Entnahmevorrichtung nach erfolgter Probenentnahme. Mit 1 ist das Kernrohr bezeichnet, welches in an sich bekannter Weise über den Gestängeanschluß 2 mit dem nicht dargestellten Gestänge verbunden ist. Am unteren Ende der Vorrichtung ist eine die Halterung bildende Hülse 3 angeordnet, welche über die Bohrkrone 4 mit dem Kernrohr 1 lösbar verbindbar ist. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist auf die Hülse 3 ein Schlauch 5 in seiner gesamten Länge aufgezogen, so daß er Falten bildet. Das der Bohrkrone 4 abgewandte Ende des Schlauches 5 ist mit Hilfe eines geeigneten Verschlusses 6 verschlossen. Auch das gegenüberliegende Ende des Schlauches 5 trägt einen Verschluß 7, welcher bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung als Gummischnur ausgebildet ist.An embodiment of the device according to the invention is below explained with reference to the drawing, it shows FIG. 1 a vertical section through the sampling device according to the invention at the beginning of sampling and F i g. 2 shows a vertical section through the extraction device after the sample has been taken. 1 with the core tube is referred to, which in a known manner via the rod connection 2 is connected to the linkage, not shown. At the bottom of the device a sleeve 3 forming the holder is arranged, which over the drill bit 4 can be releasably connected to the core tube 1. As shown in FIG. 1 can be seen on the sleeve 3, a tube 5 drawn in its entire length, so that it folds forms. The end of the tube 5 facing away from the drill bit 4 is provided with the aid of a suitable closure 6 closed. Also the opposite end of the hose 5 carries a closure 7, which in the embodiment shown in the drawing of the invention is designed as a rubber cord.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben ist die folgende: Beim Beginn der Entnahme nehmen die einzelnen Teile die in F i g. 1 der Zeichnung dargestellte Lage ein. Entscheidend ist, daß der aus transparentem Material bestehende Schlauch 5 in seiner gesamten Länge auf die Hülse 3 aufgestülpt ist. Beim Einführen der Vorrichtung in das Erdreich bewirkt der auf das eine Ende des Schlauches 5 wirkende Druck des eindringenden Erdreiches ein Lösen des Schlauches 5 von der Hülse 3, und zwar nach Maßgabe der Länge der in den Schlauch 5 eingedrungenen Bohrprobe. Wesentlich ist, daß hierdurch sowohl der Schlauch 5 als solcher als auch das eindringende Erdreich eine Translationsbewegung gleicher Größe vollführen, so daß zwischen der Innenwand des Schlauches 5 und dem eindringenden Erdreich keine Relativbewegung entsteht. Damit treten aber auch keinerlei Reibungskräfte auf, welche bei den herkömmlichen Geräten dieser Art die Ursache von Mischproben sind, die keine getreue Abbildung der Bodenformation geben.The mode of operation of the device for taking soil samples is the following: At the beginning of the removal, the individual parts take the in F i g. 1 position shown in the drawing. It is crucial that the transparent The entire length of the existing hose 5 is turned up onto the sleeve 3 is. When the device is inserted into the ground, it affects one end of the hose 5 acting pressure of the penetrating soil a loosening of the hose 5 from the sleeve 3, in accordance with the length of the penetrated into the tube 5 Drill sample. It is essential that in this way both the hose 5 as such and the penetrating soil perform a translational movement of the same size, so that between the inner wall of the hose 5 and the penetrating soil no Relative movement arises. However, there are no frictional forces whatsoever in conventional devices of this type, the cause of mixed samples, which are none give a true representation of the soil formation.

Wenn der Schlauch 5 vollgefüllt ist, dann löst sich dieser von der Hülse 3 vollständig. Die Elastizität des Verschlusses 7 bewirkt den Verschluß des Schlauches 5 an dem der Bohrkrone 4 zugekehrten Ende (F i g. 2). Durch Lösen der Bohrkrone 4 und der Hülse 3 kann dann die in dem Schlauch 5 befindliche Bodenprobe der Vorrichtung leicht entnommen werden. Die Transparenz des Schlauches 5 stellt sicher, daß die Bodenprobe ohne Zerstörung des Schlauches 5 beobachtet werden kann.When the tube 5 is full, it will detach itself from the Sleeve 3 completely. The elasticity of the closure 7 causes the closure of the Hose 5 at the end facing the drill bit 4 (FIG. 2). By solving the The drill bit 4 and the sleeve 3 can then remove the soil sample located in the tube 5 can be easily removed from the device. The transparency of the tube 5 represents sure that the soil sample can be observed without destroying the hose 5.

Claims

Claim: Device for taking soil samples, in particular for non-cohesive soils, with a core tube and one with this by means of the drill bit connectable holder of a receiving the soil sample, facing away from the borehole The end of the closed tube, the entire length of which is at the beginning of the drive is attached to the bracket and when the device is advanced by the Release bracket, characterized in that the hose (5) at its the borehole facing end on the sleeve forming the holder (3) sits loosely and that this hose end has a closure (7) in the form of an elastic cord, in particular Rubber cord, which holds the hose (5) after it has been completely filled and loosened the same from the sleeve (3) closes automatically.