DE3126354C2

DE3126354C2 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Erdreich

Info

Publication number: DE3126354C2
Application number: DE3126354A
Authority: DE
Inventors: Vladimir A. Odessa Bakunin; Leonid M. Moskva Bobylev; Michail Ju. Bondar; Nikolai P. Novosibirsk Chepurnoi; Vladimir F. Odessa Drobyadko; Aleksandr A. Novosibirsk Fedorov; Valery Ya. Moskva Frenkel; Vladimir P. Gileta; Vladimir A. Grigora&scaron;enko; Aleksandr D. Kostylev; Valery A. Kozlov; Anatoly M. Novosibirsk Petreev; Anatoly S. Polyakov; Gerald I. Ratskevi&ccaron;; Jury B. Reifisov; Stanislav B. Stazhevsky; Khaim B. Novosibirsk Tkach; Evgeny N. Odessa Tsvetkov
Original assignee: TREST "ORGTECHSTROJ" GLAVNOVOSIBIRSKSTROJA NOVOSIBIRSK SU; Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR; Trest "orgtechstroj" Glavnovosibirskstroja Novosibirsk
Current assignee: TREST "ORGTECHSTROJ" GLAVNOVOSIBIRSKSTROJA NOVOSIBIRSK SU; Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR; Trest "orgtechstroj" Glavnovosibirskstroja Novosibirsk
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1983-11-24
Also published as: GB2078824A; SE449121B; FR2486122B1; SE8102838L; DE3126354A1; FR2486122A1; GB2078824B

Abstract

Das Verfahren zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden besteht darin, daß man eine Kapsel (1) in den Boden (2) durch Schlageinwirkungen einsenkt und sie mit dem Boden (2) füllt. Dann setzt man das Einsenken der Kapsel (1) in den Boden (2) ebenfalls durch Schlageinwirkungen unter Durchleiten des Bodens (2) durch die Kapsel fort. Desweiteren zieht man die Kapsel (1) mit Entfernung aus dem Bohrloch (3) des durch die Kapsel durchgeleiteten Bodens (2) aus dem Bohrloch (3) heraus, wonach man den Boden (2) aus der Kapsel (1) selbst entfernt. Die Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern, die das obenbeschriebene Verfahren anwendet, enthält eine Kapsel (1) zur Aufnahme des Bodens (2), die eine zur Seite der Aufnahme des Bodens (2) offene Stirnseite (4) und eine andere Stirnseite (5) besitzt, die der zur Aufnahme des Bodens (2) offenen Stirnseite (4) gegenüberliegt und teilweise offen ist. Die Kapsel (1) ist mit einem Schlaggerät (7) versehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Erdreich nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 3.

Die Erfindung kann im Bauwesen zur Herstellung von Bohrlöchern unter den Ingenieurbauwerken, beispielsweise bei der Verlegung von unterirdischen Versorgungsleitungen unter Fahrstraßen und Eisenbahnen, zur Reinigung von Rohren von Erdreich, die als Schutzummantelungeii mit dem offenen Ende mit Hilfe von Hebeböcken oder anderen Mitteln in den Boden versenkt werden, sowie zur Herstellung von vertikalen und geneigten Bohrlöchern für Pfähle der Fundamente von Ingenieurbauwerken angewendet werden. In der Melioration kann die Erfindung zur Herstellung von Tiefbrunnen Anwendung finden. In der geologischen Erkundung des Erdinnern kann die Erfindung zur Entnahme von Bodenproben in verschiedener Tiefe von der Erdoberfläche und zur Herstellung von Aufschlußbohrungen angewendet werden.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, welches folgende Arbeitsgänge umfaßt: Versenkung eines Rohrs mit dem offenen Ende in den Boden mit Hilfe eines statischen Einpressens mittels eines Hebebocks oder einer Winde über ein Flaschenzugsystem, Zerstörung des das Rohr füllenden Bodens mit Hilfe eines Arbeitsorgans oder von Hand und Förderung des zerstörten Bodens aus der zu versenkenden Rohrleitung mil Hilfe von Schnecken, Förderern, Loren und anderen Transportmitteln (siehe z. B. V. I. Minaev »Maschiny dlya stroitelstva magistralnykh truboprovodov«/Maschinen zum Bau von Fernleitungen/, Moskau, Verlag »Nedra«, 1973). Jedoch erfordert die Verwendung von Hebeböcken und Winden zum Einpressen der Rohre eine spezielle Ausrüstung der Baugrube mit einer Stützwand. Die Stützwand nimmt die Reaktion der das Rohr einpressenden Ausrüstung auf und verhindert die Zerstörung der Baugrube. Der Handabbau des Bodens im Rohr und dessen Entfernung von Hand sind nur in Rohren mit einem Durchmesser von mindestens 800 mm möglich und kennzeichnen sich durch schlechte sanitär-hygienische Arbeitsbedingungen. Die mechanische Zerstörung des Bodens und dessen Entfernung aus dem zu versenkenden Rohr wird von einer autonomen Einrichtung bewerkstelligt, die mit einem Antrieb zur Bewegungsübertragung auf das zerstörende Arbeitsorgan und einem Antrieb zum Bodentransport von dem Vortriebsort weg versehen ist. Dieses Verfahren erfordert den Einsatz einer sperrigen, komplizierten und mehrere Antriebe einschließenden Ausrüstung, was den Arbeitsablauf wesentlich erschwert.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, das folgende Arbeitsoperationen umfaßt: Verschiebung der Bodenaufnahmeeinrichtung (im folgenden überall Kapsel genannt) im Bohrloch, Einführung der Kapsel in den Boden, Füllung derselben mit dem Boden und Herausziehen der Kapsel mit dem Boden aus dem Bohrloch (siehe z. B. G. E. Paraubek »Vibrovakuumnaya vycmka grunta«/Vibrovakuum-Boden-aushub/. Abhandlungen des Moskauer ingenieur-ökonomischen Instituts, Heft 3, Moskau, Verlag »Nauka«, 1954). Die Arbeitsgänge der Verschiebung der Kapsel bis zum Vortriebsort und zurück im Bohrloch tührt man mit Hilfe einer Winde und eines Flaschenzugs aus. Die Arbeitsoperation der Einführung der Kapsel in den Boden bewerkstelligt man durch eine an den Kapselboden angelegte Axialkraft. Die Axialkraft entsteht infolge eines im Inneren der Kapsel erzeugten Unterdrucks als Ergebnis eines Druckgefälles innerhalb und außerhalb der Kapsel, wobei diese Kraft dem Luftverdünnungsgrad und d^r Querschnittsfläche der Kapsel proportional ist Dieses Verfahren setzt jedoch eine komplizierte Ausrüstung voraus und ist durch niedrige Arbeitsleistung und beschränktes Anwendungsgebiet gekennzeichnet Der Vortrieb der Bohrlöcher nach diesem Verfahren ist nur in bindigen

ίο Böden möglich, wobei die Betriebsgeschwindigkeit des Vortriebs 0,3—0,6 m/h beträgt. Die niedrige Leistung ist durch geringe Menge des ausgehobenen Bodens bedingt die 0,5—0,6 des Kapselvolumens ausmacht.

Bekannt ist eine Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern, die das oben beschriebene Verfahren anwendet und eine zylindrische Kapsel in Form einer Hülse, die an der Seite der Bodenaufnahme offen ist, sowie einen an der geschlossenen Stirnseite der kapsel montierten Vibrator enthält (siehe z. B. V... Minaev »Mashiny dlya stroitelstva magistralnykh truboprovodov«, Moskau, Verlag »Nedra«, 1973). An der geschlossenen Stirnseite der Kapsel ist ein Kanal vorhanden, der ihren Innenraum mit einer Vakuumpumpe zur Entlüftung dieses Hohlraums verbindet. Die Kapsel ist mit einem Satz von Stangen versehen, die über einen Flaschenzug mit einer Winde in Verbindung stehen, wobei an den Stangen Stützenfüße vorhanden sind, die denselben Außendurchmesser wie die Kapsel haben. Es sei angemerkt, daß diese Einrichtung eine niedrige Leistungsfähigkeit wegen des begrenzten Bodenaushubvolumens besitzt, welches durch das Kapselvolumen bedingt ist. Die Einrichtung hat ein beschränktes Anwendungsgebiet (nur für feste und bindige Böden), weil ihre Einführung in den Boden mit Hilfe eines Unterdrucks erfolgt, der im Inneren der an das Bodenmassiv dicht angedrückten Kapsel erzeugt wird, so daß die E. "-'"htung nur in dichten und bindigen Böden eingesetzt werden kann. Außerdem ist die Einrichtung kompliziert in der Bedienung, da sie drei Antriebe enthält und nach jedem Vortrieb ein Anstücken der Stangen zum Nachrücken der Kapsel erfordert, und bei den begrenzten Abmessungen der Baugrube, was zumeist beim Vortrieb unter eingeengten Stadtverhältnissen der Fall ist, ist ein Auseinandernehmen des Gestängestrangs beim Herausziehen der Kapsel mit dem Boden aus dem Bohrloch erforderlich.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von

Bohrlöchern im Boden durch Einsenkung einer Kapsel in den Boden durch Schlageinwirkungen, Füllung

so derselben mit dem Boden unter nachfolgendem Herausziehen der Kapsel aus dem Bohrloch und Entfernung des Bodens aus ihr (siehe z. B. Rebrik B. M. »Burenie skvazhin pri inzhenerno-geologicheskikh izyskaniyakh«/Bohrung von Bohrlöchern bei Baugrund-Untersuchungen/, Moskau, Verlag »Nedra«, 1979, S.S. 210—211). Bei diesem Verfahren erfolgen die Einlaß- und Ziehvorgänge mittels einer Winde oder eines Bohraggregats, das mit der Kapsel mittels eines Gestängestrangs verbunden ist. Dieses Verfahren kennzeichnet sich durch eine niedrige Arbeitsleistung, da das Volumen des in einem Zyklus ausgehobenen Bodens kleiner oder gleich dem Volumen des Innenraumes der Kapsel ist. Überdies ist bei der Arbeit mit einem Gestängestrang eine beträchtliche Zeit für dessen Zusammen- und Abbau erforderlich. Nach dem genannten Verfahren ist es unmöglich, Schräg- und Horizontalbohrungen herzustellen. Nach diesem Verfahren ist eine zusätzliche Ausrüstung zur Ausführung

von Einlaß- und Ziehvorgänge erforderlich, was den. Arbeitsaufwand erhöht und die Arbeitsdurchführung erschwert.

Bekannt ist weiterhin eine Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, die das vorerwähnte ■-, Verfahren anwendet und eine zur Bodenaufnahme bestimmte Kapsel, die eine an der Seite der Bodenaufnahme offene Stirnseite aufweist, sowie eine Schlagvorrichtung enthält (siehe denselben Druckschriftenhinweis). In dieser Einrichtung ist die Kapselstirnseite, die der an der Seite der Bodenaufnahme offenen Stirnseite gegenüberliegt, geschlossen ausgeführt, und an ihr ist ein Schlaggerät montiert, weshalb die Einrichtung eine niedrige Leistungsfähigkeit wegen des begrenzten Volumens des ausgehobenen Bodens besitzt, weiches gleich oder kleiner als das Kapselvolumen ist.

An der äußeren Seitenflächen der Kapsel ist ein ringförmiger Vorsprung ausgeführt, der einen Durchmesser besitzt, welcher etwas größer als der Außendurchmesser des Schlaggerätkörpers ist. Diese Einrichtung hat ein beschränktes Einsatzgebiet. Sie ist nur zur Herstellung von Vertikalbohrungen bestimmt. Dies ist dadurch bedingt, daß bei der Herstellung von Schräg- und Horizontalbohrungen die Lage der Einrichtung im Bohrloch instabil ist, was auf das Vorhandensein des ringförmigen Vorsprungs an der äußeren Seitenfläche der Kapsel zurückzuführen ist.

Die Verwendung einer zusätzlichen Ausrüstung zum Einlassen der vorstehend beschriebenen Einrichtung ins Bohrloch und deren Ziehen erschwert die Bedienung und den Betrieb der Einrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Bohrlöchern im Erdreich zu entwickein, das die Entfernung des Erdreichs aus dem Bohrloch in größerer Menge als das Hohlkörpervolumen gewährleisten und die Herstellung von Horizontal-, Vertikal- und Schrägbohrungen in beliebigen verformbaren Böden ermöglicht, sowie eine dieses Verfahren anwendende Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Erdreich zu schaffen, bei welcher der Hohlkörper derart ausgeführt ist, daß er es erlaubt, die Arbeitsdurchführung beträchtlich zu vereinfachen und die Einrichtung einfach und bequem im Betrieb zu machen.

Dies wird jeweils erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1 und 3 gekennzeichneten Merkmale erreicht.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Einrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Eine solche konstruktive Ausführung der Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern, die das erfindungsgemäße Verfahren anwendet, gewährleistet eine Steigerung der Arbeitsleistung. Außerdem ist diese Einrichtung einfach und bequem im Betrieb.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 eine Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Erdreich bzw. Boden, die das erfindungsgemäße Verfahren anwendet im Längsschnitt, F i g. 2 Ansicht in Pfeilrichtung A von F i g. 1, Fi g. 3 eine andere Ausführungsvariante der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, im Augenblick des Herausziehens der Einrichtung aus dem Bohrloch im Längsschnitt,

F i g. 4 dasselbe wie in Fig. 3, jedoch im Augenblick des Eintreibens der Einrichtung in den Boden im Längsschnitt,

F i g. 5 Ansicht in Pfeilrichtung B von F i g. 3 teilweise gebrochen,

F i g. 6 eine weitere Ausführungsvariante der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgeniäßen Verfahrens im Längsschnitt,

F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie VlI-VII in Fig. 6,

F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in F i g. 6,

F i g. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in F i g. 9,

Fig. 11 eine der Ausführungsvarianten der Einrichtung gemäß Fig.6, in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt,

Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie XlI-XII in Fig.11,

Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie XIlI-XlII in Fig. 12,

Fig. 14 einen Schnitt nach der Linie XlV-XIV in Fig. 11,

Fig. 15 eine weitere Ausführungsvariante der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Längschnitt,

Fig. 16 Ansicht in Pfeilrichtung Cvon Fig. 15,

Fig. 17 Ansicht in Pfeilrichtung D von F i g. 15,

Fig. 18 einen Schnitt nach der Linie XVII1-XVII1 in Fig. 15,

F i g. 19 eine Ausführungsvariante eines Elements der Einrichtung gemäß der Erfindung, das die Stirnseite teilweise überdeckt, die zur Seite der Bodenaufnahme offen ist, im Querschnitt,

F i g. 20 eine Ausführungsvariante der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Längsschnitt,

Fig. 21 eine weitere Ausführungsvariante der Einrichtung gemäß F i g. 20 im Längsschnitt,

F i g. 22 eine andere Ausführungsvariante der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Längsschnitt,

Fig. 23 einen Schnitt nach der Linie XXIII-XXHI in F i g. 22,

F i g. 24 eine weitere Ausführungsvariante der Einrichtung gemäß F i g. 20,

Fig. 25 einen Schnitt nach der Linie XXV-XXV in Fig. 24,

F i g. 26 einen Schnitt nach der Linie XXVI-XXVI in F ig. 24.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Bohrlöchern im Erdreich bzw. Boden besteht darin, daß man einen Hohlkörper bzw. eine Kapsel 1 (Fi g. 1) in den Boden 2 durch Schlageinwirkungen., die entlang der Längsachse der Kapsel 1 zur Seite der Aufnahme des Bodens 2 gerichtet sind, einsenkt, sie mit Boden 2 füllt und das weitere Einsenken der Kapsel 1 in den Boden 2 nach ihrer Füllung mit dem Boden 2 durch ebenfalls entlang der Längsachse der Kapsel 1 zur Seite der Aufnahme des Bodens 2 gerichtete Schlageinwirkungen unter gleichzeitigem Hindurchleiten des Bodens 2 durch dieselbe fortsetzt, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist Dann zieht man die Kapsel 1 aus dem hergestellten Bohrloch 3 unter gleichzeitiger Entfernung des durch die Kapsel 1 durchgeleiteten Bodens 2 aus dem Bohrloch 3 heraus und entfernt danach den Boden 2 aus der Kapsel 1 selbst

Zur Durchführung dieses Verfahrens enthält die Einrichtung die obenerwähnte Kapsel 1 zum Aufnehmen des Bodens 2. Die Kapsel 1 besitzt eine Stirnseite 4, die zur Seite der Aufnahme des Bodens 2 offen ist, und

IO

eine Stirnseite 5, die der Stirnseite 4 gegenüberliegt und ebenfalls offen ist, wie dies F i g. 2 veranschaulicht.

Die Kapselstirnseite, die der auf der Seite der Bodenaufnahme offenen Stirnseite gegenüberliegt, kann auch teilweise offen ausgeführt sein.

An der Innenfläche 6 der Kapsel 1 (Fig. 1) ist an der Seite der offenen Stirnseite 5 ein Schlaggerät 7 befestigt, das einen Schlauch 8 für die Druckluftzufuhr besitzt. In der hier beschriebenen Ausführungsvariante der Einrichtung ist das Schlaggerät 7 an die Innenfläche 6 der Kapsel 1 angeschweißt.

Das Schlaggerät kann auch an der Außenfläche der Kapsel befestigt sein. Jedoch wird diese Ausführungsvariante der Einrichtung zur teilweisen Zerstörung der gebildeten Bohrlöcher führen, weil über die Oberfläche der Kapsel Elemente hinausragen werden, die das Schlaggerät mit der Kapsel verbinden.

Das Herausziehen der Kapsel 1 aus dem Bohrloch 3 erfolgt mit Hilfe einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Winde.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es am zweckmäßigsten, die Entfernung der Kapsel 1 mit dem Boden 2 und des durch diese durchgeleiteten Bodens 2 dem Bohrloch 3 (Fig.3) gleichzeitig mit der

20

25

30

35

40

Änderung der Richtung und Frequenz der Schlageinwirkungen vorzunehmen.

In der Einrichtung, die dieses Verfahren anwendet und in F i g. 3 und 4 dargestellt ist, wird dies mit Hilfe des Schlaggerätes 7 (F i g. 3) erreicht, dessen Schlageinwirkungen entlang der Längsachse der Kapsel 1 nach der zur Aufnahrre des Bodens 2 entgegengesetzten Seite beim Herausziehen der Kapsel 1 aus dem Bohrloch 3 gerichtet sind und entlang der Längsachse der Kapsel ί (Fig.4) nach der Seite der Aufnahme des Bodens 2 beim Einsenken der Kapsel 1 in den Boden 2 gerichtet sind.

In der Kapsel 1 der Einrichtung gemäß F i g. 3 und 4 ist ein Element 9 vorgesehen, das die Stirnseite 4 teilweise überdeckt. Dieses Element kann die auf der Seite der Bodenaufnahme offene Kapselstirnseite vollständig überdecken.

Die Notwendigkeit, dieses Element zu haben, ergibt sich zuweilen, wenn beim Herausziehen der Kapsel aus dem Bohrloch durch Schlageinwirkungen die Reibungskräfte der Haftung des Bodens an der Kapselinnenfläehe nicht ausreichend zum Festhalten.des Bodens in der Kapsel sind.

In der hier beschriebenen Ausführungsvariante ist das Element 9 in Form einer Klappe 10 (F i g. 5) ausgebildet, die auf einer Achse 11 angeordnet ist und im Körper der Kapsel 1 nach der Aufnahme des Bodens 2 entgegengesetzten Seite hin abschwenkbar ist, wie dies aus F i g. 4 zu erkennen ist

Diese Ausführungsvariante der Einrichtung und alle Einrichtungen, die im Nachstehenden geschildert werden, sind zur Herstellung von Bohrlöchern 3 (F i g. 3 und 4) in einem zuvor in den Boden 2 mit seinem offenen Ende eingerammten Rohr 12 bestimmt

In der Einrichtung gemäß Fig.6 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Befestigung des Schlaggerätes 13 an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 mittels einer Befestigungsvorrichtung 16 bewerkstelligt.

Die Vorrichtung 16 zur Befestigung des Schlaggeräts 13 an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 enthält eine Hülse 17 zum Einsetzen des Kopfteils 18 des Schlaggeräts 13, in diese welche mit einem Teil ihrer Außenfläche unmittelbar an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 befestigt ist. Die Achse der Hülse 17 ist zur Längsachse der Kapsel 15 parallel, und die Projektion der Hülse 17 auf die zur Längsachse der Kapsel 15 senkrechte Ebene ist kleiner als die Projektion der Innenkontur der Kapsel auf d'eselbe Ebene.

Die Vorrichtung 16 zur Befestigung des Schlaggeräts 13 an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 enthält außerdem einen Feststeller 19 zur Unterbringung des Schwanzendes 20 des Schlaggeräts 13 mit dem Schlauch 21 für die Druckluftzufuhr in demselben, welcher Feststeller mit einem Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 gleichachsig mit der Hülse 17 befestigt ist, wobei dessen Querabmessungen mit den Querabmessungen der Hülse 18 kommensurabel sind.

Der Feststeller 19 ist in Form einer Hülse 22 ausgebildet, in der sich das Schwanzende 20 des Schlaggeräts 13 mit dem Schlauch 21 befindet uv¹ iie an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 befp',tigi im. Die eine Stirnseite der Hülse 22 ist abgeschrägt und dient als eines der Elemente einer Keilverbindung, dessen anderes Element ein Keil 23 ist, der mit einer Lagerbuchse 24 kontaktiert, gegen welche sich das Schwanzende 20 des Schlaggeräts 13 abstützt.

Die Hülse 17 (F i g. 7) ist an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 durch Schweißen, welches durch im Körper der Kapsel 15 ausgeführte öffnungen 25 vorgenommen wird, sowie mit Hilfe eines Kragstücks 26 (Fig.8) befestigt.

Die Hülse 22 (Fig. 9) ist an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 durch Schweißen, das durch im Körper der Kapsel 1 ausgeführte öffnungen 27 vorgenommen wird, sowie mit Hilfe eines Kragstücks 28 (F i g. 10) befestigt.

An der Stirnseite 29 (Fig. 6) der Kapsel 15, die zur Seite der Bodenaufnahme offen und der offenen Stirnseite 30 gegenüberliegt, an der das Schlaggerät 13 montiert ist, ist au." einer Achse 31 einer Klappe 32 nach der Seite hin abschwenkbar angebracht, die zur Bodenaufnahme entgegengesetzt liegt (das Element 9, das die Stirnseite teilweise überdeckt).

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Einrichtung nach der Erfindung ist der Feststeller 19 (F i g. 11) der Befestigungsvorrichtung 16 in Form einer Hülse 33 ausgebildet, in der sich das Schwanzende 20 des Schlaggerätes 13 mit dem Schlauch 21 befindet und die an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 befestigt ist. An der Innenfläche der Hülse 33 ist ein Schraubengewinde ausgeführt, das als eines der Elemente einer Schraubverbindung dient, dessen anderes Element ein an der Außenfläche einer Hülse 34 ausgeführtes Schraubengewinde ist Die Stirnseite der I lü'se 34 kontakticrt mit der Stirnseite der Lagerbuchse 24.

In der Befestigungsvorrichtung 16 ist die Hülse 35 zum Einsetzen des Kopfteils 18 des Schlaggeräts 13 in dieselbe an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 mit Hilfe von Blättern 36, die in der Kapsel 15 ausgeschnitten sind und die Hülse 35 umfassen, sowie mit Hilfe eines Kragstücks 37 (F i g. 12 und 13) befestigt

Die Hülse 33 (Fig. 14) ist an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 mit Hilfe von Blättern 38, die in der Kapsel 15 ausgeschnitten sind und die Hülse 33 umfassen, sowie mit Hilfe eines Kragstücks 39 befestigt

Die Ausführungsvariante der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, nach Fig. 15, ist besonders zweckmäßig zur Herstellung von Bohrlöchern in dichten und bindigen Böden.

In dieser Einrichtung ist die Vorrichtung 16 zur Befestigung des Schlaggerätes 14 an der Innenfläche 40

der Kapsel 41 in Form einer Hülse 42 zum Einsetzen des Kopfteils 18 des Schlaggerätes 13 in dieselbe ausgebildet. Die Hülse 42 ist gleichachsig mit der Kapsel 41 angeordnet und an ihrer Innenfläche 40 mittels Rippen 43 befestigt, wobei zwischen den Rippen 43 Fenster 44 (Fig. 16) gebildet sind, die eine Stirnseite 45 (Fig. 15) der Kapsel 41, die der Stirnseite 46 auf der Seite der Bodenaufnahme gegenüberliegt, teilweise offen lassen.

In dieser Ausführungsvariante der Einrichtung gemäß der Erfindung sind zwei Elemente 9 und 9' vorgesehen, die die Stirnseite 46 der Kapsel 41 teilweise überdecken.

Das Element 9 ist in Form eines Satzes von Messern 47 (F i g. 17) ausgebildet, deren Schneide 48 (F i g. 15) zur Seite der Bodenaufnahme gerichtet ist. Die Messer 47 (Fig. 17) sind so angeordnet, daß zwischen ihnen Fenster 49 entstehen.

Das Element 9' ist in Form einer Büchse 50 (F i g. 15) ausgebildet, an deren Innenfläche zwei ringförmige Eindrehungen 51 vorgesehen sind, in denen Ringe 52 mit der Möglichkeit von Längsverschiebungen angeordnet sind. Die Ringe 52 besitzen eine gezahnte Innenfläche 53 (Fig. 18).

Das Element 9' (Fig. 19) das die auf der Seite der Bodenaufnahme offene Stirnseite der Kapsel 41 teilweise überdeckt, kann in Form einer Büchse 54 ausgebildet sein, an deren Innenfläche mehrere ringförmige Eindrehungen 55 vorgesehen sind, in denen zu einem Ring gewundene Federn 56 angeordnet sind. Die Federn 56 sind in den Eindrehungen 55 mit der Möglichkeit von Längsverschiebungen angeordnet.

Bei der Einrichtung nach der Erfindung gemäß Fig.20 ist zur Herstellung von Bohrlöchern in Schüttböden und zur bequemen Entfernung des Bodens aus der Kapsel 57 die letztere an der offenen Stirnseite 58, die der zur Seite der Bodenaufnahme offenen Stirnseite 59 gegenüberliegt in Form einer Rinne 60 ausgebildet, an deren Innenfläche 61 das Schlaggerät 13 befestigt ist.

In dieser Ausführungsvariante der Einrichtung sind zwei Elemente 9 und 9' vorgesehen, die die Stirnseite 59 teilweise überdecken. Die Elemente 9 und 9' sind in Form von Klappen 62 und 63 ausgebildet, die auf den Achsen 64 und 65 abschwenkbar nach der Seite hin angeordnet sind, die zur Bodenaufnahme entgegengesetzt ist, wobei die Klappe 62 die Hälfte der Stirnseite 59 4S an der Seite des Schlaggerätes 13 teilweise überdeckt, während die Klappe 63 den übriggebliebenen Teil der Stirnseite 59 überdeckt. Die Schwenkung der Klappe 63 nach der Seite der Bodenaufnahme ist durch einen Anschlag 66 begrenzt. so

Die in F i g. 21 dargestellte Einrichtung ist ähnlich wie die Einrichtung gemäß F i g. 20 ausgeführt.

Der Unterschied besteht darin, daß die Kapsel 57 seitens der Stirnseite 59 in Form einer Rinne 67 ausgebildet ist, die sich an derselben Seite wie auch die Rinne 60 befindet. Zwischen den Rinnen 60 und 67 liegt ein Abschnitt der Kapsel 57, der als Zylinder 68 zur Bildung des Bohrlochhohlraumes ausgebildet ist.

Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, dargestellt in F i g. 22, ist besonders zweckmäßig zur Reinigung eines Rohrs 69 vom Boden zu verwenden.

Hierzu ist das Gehäuse der Kapsel 70 aus zwei ausgedehnten Teilen 71 und 72 ausgeführt, die einander mit ihren Seiten in Richtung der Längsachse der Kapsel 70 entlang einer gebrochenen Linie 73 zugeordnet sind. Die Kontur der gebrochenen Linie 73 ist von einander abwechselnden Vorsprüngen 74 und Vertiefungen 75 gebildet, welche an diesen Teilen so ausgeführt sind, daß sich gegenüber Vertiefungen 75 die Vorsprünge 74 befinden (in der Zeichnung sind die Bezugszeichen 74 und 75 auf den Teil 71 bezogen).

An dem Teil 72 (F i g. 23) der Kapsel 70 sind Platten 76 befestigt, welche die Trennung der Teile 71 und 72 der Kapsel 70 verhindern.

Der Teil 71 (F i g. 22) der Kapsel 70 ist mit einem mit dem Rohr 69 kontaktierenden elastischen Element 77 versehen. Eines der Enden des elastischen Elementes 77 weist eine Bohrung auf, durch die ein Stift 78 hindurchgeführt ist, der am Teil 71 der Kapsel 70 auf der Seite der Bodenaufnahme befestigt ist. Das andere Ende des elastischen Elementes 77 ist in einem Führungsbügel 79 verschiebbar angeordnet.

Zur Reinigung von Rohren unterschiedlichen Durchmessers vom Boden kann die Einrichtung gemäß Fig.20 mit einem elastischen Element 80 (Fig.24) versehen sein. Eines der Enden des elastischen ■Elementes 80 ist mit einem Element 81 versehen, das die Kraft des Andrucks des elastischen Elementes 80 an das Rohr 82 regelt.

Das Element 81 (Fig.25) ist in Form eines Schraubenbolzens 83 mit einer Mutter 84 und einer Sicherungsmutter 85 ausgebildet, die an einem Kragstück 86 angebracht sind, welches auf einem an der Rinne 60 der Kapsel 57 montierten Steg 87 befestigt ist.

Das andere Ende des elastischen Elementes 80 (Fig. 24) ist auf einer Achse 88 (Fig. 26) drehbar angeordnet, die an Rippen 89 befestigt ist. welche an der Kapsel 57 (F i g. 24) auf der Seite der Bodenaufnahme angebracht sind.

Das Arbeitsprinzip der Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, die das erfindungsgemäße Verfahren anwendet, besteht in folgendem.

Die Kapsel 1 (F i g. 1) senkt man in den Boden 2 durch Schlageinwirkungen des Schlaggerätes 7 ein, das mit Hilfe von durch den Schlauch 8 zugeführter Druckluft arbeitet.

Die Schlageinwirkungen sind entlang der Längsachse der Kapsel 1 nach der Seite der Aufnahme des Bodens 2 gerichtet. Nach der Füllung der Kapsel 1 mit dem Boden 2 durch ihre offene Stirnseite 4 setzt man das weitere Einsenken der Kapsel 1 in den Boden 2 fort, indem man gleichzeitig den Boden 2 durch die Kapsel hindurchleitet, welcher durch die teilweise offene Stirnseite 5 (F i g. 2) der Kapsel 1 in das Bohrloch 3 gelangt

Hiernach zieht man die Kapsel 1 (Fig. 1) mit dem Boden 2 aus dem Bohrloch 3 mittels einer (in der Zeichnung nicht gezeigten) Winde heraus, entfernt den Boden und läßt die Kapsel 1 wieder ins Bohrloch 3 ein. Durch Schlageinwirkungen, die zur Seite der Aufnahme des Bodens 2 gerichtet sind, bewegt sich die Kapsel 1 im Bohrloch 3 bis zu seiner Sohle (bis zum Anschlag) und dringt in diese ein.

Im weiteren wiederholt man den beschriebenen Zyklus.

Die kennzeichnende Besonderheit der Wirkungsweise der in F i g. 3 dargestellten Einrichtung ist die, daß die Entfernung der Kapsel 1 mit dem Boden 2 und des durch sie hindurchgeleiteten Bodens gleichzeitig mit der Änderung der Richtung und Frequenz der Schlageinwirkungen des Schlaggerätes 7 auf die Kapsel 1 erfolgt.

Beim Herausziehen der Kapsel 1 aus dem vom Boden 2 zu reinigenden Rohr 12 durch Schlageinwirkungen des Schlaggerätes 7, die nach der zum Aufnehmen des Bodens 2 entgegengesetzten Seite gerichtet sind, reichen die Reibungskräfte der Haftung des Bodens 2 an

der Innenfläche 6 der Kapsel 1 zum Festhalten des Bodens 2 in der Kapsel 1 nicht aus, weshalb die Kapsel 1 mit einem Element 9 versehen ist, das in Form der auf der Achse 11 schwenkbaren Klappe 10 ausgebildet ist und die Stirnfläche der Kapsel 1 teilweise überdeckt, wie es in F i g. 5 gezeigt ist.

Die Arbeit des Elements 9 besteht im folgenden.

Beim Eindringen der Kapsel 1 (F i g. 4) in den Boden 2 durch Schlageinwirkungen des Schlaggeräts 7 ver-.;hwenkt der in die Kapsel 1 gelangende Boden 2 die Klappe 10 nach der zur Aufnahme des Bodens 2 entgegengesetzten Seite. Der Boden 2 füllt die Kapsel 1 und gelangt bei der weiteren Bewegung derselben in das Bohrloch 3 durch die teilweise offene Stirnseite 5 der Kapsel 1.

Beim Herausziehen der Kapsel 1 (Fig. 3) aus dem Bohrloch 3, daß heißt beim Wechsel der Richtung der Schlageinwirkungen auf die Kapsel 1 in die entgegengesetzte und bei Änderung der Frequenz der Schlageinwirkungen, schließt der in der Kapsel 1 befindliche Boden 2 die Klappe 10 wobei die Stirnseite 4 der Kapsel 1 überdeckt und dadurch ein zusätzlicher Widerstand für den Boden 2 zum Festhalten desselben in der Kapsel 1 erzeugt wird.

Das Arbeitsprinzip der Einrichtung gemäß Fig. 6—22 zur Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens der Herstellung von Bohrlöchern ist ähnlich der Arbeitsweise der Einrichtung gemäß F i g. 3 und 4. In jeder dieser Ausführungsvarianten der Einrichtung gibt es jedoch kleine Unterschiede, die nachstehend ausführlich beschrieben werden.

So ist bei der Einrichtung gemäß Fig.6 zur Sicherstellung einer stabilen Lage der Kapsel 15 im Bohrloch das Schlaggerät 13 an der Innenfläche 14 der Kapsel 15 so befestigt, daß der Schwerpunkt des Schlaggerätes 13 zur Innenfläche 14 hin verlagert ist, während die Schwenkachse 31 der Klappe 32 zur Innenfläche 14 hin nach der diametral entgegengesetzten Seite verschoben ist.

Das Schlaggerät 13 ist an der Kapsel 1 mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung 16 befestigt, die in Form von in einer Achse liegenden Hülse 17 und Feststeller 19 ausgeführt ist, deren gemeinsame Achse zur Achse der Kapsel 15 parallel ist.

Eine solche Befestigung der Schlagvorrichtung 13 an der Kapsel 15 gewährleistet die Abnahmemöglichkeit des Schlaggerätes 13 für dessen Mehrzweckverwendung. Dazu trennt man die Keilverbindung, die von der Hülse 22 und dem Keil 23 gebildet ist, und zieht die Schlagvorrichtung 13 aus der Hülse 17 heraus.

F i g. 11 zeigt eine andere Ausführungsvariante der Einrichtung gemäß F i g. 6, bei der der Feststeller 19 in Form einer Schraubverbindung ausgeführt ist, die von den Hülsen 33 und 34 gebildet ist. Zur Abnahme des Schlaggerätes 13 verschiebt man durch Drehen die Hülse 34 relativ zur Hülse 33 und zieht das Schlaggerät 13 aus der Hülse 35 heraus.

Zur Erhöhung der Geschwindigkeit beim Vortrieb von Bohrlöchern in dichten und bindigen Böden zerstören bei der Einrichtung gemäß Fig. 15 die Messer 47 und Ringe 52 mit gezahnter Oberfläche 53 die Bodenstruktur, was den Vortrieb der Kapsel 41 in den Boden begünstigt und den Prozeß des Eindringens des

iü Bodens in die Kapsel 41 intensiviert.

Die Feder 56 (F i g. 19) zerstört den Boden ebenso wie die Ringe 52 (Fig. 18) mit gezahnter Oberfläche 53 (Fig. 15).

In Fig. 20 ist eine Ausführungsvariante der Einrichtung dargestellt, bei der die Kapsel 57 zum Vortrieb von Bohrlöchern in Schüttböden bestimmt ist.

Das Vorhandensein von zwei in einem Abstand voneinander angebrachten Klappen 62 und 63 ^hafft bessere Bedingungen zur Beseitigung des AuSbChüttens des aufgenommenen Bodens aus der Kapsel 57 bei deren Herausziehen aus dem Bohrloch.

Das Vorhandensein der Rinne 60 trägt zur Verbesserung der Bodenentfernung aus der Kapsel 57 nach deren Herausziehen aus dem Bohrloch bei.

Die Arbeitsweise der in Fig. 21 dargestellten Einrichtung ist der Arbeit der Einrichtung ähnlich, die in F i g. 20 dargestellt ist.

Zur Reinigung des Rohrs 69 vom Boden mit der Einrichtung gemäß F i g. 22 ist die Kapsel 70 aus zwei ausgedehnten Teilen 71 und 72 ausgeführt, die längs einer gezahnten Linie 73 einander zugeordnet sind. Die Trennung der Teile 71 und 72 beim Füllen der Kapsel 70 mit Boden wird durch die Platten 76 (Fig. 23) und das elastische Element 77 (F i g. 22) verhindert.

Nach dem Herausziehen der Kapsel 70 aus dem Rohr 69 werden die Teile 71 und 72 getrennt, und der Boden wird leicht aus der janzen Kapsel entfernt.

In Fig. 24 ist eine Ausführungsvariante der Einrichtung gezeigt bei der die Kraft des Andrucks des

to elastischen Elementes 80 an das Rohr 82 mit Hilfe des Elementes 81 geregelt wird. Dies ist bei der Reinigung von Rohren unterschiedlichen Durchmessers notwendig.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, die das erfindungsgemäße Verfahren anwendet, gewährleistet die Herstellung von Bohrlöchern im Boden mit einem Durchmesser bis zu 800 mm mit einer Betriebsgeschwindigkeit von 1 —4 m/h und gestattet es, den Prozeß der Reinigung von Rohren beliebiger Länge, die in den Boden mit dem offenen Ende nach dem statischen oder dynamischen Verfahren eingetrieben werden, in hohem Grade zu mechanisieren.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Bohrlöchern im Erdreich durch Eintreiben eines zumindest vortriebsseitig offen ausgebildeten Hohlkörpers in das Erdreich mittels Schlageinwirkung, Füllung des Hohlkörpers mit dem Erdreich, nachfolgendes Herausziehen des Hohlkörpers aus dem Bohrloch und Entfernung des Erdreichs aus dem Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Füllung des Hohlkörpers mit dem Erdreich dieser weiter in das Erdreich eingetrieben, dabei das Erdreich durch den Hohlkörper hindurchgefördert und anschließend beim Herausziehen des Hohlkörpers aus dem Bohrloch auch das durch den Hohlkörper hindurchgeförderte Erdreich mittels des Hohlkörpers aus dem Bohrloch entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entfernung des Hohlkörpers mit dem Erdreich aus dem Bohrloch sowie des durch ihn hindurchgeförderten Erdreichs gleichzeitig mit der Änderung der Richtung und Frequenz der Schlageinwirkungen vornimmt.

3. Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Erdreich, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend einen Hohlkörper, der vortriebsseitig eine offene Stirnseite aufweist, und ein Schlaggerät, dadurch gekennzeichnet, daß die vortriebsabseitige Stirnseite (5) des Hohlkörpers (1) zumindest teilweise offen ausgeführt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlaggerät (7) an der Innenfläche (6) des Hohlkörpers (1) auf Seite der vortriebsabseitigen Stirnseite (5) befestigt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlkörper (1) mindestens ein Element (9) vorgesehen ist, durch das die vortriebsseitige Stirnseite (4) zumindest teilweise überdeckbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlaggerät (7) an der Innenfläche (6) des Hohlkörpers (1) mittels einer Vorrichtung (16) befestigt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (16) zur Befestigung des Schlaggeräts (13) an der Innenfläche (14) des Hohlkörpers (15) eine Hülse (17, 35) zum Einsetzen des Kopfteils (18) des Schlaggerätes (13), die mit einem Teil ihrer Außenfläche unmittelbar an der so Innenfläche (14) des Hohlkörpers (15) befestigt ist, wobei die Achse der Hülse (17, 35) zur Längsachse des Hohlkörpers (15) parallel verläuft und die Projektion der Hülse (17,35) auf die zur Längsachse des Hohlkörpers (15) senkrechte Ebene kleiner als die Projektion der Innenkontur des Hohlkörpers (15) auf dieselbe Ebene ist, sowie einen Feststeller (19) zur Unterbringung des Schwanzendes (20) des Schlaggerätes (13) enthält, welcher mit einem Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Innenfläche (14) des Hohlkörpers (15) gleichachsig mit der Hülse (17,35) befestigt ist, wobei dessen Querabnicssiingen von einer mit den Querabmessungen der Hülse (17, 35) vergleichbaren Größe sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststeller (19) in Form einer Hülse (22 oder 33) zum Einsetzen des Schwanzendes (20) des Schlaggerätes ausgebildet ist, die an der Innenfläche (14) des Hohlkörpers (15) befestigt sowie als Teil einer Schraub- oder einer Keilverbindung ausgebildet ist

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (16) zur Befestigung des Schlaggerätes (13) an der Innenfläche (14) des Hohlkörpers (15) in Form einer Hülse (42) zum Einsetzen des Kopftciis (18) des Schlaggerätes (13) ausgebildet ist, weiche gleichachsig mit dem Hohlkörper (41) angeordnet und an seiner Innenfläche (40) mittels Rippen (43) befestigt ist

10. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (9), durch das die vortriebsseitige Stirnseite (41) zumindest teilweise überdeckbar ist, in Form mindestens einer Klappe (10) ausgebildet ist, die nach der Vortriebsabseite (5) hin abschwenkbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (9), durch das die vortriebsseitige Stirnseite (46) zumindest teilweise überdeckbar ist, in Form eines Satzes von Messern (47) ausgebildet ist, deren Schneiden (48) zur Vortrie'osseite gerichtet und so angeordnet sind, daß zwischen ihnen Fenster (49) gebildet sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (9'), durch das die vortriebsseitige Stirnseite (46) zumindest teilweise überdeckbar ist, in Form einer Büchse (50, 54) ausgebildet ist, an deren Innenfläche mindestens eine ringförmige Eindrehung (51, 55) vorgesehen ist, in welcher ein Ring (52) mit gezahnter Innenfläche (53) oder eine Feder (56) mit Möglichkeit von Längsverschiebungen angeordnet ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8 und 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (57) an der vortriebsabseitigen Stirnseite (58) in Form einer Rinne (60) ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (57) an der vortriebsseitigen Stirnseite (59) gleichfalls in Form einer auf die vortriebsabseitige Rinne (60) ausgerichteten Rinne (67) ausgebildet ist, wobei zwischen den Rinnen (60, 67) ein Abschnitt des Hohlkörpers (57) liegt, der als Zylinder (68) ausgebildet ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8 und 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Hohlkörpers (70) aus zwei länglichen Teilen (71, 72) besteht, die mit ihren Längsseiten verzahnt sind, wobei die Kontur der gezahnten Linie (73) von einander abwechselnden Vorsprüngen (74) und Vertiefungen (75) gebildet ist, welche an den länglichen Teilen (71 und 72) so ausgeführt sind, daß sich die Vorsprünge (74) des einen Teils (71) den Vertiefungen (75) des anderen Teils (72) gegenüber befinden.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, zur Säuberung eines bereits in das Erdreich eingetriebenen Rohrs von Erdreich, dadurch gekennzeichnet, daß einer der länglichen Teile (71) des Hohlkörpers (70) mit einem an das Rohr (69) anlegbaren elastischen Element (77) versehen ist, dessen eines Ende an dem länglichen Teil (71) befestigt ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16. dadurch gekennzeichnet, daß eines der Enden des elastischen Elements (80) mit einer Vorrichtung (81) versehen ist. durch die die Kraft des Andrucks des elastischen Elements (80) an das Rohr (82) regelbar ist.