-
Einrichtung zur Bestimmung der Tragfähigkeit von Bodenschichten Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Tragfähigkeit von Bodenschichten
in beliebigen Tiefen mittels eines in senkrechter Richtung in ein Bohrloch (Bohrrohr)
eingeführten Druckstempels.
-
Die zur Bestimmung der Tragfähigkeit von Bodenschichten bisher üblichen
Einrichtungen wirkten in der Weise, (lad durch Belastung von über Tage her auf in
dem Bohrloch befindliche Prüfstempel ein Druck ausgeübt wurde. Bei Bestimmungen
der Tragfähigkeit in größeren Tiefen ergaben sich durch die örtliche Entfernung
des Prüfstempels von der Prüflast insofern Unzuträglichkeiten, als die Aufschlüsse
über die Tragfähigkeit des Bodens fehlerhaft wurden.
-
:?ach der Erfindung werden Prüfeinrichtungen der erwähnten Art zum
Zwecke genauerer Anzeigen dadurch verbessert, daß man die krafterzeugenden Organe,
«wie Zylinder und Druckkolben, nach unten .in das Bohrloch verlegt und den Druckstempel
unmittelbar mit der Preßv orrichtung, vorzugsweise mit deren Kolben, verbindet.
-
Die Preßv orrichtung nach der Erfindung gestattet es, die Belastung
des Prüfstempels innerhalb des Bohrloches durch ein flüssiges oder gasförmiges Druckmittel
vorzunehmen. Der Stempel wird, wie bereits erwähnt, mit dem Kolben vereinigt, der
innerhalb des Druckzylinders dicht geführt ist. Der Druckzylinder, der in jeder
gewünschten Tiefe innerhalb der Erdbohrung festgehalten werden kann, nimmt das Druckmittel
auf. Man kann natürlich den Prüfstempel auch unmittelbar mit dem. Druckzylinder
vereinigen und dessen Kolben während der Prüfung festhalten.
-
Die neue Preßvorrichtung erweist sich' als äußerst zuverlässig und
handlich und gibt besonders genaue und einwandfreie Aufschlüsse über die Tragfähigkeit
des Baugrundes, namentlich dann, wenn man den Druckstempel nach unten frei aus dem
Futterrohr des Bohrloches in die zu prüfende Bodenschicht eintreten läßt. Die neue
Prüfvorrichtung ermöglicht es, daß man ein genaues Bild über die Vorgänge bei der
Prüfung von Untergrundschichten erhält, da es leicht möglich ist, die neue Preßvorrichtung
mit einem Schreibwerkzeug zu verbinden, das den Prüfvorgang in an sich bekannter
Weise schaubildlich -wiedergibt.
-
Ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Schreibwerkzeug zum Aufzeichnen
der Prüfungsergebnisse verwandt wird, ist in den Zeichnungen dargestellt.
-
Abb. r zeigt in Seitenansicht eine Einrichtung zum Aufzeichnen der
Belastung und der Einsenkung des Druckkörpers.
-
Abb. 2 ist ein Grundriß hierzu.
-
Abb.3 zeigt den oberen Teil des Bohrrohres im senkrechten Längsschnitt.
-Abb. 4 ist ein Grundriß hierzu.
-
Abb.5 ist ein senkrechter Schnitt durch den unteren Teil des Bohrrohres,
und
Abb. 6 zeigt eine Prüfeinrichtung finit Gewichtsbelastung, die
mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Registrieren in Verbindung steht.
-
--Auf einer über Tage aufgestellten Grundplatte a ist eine Säule
b befestigt, an der zwei 'Schreibhebel c und d angelenkt sind. Eine nicht
dargestellte Feder, z. B. eine Spiralfeder, ist bestrebt, den Hebel c in die Nullstellung
zu bringen. Der Hebel trägt an dem linken Ende einen Schreibstift e, welcher die
Hebelbewegungen- auf einem Papierstreifen aufzeichnen kann. der sich auf einer Trommel
f befindet. An dem rechten Ende des Hebels greift ein Seil g an, welches mit dem
Druckkörper 1a (Abb. 5) verbunden ist. Die Seillänge wird so eingestellt, daß der
Hebel e auf dem Nullpunkt steht, wenn der Druckkörper h ohne Belastung auf der zu
untersuchenden Bodenfläche ruht.
-
Der untere Hebel d trägt ebenfalls an dem linken Ende einen Schreibstift
i, während an dem rechten Ende ein Seil oder eine Kette k angreift, welche über
Rollen l läuft und an ihrem freien Ende Gewichte in besitzt, die in einem Zylinder
n angeordnet sind. Die Gewichte na sind in gewissen Abständen voneinander an dein
Zugorgan k befestigt, so daß sie nicht gleichzeitig, sondern nacheinander stufenweise
das Zugorgan belasten, wenn das rechte Ende des Hebels d sich abwärts bewegt. In
der Nullstellung des Hebels d ruhen sämtliche Gewichte aufeinander und auf dem Boden
des Behälters n. Anstatt des Druckkolbens q und der Gewichte m kann man auch ein
registrierendes Manometer verwenden.
-
An dem linken Ende des Hebels d greift mittels eines Lenkers o die
Stange p des Kolbens q an, der in einem senkrechten Zylinder r verschiebbar
ist. Der Zylinder r steht mit der Leitung x in Verbindung, welche das Druckmittel
einem Zylinder t zuführt, dessen Kolben u mit dem Druckkörper lt verbunden
ist (Abb. 3 und 5). Der Kolben q wird daher stets mit demselben Druck in Kilogramm
pro Quadratzentimeter belastet wie der mit dem Druckkörper lt verbundene
Kolben u.
-
Der Zylinder besitzt oben und unten Flansche v, deren Außendurchmesser
etwas kleiner sind als der Innendurchmesser des Bohrrohres t'. Zum Niederhalten
des Zylinders t dient ein Stützrohr w, welches aus einer Anzahl von Schüssen besteht.
Die Flansche oder Muffen der einzelnen Rohrschüsse haben einen Außendurchmesser,
der etwas geringer ist als der Innendurchmesser des Bohrrohres. Das Oberende des
Stützrohres schneidet mit der Oberkante des Bohrrohres ab und stützt sich gegen
eine an dem Bohrrohr t' befestigte Überwurfkappe W. An dein Zylinder t ist ferner
das Rohr x zum Zuleiten des Druckmittels angeschlossen. Mit dem Kolben 7t ist eine
Stange z fest verbunden, welche sich durch das Druckrohr x erstreckt und
durch eine Stopfbüchse des Druckrohres austritt. Diese Stange z ist mit dem Seil
g des Schreibhebels c (Abb. z) verbunden, so daß die Bewegungen der Druckplatte
h durch die Stange z und das Seil g auf den Schreibhebel c übertragen
werden. Die Druckplatte h kann auch mit dem Zylinder t verbunden werden. In diesem
Fall steht der Kolben u fest und wird durch das Stützrohr w niedergehalten.
-
In dein dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das Bohrrohr das
Widerlager für das Stützrohr w. Das Bohrrohr ist mit einer vierteiligen Rohrschelle
2 versehen, an welcher vier Träger 3 befestigt sind. Mit diesen Trägern 3 ist eine
Grundplatte q. fest verbunden, welche mit Eisenbahnschienen o. dgl. belastet wird,
um ein Aufsteigen des Bohrrohres unter dem Druck des Stützrohres zu verhüten.
-
Es kann aber auch irgendein anderes Widerlager zur Aufnahme des Gegendruckes
des Stützrohres w dienen.
-
Das Einsenken und Emporziehen des Zylinders t erfolgt mittels eines
Flaschenzuges. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Nach Versenken des
Zylinders t in das Bohrrohr t' und Aufsetzen des Druckkörpers 7a auf die
zu untersuchende Bodenschicht wird die Länge des Seiles g so eingestellt, daß der
Schreibhebel c sich in seiner Nullstellung befindet. Die Leitung x ist alsdann noch
von dem (nicht dargestellten) Druckmittelbehälter, z. B. einem Druckwasserakkumulator,
abgesperrt. Der Schreibhebel d befindet. sich alsdann ebenfalls in der Nullage.
Die Trommel f enthält einen für beide Schreibwerkzeuge e und i gemeinsamen Papierstreifen,
welcher eine Stundeneinteilung sowie eine Einteilung für die Einsenkungstiefe in
Millimeter und eine Einteilung für die Belastungsdrücke in Kilogramm enthält.
-
Nunmehr setzt man die Leitung x mit dem Druckmittelbehälter in Verbindung,
um den Druckkörper h mit einem bestimmten Betrag zu belasten. Da der Druck sich
auch auf den Kolben q fortpflanzt, so wird der Hebel d im Sinne des
Uhrzeigers gedreht, und es erfolgt unter Anheben einer mehr oder weniger großen
Anzahl von Einzelgewichten m ein Ausschlag und eine Aufzeichnung des Schreibstiftes
i auf dem Papierstreifen. Der Druck wird nun längere Zeit, z. B. 12 Stunden, aufrechterhalten.
Sofern der Druckkörper 1z in Ruhe verbleibt, tritt -keine Bewegung des Schreibhebels
c ein. Beginnt aber der Druckkörper
)c einzusinken, so wird der
Betrag der Einsenkung mittels des Seiles g auf den Hebel c übertragen, und das Schreibwerkzeug
e zeichnet die zu einer bestimmten Zeit eintretende Einsenkung nach ihrer Größe
auf dem Papierstreifen auf. Man bekommt also auf diese Weise mit Hilfe der neuen
Einrichtung ein genaues Diagramm, in welchem die Einsenkungen des Druckkörpers in
Abhängigkeit von der Zeit und der Größe des angewendeten Druckes aufgetragen sind.
-
Wenn die Belastung des Druckkörpers lt nicht durch ein gasförmiges
oder flüssiges Druckmittel, sondern gemäß Abb. 6 mit Hilfe eines Gewichtes 2 erfolgt,
welches an einem Hebel 3 verschiebbar ist, so wird an dem Gewicht 2 ein Seil 4 befestigt,
welches über eine Rolle 5 zu dem Schreibhebel d läuft. Der Hebel d wird in diesem
Fall durch eine Feder in seiner \Tullstellung gehalten und durch das Seil 4 entsprechend
der Verschiebung des Gewichtes 2 eingestellt.