DE9304699U1

DE9304699U1 - Meßrohr für Bodenuntersuchungen

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Publication number: DE9304699U1
Application number: DE9304699U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1993-03-25
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2003-03-26

Description

DE713RÖ01 Meßrohr für Bodenuntersuchungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßrohr für Bodenuntersuchungen, insbesondere für Baugrunduntersuchungen, zum Erfassen von Bodengas.

Es ist bereits bekannt, Meßrohre für Bodenuntersuchungen zum Erfassen von Bodengas einzusetzen. Zum Erfassen von Bodengas, für eine Bodengas-Probenahme- und Permeabilitäts-Meß-Apparatur, dient ein derartiges Meßrohr. Dieses Meßrohr wird in ein Bohrloch, mit einem Durchmesser von 7 cm und in einer Tiefe von 50 cm, eingebracht. Es besteht aus Messing und besitzt einen Innendurchmesser von 12 mm. Das Rohr ist einteilig und weist an seinem unteren Ende Gaseintrittslöcher auf, welche durch ein Maschensieb geschützt sein können. Um das Bohrloch gegen das Eindringen von Außenluft abzudichten, ist zwischen Meßrohr und Bohrlochinnenwand eine aufblasbare Dichtung angeordnet. Das Meßrohr ist, wie hier vorgesehen, nur geeignet in Bohrlöcher eingebracht zu werden, welche gegenüber seinem Außendurchmesser einen relativ großen Innendurchmesser aufweisen. Es besteht sonst die Gefahr, daß kein ordnungsgemäßer Gasfluß zum Meßapparat möglich ist. Ein derartiges Meßrohr wird lediglich in Bohrungen von geringer Tiefe eingesetzt. Für Baugrunduntersuchungen kann dieses Meßrohr nur bedingt eingesetzt werden. Bei einer Baugrunduntersuchung ist es wichtig auch Werte aus Tiefen von 2m und mehr erhalten zu können.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Meßrohr für Bodenuntersuchungen, insbesondere für Baugrunduntersuchungen, zum Erfassen von Bodengas zu schaffen mit denen Meßproben aus relativ großer Tiefe, mit geringem technischen Aufwand, in ausreichender Menge, erhalten werden können.

Das Problem wird dadurch gelöst, daß das Meßrohr einen Rohrmantel aufweist, der horizontal zu einem entlang seiner Längsachse sich erstreckenden Stab angeordnet ist, wobei zwischen dem Rohrmantel und dem Stab ein ringförmiger Hohlraum

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ausgebildet ist und der Rohrmantel an seinem oberen Ende mit einem luftdichten Abschluß versehen und an seinem unteren Ende offen ist, wobei der Stab durch den oberen Abschluß abdichtend geführt und an seinem unteren Ende ein Verschlußelement für das untere offene Ende des Rohrmantels aufweist und der Rohrmantel sowie der Stab in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar sind, wobei zwischen dem unteren Ende des Rohrmantels und dem Verschlußelement des Stabes eine Öffnung ausbildbar ist, während im oberen Bereich des Rohrmantels ein Anschluß für eine Meßleitung vorgesehen ist.

Das erfindungsgemäße Meßrohr kann in ein Bohrloch eingebracht werden, dessen Innendurchmesser praktisch dem Außendurchmesser des Meßrohres entspricht. Bei größeren Tiefen, insbesondere über 2 m, ist es auch möglich im oberen Teil der Bohrung, diese 1 - 2 mm größer auszubilden. Hierfür ist die zweiteilige Ausführungsform des Meßrohres besonders geeignet, da das Meßrohr erst am Grund der Bohrung geöffnet werden braucht und beim Entlanggleiten an der Bohrwand, keine Fremdkörper in den ringförmigen Hohlraum eindringen können. Weiterhin entsteht durch das enge Anliegen der Wandung des Bohrloches an dem Meßrohr kein großer Zwischenraum, sodaß das Bodengas aus einem großvolumigen Bereich in das Meßrohr einströmen kann und erst dann, über den Anschluß für eine Meßleitung der Meßstelle, vorzugsweise durch Absaugen, zugeführt wird.

Um ein Fixieren des Meßrohres in dem Bohrloch zu erreichen, ist es vorteilhaft das Verschlußelement am unteren Ende des Stabes als Spitze auszubilden.

Vorzugsweise werden der Stab und der Rohrmantel durch eine Klemmvorrichtung in ihrer Lage zueinander fixiert.

Es ist möglich das obere Ende des Stabes als ein Kopfteil auszubilden, welches das Verschieben des Stabes relativ zum Rohrmantel in Längsrichtung begrenzt. Dieses Kopfteil kann dabei gleichzeitig zur Unterstützung des Eindringens des Stabes in das Bohrloch dienen.

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Weiterhin kann in dem ringförmigen Hohlraum des Meßrohres ein Temperaturfühler angeordnet sein, der mit einem Temperaturmeßgerät außerhalb des Meßrohres verbunden ist. Dieser Temperaturfühler steht mit einer Temperaturmeßeinrichtung in Verbindung. Es ist somit möglich die Temperatur im Einströmbereich des Bodengases zu ermitteln und damit die Bedingung für den Gasaustritt aus dem Boden näher zu definieren. Man kann auch prüfen, ob eine ausreichende Abdichtung gegenüber der Außenluft erfolgt ist. Wenn die Außenluft in das Bohrloch eintritt, wird dieses durch eine Änderung der Temperatur erkennbar.

Vorzugsweise sind an der Außenfläche des Rohrmantels Abdichtungen gegenüber dem Bohrloch, in dem das Meßrohr eingesetzt ist, angeordnet.

Eine derartige Abdichtung kann als im unteren Bereich des Rohrmantels angeordnete, verdrehbare, exzentrische Halbscheiben ausgebildet sein.

Wenn der Rohrmantel sowie der Stab aus mehreren in Längsrichtung zusammensetzbaren Teilen bestehen, kann das Meßrohr leicht transportiert werden. Ein Einsatz für größere Tiefen von 2 m und mehr ist trotzdem erreichbar.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Vorderansicht eines Meßrohres im Schnitt Fig. 2 die Vorderansicht der Abdichtung eines Meßrohres in

einer Baustoffdecke im Schnitt
Fig. 3 die Vorderansicht der Abdichtung eines Meßrohres in einer Bodenschicht im Schnitt

Zur Vorbereitung des Einbringens des Meßrohres 1 in den Boden wird in diesen ein Loch gebohrt. Bei dem Einbringen kann dabei anhand des Bohrverlaufes festgestellt werden, wie der Boden

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geschichtet ist. Durch das Vorbereiten eines Bohrloches, wozu vielfach eine Handbohrmaschine ausreicht, können auch härtere Schichten bis zu Fels durchdrungen werden.

Für das Meßrohr 1 ist ein relativ kleiner Durchmesser von nur etwa 16 - 25 mm erforderlich. Die Bohrung weist etwa den gleichen Durchmesser auf.

Bei größeren Tiefen ist es vorteilhaft, wenn die Bohrung im Erdreich 2 im oberen Teil geringfügig (eventuell 1-2 mm) größer ist. Im unteren Teil sind beide Durchmesser gleich. Dadurch ergibt sich ein größerer Reibungswiderstand. Damit wird aber gleichzeitig eine Abdichtung gegen das Eindringen von Außenluft in das Bohrloch erreicht. In Fig. 1 ist der Aufbau des Meßrohres 1 dargestellt. Das Meßrohr 1 weist einen Rohrmantel 15 auf, der horizontal zu einem entlang seiner Längsachse sich erstreckenden Stab 4 angeordnet ist. Zwischen dem Stab 4 und dem Rohrmantel 15 ist ein ringförmiger Hohlraum 6 ausgebildet. An seinem oberen Ende ist der Rohrmantel 15 mit einem luftdichten Abschluß 9 versehen. In diesem Abschluß 9 ist der Stab 4 geführt, wobei diese Führung ebenfalls gegen einen Luftdurchfluß in an sich bekannter Weise abgedichtet ist. Der Stab 4 besitzt ein Kopfteil 8. Mit Hilfe dieses Kopfteiles 8 kann das Meßrohr 1 in die Bohrung im Erdreich 2 gedrückt oder auch eingeschlagen werden. Am unteren Ende weist der Stab 4 eine Spitze 5 auf, deren äußerer Durchmesser annähernd dem Durchmesser des Rohrmantels 15 entspricht. Durch die Spitze 5 wird das Eindringen des Meßrohres 1 in das Erdreich erleichtert. Es besteht auch die Möglichkeit, das Meßrohr 1 in das Erdreich 2 zu schlagen. Dieses sollte jedoch grundsätzlich nicht erfolgen, da das Erdreich 2 dann seitlich verdichtet und die Meßergebnisse verfälscht werden können. Die untere Seite des Rohrmantels 15 ist offen und wird durch die Spitze 5 des Stabes 4 verschlossen, welche damit gleichzeitig als ein Verschlußelement ausgebildet ist.

Der Stab 4 ist länger als der Rohrmantel 15 mit seinem oberen Abschluß 9. Durch ein Verschieben des Stabes 4 und des Rohr-

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mantels 15 gegeneinander in Längsrichtung entsteht zwischen dem unteren Ende des Rohrmantels 15 sowie der Spitze 5 eine Öffnung 7. Über eine Klemmvorrichtung 10 sind der Stab 4 sowie der Rohrmantel 15 in ihrer Lage zueinander fixierbar. Die Klemmvorrichtung 10 kann, wie in Fig.2 dargestellt, als eine kurz unterhalb des Abschlusses 9 angeordnete Klemmschraube ausgebildet sein. In dem oberen Teil des Rohrmantels 15 ist ein Anschluß 11 für die Meßleitung 3 vorgesehen. Diese Meßleitung ist zweckmäßigerweise als eine Schlauchleitung ausgebildet, und der Anschluß 1 ist ein Schlauchnippel. Dabei ist ein gasdichtes Material für die Schlauchleitung zu verwenden. Hierbei ist dessen Zusammensetzung zu berücksichtigen. Bei radonhaltigen Bodengasen, muß das Material radondicht sein.

Weiterhin kann im Meßrohr 1 ein Temperaturfühler 12 vorgesehen sein. Dieser ist zweckmäßigerweise über eine abgedichtete Öffnung im Rohrmantel 15 mit einem Temperaturmeßgerät verbunden.

In nicht dargestellter Weise können im Bereich des unteren Endes des Rohrmantels 15 Mittel vorgesehen sein, die das Meßrohr 1 gegen die Bohrung im Erdreich 2 abdichten. So ist es beispielsweise möglich, zwei exzentrische Halbscheiben vorzusehen, welche um 1-2 mm herausdrehbar sind und sich dichtend an die Wandung der Bohrung anlegen. Es ist auch möglich, an ihrem unteren Ende angesetzte Dichtelemente aus dem Rohrmantel 15 herauszuklappen, welche bei einem geringen Hochziehen des Meßrohres 1 an die Wandung der Bohrung dichtend anliegen. Das Meßrohr 1 besteht vorzugsweise aus Edelstahl. Zur Abdichtung der Bohrung gegen das Eindringen von Außenluft bzw. das Austreten von Bodengasen zwischen der Wand der Bohrung und dem Rohrmantel 15 können anstatt der Dichtungen im unteren Bereich oder auch gleichzeitig Abdichtungen 13 im oberen Bereich des Meßrohres 1 vorgesehen sein. Entsprechende Ausführungsformen sind in Fig. und Fig. 3 dargestellt. In Fig. 2 ist eine Abdichtung 13 gegenüber einer Baustoffdecke 14, beispielsweise aus Beton oder Asphalt, dargestellt. Die Abdichtung 13 erfolgt dabei vorzugsweise durch eine Silikonmasse, welche in eine größere Öffnung

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in die Baustoffdecke 14 eingebracht wird und dichtend an den Rohrmantel 15 anliegt.

In Fig. 4 ist eine Abdichtung 13 unmittelbar im Erdreich 2 vorgesehen. Diese Abdichtung 13 besteht aus einem Metallring, der fest an dem Rohrmantel 15 anliegt und die Bohrung abdichtet. Diese Abdichtung 13 kann so fest mit dem Meßrohr 1 verbunden sein, daß durch Untergreifen der Abdichtung 13 das Meßrohr 1 aus dem Erdreich herausgehebelt werden kann. Es ist auch möglich, für diese Abdichtung 13 einen Kunststoff einzusetzen.

Wie aus den Fig. 3 und Fig. 4 hervorgeht, wird der Hohlraum 6 des Meßrohres 1 mit dem darin angeordneten Stab 4 durch die Abdichtung 13 nicht beeinflußt.

Das Meßrohr 1 kann aus mehreren Teilen des Rohrmantels 15 sowie des Stabes 4 bestehen, die vor Ort zusammengesetzt werden. Damit ist es möglich, mit dem Meßrohr 1 auch in jede gewünschte Tiefe bei der Baugrunduntersuchung einzudringen. Eine bevorzugte Tiefe liegt bei 2 m. Es kann aber auch in größerer oder geringerer Tiefe eingesetzt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens wird das Meßrohr 1 in eine vorbereitete Bohrung in das Erdreich 2 eingeführt. Während des Einführens ist das untere Ende des Rohrmantels 15 durch die Spitze 5 des Stabes 4 verschlossen. Beim Einführen können der Rohrmantel 15 und der Stab 4 durch Aufsetzen von Teilen verlängert werden. Hat das Meßrohr die gewünschte Tiefe erreicht, wird es durch das Einsetzen der Spitze 7 in das Erdreich 2 in seiner Lage fixiert. Die Klemmvorrichtung 10 wird gelöst und der Rohrmantel 15, vorzugsweise um 2 cm - 5 cm, nach oben gezogen. Das Meßrohr 1 wird gegen ein Eindringen von Außenluft abgedichtet. Es erfolgt die Prüfung auf Dichtheit, indem an dem Anschluß 11 ein Unterdruck angelegt wird. Eine weitere Möglichkeit der Prüfung auf Dichtheit besteht darin, über den Temperaturfühler 12 die Innentemperatur im Hohlraum 6 zu messen. Damit ist jede Temperaturänderung feststellbar. Bei einer Undichtheit geht der Temperaturverlauf in Richtung Außenluftwert,

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wenn dieser sich von der des Erdreiches 2 ausreichend unterscheidet. Bei noch bestehenden Undichtheiten ist es notwendig, das Meßrohr 1 abzudichten, um das Meßergebnis nicht zu verfälschen.

Nachdem diese Arbeiten erfolgt sind, wird das in den Hohlraum aus dem Erdreich 2 einfließende Bodengas über die Meßleitung 3, welche eine Saugleitung bildet, abgesaugt und den Meßstellen zugeführt. Es besteht auch die Möglichkeit, über das Meßrohr Luft in das Erdreich 2 zu drücken. Diese Methode wird angewandt, um die Gaspermeabilität des Erdreiches 2 zu bestimmen.

Über das Meßrohr 1 ist es möglich, sowohl Kurzzeit- als auch Langzeitmessungen des Bodengases zu realisieren. Durch ein stufenweises Tieferbohren kann dabei der Zufluß von Bodengas aus unterschiedlichen Tiefen an der gleichen Meßstelle ermittelt werden.

Beim Abfluß von Bodengas zu den Meßstellen ist das Meßrohr 1 zur Ermittlung der Zusammensetzung des Bodengases umfassend einsetzbar. Es kann vorzugsweise für radonhaltiges Bodengas eingesetzt werden. Aber auch Bodengase aus Mülldeponien können über das Meßrohr 1 abgeleitet werden.

Claims

■ - D5713RÖ01 Schutzansprüche

1. Meßrohr für Bodenuntersuchungen, insbesondere für Baugrunduntersuchungen, zum Erfassen von Bodengas, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (1) einen Rohrmantel (15) aufweist, der horizontal zu einem entlang seiner Längsachse sich erstreckenden Stab (4) angeordnet ist, wobei zwischen dem Rohrmantel (15) und dem Stab (4) ein ringförmiger Hohlraum (6) ausgebildet ist und der Rohrmantel (15) an seinem oberen Ende mit einem luftdichten Abschluß (9) versehen und an seinem unteren Ende offen ist, wobei der Stab (4) durch den oberen Abschluß (9) abdichtend geführt und an seinem unteren Ende ein Verschlußelement für das untere offene Ende des Rohrmantels (15) aufweist und der Rohrmantel (15) sowie der Stab (4) in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar sind, wobei zwischen dem unteren Ende des Rohrmantels (15) und dem Verschlußelement des Stabes (4) eine Öffnung (7) ausbildbar ist, während im oberen Bereich des Rohrmantels (15) ein Anschluß (11) für eine Meßleitung (3) vorgesehen ist.

2. Meßrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement am unteren Ende des Stabes (4) als eine Spitze (5) ausgebildet ist.

3. Meßrohr nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (4) und der Rohrmantel (15) durch eine Klemmvorrichtung (10) in ihrer Lage zueinander fixierbar sind.

4. Meßrohr nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Stabes (4) als ein Kopfteil (8) ausgebildet ist, welches das Verschieben des Stabes (4) relativ zum Rohrmantel (15) in Längsrichtung begrenzt.

5. Meßrohr nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ringförmigen Hohlraum (6) des Meßrohres (1) ein Temperaturfühler (12) angeordnet ist, der mit einem Temperaturmeßgerät außerhalb des Meßrohres (1) verbunden ist.

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6. Meßrohr nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenfläche des Rohrmantels (15) Abdichtungen gegenüber einem Bohrloch, in dem das Meßrohr (1) eingesetzt ist, angeordnet sind.

7. Meßrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung als im unteren Bereich des Rohrmantels (15) angeordnete, verdrehbare exzentrische Halbscheiben ausgebildet sind.

8. Meßrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrmantel (15) sowie der Stab (4) aus mehreren in Längsrichtung zusammensetzbaren Teilen bestehen.