Gerd Siebenborn - bohrtechniktage.de · Baugrunderkundungsbohrungen in Böden Gerd Siebenborn...

Bad Zwischenahn, 26. April 2017

Bohrtechniktage und BAW-Baugrundkolloquium

Gerd Siebenborn

Baugrunderkundungs-

bohrungen in Böden

Baugrunderkundungsbohrungen in Böden

Gerd Siebenborn

• Definitionen

• Normen und Regelwerke

• Personelle Qualifikation

• Bohrgerätetechnik

• Bohrtechnik

• Entnahme von Bodenproben

• Erzielbare Güteklassen

• Probenahme mit dem Entnahmegerät

• Probenahme mit dem Rammkernrohr

• Probenahme mit Bohrwerkzeugen

• Herausforderungen bei der Probenahme

• Zusammenfassung

Überblick


Gerd Siebenborn

Verrohrte

Bohrung

Bohrloch-

verfüllung

Kleinrammbohrung

Schlagbohrung

Drehbohrung

Rammkernbohrung

Rammkernbohrung

mit Liner

Dünnwandiges

Entnahmegerät Dickwandiges

Entnahmegerät

Entnahmekategorien

und

Güteklassen

Unverrohrte

Bohrung

Einfachkernrohr

Doppelkernrohr

Dreifachkernrohr

mit Liner Seilkernrohr

Seilkernrohr

mit Liner

Definitionen


Gerd Siebenborn

DIN EN ISO 22475-1: Aktuelle europäische „Erkundungsnorm“

Normen und Regelwerke


Gerd Siebenborn

Qualifikation

des

Personals Gerätetechnik Bohrtechnik

Probenahme

Bohrarbeiten sind nicht nur Vertrauenssache: Für die Qualität der Ergebnisse ist eine fachgerechte Ausführung durch zuverlässige Fachbetriebe und qualifizierte Mitarbeiter ausschlaggebend.

Personelle Qualifikation


Gerd Siebenborn



Gerd Siebenborn

Fachkraft für Probenentnahme … nach DIN EN ISO 22475


• 3-wöchiger Lehrgang mit Prüfung

• Geltungsdauer 7 Jahre, danach Wiederholungsprüfung

Nur Bohrgeräteführer mit dieser Qualifikation dürfen bei

Baugrunderkundungsbohrungen zum Einsatz kommen!


Gerd Siebenborn

Qualifikation

des

Personals

Gerätetechnik Bohrtechnik

Probenahme

Bohrtechnik

Bohrgerätetechnik


Gerd Siebenborn

Die gerätetechnische Ausstattung eines Bohrgerätes ist unter

Berücksichtigung der angestrebten Bohrtiefen und Probenahmen

auszuwählen.

Bohrgerätetechnik


Gerd Siebenborn

Bohrgerät Ausstattung • Hydraulischer Kraftdrehkopf

• Freifall-Seilschlagvorrichtung

• Seilwinde

• Verrohrungsdrehtisch

Bohrgerätetechnik


Gerd Siebenborn

Das Bohrgerät muss mit einem hydraulisch betriebenen Verrohrungsdrehtisch

zum Einbringen der Bohrrohre und einem Kraftdrehkopf für Arbeiten mit

Bohrwerkzeugen am Gestänge ausgerüstet sein.

Bohrgerätetechnik


Gerd Siebenborn

Die Seilzugkraft muss so groß

sein, dass das Lösen und

Ziehen der Rammkerne und

Sonderproben ohne zusätzliche

Maßnahmen möglich ist.

Bohrgerätetechnik


Gerd Siebenborn

Zum Einrammen des

Sonderprobenentnahmegerätes und des

Rammkernrohres sowie zum Einsatz des

Ventilbohrers ist

eine Freifall-Seilschlagvorrichtung erforderlich.

Bohrgerätetechnik


Gerd Siebenborn

Qualifikation

des

Personals

Gerätetechnik

Bohrtechnik

Probenahme

Bohrtechnik


Gerd Siebenborn

Verrohrte Baugrunderkundungsbohrung in Böden:

Oberhalb des Grundwasserspiegels wird kein Wasser hinzugegeben. Unterhalb des

Grundwassers wird hingegen mit Wasserüberdruck im Bohrrohr gearbeitet - und damit ein

Eintreiben des Bodens an der Bohrlochsohle in das Bohrloch verhindert.

Bohrtechnik


Gerd Siebenborn

Bohrtechnik


Gerd Siebenborn

Bohrwerkzeuge

• Spiralbohrer

• Schappe

• Ventilbohrer

Ventilbohrer Schappe Spiralbohrer

Bohrtechnik


Gerd Siebenborn

Rammgewicht

Hubstange

Schlammfang

Ventilsystem

Entnahmegeräte

Bohrtechnik

Rammkernrohr


Gerd Siebenborn

Sollen Bohrkerne mit hoher Güteklasse entnommen

werden, dann muss der Kern einen Mindestdurchmesser

von 80 mm haben und in eine feste Umhüllung (PVC-

Liner) gezogen werden. Die Kernlänge sollte nicht größer

als 1 m sein.

Es sind Schneidschuhe mit innenliegender Schneide zu

verwenden.

Bohrtechnik


Gerd Siebenborn

Das Innendurchmesserverhältnis sollte Ci 3 %

und das

Flächenverhältnis im Schneidenbereich Ca 15 %

betragen.

Je größer der Ringspalt zwischen fester

Umhüllung und Bohrkern, desto größer wird

der Aufweichungsgrad, besonders bei

schwach plastischen Böden, sein (Ci > 0 %).

Definition der Flächenverhältnisse nach DIN EN ISO

22475-1, Bild 1:

Bohrtechnik


Gerd Siebenborn

Qualifikation

des


Probenahme

Entnahme von Bodenproben


Gerd Siebenborn

Die Probenentnahmeverfahren müssen nach dem Erkundungszweck

unter Berücksichtigung der zu erwartenden geologischen und

hydrogeologischen Verhältnisse gewählt werden.

Die Entnahmeverfahren, der Probentransport und die Probenlagerung

sind auf der Grundlage der geforderten Probengüteklasse,

Probenmenge, und Probendurchmesser sowie in Abhängigkeit der Art

der Laborversuche auszuführen.

Der Probendurchmesser für Böden mit großen Korndurchmessern sollte

im Hinblick auf die Größe des größten Korns des zu beprobenden

Materials gewählt werden.



Gerd Siebenborn

Entnahmekategorien für die Probenentnahme, die Behandlung und den

Transport:

Es gibt die Kategorien A, B und C. Bei gegebenen Baugrundverhältnissen sind

diese Kategorien bezogen auf die höchste erreichbare Güteklasse von

Bodenproben für Laborversuche (definiert in EN 1997-2).

C

B

A



Gerd Siebenborn

Güteklassen nach

DIN EN 1997-2, Tabelle 1



Gerd Siebenborn

Beispiel für Entnahmekategorie A

mit dem dünnwandigen Entnahmegerät:

Bodenprobe der

Güteklasse 1 - 2



Gerd Siebenborn

In bindigen und organischen Böden

mit weicher bis halbfester Konsistenz

wird das dünnwandige offene

Entnahmegerät mit Ventil mit einem

Innendurchmesser von 114 mm

eingesetzt.

Dünnwandiges offenes Entnahmegerät

gem. Bild C.32

der DIN EN ISO 22475-1:2006 (D)



Gerd Siebenborn

Die Probe muss aus dem

ungestörten Boden unterhalb der

Verrohrung entnommen werden.

Zur exakten Bestimmung der

Tiefenlage der Probe werden die

Seilzeichen eingemessen.

Das Entnahmegerät wird mit der

Seilschlagvorrichtung nur soweit

eingetrieben, bis sich das zweite Seil-

zeichen sich in Höhe der Oberkante

des Bohrrohres befindet.



Gerd Siebenborn

Bodenprobe der

Güteklasse 2 - 3

Beispiel für Entnahmekategorie A

mit dem Rammkernrohr mit Liner:



Gerd Siebenborn

• Das Rammkernrohr wird bei gesäuberter

Bohrlochsohle 1 m unter die

Bohrrohrunterkante eingerammt und

anschließend am Seil gezogen.

• Um ein Auftreiben und Auflockern des Bodens

zu verhindern, ist unterhalb des

Grundwasserspiegels mit Wasserauflast zu

arbeiten.

• Je nach Bodenart wird das restliche Bohrgut

mit Schappen, Spiralbohrern oder

Ventilbohrern mit Gestänge oder Seil zutage

gefördert.

• Beim Rammkernbohrverfahren können

jederzeit zusätzliche Proben mit dem

Entnahmegerät entnommen werden.



Gerd Siebenborn



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Bodenprobe der

Güteklasse 3 - 4

Beispiel für Entnahmekategorie B

mit dem Spiralbohrer:



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Bodenprobe der

Güteklasse 5

Beispiel für Entnahmekategorie C

mit dem Ventilbohrer:



Gerd Siebenborn

Boden

Übergang

Fels

Herausforderung bei der Probenahme R

am

mkern

rohr

Ein

fachkern

rohr

Seilk

ern

rohr


Gerd Siebenborn

Herausforderung bei der Probenahme

engständig geklüftet ?

weitständig geklüftet

Bohrkern gestört


Gerd Siebenborn

Um in dem sensiblen Übergangsbereich vom Boden zum

Fels Proben mit aussagekräftiger Qualität gewinnen zu

können, bietet sich eine Kombination verschiedener

Bohrverfahren an:

• Im zersetzten Fels kann zunächst das schlagende

Rammkernbohrverfahren verwendet werden.

• Mit abnehmendem Verwitterungsgrad kann das

Einfachkernrohr als rotierendes und drückendes

Bohrverfahren ohne Spülhilfe zum Einsatz kommen.

• Wenn der Verwitterungsgrad es zulässt, kann dann zu

einem drehenden Verfahren mit Spülhilfe übergegangen

werden.



Gerd Siebenborn


Bei der Anwendung der genannten Verfahren ist zu beachten:

• Beim Rammkernbohrverfahren kann verwitterter Fels

verfahrensbedingt zerschlagen werden und

fälschlicherweise als Boden angesprochen werden.

• Beim Bohren mit dem Einfachkernrohr (ohne Spülhilfe)

kann das Bohrgut austrocknen. Außerdem können sich

durch die rotierende Bewegung des Kernrohrs tellerartige

Abscherungen in der Probe ausbilden.

• Bei zu frühem Umstellen auf Rotationskernbohrverfahren

mit Spülhilfe kann der Fels im Übergangsbereich

verfahrensbedingt zerbohrt und ausgespült werden.

Derartige Bohrstrecken weisen häufig Kernverluste auf.


Gerd Siebenborn

Die Kombination dieser Verfahren stellt einen ausreichenden

Probengewinn im Übergangsbereich sicher und

gewährleistet eine hinreichende Beschreibung der Geologie.

In eine Ausschreibung sollten die geeigneten Verfahren

aufgenommen und bei den Erkundungsarbeiten

abgefordert werden.



Gerd Siebenborn

Qualifikation

des


Probenahme

Zusammenfassung


Gerd Siebenborn

Seite 39

Definitionen

Normen

Regelwerke

Güteklassen

Probengewinnung

Herausforderung

Kornanalytik

• … wenn der Auftraggeber einen

hohen Anspruch an die

Probenqualität hat,

• … und bereit ist vermeidbare

Fehlerquellen bei den Bohr- und

Entnahmearbeiten

auszuschließen.

Gute bis sehr gute Ergebnisse bei

der Probenahme können erzielt

werden, …

Quelle: NBB

Zusammenfassung


Gerd Siebenborn


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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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