DIN 4094-2-2003 Subsoil - Field testing - Part 2 Borehole dynamic probing《心土 现场测试 第2部分 钻孔动态探测》.pdf

1、DEUTSCHE NORM Mai 2003BaugrundFelduntersuchungenTeil 2: Bohrlochrammsondierung4094-2ICS 93.020Subsoil Field testing Part 2: Borehole dynamic probingSol Essais en place Partie 2: Sondage dynamique au carrottierErsatz frDIN 4094:1990-12 undDIN 4094 Bbl 1:1990-12Fortsetzung Seite 2 bis 21Normenausschus

2、s Bauwesen (NABau) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. .Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, Ref. Nr. DIN 4094-2:2003-05.nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet. Preisgr. 11 Vertr.-Nr. 0011.Alleinver

3、kauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinDIN 4094-2:2003-052InhaltSeiteVorwort 41 Anwendungsbereich. 42 Normative Verweisungen . 43 Begriffe. 54 Bezeichnung 65 Gert. 66 Versuchsdurchfhrung 106.1 Allgemeines . 101.2 Versuchsvorbereitung 101.3 Gerteberprfung . 101.4 Sondiervorgang. 101.5 F

4、eldaufzeichnungen . 117 Versuchsauswertung und Ergebnisdarstellung 118 Qualitative Bewertung und Ableitung geotechnischer Kenngren. 128.1 Allgemeines . 128.2 Qualitative Bewertung 138.3 Abgeleitete Werte 13Anhang A (normativ) Kopfblatt mit Messprotokoll zur Bohrlochrammsondierung 14Anhang B (informa

5、tiv) Beispiele fr Beziehungen zur Bercksichtigung des Einflusses vonGrundwasser und fr Beziehungen zwischen den Ergebnissen aus Sondierungenmit unterschiedlichen Sonden sowie fr die Ableitung geotechnischer Kenngren 15B.1 Beispiele fr Beziehungen zur Bercksichtigung des Einflusses von Grundwasserin

6、grobkrnigen Bden. 15B.2 Beispiele fr Beziehungen zwischen den Ergebnissen derBohrlochrammsondierung und denen verschiedener Sonden 16B.3 Beispiele fr Beziehungen zwischen den Schlagzahlen derBohrlochrammsondierung und der Lagerungsdichte 19B.4 Beispiele fr Beziehungen zwischen der Schlagzahl der Boh

7、rlochrammsondierungund dem Steifebeiwert 20BilderBild 1 Gert fr die Bohrlochrammsondierung 7Bild 2 Anordnung des Zusatzgewichtes . 9Bild 3 Spitzenausbildung der Sonde. 9Bild 4 Bohrprofil nach DIN 4023 mit Ergebnissen der Bohrlochrammsondierung(Beispiel) 12Bild B.1 Vergleich zwischen den Schlagzahlen

8、 N30der Bohrlochrammsondierung berund im Grundwasser bei enggestuftem Sand (SE) und weitgestuftem Kies-Sand-Gemisch (GW) . 15Bild B.2 Vergleich zwischen den Schlagzahlen N30der Bohrlochrammsondierung undden Schlagzahlen N10 der schweren Rammsonde bei grobkrnigen Bden berGrundwasser . 16DIN 4094-2:20

9、03-053SeiteBild B.3 Vergleich zwischen den Schlagzahlen von Rammsonden und denen derBohrlochrammsondierung bei leicht- und mittelplastischem Ton ber Grundwasser. 17Bild B.4 Vergleich zwischen den Schlagzahlen der Bohrlochrammsondierung und demSpitzenwiderstand der Drucksonde in grobkrnigen Bden ber

10、Grundwasser 18Bild B.5 Zusammenhang zwischen den Schlagzahlen der Bohrlochrammsondierung undder Lagerungsdichte bzw. der bezogenen Lagerungsdichte bei grobkrnigen Bdenber und im Grundwasser . 19Bild B.6 Zusammenhang zwischen Schlagzahlen der Bohrlochrammsondierung und demSteifebeiwert in enggestufte

11、n Sanden ber Grundwasser. 21Bild B.7 Zusammenhang zwischen den Schlagzahlen der Bohrlochrammsondierung unddem Steifebeiwert in leicht- und mittelplastischem Ton ber Grundwasser . 22TabellenTabelle 1 Technische Daten der Bohrlochrammsonde . 8Tabelle 2 Massen der Zusatzgewichte fr das Sondiergert 11DI

12、N 4094-2:2003-054VorwortDiese Norm wurde vom Normenausschuss Bauwesen im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. imArbeitsausschuss 05.09.00 Baugrund; Sonden erarbeitet.Anhang A ist normativ; Anhang B ist informativ.DIN 4094 Baugrund Felduntersuchungen besteht aus: Teil 1: Drucksondierungen Teil 2:

13、Bohrlochrammsondierung Teil 3: Rammsondierungen Teil 4: Flgelscherversuche Teil 5: BohrlochaufweitungsversuchenderungenGegenber DIN 4094:1990-12 und Beiblatt 1 zur DIN 4094:1990-12 wurden folgende nderungen vor-genommen:a) die Festlegungen der DIN 4094 bezglich der Erkundungen durch Bohrlochrammsond

14、ierungen wurdenin einen eigenen Teil der Normenreihe DIN 4094 und das o. g. Beiblatt in dessen informativen Anhangberfhrt;b) es erfolgte eine vollstndige berarbeitung der Norm einschlielich Beiblatt;c) der Inhalt wurde den wesentlichen Forderungen der DIN V ENV 1997-3 angepasst.Frhere AusgabenDIN 40

15、94: 1960-12, 1990-12DIN 4094-1: 1964-05; 1974-11DIN 4094-2: 1965-06, 1980-051 AnwendungsbereichDie Norm gilt fr indirekte Aufschlsse des Baugrunds durch Bohrlochrammsondierungen im Rahmen dergeotechnischen Untersuchungen nach DIN 4020. Es werden auch Hinweise zur Auswertung derSondierergebnisse gege

16、ben.Die Norm legt gerte- und ausfhrungstechnische Anforderungen fest, um Fehlbeurteilungen derBaugrundverhltnisse weitgehend zu vermeiden sowie gerte- und ausfhrungstechnisch bedingteStreuungen der Sondierergebnisse zu begrenzen.2 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt durch datierte oder undatiert

17、e Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen.Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sindnachstehend aufgefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren sptere nderungen oder berarbeitungendieser Publikationen nur zu dieser Norm, falls si

18、e durch nderung oder berarbeitung eingearbeitet sind.Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschlielichnderungen).DIN 4094-2:2003-055DIN 4019-1, Baugrund Setzungsberechnungen bei lotrechter, mittiger Belastung.DIN 4019-2, Baugrund Setzungsberechnu

19、ngen bei schrg und bei auermittig wirkender Belastung.DIN 4020, Geotechnische Untersuchungen fr bautechnische Zwecke.DIN 4021, Baugrund Aufschluss durch Schrfe und Bohrungen sowie Entnahmen von Proben.DIN 4022-1, Baugrund und Grundwasser; Benennen und Beschreiben von Boden und Fels;Schichtenverzeich

20、nis fr Bohrungen ohne durchgehende Gewinnung von gekernten Proben im Boden undim Fels.DIN 4022-3, Baugrund und Grundwasser; Benennen und Beschreiben von Boden und Fels;Schichtenverzeichnis fr Bohrungen mit durchgehender Gewinnung von gekernten Proben im Boden(Lockergestein).DIN 4094-1, Baugrund Feld

21、untersuchungen Teil 1: Drucksondierungen.DIN 4094-3, Baugrund Felduntersuchungen Teil 3: Rammsondierungen.DIN 18196, Erd- und Grundbau; Bodenklassifikation fr bautechnische Zwecke.DIN EN 10025, Warmgewalzte Erzeugnisse aus Bausthlen.DIN EN 10204, Metallische Erzeugnisse Arten von Prfbescheinigungen

22、(enthlt nderung A1:1995);Deutsche Fassung EN 10204: 1991 + A1:1995.DIN V ENV 1997-1, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 1:Allgemeine Regeln; Deutsche Fassung ENV 1997-1:1994.DIN V ENV 1997-3, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 3:Fel

23、duntersuchungen fr die geotechnische Bemessung; Deutsche Fassung ENV 1997-3:1999.3 BegriffeFr die Anwendung dieser Norm gelten die in DIN V ENV 1997-1 und DIN V ENV 1997-3 angegebenenund die folgenden Begriffe.3.1Sondierungein indirektes Baugrundaufschlussverfahren in Bden durch in der Regel lotrech

24、tes Einbringen einer Sondeunter Messung des Eindringwiderstands zur Ableitung geotechnischer Kenngren3.2BohrlochrammsondierungSondierung im Bohrloch, die von der Bohrlochsohle aus ber eine definierte Eindringtiefe rammenddurchgefhrt wird; dabei befindet sich die Schlagvorrichtung unmittelbar ber der

25、 Sonde im Bohrloch3.3SchlagzahlN30die fr eine Eindringung der Sonde von 30 cm erforderliche Anzahl von Schlgen, bezogen auf dieTiefenbereiche 15 cm bis 45 cm der Sondiertiefe3.4EindringwiderstandSumme aus Spitzenwiderstand und vernachlssigbarer Mantelreibung, der durch die Schlagzahl N30erfasst wird

26、3.5abgeleitete Wertedurch Theorie, Korrelation oder Erfahrung aus Versuchsergebnissen bestimmte Werte einergeotechnischen KenngreDIN 4094-2:2003-056ANMERKUNG Die abgeleiteten Werte werden als Ausgangsbasis fr die Festlegung charakteristischer Werte nachDINV ENV 1997-1:1996-04, 2.4.3, verwendet.4 Bez

27、eichnungBezeichnung einer Bohrlochrammsondierung (BDP):Bohrlochrammsondierung DIN 4094 - BDP5 GertDas Gert fr die Bohrlochrammsondierung ist in Bild 1 dargestellt. Die technischen Daten derBohrlochrammsonde sind in Tabelle 1 angegeben.Das Gert fr die Bohrlochrammsondierung wird mit einer gekapselten

28、 Schlagvorrichtung am Seil insBohrloch herabgelassen und die Sonde von dort ohne Gestnge eingerammt.DIN 4094-2:2003-057Legende1Seil2 Stopfbuchse3 Hubstange4 automatische Ausklinkvorrichtung5 Rammbr6 Hohlzylinder7Ambos8 Wasserablassschraube9 Bohrlochsohle10 Sonde11 Bohrlochtiefe12 Untersuchungsbereic

29、h13 Eindringma unter Eigengewichtl SondenlngeBild 1 Gert fr die BohrlochrammsondierungDIN 4094-2:2003-058Tabelle 1 Technische Daten der BohrlochrammsondeTechnische Daten Kurzzeichen Einheit WertSpitzenquerschnitt Accm220Spitzendurchmesser(Verschleigrenze)d(dmin)mm 50,5 0,5 a(49)Masse des Rammbren m

30、kg 63,5 0,5 aFallhhe h m 0,76 0,01aDurchmesser der Hubstange Dhmm 45 cAuendurchmesser des Hohlzylinders d mm 120 cMasse der Eintreibvorrichtungbohne Zusatzgewicht m1kg 91 2 aSondenlnge l m0,9 cUntersuchungstiefe ab Bohrlochsohle t m0,45aFertigungstoleranzenbDas sind die durch den Sto bewegten Teile

31、(Hohlzylinder, Amboss und Sonde) ohne diebeweglichen Teile zum Heben und Ausklinken des Rammbren.cAngabe von Fertigungstoleranzen ist hier nicht erforderlich.Der Rammbr muss sich in einem wasserdichten Hohlzylinder befinden. Bei Einsatztiefen von mehr als20 m unter Wasser sind Zusatzgewichte zwische

32、n Sonde und Hohlzylinder (siehe Bild 2) zu verwenden.DIN 4094-2:2003-059Legende5 Rammbr6 Hohlzylinder7Ambos8 Wasserablassschraube9 Bohrlochsohle10 Sonde13 Eindringma unter Eigengewicht14 ZusatzgewichtBild 2 Anordnung des ZusatzgewichtesDie Mae der Sondenspitze ergeben sich aus Tabelle 1 und Bild 3.

33、Der Werkstoff muss mindestens derStahlgte S 235 JR nach DIN EN 10025 entsprechen.Legended SpitzendurchmesserlsSpitzenlngeBild 3 Spitzenausbildung der SondeDIN 4094-2:2003-05106 Versuchsdurchfhrung6.1 AllgemeinesDie Ansatztiefen fr die Bohrlochrammsondierung in einem Bohrloch sind von einem Sachverst

34、ndigen frGeotechnik nach DIN 4020 festzulegen.Mit dem in dieser Norm festgelegten Sondiergert kann der Baugrund je nach seinem Zustand und demverwendeten Bohrgert bis in Tiefen von 60 m erkundet werden.Abweichungen von dieser Norm und ihre Einflsse auf das Ergebnis mssen begrndet und kommentiertwerd

35、en.6.2 VersuchsvorbereitungDie Bohrlochrammsondierung wird von der Bohrlochsohle aus durchgefhrt. Fr die Durchfhrung derBohrung gilt DIN 4021. Der Bohrlochdurchmesser darf nicht mehr als 250 mm betragen. Wenn eineVerrohrung eingesetzt wird, darf diese nicht unter die Bohrlochsohle reichen. Der Unter

36、suchungsbereichmuss ungestrt sein.Die Bohrlochsohle muss bis zur Unterkante des Bohrrohres gesubert werden, um den Einfluss vonBohrschmand oder Nachfall auf die Messung zu vermeiden. Beim Subern der Bohrlochsohle sindUnterdruckeffekte durch langsames Ziehen des Bohrers zu vermeiden.Der Wasserstand i

37、m Bohrloch muss ber den Grundwasserspiegel gehalten werden. Wird gespanntesGrundwasser erwartet, muss die Bohrlochsohle durch Wasserberdruck stabilisiert werden.6.3 GerteberprfungVor der Durchfhrung der Bohrlochrammsondierung sind neben Sondendurchmesser undSpitzenffnungswinkel auch Lotrechtigkeit d

38、er Sonde und Hubstange zu berprfen. Die geforderteFallhhe ist nach jedem Versuch zu berprfen. Auch die automatische Ausklinkvorrichtung ist im Betriebzu berprfen.Es darf kein Wasser in den Hohlzylinder eindringen. Die Dichtigkeit ist nach jedem Versuch ber dieWasserablassschraube zu kontrollieren.Di

39、e Funktionstchtigkeit des Gerts muss nach jeder Beschdigung, berbelastung und Reparaturmindestens aber alle 6 Monate berprft werden, falls vom Hersteller nicht krzere Fristen gesetzt werden.Der Prfbericht muss beim Sondiergert mitgefhrt werden.6.4 SondiervorgangVor dem Absetzen der Sonde ist zunchst

40、 die tatschliche Hhenlage der Bohrlochsohle einzumessen, diedann dem Ansatzpunkt der Sondenspitze entspricht. Danach ist die Sonde bis in diese Tiefe abzulassen.Zur Bestimmung einer Strungszone an der Bohrlochsohle ist das Eindringma unter Eigengewichtgegenber der Bohrlochsohle zu messen. Ist das Ei

41、ndringma grer als 15 cm, muss die Bohrung tieferabgeteuft und die Bohrlochrammsondierung neu angesetzt werden.Nach dem Absetzen der Sonde sind dreimal die Schlge fr je 15 cm Eindringung zu zhlen. Diemagebende Schlagzahl N30ist die Anzahl der Schlge zwischen 15 bis 45 cm. In Bden besondersgeringer Fe

42、stigkeit mit einer Eindringung von einem Schlag ber 15 cm ist die Eindringung fr jeweils einenSchlag anzugeben. In Bden besonders hoher Festigkeit mit mehr als 50 Schlgen je 15 cm Eindringungist einmalig die Eindringung fr 50 Schlge anzugeben und dann die Sondierung abzubrechen.DIN 4094-2:2003-0511B

43、eim Einsatz der Bohrlochrammsondierung in Wassertiefen von mehr als 20 m ist infolge desWasserdrucks auf den Querschnitt der Hubstange die Kraft zum Herausziehen der Hubstange aus demHohlzylinder grer als das Gewicht des Gerts unter Auftrieb. Die Hubstange mit dem Rammbren kanndann nicht mehr aus de

44、m Hohlzylinder hochgezogen werden, da das gesamte Gert angehoben wird.Daher mssen Zusatzgewichte zwischen Hohlzylinder und Sondenspitze angebracht werden. Tabelle 2enthlt die Massen der Zusatzgewichte fr das Sondiergert in Abhngigkeit von der Wassertiefe.Tabelle 2 Massen der Zusatzgewichte fr das So

45、ndiergertWassertiefem0 bis 20 20 bis 30 30 bis 40 40 bis 50 50 bis 60 60 bis 70 70 bis 80Zusatzgewichtkg0 1533527089 1076.5 FeldaufzeichnungenFr jede Bohrlochrammsondierung ist das Kopfblatt mit Messprotokoll nach Anhang A auszufllen.Fr jede im Bohrloch durchgefhrte Bohrlochrammsondierung sind die B

46、ohrlochsohle, das Eindringmaund die Oberkante des Untersuchungsbereichs zu vermerken. Ebenso sind die Schlagzahlen je 15 cmEindringung im Schichtenverzeichnis nach DIN 4022-1 oder DIN 4022-3 einzutragen.Weiterhin sind festzuhalten:a) Witterungsverhltnisse;b) Sondierunterbrechungen mit Angabe ihrer D

47、auer;c) ungewhnliche Vorgnge oder Beobachtungen bei der Durchfhrung (z. B. in der Schlagfolge undEindringung, vorbergehende Behinderungen, gespannter Grundwasserspiegel, Ursache einesvorzeitigen Abbruchs usw.);d) Wahrnehmungen an der gezogenen Sondenspitze.7 Versuchsauswertung und Ergebnisdarstellun

48、gDie Schlagzahl N30ist als Balkendiagramm neben dem Bohrprofil in der jeweiligen Tiefe aufzutragen. DieBalkenlnge neben dem Bohrprofil und die dazugehrige Zahl gibt an, welche Schlagzahl je 30 cmEindringung erforderlich ist (siehe Bild 4). Die Balkendicke ist mastabsgerecht zu whlen.ber die Bohrlochrammsondierungen ist so zu berichten, dass die Ergebnisse von einer dritten Persongeprft und beurteilt werden knnen.Zum Zwecke der Identifizierung und der Qualittssicherung mssen alle Untersuchungsberichte undDarstellungen folgende Angaben zustzlich enthalten:a) Name der ausfhrenden Firma;b) Be