CH655176A5 - Stangenextensometer zur messung von bewegungen im fels- und grundbau. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Stangenextensometer zur Messung von Bewegungen im Fels- und Grundbau, insbesondere der Bewegung von Gesteinsschichten, bestehend aus einem an der Messstelle zu fixierenden Anker, einem mit diesem verbundenen, in einem Hüllrohr frei beweglichen Messgestänge mit einem an seinem freien Ende angeordneten Abgriffglied und einem mit dem Hüllrohr verbundenen, an der Abgriffstelle verankerten Extensometerkopf, wobei die Lageänderung des Abgriffgliedes des Messgestänges gegenüber dem Extensometerkopf gemessen wird.

Extensometer des vorgenannten Aufbaus dienen vor allem zur Messung von Bewegungen in Gesteinsschichten, beispielsweise beim Tunnel- und Staudammbau, aber auch zur Messung von Untergrundverschiebungen beim Hochbau. Die Messung besteht in der Regel in einer Differenzmessung der Bewegung zwischen verschiedenen Schichten, so dass im allgemeinen mehrere einzelne Extensometer in unterschiedliche Tiefe niedergebracht und ihre jeweilige Lageänderung gemessen wird.

In der praktischen Anwendung befinden sich im wesentlichen zwei Arten von Messgeräten, nämlich das Drahtextensometer und das Stangenextensometer. Im ersten Fall wird vom Verankerungspunkt im Fels ein Draht zum Extensometerkopf geführt, dort über eine Rolle umgelenkt und mit einem Gewicht belastet. Eine Bewegung des Untergrundes führt zu einer entsprechenden Bewegung des Drahtes auf der Rolle, die mit einer Längen-Messeinrichtung ausgestattet ist. Veränderungen werden also durch eine Wegmessung aufgenommen. Solche Drahtextensometerlassen sich nur schwierig einbauen, insbesondere bei sehr tief liegenden Verankerungspunkten, aber auch dann, wenn auf engem Raum mehrere Extensometer-Messungen erforderlich sind.

Für die letztgenannten Fälle haben sich statt dessen die eingangs geschilderten Stangenextensometer bewährt, bei denen am Extensometerkopf die Lageänderung des Gestänges an dessen Abgriffglied gemessen wird, beispielsweise durch eine Messuhr einen Taster oder dgl., Hierbei ist jedoch die Messung in grossen Tiefen wiederum sehr aufwendig, da das Gestänge aus einzelnen handhabungsfähigen Abschnitten s bestehen muss, die über Kupplungen miteinander verbunden und sukzessiv in das Bohrloch eingebaut werden. Hierbei ist nicht nur der Bauaufwand als solcher störend, sondern in vielen Fällen auch der Zeitaufwand beim Einsetzen des Extensometers. Es gibt viele Anwendungsbeispiele, z.B. im io Tunnelbau nach dem Sohlschluss, bei denen sehr kurzfristig, z.B. in den ersten Stunden und Tagen Messungen notwendig sind, die wiederum für den Ausbau und die Sicherungsarbeiten an einem solchen Objekt entscheidend sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stangenextensometer des eingangs geschilderten Aufbaus so auszubilden, dass auch bei Messungen in grossen Tiefen die geförderten Messwerte kurzfristig und schnell aufgenommen werden können.

Ausgehend von dem eingangs geschilderten Stangenextensometer wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Messgestänge aus einem einstückigen, biegefähigen Stab aus armiertem Kunststoff gebildet ist, der an seinem einen Ende mit dem Anker, an seinem anderen Ende mit dem Abgriffglied verbunden ist.

Die erfindungsgemässe Ausbildung bietet folgende Vorteile: Es stehen heute in ausreichendem Mass armierte Kunststoffe zur Verfügung, die einerseits beispielsweise bis zu einem Biegeradius von 50 cm biegefähig sind, gleichwohl ein solch gutes Rückstellvermögen besitzen, dass sie aus der gebogenen Form wieder in die lineare Form zurückkehren. Auf diese Weise ist es möglich, das Extensometer-Gestänge in seiner gesamten Länge aus einem einstückigen Stab zu bilden, der sich auch in grossen Tiefen bis 100 m ohne weiteres in das Bohrloch einfuhren lässt und der nach der Ein-

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führung wieder seine gestreckte lineare Form annimmt. An der Baustelle sind also nur die notwendigen Bohrungen anzubringen, der Stab und das ihn umgebende Hüllrohr mit dem Anker vorweg in das Bohrloch einzuführen, der Anker an der Messstelle durch Injektion zu fixieren und daraufhin der Extensometerkopf aufzusetzen. Dadurch lässt sich der Einbau gegenüber bekannten Einrichtungen erheblich beschleunigen. Eine weitere Vereinfachung sowohl hinsichtlich des Transportes, als auch des Einbaus ergibt sich dadurch, dass das erfindungsgemässe Messgestänge sich auf einer Vorratsrolle mit entsprechendem Krümmungsradius befinden kann und entweder an die Baustelle in der gewünschten Länge und in komplettierter Form angeliefert oder aber auch erst an der Baustelle abgelängt und komplettiert wird. Sofern notwendig, ist auch der Ausbau solcher Extensometer einfacher und schneller zu bewerkstelligen.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung kann der Kunststoffstab in eine Bohrung des Ankers z.B. eingeklebt oder eingeschraubt sein. Hierbei kann es sich um eine relativ ss einfache Verbindung handeln, da sie keine nennenswerten Kräfte übertragen muss.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kunststoffstab mit dem Abgriffglied über ein Gewindestück verbunden. Dieses Abgriffglied kann also nachträglich aufge-60 bracht und insbesondere nach dem Einbau einjustiert werden.

Das Gewindestück besteht zweckmässigerweise aus einer auf den Kunststoffstab aufgeschraubten Gewindehülse und einer mit dieser verbundenen Gewindestange, auf die das 65 Abgriffglied aufgeschraubt ist. Durch Auswechseln der Gewindestange lässt sich der Jutierbereich noch erweitern.

Schliesslich kann der Kunststoffstab mit einem Schutzüberzug versehen sein, um ihn beispielsweise verschleissfest

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zu machen, auch wenn bei der Bewegung des Messgestänges innerhalb des Hüllrohrs keine nennenswerten Reibungskräfte auftreten.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Die Zeichnung zeigt das Stangenextensometer im Einbauzustand. Es besteht in seinen funktionswesentlichen Teilen aus einem Messkopf 1 mit dem Extensometerkopf 2, einem Messgestänge 3 mit einem dieses umgebenden Hüllrohr 4 und einem Anker 5. Das Messgestänge 3 ist aus einem armierten, z.B. glasfaserverstärkten Kunststoffstab 3 gebildet, der sich über annähernd die gesamte Bohrlochtiefe erstreckt und an seinem unteren Ende an dem Anker 5 durch Schrauben, Kleben oder dgl. befestigt ist. Der Anker 5 ist aussenseitig mit einer Profilierung 6 versehen, um an der Messstelle in der zu untersuchenden Gesteinsschicht eine einwandfreie Fixierung zu erhalten, die beispielsweise durch Beton-Injektion geschieht. Der Kunststoffstab 3 ist zumindest in dem im Hüllrohr 4 verlaufenden Abschnitt mit einem Schutzüberzug 7 versehen. An seinem freien Ende ist der Kunststoffstab 3 über ein Gewindestück mit einem Abgriffglied 8 verbunden. Das Gewindestück besteht aus einer Gewindestange 9 und einer Gewindehülse 10, in die die Gewindestange 9 eingesetzt ist und die ihrerseits auf das freie Ende des Kunststoffstabs 3 aufgeschraubt ist. Auf die andere Seite der Gewindestange 9 ist das mit einem Innengewinde versehene Abgriffglied 8 aufgeschraubt. Das Innengewinde des Abgriffgliedes 8 gestattet nach Einbau des Stangenextensometers eine Verstellung zur Einjustierung des Abgriffgliedes 8 auf den Messkopf 1. Eine Erweiterung des Justierungsbereichs ist durch Austausch der s Gewindestange 9 und Einsatz einer kürzeren oder längeren Gewindestange möglich.

Das den Kunststoffstab 3 umgebende Hüllrohr 4 besteht gleichfalls aus Kunststoff, beispielsweise PVC, und ist über eine elastische Hülse 11 an den Anker 5 angeschlossen. Das io andere Ende des Hüllrohrs sitzt in dem Extensometerkopf 2 und ist dort beispielsweise eingeklebt. Der Extensometerkopf 2 ist aussenseitig mit mehreren übereinanderliegenden Sechs-kant-Profilen versehen. Auf diesen Extensometerkopf ist eine Montageplatte 12 mit einer Kontermutter 13 aufgesetzt. 15 Schliesslich lässt sich der Extensometerkopf durch eine Gewindekappe 14verschliessen.

Die Montageplatte 12 kann so ausgebildet sein, dass sie mehrere Messköpfe 1 unterschiedlich langer Stangenextensometer aufnimmt, wobei sich die Köpfe 2 dieser Stangenexten-20 someter durch Anlage der Sechskant-Flächen in einfacher Form bündeln lassen.

Eine Lageänderung des Ankers 5 bzw. eine Bewegung der ihn fixierenden Gesteinsschicht äussert sich in einer Lageänderung des Abgriffgliedes 8 gegenüber der Montageplatte 12 25 bzw. dem Extensometerkopf 2, so dass sie durch ein Wegmessgerät, z.B. eine Messuhr oder dgl. am Abgriffglied 8 festgestellt werden kann.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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1. Stangenextensometer zur Messung von Bewegungen im Fels- und Grundbau, insbesondere der Bewegung von Gesteinsschichten, bestehend aus einem an der Messstelle zu fixierenden Anker, einem mit diesem verbundenen, in einem Hüllrohr frei beweglichen Messgestänge mit einem an seinem freien Ende angeordneten Abgriffglied und einem mit dem Hüllrohr verbundenen, an der Abgriffstelle verankerten Extensometerkopf, wobei die Lageänderung des Abgriffgliedes des Messgestänges gegenüber dem Extensometerkopf gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgestänge aus einem einstückigen, biegefähigen Stab (3) aus armiertem Kunststoff gebildet ist, der an seinem einen Ende mit dem Anker (5), an seinem anderen Ende mit dem Abgriffglied (8) verbunden ist.

2. Stangenextensometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffstab (3) in eine Bohrung des Ankers (5) eingeklebt oder eingeschraubt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Stangenextensometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffstab (3) mit dem Abgriffglied (8) über ein Gewindestück verbunden ist.

4. Stangenextensometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindestück aus einer auf den Kunststoffstab (3) aufgeschraubten Gewindehülse (10) und einer mit dieser verbundenen Gewindestange (9), auf die das Abgriffglied (8) aufgeschraubt ist, besteht.

5. Stangenextensometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffstab (3) mit einem Schutzüberzug (7) versehen ist.