Standard Penetration Test

Standard Penetration Test

Der Standard Penetration Test (SPT) (auch Bohrlochrammsondierung, BDP) ist ein Sondierverfahren zur Baugrunderkundung in der Geotechnik. Er wird vorwiegend in den USA angewandt und ist dort sehr verbreitet, da das Verfahren relativ günstig ist und mit Bodenprobenentnahmen kombiniert werden kann. Auch in Deutschland ist das Verfahren nach DIN 4094 (Baugrund-Felduntersuchungen) zugelassen, hier sind aber Rammsondierung und Drucksondierung verbreiteter. Neuerdings (2010) wird nicht mehr die Bezeichnung SPT, sondern BDP (Borehole Dynamic Probing) verwendet, die Bezeichnung SPT hält sich aber weiter im allgemeinen Sprachgebrauch.

Inhaltsverzeichnis

Normung

Das Verfahren ist von der US-amerikanischen ASTM (American Society for Testing Materials) normiert (ASTM D 1586). Auch in anderen Ländern gibt es entsprechende Normen wie der britische Standard BS 1377 oder DIN EN ISO 22476-3 oder in Deutschland die DIN 4094-2 (allerdings ohne Probennahme, mit Kegelspitze).

Aufbau der Sonde

Die Sonde hat einen Außendurchmesser von 50,5 ± 0,5 mm und damit eine Querschnittsfläche von 20 cm². Der Innendurchmesser beträgt 35 mm. Zum Einrammen wird ein Fallgewicht von 63,5 ± 0,5 kg benutzt, das aus 76 ± 1 cm (≈ 30 Zoll) Höhe fallen gelassen wird.[1]
Das Fallgewicht kann dabei an der Oberfläche oder im Bohrloch angeordnet sein. Bei zweitgenanntem Verfahren kann die gesamte Anordnung abgeschirmt werden, sodass der ungestörte Betrieb im Grundwasser möglich ist.

Durchführung

Protokoll der Ergebnisse eines Standard Penetration Test in Florida, aufgetragen werden die N-Werte für zwei Bohrlöcher (dunkle und helle durchgezogene Linien)

Beim SPT wird üblicherweise im Bohrloch eine hohle Sondenspitze in den Boden gerammt und die Schlagzahlen für eine festgelegte Eindringtiefe gemessen.
Zunächst wird einen halben Fuß (rund 15 cm) tief vorgerammt um die Schicht zu durchdringen, die als durch die Bohrung gestört angenommen wird. Danach wird noch einmal ein Fuß (rund 30 cm) tief gerammt und es werden die Schlagzahlen aufgezeichnet. Für die Auswertung ist dabei nur die Schlagzahl für die unteren 30 cm interessant. Die Anzahl der Schläge wird als N-Wert bezeichnet und mit der Tiefe der Rammung (hier also 30 cm) indiziert: N30
Die Gesamteindringtiefe der Sonde beträgt somit 1 ½ Fuß, also ca. 45 cm. Daraus wird deutlich, dass das Verfahren nur in einem Bohrloch sinnvoll angewendet werden kann.

Ist der Boden so weich, dass mit einem Schlag mehr als 15 cm Eindringtiefe erreicht wird, wird die Eindringtiefe nach diesem Schlag gemessen.
Bei harten Böden gibt die DIN 4094-2 eine Obergrenze von 150 Schlägen an, nach denen der Versuch abgebrochen wird. Häufig wird aber schon beim Erreichen von 50 Schlägen innerhalb eines 15 cm Abschnitts abgebrochen und die Eindringtiefe notiert um das Gerät nicht zu stark zu belasten und den Aufwand zu begrenzen.

Da die Sonde hohl ist, kann während der Sondierung auch eine Bodenprobe genommen werden. Dieses Verfahren ist allerdings in Deutschland nicht genormt.

Auswertung

Aus den Schlagzahlen ergeben sich Hinweise auf die Lagerungsdichte des Bodens, aber auch viele andere geotechnische Bodenparameter sind im Laufe der Zeit mit den Ergebnissen des SPT korreliert worden, zum Beispiel Steifemodule. Die Proben sind allerdings durch das Rammen gestört. In der DIN 4094-2 werden auch Diagramme angegeben, die die Schlagzahlen des SPT (BDP) mit denen von Rammsondierungen und dem Spitzendruck der Drucksondierung korrelieren und Diagramme, die die Ergebnisse der SPT mit Steifemodul und mit der Lagerungsdichte rolliger Böden verbinden.

Anwendung

Der SPT (BPD) wird vor allem in Ländern verwendet, wo Proben überwiegend mit kostengünstigeren Spülbohrverfahren gewonnen werden, wie z.B. in den USA.[2] In Deutschland, wo meist andere Bohrverfahren für die Probenentnahme verwendet werden, wird dagegen gemäß DIN 4094-2 fast nur mit einem modifizierten Verfahren gearbeitet, bei dem der Stutzen für Bodenproben durch eine Kegelspitze ersetzt wird (was dem SPT (C) in DIN EN ISO 22476-3 entspricht).

Literatur

  • DIN 4094-2: Felduntersuchungen, Teil 2: Bohrlochrammsondierung, Mai 2003

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ DIN 4094-2
  2. ↑ Winfried Entenmann: Baugrunderkundungen, expert Verlag 2008, S. 194

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