Diamantkernrohre

Diamantkernbohrungen sind spezialisierte Bohrwerkzeuge, die für das Eindringen in tragfähige Gesteinsformationen während der Rock-Socketing-Phase der Tiefgründungsinstallation entwickelt wurden. Diese Bohrungen verfügen über diamantbesetzte Schneidköpfe, die durch hartes, kristallines Gestein abtragen, während sie gleichzeitig zylindrische Kernproben entnehmen. Als die präziseste und effizienteste Bohrlösung zur Schaffung von Rock-Sockets in Bohrpfählen, Schlitzwandelementen und Caissons ermöglichen Diamantkernbohrungen den geotechnischen Ingenieuren, die zuverlässige Tragfähigkeit im Fels zu bestimmen und gleichzeitig kritische Proben zur Überprüfung der Tragfähigkeit des Fundaments zu sammeln. Diamantkernbohrungen werden in Tiefgründungsbohroperationen eingesetzt, die das Eindringen durch Bodenüberlagerungen in tragfähige Gesteinsformationen erfordern. Sie sind unerlässlich bei Rock-Socketing-Verfahren für Bohrpfähle (gebohrte Pfähle), bei der Installation von Schlitzwänden, wo tragende Gesteinsbedingungen vorliegen, und beim Bau von Sekantenpfählen durch Gesteinsschichten. Die Bohrungen erleichtern die obligatorische Kernentnahme zur Qualitätssicherung, da die entnommenen Proben direkt die Gesteinsqualität, den Verwitterungsgrad, die Bruchmuster und die Tragfähigkeitsparameter verifizieren, die für die Validierung des Fundamententwurfs entscheidend sind. Das Betriebsprinzip umfasst das Rotieren des hohlen Kernbohrers unter hydraulischem Druck gegen die Gesteinsoberfläche. Der diamantbesetzte Schneidkopf – bestehend aus industriellen Diamanten, die in einer gesinterten Metallmatrix eingebettet sind – trägt das Gestein progressiv ab und fragmentiert es, während der Bohrer unter Druck und Drehmoment voranschreitet. Bohrmehl wird durch Zirkulationsflüssigkeit oder komprimierte Luft entfernt, während das hohle Rohr den Gesteinskern intakt bewahrt. Die Eindringraten variieren erheblich mit der Zielgesteinsstärke, die in unkonfiniertem Druck gemessen wird, der Diamantkonzentration in der Schneidmatrix und den angewandten Lastparametern des Bohrgeräts. Diamantkernbohrungen werden in verschiedenen Konfigurationen hergestellt, die sich durch den Lochdurchmesser (typischerweise 76–152 mm), die Diamantkonzentrationsgrade (Standard bis Premium-Imprägnierung) und die Anschlussstandards (Flush-Joint, Außengewinde oder API-Spezifikationen) unterscheiden. Einrohrbohrungen ermöglichen eine unkomplizierte Kernentnahme in tragfähigem Gestein, während Doppelrohrbohrungen den Kern mit einem unabhängig rotierenden inneren Rohr isolieren, um Verluste in stark gebrochenen oder verwitterten Intervallen zu verhindern. Varianten mit polykrystallinem Diamantkompakt (PDC) bieten verbesserte Eindringraten in bestimmten Gesteinsarten. Die Auswahl erfordert die Bewertung der unkonfinierten Druckfestigkeit und Mineralogie der Zielformationen, des Verwitterungsgrades, der erforderlichen Kernqualität für Labortests, der verfügbaren Schub- und Drehmomentkapazität des Bohrgeräts sowie der Wirtschaftlichkeit des Werkzeugs. Branchenspezifikationen, einschließlich ASTM D2113 (Diamantkernbohrungen für Standortuntersuchungen), ASTM D6300 (Bewertung von Bohrunternehmern) und ISO 14689 (Gesteins- und Bodenklassifizierung), bieten Spezifikationen für Ausrüstung, Bohrverfahren und Kern-Dokumentation, die für die Qualitätskontrolle von Tiefgründungen unerlässlich sind.