CH365031A

CH365031A - Method and device for introducing hardening liquids into soil layers

Info

Publication number: CH365031A
Application number: CH5966958A
Authority: CH
Inventors: Hochstrasser Robert
Original assignee: Hochstrasser Robert
Priority date: 1957-06-07
Filing date: 1958-05-17
Publication date: 1962-10-15
Also published as: DE1098451B

Description

  

  Verfahren und Einrichtung zum Einbringen von     erhärtenden    Flüssigkeiten  in Bodenschichten    Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine  Einrichtung zum Einbringen von erhärtenden Flüs  sigkeiten, z. B. Zementmilch, Zementbrei, in Boden  schichten mit dem Zweck, eine höhere Tragfähigkeit  oder eine Abdichtung gegen Wasser in diesen Schich  ten zu erzielen.  



  Es ist bekannt, z. B. Zementmilch oder     -brei    oder  auch chemische Mittel unter Druck in Bodenschich  ten einzupressen. Ferner ist bekannt, zur Verdich  tung von Bodenschichten einen schwingenden Flüs  sigkeitsstrahl zu verwenden. Weiterhin ist     bekannt,     zum Zwecke der Verlagerung von Kornteilchen Was  ser in das Erdreich einzuspritzen und den Wasser  druck kurzzeitig um etwa 1 bis 5 atü zu erhöhen.  



  Das einfache Einpressen ist für viele Zwecke  ungenügend. Die Anwendung kurzzeitiger geringer       Überdrücke,    wie sie zum Verlagern von Kornteilchen  bekannt geworden ist, auf das     Einpressen    von erhär  tenden Flüssigkeiten kann das Eindringen dieser  Flüssigkeiten in die Bodenschicht nicht wesentlich  erleichtern. Ein schwingender Flüssigkeitsstrahl, wie  er zum Zwecke der Verdichtung durch     Einrütteln     der Bodenmassen bekannt ist, hat aus folgendem  Grund nur eine beschränkte Wirkung. Um Schwin  gungen in Flüssigkeiten mittels Rüttlern zu erzeugen,  muss die Flüssigkeit in Bruchteilen von Sekunden je  weils beschleunigt, dann wieder abgebremst und in  einer anderen Richtung wieder beschleunigt werden  und so fort.  



  Bei der Erteilung der Beschleunigung entsteht in  der Flüssigkeit ein     verhältnismässig    hoher Druck.  Beim Abbremsen der Flüssigkeit kann die     äus-          sere    Einwirkung jedoch höchstens den Wert des at  mosphärischen Druckes erreichen, der vollkommen    ungenügend ist, um eine effektive     Abbremsung    zu  erreichen. Es entsteht deshalb ein Vakuum in die  sem Moment, wodurch die Schwingung stark beein  trächtigt wird. Sofern ein durch einen elastischen  Leiter erzeugter     Gegendruck        vorhanden        ist,        kann    die  Vakuumbildung     verringert    oder vermieden werden.

    Beim     Einpressen    von verfestigenden     Flüssigkeiten     ist jedoch mit einem wesentlichen elastischen Gegen  druck nicht zu rechnen.  



  Die aufgezeigten Mängel der bekannten Metho  den werden     erfindungsgemäss    dadurch vermieden,  dass die erhärtenden     Flüssigkeiten    in die Boden  schichten eingerammt werden.  



  Beim Einrammen der Flüssigkeit entsteht     nämlich     schlagartig ein sehr hoher Druck, der so     lange        anhält,     bis die     kinetische    Energie des Schlagorgans aufge  braucht ist. Bei     geringem        Eindringwiderstand    der       Verfestigungsflüssigkeit    ist die entstehende Druck  erhöhung geringer, jedoch von längerer Dauer, bei  grossem Widerstand ist sie höher, jedoch von kür  zerer Dauer.

   Vor dem     Einrammen    der Flüssigkeit  kann die     Einrammvorrichtung    dazu benutzt werden,  die Bodenschichten mit Luft zu tränken und dadurch  beim Einrammen der Flüssigkeit ihre     Beschleunigung     zu erleichtern.

   Bei Bodenschichten mit kanalartigen       Durchlässen,    bei welchen die Gefahr besteht, dass die  erhärtende Flüssigkeit nur diese     Kanäle    mit gerin  gem Widerstand benutzt und sich von der zu behan  delnden Zone weit entfernt, jedoch die kleineren  Hohlräume der Zone nicht ausfüllt, wird     zweckmäs-          sig    zuerst dickflüssiges     Verfestigungsmaterial        einge-          presst,    welches diese     Kanäle    verstopft.     Anschliessend     wird dünnflüssiges Material für die kleineren Hohl  räume nachgepresst.

        Ein Ausführungsbeispiel der     erfindungsgemässen     Einrichtung, das     zur    Ausführung des     erfindungsge-          mässen        Verfahrens    besonders geeignet ist, ist in der  Zeichnung schematisch dargestellt. Das Einramm  rohr a reicht     in    die zu verfestigende Bodenschicht  und ist über die     Kammer    c und den     Rohrstutzen    b  mit einer nicht dargestellten     Pumpvorrichtung    ver  bunden, die vorzugsweise aus einem Flüssigkeitsbe  hälter besteht, aus welchem die Flüssigkeit durch  Pressluft in das     Einrammrohr    gedrückt wird.

   Ein       Rückschlagventil    f verhindert ein Rückfliessen der  Flüssigkeit. In die     Kammer    c reicht ein Kolben e,  der durch die Flüssigkeit nach aussen gedrückt wird.  Mit der beschriebenen baulichen Einheit ist eine       Ramme,    z. B. ein durch Pressluft betätigter Hammer  d, kombiniert. Die Ramme schlägt auf den Kolben e,  der die Rammimpulse der Flüssigkeit übermittelt.  Statt des Kolbens     kann    auch ein oben geschlossener  Rohrstutzen verwendet werden, der durch Verwen  dung eines gewellten federnden Mantels     zusammen-          drückbar    ist.



  Method and device for introducing hardening liquids into soil layers The invention relates to a method and a device for introducing hardening liquids, eg. B. cement milk, cement paste, layers in the ground with the purpose of achieving a higher load-bearing capacity or a seal against water in these Schich th.



  It is known e.g. B. cement milk or paste or chemical agents under pressure in soil layers th. It is also known to use a vibrating liq fluid jet for compaction of soil layers. It is also known to inject water into the ground for the purpose of relocating grain particles What and to increase the water pressure briefly by about 1 to 5 atmospheres.



  Simply pressing in is insufficient for many purposes. The use of short-term low excess pressures, such as has become known for the displacement of grain particles, on the pressing in of hardening liquids cannot significantly facilitate the penetration of these liquids into the soil layer. A vibrating jet of liquid, as it is known for the purpose of compaction by shaking in the soil masses, has only a limited effect for the following reason. In order to generate vibrations in liquids using vibrators, the liquid has to be accelerated in fractions of a second, then decelerated again and accelerated again in a different direction, and so on.



  When the acceleration is applied, a relatively high pressure is created in the liquid. When the liquid is slowed down, however, the external action can at most reach the value of the atmospheric pressure, which is completely insufficient to achieve effective deceleration. A vacuum is therefore created at this moment, which greatly affects the vibration. If there is counter pressure generated by an elastic conductor, the formation of a vacuum can be reduced or avoided.

    When injecting solidifying liquids, however, a substantial elastic counter pressure is not to be expected.



  The identified shortcomings of the known methods are avoided according to the invention in that the hardening liquids are rammed into the soil layers.



  When the liquid is rammed in, a very high pressure suddenly arises, which lasts until the kinetic energy of the impact organ is used up. If the penetration resistance of the solidifying liquid is low, the pressure increase is lower, but of longer duration; if the resistance is high, it is higher, but of shorter duration.

   Before the liquid is driven in, the driving device can be used to soak the soil layers with air and thereby facilitate their acceleration when the liquid is driven in.

   In the case of soil layers with channel-like passages, in which there is a risk that the hardening liquid only uses these channels with little resistance and is far away from the zone to be treated, but does not fill the smaller cavities of the zone, it is advisable to first use thick fluid Solidifying material is pressed in, which blocks these channels. Subsequently, thin-bodied material is re-pressed for the smaller cavities.

        An embodiment of the device according to the invention, which is particularly suitable for carrying out the method according to the invention, is shown schematically in the drawing. The ramming pipe a extends into the soil layer to be consolidated and is connected to a pumping device (not shown) via the chamber c and the pipe socket b, which preferably consists of a liquid container from which the liquid is pressed into the ramming pipe by compressed air.

   A check valve f prevents the liquid from flowing back. A piston e extends into chamber c and is pressed outward by the liquid. With the structural unit described is a ram, z. B. a compressed air operated hammer d combined. The ram hits the piston e, which transmits the ram impulses of the liquid. Instead of the piston, a pipe socket closed at the top can also be used, which can be compressed by using a corrugated resilient jacket.

Claims

PATENT CLAIM I A method for introducing hardening fluids into soil layers, characterized in that the fluids are rammed. SUBCLAIM Method according to claim I, characterized in that, in the case of soil layers with different cavities, first thicker hardening liquid is rammed in to clog the larger cavities, and then thinner liquid is rammed in to fill out the smaller cavities that have not yet been filled .

PATENT CLAIM II Device for carrying out the method according to patent claim I, characterized by the combination of a ram (c4 with a structural unit consisting of a pump, a ramming line (a) and an organ (e) which transmits the ramming pulses.