CH661078A5

CH661078A5 - Verfahren zur verfestigung und/oder stabilisierung eines bodens.

Info

Publication number: CH661078A5
Application number: CH3648/82A
Authority: CH
Inventors: Hans Ribbert
Original assignee: Hans Ribbert
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1982-06-11
Publication date: 1987-06-30
Also published as: DE3127350A1; IT1151926B; IT8222328A1; IT8222328A0; FR2509341A1; DE3127350C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfestigung und/oder Stabilisierung eines Bodens.

Es ist bekannt, dass instabile Böden, die beispielsweise an Rutschhängen oder in Baugruben oder dergleichen vorliegen, dadurch verfestigt werden können, dass man die Böden in Abständen mit einer flüssigen Zementmasse injiziert. Mit dieser Injektionstechnik werden an sich gute Erfolge erzielt. In bestimmten Fällen ist sie jedoch unzureichend, weil die unter Druck injizierte Flüssigkeit in die Gebiete des Bodens ausweicht, an denen der Strömungswiderstand gering ist. Dies hat zur Folge, dass bestimmte verfestigte und zusammenhängende Teile des Erdreiches nicht von der Injektionsmasse durchdrungen werden. Diese zunächst harten und festen Teile des Erdreiches können aber im Laufe der Zeit infolge von Erosionsvorgängen, durch Eindringen von Wasser oder auch durch biologische Einwirkungen (Humussäuren), ihre Festigkeit verlieren und instabil werden. Diese nicht von dem

Injektionsmaterial durchdrungenen Bereiche erweisen sich damit langzeitig als Gefahrenquellen.

Um bei solchen Böden, die für eine gleichmässige Durchdringung mit Injektionsmaterial nicht geeignet sind, Bodeninstabilitäten zu vermeiden, wurde bislang der ungeeignete Boden entfernt und ausgetauscht. Insbesondere bei Baugruben wurden solche Böden in entsprechender Tiefe ausgehoben, abgefahren und durch besser geeignete Böden, beispielsweise durch Kies oder durch Schotter, ersetzt. Dieses Verfahren ist schon wegen der erheblichen zu transportierenden Mengen aufwendig und teuer. Weiterhin ist es wenig umweltfreundlich, denn einmal muss der für eine Injektionsverfestigung ungeeignete Baugrund abgefahren und deponiert werden, andererseits muss geeigneter Baugrund an anderer Stelle abgebaut werden.

Aufgabe der Erfindung ist dementsprechend die Angabe eines Verfahrens zur Verfestigung und/oder Stabilisierung eines Bodens, der bei einer Injektion nicht gleichmässig von einer Injektionsflüssigkeit durchdrungen wird, um ohne Austausch von auszuhebendem Boden eine vollständige Bodenverfestigung bzw. -Stabilisierung zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Es kann zweckmässigerweise vorgesehen sein, dass der für eine Injektionsverfestigung ungeeignete Boden in einzelnen Abschnitten ausgehoben wird und jeweils das Material eines solchen ausgehobenen Abschnittes behandelt und verfestigt wird. Da das genannte Bodenmaterial sozusagen in kleinen Portionen bearbeitet wird, kann dieser Bearbeitungsprozess unmittelbar neben der Baustelle oder, bei grossen Baugruben, auch innerhalb der Baustelle vorgenommen werden. Grössere Transportstrecken können damit vermieden werden. Der jeweils ausgehobene Boden wird zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit besprüht, die den genannten Boden verfestigt. Zusammenhängende Bereiche des Bodens werden durch Auseinanderdrücken bzw. Stampfen zerteilt. Dadurch kann die aufgesprühte Flüssigkeit das gesamte Bodenmaterial gleichmässig durchdringen.

Das so durchtränkte Material wird je nach den Bedürfnissen ganz oder teilweise wieder in die Baugrube eingefüllt.

Als Flüssigkeit, die zur Verfestigung des Aushubs dient, wird vorzugsweise Flüssigzement mit einem Zusatz von Silikat verwendet.

Zum Auseinanderdrücken und Stampfen des Aushubs können grundsätzlich entsprechende Maschinen eingesetzt werden. Einfacher und praktischer ist jedoch, das ausgehobene Material mit der Schaufel des Baggers zu bearbeiten, der den Aushub besorgt.

Das erfindungsgemässe Verfahren hat mehrere Vorteile. Einmal vermeidet man durch das abschnittsweise Ausheben und Zurückbefördern des getränkten Bodenmaterials teuere und aufwendige Abstützungen der Baugrube bzw. des ausgehobenen Grabens. Dadurch kann mit kostensparenden Mitteln eine Einsturzgefahr vermieden werden.

Der Weg zwischen dem ausgehobenen Abschnitt der Baugrube und abgelegtem Aushub ist sehr kurz. Würde, wie es im Stand der Technik üblich ist, die ganze Baugrube ausgehoben und der gesamte ausgehobene Baugrund neben der Baugrube abgelegt, so wäre ein grösserer Transportweg unumgänglich. Der früher notwendige Einsatz von Lastkraftwagen zum Abtransport von Aushub und zum Antransportieren von Austauschmassen ist nicht mehr erforderlich.

Die gewünschte Festigkeit des Bodens kann sehr genau und präzise gewählt werden, indem die zugeführte Menge an Verfestigungsflüssigkeit bestimmt wird. Dies ist bei der bislang üblichen Bodeninjektionstechnik nicht ohne weiteres

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möglich, da die injizierte Zementmenge gerade bei schwierigen Böden unkontrolliert abfliesst, je nachdem welche Aufnahmefähigkeit der Boden in der Nähe des Injektionsloches hat.

Das erfindungsgemässe Verfahren hat ferner den Vorteil, dass beim Wiedereinfüllen des getränkten Aushubs in die Baugrube bzw. in den Graben die aufgesprühte Flüssigkeit auch in die Nachbarbereiche der Baugrube bzw. des Grabens eindringt und dadurch das zurückbeförderte Bodenmaterial fest mit den Wandungsbereichen der Baugrube bzw. des Grabens verbindet.

Aus diesem Grunde wird das Verfahren besonders vorteilhaft zur Verfestigung und/oder Stabilisierung von Hängen angewendet.

Bei der Verfestigung und/oder Stabilisierung von Hängen stellt in der Regel der Abfluss von Wasser, beispielsweise Regenwasser, das grösste Problem dar. Das unter der Bodenoberfläche fliessende Wasser macht den Boden instabil und führt zu Rutschungen. Zur Stabilisierung eines Hanges ist man dementsprechend bestrebt, das Wasser durch Drainagen abzuleiten und in kontrollierten Bahnen zu führen.

Zu diesem Zweck werden gewöhnlich in regelmässigen Abständen in Berg-Tal-Richtung Gräben angelegt. In diesen Gräben werden Drainagerohre eingelegt und die Gräben dann mit Beton, beispielsweise Einkorn-Beton, oder auch mit Schotter aufgefüllt. Das Wasser sammelt sich in diesen Gräben und fliesst im wesentlichen durch die Drainagerohre kontrolliert ab.

Bei einem bekannten Verfahren muss zunächst der Grabenaushub abgefahren und der Graben mit Stützwänden abgestützt werden. Weiterhin musste eine nicht geringe Menge von Beton angefahren und gemischt werden, was zusätzliche Kosten verursacht.

Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf die Verfestigung und/oder Stabilisierung von Hängen entfällt wiederum die Abfuhr des Grabenaushubes, ausserdem wird der Grabenaushub selber zur Herstellung von behandeltem Material verwendet, was Kosten für den bislang eingesetzten Beton erspart.

Bei der Anwendung des erfmdungsgemässen Verfahrens auf die Verfestigung und/oder Stabilisierung von Hängen wird also in der üblichen Weise ein Graben in Berg-Tal-Rich-tung gezogen. Abweichend von dem bislang bekannten Verfahren wird aber mindestens ein Teil des Grabenaushubes mit einer verfestigenden Flüssigkeit besprüht und dieser Teil anschliessend wieder in den Graben eingefüllt. Auf den so verfestigten Grabenboden wird vorzugsweise eine Schotterfilterschicht aufgebracht. Diese Schotterschicht ermöglicht das arbeitsintensive Verlegen von Drainagerohren zu ersparen.

Bei dieser Ausführungsform des erfmdungsgemässen Verfahrens verbindet sich auch die Flüssigkeit des durchtränkten Aushubes nach dem Rückfüllen der Bodenchargen mit den Seitenwandbereichen und führt zu einer ausserordentlich stabilen, einheitlichen Verbindung.

Durch die beschränkte Länge des Greifarmes von Grabenbaggern kann der Bodenaushub nur bis zu einer bestimmten Tiefe vorgenommen werden. Soll bei stark gefährdeten Hängen die Bodenverfestigung noch verstärkt werden, so kann zusätzlich eine Injektionsverankerung in grösserer Tiefe vorgenommen werden. In diesem Fall bildet der verfestigte

Boden der Gräben einzelne Erdbeton-Entwässerungsscheiben, die dazwischen liegenden Injektionsverankerungen bilden ebenfalls Stützscheiben für das Hanggut.

Im folgenden wird nun die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben und näher erläutert. Es zeigen :

Figuren 1 und 2 die Verfestigung des Bodens einer Baugrube,

Figur 3 die Anwendung des erfmdungsgemässen Verfahrens bei der Befestigung von Hängen.

Figur 1 zeigt schematisch die Durchführung des erfmdungsgemässen Verfahrens. Mit einem Bagger 1 wird ein Abschnitt 2 einer Baugrube ausgehoben. Der Aushub 3 wird unmittelbar neben dem Abschnitt 2 angelegt. Der Aushub 3 wird mit einem Flüssigzement 4 besprüht, der in einem Tankwagen 5 an die Baustelle herangefahren wird. Davor wird der Aushub 3 mit der Schaufel 6 des Baggers auseinandergedrückt oder gestampft, so dass einzelne, verfestigte Bereiche des Aushubes 3 zerfallen und die Zementflüssigkeit 4 den Aushub in vollem Umfange durchtränkt. Das so durchtränkte ausgehobene Material wird anschliessend wieder in den Abschnitt 2 eingefüllt, um darin einen festen Boden zu bilden Da beim Wiedereinfüllen die Zementflüssigkeit 4 noch nicht abgebunden hat, kann sie in die Wände 7 der Baugrube eindringen und auch dort eine feste Verbindung schaffen.

Wie in der Figur 1 dargestellt ist, wird der Aushub unmittelbar neben dem Abschnitt 2 angelegt und behandelt, so dass kein besonderer Transport des Aushubes notwendig ist.

Figur 2 zeigt die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens bei grösseren Baugruben, die mit einem festen Boden versehen werden sollen. Mit dem innerhalb der Baugrube 2' befindlichen Bagger 1 wird das Bodenmaterial ausgehoben, mit Zementflüssigkeit besprüht und anschliessend wieder verfüllt. Hierbei wird der Boden der Baugrube 2' in einzelnen Abschnitten 10, 11, 12, 13 ausgehoben, behandelt und wieder eingefüllt. Dabei kann der Aushub des Abschnittes 13 auf dem bereits verfestigten Abschnitt 12 abgelegt und in der bereits beschriebenen Weise behandelt werden.

Die Figur 3 zeigt die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Verfestigung bzw. Stabilisierung von Hängen.

Mit dem Bagger 1 wird ein Graben 7 ausgehoben. Ein Teil des ausgehobenen Materials 3 wird mit Zementflüssigkeit 4 besprüht und durchtränkt. Es wird anschliessend mit dem Bagger wieder auf dem Boden des Grabens eingefüllt und bildet eine verfestigte Bodenschicht 8. Auf diese verfestigte Bodenschicht 8 wird als Drainage eine Schotterschicht 9 aufgefüllt. Auf diese Schotterschicht 9 wird dann der unbehandelte Aushub geschüttet, so dass der Graben wieder geschlossen ist. Die in der Tiefe liegende Schotterschicht 9 stellt die Drainage dar, durch die der Hang zuverlässig entwässert wird. Da unterhalb der Drainageschicht 9 die verfestigte Bodenschicht 8 vorhanden ist, ist nicht zu befürchten, dass das durch die Schotterschicht 9 fliessende Wasser Erosionen im Hang hervorruft, die andernfalls zu Instabilitäten und der Gefahr eines Hangrutsches führen würden.

Zwischen den Gräben oder auch in den Gräben kann eine weitere Injektionsverankerung vorgesehen sein, die noch weiter in die Tiefe des Bodens führt und dadurch eine erhöhte Verfestigung des Bodens bewirkt.

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3 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Verfestigung und/oder Stabilisierung eines Bodens, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Ausheben mindestens eines Abschnittes des zu verfestigenden und/oder zu stabilisierenden Bodens und Ablegen des ausgehobenen Bodenmaterials neben dem zu behandelnden Abschnitt,

b) Auseinanderdrücken des mit der verfestigenden Flüssigkeit zu tränkenden ausgehobenen Bodenmaterials,

c) Besprühen mindestens eines Teils des ausgehobenen Bodenmaterials mit einer dieses Material verfestigenden Flüssigkeit und d) Wiedereinfüllen von mindestens einem Teil des noch nassen, durch das Besprühen getränkten Bodenmaterials in den ausgehobenen Abschnitt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als das Bodenmaterial verfestigende Flüssigkeit Flüssigzement mit einem Silikatzusatz verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auseinanderdrücken bzw. Stampfen mit Hilfe der Schaufel eines Baggers ausgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verfestigung und/oder Stabilisierung eines Hangbodens, gekennzeichnet durch a) Ausheben eines Grabens in Berg-Tal-Richtung in aufeinanderfolgenden Abschnitten;

b) Auseinanderdrücken des mit der verfestigenden Flüssigkeit zu tränkenden ausgehobenen Bodenmaterials;

c) Besprühen von mindestens einem Teil des in den aufeinanderfolgenden Abschnitten ausgehobenen Bodenmaterials mit einer verfestigenden Flüssigkeit;

d) Wiedereinfüllen des getränkten Bodenmaterials in den Graben;

e) Auflegen eines Drainagemittels auf den verfestigten Grabenboden und f) Auffüllen des Grabens.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Drainagemittel auf den verfestigten Grabenboden eine Schicht (8) aus Schotter aufgelegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Drainagemittel auf dem verfestigten Grabenboden Drainagerohre verlegt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich an einzelnen Stellen des verfestigten und/oder stabilisierten Bodens Injektionsverankerungen angebracht werden.