EP0903441A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Zusatzmaterial - Google Patents

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EP0903441A2
EP0903441A2 EP98117622A EP98117622A EP0903441A2 EP 0903441 A2 EP0903441 A2 EP 0903441A2 EP 98117622 A EP98117622 A EP 98117622A EP 98117622 A EP98117622 A EP 98117622A EP 0903441 A2 EP0903441 A2 EP 0903441A2
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EP
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lock
vibrator
soil
ripper bar
feed container
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Conrad Dipl.-Ing. Schiller
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Keller Grundbau GmbH
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Keller Grundbau GmbH
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/08—Improving by compacting by inserting stones or lost bodies, e.g. compaction piles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • E02D3/123—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil and compacting the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction

Definitions

  • the invention relates to a method for introducing pourable Additional material in the soil under the surface of the soil to improve the load-bearing capacity of the soil using a device in the form of a lock vibrator, in particular a Stuffing process with repeated lowering and pulling the lock shaker.
  • the invention further relates to a Device for introducing pourable additional material into the soil under the soil surface to improve the load-bearing capacity of the bottom in the form of a lock shaker, comprising a feed container with a feed opening, one down vertical sluice tube connected to the feed container with a lower outlet opening and one in the lower area of the lock tube vibrating device.
  • Gland compression process of the type mentioned above for Soil improvement with the lock vibrators mentioned well known. This involves hanging one on a crane or lock shaker guided by a leader in the ground sunk and coarse material, e.g. Track gravel, coarse gravel or split introduced. By repeated Extend and retract the lock vibrator into the opening a compressed column of coarse material is created in the Ground. The material that originally occupied the bottom opening is displaced and the surrounding soil also within itself condensed. By creating such columns from coarse material In a grid-like arrangement, a building plot with a total of better properties for building. When training and Retracting by an amount of 50 cm, for example each part of the floor opening in the floor by the lock fitter released and at the same time with pourable coarse material filled.
  • coarse material e.g. Track gravel, coarse gravel or split introduced.
  • the present invention has the object to provide a method and a device, with which earth-moist sand when performing soil improvements by means of lock vibrators, especially in the stuffing process can be used.
  • the solution to this is a method in which the earth is humid Sand is used and bridging in the lock vibrator periodically mechanically destroyed and in a device, in which one arranged inside the lock tube Longitudinally movable ripper bar is provided.
  • a periodic operation in the above is in particular an uninterrupted back and forth Movement, but also with interruptions at intervals performed movements, which then, for example, only must comprise a single stroke. Float here Lift movement and / or rotary movement.
  • the ripper bar extends from Feed container up to the top of the vibrator.
  • the Ripper bar can in particular protrude transversely Have hooks to increase their effectiveness with low weight.
  • the ripper bar can preferably directly from a double-acting actuator cylinder or a rotary actuator can be operated via a crank mechanism, each in the feed container are arranged. These can be either lifting or rotating movements cause.
  • a longitudinal guide or bearing bush may be provided.
  • a crawler vehicle 11 is attached to it upright leader 12 is shown, on which a lock vibrator 13 is attached, which can be lowered into the ground.
  • a feed chute 14 is also fastened so that it can move in height, the in a lower position with solid and in shown in a highest position with dashed lines is.
  • a loader vehicle 15 can freshly dug sand in the Tilt feed chute 14 in its lower position, the in the upper position of the feed chute 14 in the lock vibrator 13 can be drained.
  • Crawler vehicle 11 and loader vehicle 15 stand on the floor surface 21 by a first stable bottom layer 22 is formed. Below this there is a less stable floor layer 23. In the floor itself two parallel packing columns 24, 25 are shown, the latter in the vertical axis of the lock vibrator 13 lies. For the production of a further packing column is thus initially the caterpillar 11 to move and then the lock vibrator 13 by means of the leader 12 lower again.
  • FIG 2 is the lock vibrator 13 with the details Feed container 27, lock tube 28 and vibrator arrangement 29 shown.
  • the feed container 27 has a filling opening on the side 30, through which the sand from the aforementioned feed chute is introduced.
  • the feed container 27 has at the bottom a bottom valve 31, with which the feed container 27 opposite the subsequent lock tube 28 can be closed.
  • At the bottom At the end of the lock tube 28 there is an oblique baffle 32, which is within the cross section of the lock tube 28 built-in vibrator 29 covers and that free cross section of the lock tube 28 to a lower Outlet opening 33 reduced.
  • the ripper bar is by means of the actuating cylinder 35 36 periodically in the axial direction in the lock tube 28 movable to prevent bridging along the arc line. Bridging means that it forms in the sand self - supporting vault shape, which is a reflow of Sand blocked.

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Abstract

Verfahren zum Einbringen von schüttfähigem Zusatzmaterial in den Boden unter die Bodenoberfläche (21) zum Verbessern der Tragfähigkeit des Bodens, mittels einer Vorrichtung in Form eines Schleusenrüttlers (13), insbesondere Stopfverdichtungsverfahren mit wiederholtem Absenken und Ziehen des Schleusenrüttlers (13), wobei erdfeuchter Sand als Zusatzmaterial verwendet wird und wobei Brückenbildungen im Schleusenrüttler (13) periodisch mechanisch zerstört werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von schüttfähigem Zusatzmaterial in den Boden unter die Bodenoberfläche zum Verbessern der Tragfähigkeit des Bodens mittels einer Vorrichtung in Form eines Schleusenrüttlers, insbesondere ein Stopfverdichtungsverfahren mit wiederholtem Absenken und Ziehen des Schleusenrüttlers. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Einbringen von schüttfähigem Zusatzmaterial in den Boden unter die Bodenoberfläche zum Verbessern der Tragfähigkeit des Bodens in Form eines Schleusenrüttlers, umfassend einen Aufgabebehälter mit einer Aufgabeöffnung, ein sich unten an den Aufgabebehälter anschließendes vertikales Schleusenrohr mit einer unteren Austrittsöffnung und eine im unteren Bereich des Schleusenrohres befindliche Rüttlervorrichtung.
Stopfverdichtungsverfahren der vorstehend genannten Art zur Baugrundverbesserung mit den genannten Schleusenrüttlern sind allgemein bekannt. Dabei wird ein an einem Kran aufgehängter oder an einem Mäkler geführter Schleusenrüttler in den Boden versenkt und in die entstandene Bodenöffnung Grobmaterial, z.B. Bahnschotter, Grobkies oder Split eingebracht. Durch wiederholtes Aus- und Einfahren des Schleusenrüttlers in die Öffnung entsteht eine in sich verdichtete Säule aus Grobmaterial im Boden. Das ursprünglich die Bodenöffnung einnehmende Material wird verdrängt und der umgebende Boden somit in sich ebenfalls verdichtet. Durch die Erzeugung derartiger Säulen aus Grobmaterial in rasterförmiger Anordnung entsteht ein Baugrund mit insgesamt besseren Eigenschaften zur Bebauung. Bei dem Aus- und Einfahren um jeweils beispielsweise einen Betrag von 50 cm wird jeweils ein Teil der Bodenöffnung im Boden vom Schleusenrtittler freigegeben und gleichzeitig mit schüttfähigem Grobmaterial gefüllt. Bei anschließendem erneuten Absenken des Schleusenrüttlers entsteht das zuvor genannte Verdichten des Zusatzmaterials und Verdrängen von gewachsenem Bodenmaterial. Bei Verwendung der obengenannten Grobmaterialien Bahnschotter, Grobkies oder Split als Zusatzmaterial, läßt sich das genannte Stopfverdichtungsverfahren problemlos ausführen. Die Materialien sind jedoch teuer, müssen fraktioniert und in der Regel weit herantransportiert werden. Beim Versuch Sand einzusetzen, der ggfs. vor Ort beim Ausheben von Baugruben verfügbar ist, haben sich Probleme ergeben. Erdfeuchter Sand neigt zu Brücken- bzw. Dombildung im Schleusenrüttler, das ein Nachfließen des Sandes verhindert, wobei auch die Rüttlertätigkeit diese Brückenbildung im Schleusenrohr nicht zerstören kann. Die Probleme lassen sich bisher nur dadurch lösen, daß getrockneter und damit rieselfähiger Sand verwendet wird. Hierdurch entstehen wieder erhebliche zusätzliche Kosten und Zeitverluste, die diese Vorgehensweise unwirtschaftlich erscheinen lassen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen erdfeuchter Sand bei der Durchführung von Bodenverbesserungen mittels Schleusenrüttler, insbesondere im Stopfverdichtungsverfahren zum Einsatz gebracht werden können. Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren, bei dem erdfeuchter Sand verwendet wird und Brückenbildungen im Schleusenrüttler periodisch mechanisch zerstört werden und in einer Vorrichtung, bei der eine im Inneren des Schleusenrohres angeordnete in Längsrichtung verlaufende periodisch bewegbare Aufreißerstange vorgesehen ist. Eine periodische Betätigung im vorstehenden Sinne ist hierbei insbesondere eine ununterbrochene Hin- und Herbewegung, aber auch mit Unterbrechungen in zeitlichen Abständen durchgeführte Bewegungen, die dann beispielsweise nur einen Einzelhub umfassen müssen. Hin- und Herbewegung kann hierbei Hubbewegung und/oder Drehbewegung sein.
In bevorzugter Ausgestaltung reicht die Aufreißerstange vom Aufgabebehälter bis zum oberen Ende der Rüttlervorrichtung. Die Aufreißerstange kann insbesondere quer abstehende Dornen oder Haken aufweisen, um bei geringem Gewicht ihre Wirkung zu vergrößern. Die Aufreißerstange kann bevorzugt unmittelbar von einem doppelt wirksamen Stellzylinder oder von einem Drehantrieb über einen Kurbeltrieb betätigt werden, die jeweils im Aufgabebehälter angeordnet sind. Diese können wahlweise Hub- oder Drehbewegungen bewirken. Am unteren Ende der Aufreißerstange kann eine Längsführung oder Lagerbuchse vorgesehen sein.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung wiedergeben erläutert.
  • Figur 1 zeigt eine Baustellensituation mit einem Schleusenrüttler
  • Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Schleusenrüttler gemäß der Erfindung.
    • In Figur 1 ist ein Raupenfahrzeug 11 mit einem daran befestigten aufgerichteten Mäkler 12 gezeigt, an dem ein Schleusenrüttler 13 befestigt ist, der in den Boden abgesenkt werden kann. Am Mäkler 12 ist weiterhin eine Aufgabeschurre 14 höhenverfahrbar befestigt, die in einer unteren Stellung mit durchgezogenen und in einer höchsten Stellung mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Ein Laderfahrzeug 15 kann frisch ausgehobenen Sand in die Aufgabeschurre 14 in ihrer unteren Stellung einkippen, der in der oberen Stellung der Aufgabeschurre 14 in den Schleusenrüttler 13 abgelassen werden kann. Raupenfahrzeug 11 und Laderfahrzeug 15 stehen auf der Bodenoberfläche 21 auf, die durch eine erste tragfähige Bodenschicht 22 gebildet wird. Unterhalb dieser befindet sich eine weniger tragfähige Bodenschicht 23. Im Boden selber sind zwei parallele Stopfverdichtungssäulen 24, 25 dargestellt, von denen letztere in senkrechter Achse des Schleusenrüttlers 13 liegt. Für die Herstellung einer weiteren Stopfverdichtungssäule ist somit zunächst das Raupenfahrzeug 11 zu verfahren und dann der Schleusenrüttler 13 mittels des Mäklers 12 erneut abzusenken.
    In Figur 2 ist der Schleusenrüttler 13 mit den Einzelheiten Aufgabebehälter 27, Schleusenrohr 28 und Rüttleranordnung 29 dargestellt. Der Aufgabebehälter 27 hat seitlich eine Einfüllöffnung 30, durch die der Sand aus der vorher genannten Aufgabeschurre eingebracht wird. Unten weist der Aufgabebehälter 27 ein Bodenventil 31 auf, mit dem der Aufgabebehälter 27 gegenüber dem anschließenden Schleusenrohr 28 verschließbar ist. Am unteren Ende des Schleusenrohres 28 befindet sich ein schräges Leitblech 32, das die innerhalb des Querschnittes des Schleusenrohres 28 eingebaute Rüttlervorrichtung 29 abdeckt und das den freien Querschnitt des Schleusenrohres 28 bis zu einer unteren Austrittsöffnung 33 reduziert. Oberhalb des Leitbleches 32 ist durch eine gestrichelte Kreisbogenlinie angedeutet, wie eine selbsttragende Brückenbildung im Schleusenrüttler entstehen kann, unterhalb derer der Sand abgeflossen ist, ohne daß neuer Sand nachrutschen kann. Im Bereich einer Flanschverbindung 34 zwischen Aufgabebehälter 27 und Schleusenrohr 28 ist ein Stellzylinder 35 gezeigt, an dem eine senkrechte Aufreißerstange 36 befestigt ist. Diese kann sich bis in den zuvor genannten reduzierten Querschnitt des Schleusenrohres 28 erstrecken und unten in einer Längsführung 38 geführt sein. An der Aufreißerstange 36 sind quer abstehende Dornen 37 zur Erhöhung der Wirkung regelmäßig angeordnet. Mittels des Stellzylinders 35 ist die Aufreisserstange 36 periodisch in Achsrichtung im Schleusenrohr 28 bewegbar, um die Brückenbildung gemäß der Bogenlinie zu verhindern. Brückenbildung bedeutet hierbei eine sich im Sand ausbildende selbsttragende Gewölbeform, die ein Nachfließen von Sand blockiert.
    Bezugszeichenliste
    11
    Raupenfahrzeug
    12
    Mäkler
    13
    Schleusenrüttler
    14
    Schurre
    15
    Laderfahrzeug
    16
    -
    21
    Bodenoberfläche
    22
    Bodenschicht
    23
    Bodenschicht
    24
    Materialsäule
    25
    Materialsäule
    26
    -
    27
    Aufgabebehälter
    28
    Schleusenrohr
    29
    Rüttlervorrichtung
    30
    Einführöffnung
    31
    Bodenventil
    32
    Leitblech
    33
    Austrittsöffnung
    34
    Flansche
    35
    Stellzylinder
    36
    Aufreißerstange
    37
    Dorne
    38
    Längsführung

    Claims (7)

    1. Verfahren zum Einbringen von schüttfähigem Zusatzmaterial in den Boden unter die Bodenoberfläche zum Verbessern der Tragfähigkeit des Bodens, mittels einer Vorrichtung in Form eines Schleusenrüttlers (13), insbesondere Stopfverdichtungsverfahren mit wiederholtem Absenken und Ziehen des Schleusenrüttlers,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß erdfeuchter Sand als Zusatzmaterial verwendet wird und daß Brückenbildungen (34) im Schleusenrüttler (13) periodisch mechanisch zerstört werden.
    2. Vorrichtung zum Einbringen von schüttfähigem Zusatzmaterial in den Boden unter die Bodenoberfläche zum Verbessern der Tragfähigkeit des Bodens, in Form eines Schleusenrüttlers (13), umfassend einen Aufgabebehälter (27) mit einer Aufgabeöffnung (30), ein sich unten an den Aufgabebehälter (27) anschließendes vertikales Schleusenrohr (28) mit einer unteren Austrittsöffnung (33) und eine im unteren Bereich des Schleusenrohres (28) befindliche Rüttlervorrichtung (29),
      gekennzeichnet durch
      eine im Inneren des Schleusenrohres (28) angeordnete in Längsrichtung verlaufende periodisch bewegbare Aufreißerstange (36).
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Aufreißerstange (36) vom Aufgabebehälter (27) bis zum oberen Ende der Rüttlervorrichtung (29) reicht.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß an der Aufreißerstange (36) quer abstehende Dorne (37) oder Haken angebracht sind.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Aufreißerstange (36) unmittelbar von einem doppelt wirksamen Stellzylinder (35) bewegbar ist.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Aufreißerstange (36) von einem Drehantrieb über einen Kurbeltrieb bewegbar ist.
    7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das untere Ende der Aufreißerstange (36) in einer Längsführung 38 gehalten ist.
    EP98117622A 1997-09-20 1998-09-17 Vorrichtung zum Einbringen von Zusatzmaterial Expired - Lifetime EP0903441B1 (de)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE29716935U 1997-09-20
    DE29716935U DE29716935U1 (de) 1997-09-20 1997-09-20 Vorrichtung zum Einbringen von Zusatzmaterial

    Publications (3)

    Publication Number Publication Date
    EP0903441A2 true EP0903441A2 (de) 1999-03-24
    EP0903441A3 EP0903441A3 (de) 1999-05-06
    EP0903441B1 EP0903441B1 (de) 2003-06-18

    Family

    ID=8046299

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    EP (1) EP0903441B1 (de)
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    EP0903441B1 (de) 2003-06-18
    DE59808740D1 (de) 2003-07-24
    DE29716935U1 (de) 1998-02-12
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