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Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Gräben und zur Bildung von Dichtungsschürzen
Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von Dichtungsschürzen in gewachsenem Boden bekannt. Es wurde beispielsweise vorgeschlagen, durch einander tangierende oder sich überschneidende
Betonbohrpfähle oder Fertigbetonsäulen alternierend mit Bohrpfählen Dichtungsschurzen zu bilden. Es sind auch Verfahren zur Bildung von Teilen von Dichtungsschürzen oder Stützwänden bekannt, wobei Graben- stücke in gewachsenem Boden hergestellt werden, die dann mit Beton oder andern dichtenden Baustoffen ausgefüllt werden.
Bei diesen bekannten Verfahren wird der Graben durch Meisselbohrung oder durch absatzweise Ver- tiefung des Aushubes, d. h. mit einer Reihe von Stufen hergestellt, wobei die Beförderung des ausgegra- benen Materials unabhängig vom Meissel oder durch das Bohrgestänge selbst erfolgt. Die Wände des Gra- bens werden durch den Wasserüberdruck oder durch den Zusatz von Ton, Bentonit usw. zum Betriebswasser des Bohrgerätes aufrecht erhalten.
Ferner ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei welchem das Erdreich zur Bildung des Grabens mit- tels Eimerbagger ausgebaggert wird, wobei die Grabenwände durch Gleitschalungen abgestützt werden.
Die Erfindung macht sich zum Ziel, ein gegenüber den bisherigen Verfahren vorteilhafteres und rascher arbeitendes Verfahren zur Herstellung von Gräben und Bildung von Dichtungsschürzen aus Beton oder andern dichtenden Stoffen sowie eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens zu schaffen und das erfindungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass unter Vermittlung eines rotierenden Saugbohrgerätes ein Graben gezogen wird, welcher während des Bohrvorganges mit in den Graben, gegebenenfalls zusammen mit abdichtenden Stoffen, wie beispielsweise Ton oder tonartigem Material eingebrachtem Wasser gefüllt gehalten wird,
wobei das Wasser zur Ausbringung des Erdreiches aus dem Graben verwendet wird und der Graben nach Massgabe des Fortschreitens des Bohrgerätes zur Bildung einer fortlaufenden Dichtungsschürze mit Beton oder andern dichtenden Stoffen zumindest teilweise ausgefüllt wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Graben in der Richtung des Fortschrittes des Bohrgerätes hinter demselben gegen den Arbeitsraum des Bohrgerätes abgegrenzt, so dass der fertiggestellte Graben ohne Behinderung des Bohrvorganges mit Beton od. dgl. gefüllt werden kann. Auf diese Weise wird ein kontinuierliches Arbeiten ermöglicht, wobei vor allem einerseits der gezogene Graben sofort kontinuierlich oder absatzweise ausgefüllt und dadurch einer Schädigung durch den Druck des Grundwassers entzogen werden kann und anderseits ein geschlossener Arbeitsraum für das Bohrgestänge geschaffen wird, aus welchem die Saugpumpe das gelöste und mit dem Betriebswasser gemischte Material fördern kann.
Diese Abgrenzung kann nun durch ein ortsfestes oder bewegliches Trennungselement, beispielsweise ein Stahlprofil oder eine Stahlbetonsäule erfolgen, wobei ein ortsfestes Trennungelement in den Aufbau der Dichtungsschürze einbezogen und ein bewegliches Trennungselement nach Massgabe des Fortschreitens der Bohrarbeit nachgesetzt wird.
Die einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem entlang des zu ziehenden Grabens verfahrbaren Bohrgestell mit wenigstens einem Saugbohrgerät, dessen heb-und senkbare Bohrstange über ihre ganze in den Boden senkbare Länge mit Schneidorganen, wie beispielsweise Zähnen, ausgebildet ist, wobei die erforderliche Saugpumpe zweckmässig am Bohrgestell an-
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geordnet ist. Um den Vorschub in Richtung des zu ziehenden Grabens zu erleichtern, können erfindungs- gemäss die Bohrstange oder Stangen, die verzahnte Querarme aufweisen, in der Achse des zu ziehenden
Grabens derart geneigt angeordnet sein, dass der obere Bohrstangenteil in Richtung des Vorschubes ge- sehen, vor dem unteren Bohrstangenteil liegt.
Auf diese Weise wird das Gewicht des Bohrgestänges zur
Erzeugung des Vorschubdruckes ausgenützt und es wird sozusagen eine Art gezogener Schnitt erreicht.
Einem weiteren Erfindungsmerkmal entsprechend kann nun auch das Trennungselement, wie bei- spielsweise ein Stahlträger, am Bohrgestänge derart festgelegt sein, dass es in der Vorschubrichtung ge- sehen, hinter dem Bohrgestänge und ungefähr parallel zu diesem in den Graben greift und den Arbeits- raum des Bohrgestänges gegen den zu füllenden bzw. auszubetonierenden Teil des Grabens abgrenzt. Auf diese Weise kann somit das Trennungselement laufend nach Massgabe des Fortschreitens des Bohrgestänges mitgenommen und die kontinuierliche Arbeit erleichtert werden.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt das Bohrgestell mit dem Bohrgestänge in Seitenansicht quer zur Vorschubrichtung, wobei der gewachsene Boden nach Linie I-I in Fig. 3 geschnitten ist. Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht des Bohrge- stelles in Richtung des zu ziehenden Grabens, wobei der gewachsene Boden nach Linie li-lI in Fig. 3 ge- schnitten ist. Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie ICI-ILS in Fig. 1, wobei der Fortschritt beim Ziehen des Grabens dargestellt ist.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Bohrgerätes in Seitenansicht beim Ziehen eines Gra- bens, wobei der gewachsene Boden nach Linie IV-IV in Fig. 5 geschnitten ist. Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 2, wobei der Fortschritt der Arbeit beim Ziehen des Grabens angedeutet ist.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des Bohrgestelles mit dem Bohrgestänge in Arbeitsstellung, wäh- rend Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 6 darstellt.
Die Fig. 8, 9, 10, 11, 12 und 13 zeigen verschiedene Ausführungsformen des Bohrgestänges und der
Trennungselemente im Horizontalschnitt durch den Graben und das Bohrgestänge.
Die Fig. 14 und 15 zeigen eine Ausführungsform einer Dichtungsschürze, wobei Fig. 14 einen Längs- schnitt durch die Dichtungsschürze nach Linie XIV-XIV in Fig. 15 und Fig. 15 einen Schnitt nach Li- nie XV-XV in Fig. 14 quer durch die Dichtungsschürze darstellt.
Die Fig. 16, 17 und 18 zeigen eine Anordnung zur Absaugung des Grundwassers, wobei Fig. 16 die
Dichtungsschürze im Längsschnitt nach Linie XVI-XVI in Fig. 17, Fig. 17 einen Querschnitt durch die Dichtungsschürze nach Linie XVII-XVII in Fig. 16 und Fig. 18 eine Draufsicht auf die Dichtungsschürze darstellt.
Die Fig. 19 und 20 zeigen zwei verschiedene Massnahmen bei der Herstellung einer Dichtungsschürze im Querschnitt durch die Dichtungsschürze.
Die Fig. 21, 22 und 23 zeigen eine Ausführungsform einer Dichtungsschürze mit Spundwand, wobei
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in Fig. 21 und Fig. 23 eine Draufsicht darstellt.
. Die Fig. 24, 25 und 26 zeigen eine andere Ausführungsform einer Dichtungsschürze, wobei Fig. 24 einen Längsschnitt der Dichtungsschürze nach Linie XXIV-XXIV in Fig. 25, Fig. 25 einen Querschnitt durch die Dichtungsschürze nach Linie XXV-XXV in Fig. 24 und Fig. 26 eine Draufsicht auf die Dichtungsschürze darstellt.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist das Saugbohrgerät mit dem Bohrgerüst 1 und dem Bohrgestänge 2 längs der Achse des auszuführenden Grabens beweglich und mit einer Zentrifugalpumpe 3 ausgerüstet, welche dem Bohrgestänge 2 angeschlossen ist, welches durch eine Winde 4 gehoben und gesenkt werden kann. Das Bohrgestänge ist mit gezahnten Querarmen 5 zum Graben des Bodens vor der halbzylindrischen Front versehen. Am unteren Ende des Gestänges ist ein kammartiger Bohrkopf 6 angebracht, welcher die erste Bohrung gestattet und das Material am unteren Ende der Bohrung ausgräbt. In Fig. 3 ist die erste Bohrung und der Fortschritt desSauggerätes während desZiehens des für dieDichtungsschürze nötigen Grabens dargestellt.
In Fig. 4 bedeutet 1 das Bohrgerüst, auf Rädern oder Rollschemeln beweglich in der Achse der auszuführenden Dichtungsschürze, 2 das Bohrgestänge mit den Querarmen 5, 3 die Zentrifugalpumpe, 4 die Winde zum Auf- und Abbewegen des, Bohrgestänges und 6 den Bohrkopf. Hiebei ist die Bohrsäule oder das Bohrgestänge nicht lotrecht, wie es normalerweise bei Bohrungen mit dem Saugbohrgerät der Fall ist, sondern geneigt, um eine horizontale Komponente des Gewichtes des Bohrgestänges zu erhalten, welche den Fortschritt des Bohrgerätes fördert. In Fig. 5 ist wieder die Wirkungsweise des Bohrgerätes beim Fortschritt der Arbeit während des Ziehens des Grabens gezeigt.
Die Betonierung der Schürze kann im Graben selbst, nach Herausnahme des Bohrgestänges mit zweck- mässigen Einrichtungen erfolgen oder durch Anlage eines Trennungselementes zwischen dem Bohrgestänge
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und dem fertiggestellten Grabenstück. Dieses Trennungselem3nt kann mit dem Saugbohrgerät zusam- mengebaut, von ihm lösbar sein oder ganz unabhängig vom Saugbohrgerät eingebaut werden. In den
Fig. 6 und 7 stellt 7 einen am Bohrgestänge 2 befestigten lotrechten Träger dar, welcher bis zum Grun- de des Grabens reicht und den gezogenen Graben vom Bohrgestänge trennt. Durch diese Anordnung ist es möglich, dem Ziehen eines Grabenstückes sofort die Betonierung oder die Füllung des Grabens mit dich- tem Material folgen zu lassen.
Diese Abtrennung kann in verschiedener Weise ausgeführt werden. Wie in
Fig. 8 dargestellt, kann am Stahlträger 7 ein zweiter Träger 8 angeschweisst sein, wodurch eine doppelte
Trennung und Dichtung zwischen der Grab- und Aushubzone und dem Betonguss 9 oder der Füllung des
Grabens gebildet wird. Der Raum zwischen beiden Trägern kann unten verschlossen sein, um den Durch- tritt des Betons oder der wasserdichten Stoffe unter den Trägern zu verhindern. Der zweite Träger kann. wie in den Fig. 9, 10 und 11 gezeigt, durch andere Anordnungen ersetzt werden, wie z. B. durch einen halbzylindrischen Schild, (Fig. 9) aus Stahlblech oder eine Stahlspundbohle 11 (Fig. 10), welchevom
Träger 7 nach Anlegen einer elastischen oder plastischen wasserdichten Haut 12 auf demselben abgezogen werden kann.
Dabei bildet die plastische wasserdichte Schicht eine Fuge zwischen je einem Betonguss und dem nächsten. Das gestattet den Fortschritt des Saugbohrgerätes mit dem Träger 7 und der von neuem eingebrachtenStahlbohle, um das Manöver wiederholen zu können. In Fig. 11 bildet ein durch Druckluft aufgeblasenes Gummirohr 13 die provisorische Trennungswand zwischen einem Betonguss und dem nächsten und erlaubt jeweils das Fortschreiten des Bohrgerätes ; nach dem Abbinden des Betons wird die Luft aus dem Gummirohr 13 abgeblasen und das Gummirohr 13 zurückgezogen.
In Fig. 11 ist die Grabvorrichtung durch zwei rotierende Vertikalfräsen 14 mit Querarmen gebildet.
Hiebei erfolgt die Materialbeförderung durch eine feste, zwischen den zwei Fräsen angeordnete Verrohrung 15, welche an die Zentrifugalpumpe angeschlossen ist. Zwei Rohre 16 können zur Einpressung von dichtenden Stoffen in das ausgegrabene Material dienen, welches zur Aufrechterhaltung der Grabenwände beitragen kann.
Auch in den Fig. 9 und 10 dienen die Bohrgestänge 2 nur dem Graben des Bodens, während die Beförderung des Materials mit dem Betriebswasser des Saugbohrgerätes durch die feste Verrohrung 15 erfolgt, welche an die Zentrifugalpumpe angeschlossen ist.
Der Querabschluss des Grabens zum Zwecke der Betonierung einer Grabenstrecke kann vom Saugbohrgerät vollkommen unabhängig sein, wie es in den Fig. 12 und 13 dargestellt ist. In Fig. 12 stellt 2 das Gestänge des Bohrgerätes mit den Querarmen 5 und 17 ein Stahlprofil dar, welches in die Grabenwände einschneidet und den Betonguss in der fertigen Grabenstrecke ohne Störung des Fortschrittes des Bohrgerätes gestattet.
In Fig. 13 stellt 18 eine hohle Stahlbetonsäule dar, welche den Querschnitt des Grabens einnimmt.
Aus den freien Seiten der Stahlbetonsäule stehen Eisenbügel 19 heraus, welche nach dem Eingiessen des Betons von diesem umhüllt werden. Dadurch wird eine mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Betongüssen erreicht. Ein Stahlrohr 20 stützt die einzelnen Teile der Stahlbetonsäule 18. Durch Einpressen von Zementbrei in eine Kiesfüllung 21 mittels Stahlrohren 22 wird eine seitliche Abdichtung der Stahlbetonsäule 18 gegen die Grabenwände erreicht.
Statt mit Beton oder andern wasserdichten Stoffen kann der Graben in der Tiefe oder auf voller Höhe mit kalibriertem Material als Filter oder Drainage ausgefüllt werden. Dieses Material kann nachträglich ausgepresst werden und durch irgendein Verfahren wasserdicht gemacht werden.
Es kann vorkommen, dass knapp über der Felsfläche oder der wasserdichten Schicht, wo die Dichtungsschürze einbinden soll, grössere Steine oder sogar Blöcke und Findlinge liegen, welche die Anwendung des Saugbohrgerätes sehr erschweren oder sogar unmöglich machen können. In diesem Falle kann diese Schicht durch Injektionen, welche erst nach Herstellung der Dichtungsschürze ausgeführt werden, abgedichtet werden.
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gepresst wird. Auch können durch diese Löcher Stahlrohre eingeführt und auch in die Blockschicht eingetrieben werden, um durch diese Stahlrohre Zementbrei oder andere dichtende Stoffe einzupressen.
In den Fig. 14 und 15 sind der gewachsene Boden mit 23, die Betonschürze mit 24, die Löcher mit 25, die Stahlrohre mit 26 und die abzudichtende Blockschicht mit 27 bezeichnet.
Die Erfindung sieht die Möglichkeit vor, die Grundwasserabsenkung vorzunehmen, um den Aushub und die Betonierung der Sohle im Inneren eines Bauwerkes, dessen Umfassungswände mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Zu diesem Zwecke werden während der Betonierung der Schürze Löcher von passendem Durchmesser für den Durchgang der Filterrohre belassen, welche die Grund-
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wasserschicht erreichen und im Inneren die Saugrohre oder eine Tauchpumpe aufnehmen.
Das in der Betonwand zu belassende Loch kann in irgendeiner Weise erzeugt werden, z. B. mit einer hohlen Stahlbetonsäule, mit einem Stahl- oder Blechrohr, mit einem aufgeblasenen Rohr, welches nach dem Abbinden des Betons entleert und zurückgezogen wird, usw.
Das im Beton belassene Loch gestattet dessen Verlängerung mit einer Bohrung bis zur erforderlichen Tiefe zum Einbau der Filterrohre.
In den Fig. 16-18 sind mit 24 die Betonschürze im Boden 23, mit 25 die Löcher, mit 28 das Filterrohr, mit 29 das Saugrohr und mit 30 das Sammelrohr an die Pumpe bezeichnet.
Die Erfindung sieht den Aushub des oberen Teiles des Grabens mit normalen Mitteln und seine Füllung mit Ton oder Lehm vor. Während des Betriebes des Saugbohrgerätes wird diese Tonfüllung durch das Umlaufwasser gelöst und sie kann so zur Abdichtung und Aufrechterhaltung der Grabenwände beitragen oder gar genügen.
In Fig. 19 ist der Boden mit 23, die Schürze mit 24, der mit Ton gefüllte Graben mit 31 bezeichnet.
Es kann vorkommen, dass der Grundwasserspiegel sich auf geringer Tiefe unter der Bodenoberfläche befindet und kein genügender Wasserüberdruck für den Betrieb des Saugbohrgerätes und die Auf echterhaltung der Grabenwände besteht. Die Erfindung sieht in diesem Falle die Bildung eines Dammes aus Ton
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Dichtung und Aufrechterhaltung der Grabenwände beiträgt oder gar genügt.
. In Fig. 20 ist der Boden mit 23, die Schürze mit 24, der Tondamm mit 32 und der Grundwasserspie- gel mit 33 bezeichnet.
Die Erfindung sieht den Bau einer Betonschürze im-unteren Teil des Grabens und einer Stahlwand im oberen Teil vor ; der Fuss derStahlwand ist vom Beton eingefasst, soweit es für die Dichtung notwendig ist. Diese Stahlwand hat normalerweise nur provisorischen Charakter und wird dann knapp über der Beton- oberfläche abgeschnitten und wiedergewonnen, mit Ausnahme der Einfassung im Beton der Dichtungs- schürze.
In den Fig. 21 - 23 bedeuten 23 den Boden, 24 die Betonschürze, 34 die Stahlwand.
An Stelle der Stahlwand können Stahlträger im Beton der Schürze eingesetzt werden, welche die Bildung eines provisorischen Kastenfangdammes gestatten und dann über der Betonoberfläche abgeschnitten werden können.
In den Fig. 24-26 bedeuten 23 den gewachsenen Boden, 24 die Schürze und 35 die Stahlträger.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Gräben und zur Bildung von Dichtungsschürzen aus Beton oder ändern Stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass unter Vermittlung eines rotierenden Saugbohrgerätes ein Graben gezogen wird, welcher während des Bohrvorganges mit in den Graben, gegebenenfalls zusammen mit abdichtendenStoffen, wie beispielsweise Ton oder tonartigem Material, eingebrachtem Wasser gefüllt gehalten wird, wobei das Wasser zur usbringung des Erdreiches aus dem Graben verwendet wird und der Graben nach Massgabe des Fortschreitens des Bohrgerätes zur Bildung einer fortlaufenden Dichtungsschürze mit Beton oder andern dichtenden Stoffen zumindest teilweise ausgefüllt wird.
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Method and device for making trenches and for forming sealing aprons
Various methods for producing sealing aprons in natural soil are already known. For example, it has been proposed that they be tangent or intersecting
Concrete bored piles or precast concrete columns alternating with bored piles to form sealing skirts. Methods are also known for forming parts of sealing aprons or retaining walls, with trench pieces being produced in the natural soil, which are then filled with concrete or other sealing building materials.
In these known methods, the trench is made by chisel drilling or by stepwise deepening of the excavation, ie. H. produced in a series of stages, with the excavated material being conveyed independently of the bit or by the drill pipe itself. The walls of the trench are maintained by the excess water pressure or by the addition of clay, bentonite, etc. to the operating water of the drilling device.
Furthermore, a method has become known in which the soil is dredged by means of a bucket excavator to form the trench, the trench walls being supported by sliding formwork.
The aim of the invention is to create a more advantageous and faster working method than previous methods for the production of trenches and the formation of sealing aprons made of concrete or other sealing materials as well as a device for carrying out this method and the method according to the invention essentially consists in that a trench is drawn with the help of a rotating suction drilling device, which is kept filled with water introduced into the trench, possibly together with sealing substances such as clay or clay-like material, during the drilling process,
wherein the water is used to extract the soil from the trench and the trench is at least partially filled with concrete or other sealing substances as the drilling device advances to form a continuous sealing skirt.
According to a preferred embodiment of the invention, the trench is delimited in the direction of the advance of the drilling device behind it against the working space of the drilling device, so that the finished trench can be filled with concrete or the like without hindering the drilling process. In this way, continuous work is made possible, whereby, on the one hand, the ditch drawn can be filled continuously or intermittently and thus removed from damage by the pressure of the groundwater and, on the other hand, a closed working space for the drill rod is created, from which the suction pump removes the loosened and can convey material mixed with the process water.
This demarcation can now be done by a fixed or movable separating element, for example a steel profile or a reinforced concrete column, a fixed separating element being included in the construction of the sealing skirt and a movable separating element being added as the drilling work progresses.
The device forming a further subject matter of the invention consists essentially of a drilling rig which can be moved along the trench to be drawn and has at least one suction drilling device, the lifting and lowering drill rod of which is constructed with cutting elements such as teeth over its entire length, which can be lowered into the ground the required suction pump appropriately on the drilling rig
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is ordered. In order to facilitate the advance in the direction of the trench to be drawn, according to the invention the drill rod or rods which have toothed transverse arms can be positioned in the axis of the trench to be drawn
Trench be arranged inclined in such a way that the upper drill rod part, viewed in the direction of feed, lies in front of the lower drill rod part.
In this way the weight of the drill string is used to
Generation of the feed pressure is used and a kind of drawn cut is achieved, so to speak.
According to a further feature of the invention, the separating element, such as a steel girder, can now also be fixed on the drill rod in such a way that, viewed in the feed direction, it engages behind the drill rod and approximately parallel to it in the trench and opens up the working space of the Drill rods against the part of the trench to be filled or concreted out. In this way, the separating element can thus be continuously carried along in accordance with the progression of the drill rod and the continuous work can be made easier.
In the drawings, the invention is explained schematically on the basis of exemplary embodiments.
Fig. 1 shows the drilling frame with the drill rod in a side view transverse to the feed direction, the grown soil being cut along line I-I in FIG. FIG. 2 shows an end view of the drilling frame in the direction of the trench to be drawn, the grown soil being cut along line II-II in FIG. FIG. 3 shows a section along the line ICI-ILS in FIG. 1, the progress in drawing the trench being shown.
FIG. 4 shows another embodiment of the drilling device in a side view when a trench is being drawn, the grown soil being cut along line IV-IV in FIG. Fig. 5 shows a section along line V-V in Fig. 2, the progress of the work being indicated when the trench is being drawn.
FIG. 6 shows an embodiment of the drill frame with the drill rod in the working position, while FIG. 7 shows a section along line VII-VII in FIG.
8, 9, 10, 11, 12 and 13 show different embodiments of the drill string and the
Separation elements in horizontal section through the trench and the drill pipe.
14 and 15 show an embodiment of a sealing apron, FIG. 14 a longitudinal section through the sealing apron along line XIV-XIV in FIG. 15 and FIG. 15 a section along line XV-XV in FIG. 14 transversely represented by the sealing skirt.
16, 17 and 18 show an arrangement for sucking off the groundwater, FIG. 16 showing the
Sealing skirt in longitudinal section along line XVI-XVI in FIG. 17, FIG. 17 shows a cross section through the sealing skirt along line XVII-XVII in FIG. 16, and FIG. 18 shows a top view of the sealing skirt.
19 and 20 show two different measures in the production of a sealing apron in cross section through the sealing apron.
21, 22 and 23 show an embodiment of a sealing skirt with sheet pile wall, wherein
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in Figs. 21 and 23 is a plan view.
. 24, 25 and 26 show another embodiment of a sealing skirt, FIG. 24 being a longitudinal section of the sealing skirt along line XXIV-XXIV in FIG. 25, and FIG. 25 being a cross section through the sealing skirt along line XXV-XXV in FIG. 24 and FIG. 26 is a plan view of the sealing skirt.
As shown in FIGS. 1 and 2, the suction drilling device with the drill rig 1 and the drill rod 2 is movable along the axis of the trench to be carried out and is equipped with a centrifugal pump 3 which is connected to the drill rod 2, which is raised and lowered by a winch 4 can be. The drill pipe is provided with toothed cross arms 5 for digging the ground in front of the semi-cylindrical front. At the lower end of the rod a comb-like drill head 6 is attached, which allows the first hole and digs out the material at the lower end of the hole. Fig. 3 shows the first drilling and the progress of the suction device while the trench needed for the sealing skirt is being drawn.
In Fig. 4, 1 means the drill rig, movable on wheels or roller stools in the axis of the sealing skirt to be executed, 2 the drill rod with the cross arms 5, 3 the centrifugal pump, 4 the winch for moving the drill rod up and down and 6 the drill head. Hiebei the drilling column or the drill pipe is not plumb, as is normally the case with drilling with the suction drill, but inclined to obtain a horizontal component of the weight of the drill pipe, which promotes the progress of the drill. In Fig. 5 again the operation of the drilling device is shown as the work progresses while the trench is being drawn.
The apron can be concreted in the trench itself, after the drill rod has been removed, using appropriate equipment, or by placing a separating element between the drill rod
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and the completed trench. This separation element can be assembled with the suction drilling device, detachable from it or installed completely independently of the suction drilling device. In the
FIGS. 6 and 7 show 7 a vertical support which is fastened to the drill rod 2 and which extends to the bottom of the trench and separates the drawn trench from the drill rod. With this arrangement it is possible to have the construction of a trench immediately followed by the concreting or the filling of the trench with dense material.
This separation can be carried out in various ways. As in
Fig. 8, a second carrier 8 can be welded to the steel carrier 7, whereby a double
Separation and sealing between the digging and excavation zone and the concrete 9 or the filling of the
Trench is formed. The space between the two girders can be closed at the bottom in order to prevent the concrete or waterproof materials from passing under the girders. The second carrier can. as shown in Figs. 9, 10 and 11, can be replaced by other arrangements, such as. B. by a semi-cylindrical shield (Fig. 9) made of sheet steel or a steel sheet pile 11 (Fig. 10), which from
Support 7 can be peeled off after applying an elastic or plastic waterproof skin 12 on the same.
The plastic, waterproof layer forms a joint between one concrete casting and the next. This allows the suction drilling device to advance with the carrier 7 and the newly introduced steel pile in order to be able to repeat the maneuver. In FIG. 11, a rubber tube 13 inflated by compressed air forms the temporary partition wall between one concrete casting and the next and allows the drilling device to advance in each case; After the concrete has set, the air is blown out of the rubber pipe 13 and the rubber pipe 13 is withdrawn.
In Fig. 11 the digging device is formed by two rotating vertical milling cutters 14 with transverse arms.
In this case, the material is conveyed through a fixed piping 15 arranged between the two milling cutters and connected to the centrifugal pump. Two tubes 16 can serve to press sealing substances into the excavated material, which can help maintain the trench walls.
9 and 10, the drill rods 2 are only used to dig the ground, while the material is conveyed with the operating water of the suction drilling device through the fixed tubing 15 which is connected to the centrifugal pump.
The transverse termination of the trench for the purpose of concreting a trench section can be completely independent of the suction drilling device, as shown in FIGS. 12 and 13. In Fig. 12, 2 shows the rods of the drilling device with the transverse arms 5 and 17, a steel profile which cuts into the trench walls and allows the concrete to be cast in the finished trench without disturbing the progress of the drilling device.
In Fig. 13, 18 represents a hollow reinforced concrete column which occupies the cross section of the trench.
Iron stirrups 19 protrude from the free sides of the reinforced concrete column and are enveloped by the concrete after it has been poured. This creates a mechanical connection between the individual concrete casts. A steel pipe 20 supports the individual parts of the reinforced concrete column 18. By pressing cement paste into a gravel filling 21 by means of steel pipes 22, a lateral sealing of the reinforced concrete column 18 against the trench walls is achieved.
Instead of concrete or other waterproof materials, the trench can be filled in depth or at full height with calibrated material as a filter or drainage. This material can be pressed out afterwards and made waterproof by any method.
It can happen that larger stones or even blocks and boulders lie just above the rock surface or the watertight layer where the sealing skirt is to be integrated, which can make it very difficult or even impossible to use the suction drill. In this case, this layer can be sealed by injections, which are only carried out after the sealing skirt has been produced.
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is pressed. Steel pipes can also be inserted through these holes and also driven into the block layer in order to inject cement paste or other sealing substances through these steel pipes.
In FIGS. 14 and 15, the grown soil is denoted by 23, the concrete skirting by 24, the holes by 25, the steel pipes by 26 and the block layer to be sealed by 27.
The invention provides the possibility of lowering the groundwater in order to excavate and concretize the base inside a structure, the surrounding walls of which are produced using the method of the present invention. For this purpose, holes of suitable diameter are left for the passage of the filter pipes during the concreting of the apron, which the basic
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Reach the water layer and pick up the suction pipes or a submersible pump inside.
The hole to be left in the concrete wall can be created in any way, e.g. B. with a hollow reinforced concrete column, with a steel or sheet metal pipe, with an inflated pipe, which is emptied and withdrawn after the concrete has set, etc.
The hole left in the concrete allows it to be extended with a drilling to the required depth for installing the filter pipes.
In FIGS. 16-18, 24 denotes the concrete skirt in the floor 23, 25 denotes the holes, 28 denotes the filter pipe, 29 denotes the suction pipe and 30 denotes the collecting pipe to the pump.
The invention provides for the excavation of the upper part of the trench by normal means and its filling with clay or loam. During the operation of the suction drilling device, this clay filling is loosened by the circulating water and it can thus contribute to the sealing and maintenance of the trench walls or even suffice.
In FIG. 19, the bottom is denoted by 23, the skirt is denoted by 24, and the trench filled with clay is denoted by 31.
It can happen that the water table is at a shallow depth below the surface of the ground and there is insufficient excess water pressure for the operation of the suction drilling device and the maintenance of the trench walls. The invention in this case provides for the formation of a dam from clay
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Sealing and maintaining the trench walls contributes or even suffices.
. In FIG. 20, the bottom is denoted by 23, the apron by 24, the clay dam by 32 and the groundwater level by 33.
The invention provides for the construction of a concrete skirt in the lower part of the trench and a steel wall in the upper part; the foot of the steel wall is surrounded by concrete as far as it is necessary for the seal. This steel wall is normally only of a temporary nature and is then cut off and reclaimed just above the concrete surface, with the exception of the surround in the concrete of the sealing skirt.
In FIGS. 21-23, 23 denotes the floor, 24 the concrete skirt, 34 the steel wall.
Instead of the steel wall, steel girders can be used in the concrete of the apron, which allow the formation of a temporary box dam and then be cut off over the concrete surface.
In Figs. 24-26, 23 denotes the grown floor, 24 the skirt and 35 the steel girders.
PATENT CLAIMS:
1. A method for the production of trenches and for the formation of sealing aprons from concrete or other substances, characterized in that a trench is drawn with the aid of a rotating suction drilling device, which during the drilling process with in the trench, optionally together with sealing substances such as clay or clay-like material, introduced water is kept filled, the water being used to bring the soil out of the trench and the trench being at least partially filled in accordance with the progress of the drilling device to form a continuous sealing skirt with concrete or other sealing substances.