@ Verfahren zur Baugrundverbesserung natürlicher Bodenschichten und künstlicher Schüttung@-m# Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Baugrundverbesserung natürlicher Bodenschichten und künstlicher Sehüttungen durch Einbringen tragfähigen Steinmaterials, das heisst von gröberen Stei nen oder Kies.
Eine der ältesten Gründungsmethoden be steht bekanntlich darin, dass nichttragfähige Bodenschichten, wie weicher Ton-, Lehm-, Schlamm- oder Moorboden, durch Aushub ent fernt und durch tragfähige @ Schichten, wie z. B. Sand oder Kies, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer Verdichtung oder durch il#lagerbeton, ersetzt werden. Es, gibt jedoch zahlreiche Fälle, in denen ein solches Vor gehen sehr wenig wirtschaftlich ist, insbeson dere wenn eine teure Aussteifung der Bau grube mit einer zeitweise zusätzlichen Wasser haltung erforderlich ist.
Aiteh werden mitunter solche weiche Schichten durch Sprengungen zum Auswei- chen gebracht, so da.ss aufgelagerte Block end Kiesschüttungen zum Absinken gebracht werden (1Ioorsprengimg). Der Gedanke, der dem Sprengverfahren zugrunde liebe, besteht demnach darin, die weichen Sehiehten unter halb einer aufgebrachten ,
Schüttmasse durch eingebrachte Sprengladungen in ihrem Gefüge zii zerstören und zu erschüttern und durch die darauf lastende Schüttmasse, die zuerst bei der Sprengung leicht angehoben wird, worauf sie mit Wucht auf die weicheren Schichten zurückfällt, zum seitlichen Fliessen zu bringen. Die Kosten von derart ausgefÜhr- ten Sprengengen betragen zwar meist weniger als die Hälfte der Kosten, die der Vollaushub erfordern würde, jedoch ist bei dieser Methode keine sichere Gewähr dafür gegeben,
dass der weiche Boden überall mit Sicherheit entfernt wird. Darüberhinaus ist auch mit Setzungen im eingebrachten Boden zu rechnen, da dieser ohne besondere Verdichtungsmassnahmen ein gebracht wurde.
In einf'aehen Fällen ist es möglich, weiche Baugrundschichten auch durch Einrammen von Schotter und Kies zu verbessern. Um ein seitliches Abfliessen der eingebrachten Kassen. zu vermeiden, müssen jedoch meistens zuvor Spimdwände zur Begrenzung der zu verbessernden Schichten eingebracht werden. Ausserdem ist die Tiefenwirkung dieses Ver fahrens sehr beschränkt.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden die vorgenannten Nachteile bekannter Verfahren vermieden, indem das tragfähige Steinmaterial ohne Beseitigung der nichttrag- fähigen Schicht in den Baugrind eingebracht wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das tragfähige Material durch Rütteln mittels die Rüttelbe- wegung übertragender, dem nicht tr aglähigen Bodenmaterial ein Hochsteigen über das trag fähige Material gestattender Elemente bis zur Bildung eines Steingerüstes auf einer trag fähigen Bodenschicht in das nicht tragfähige Material eingearbeitet -und verdichtet wird.
Auch bei Schüttungen, wenn. für solche praktisch nur Bodenarten zur Verfügung ste hen, in denen ein übermass an weichem Ma terial gegenüber Kies-, Sand- oder Steinan teilen vorhanden ist-, kann man entsprechend verfahren -und dadurch den Boden erst für eine Sehüttung, z. B. Dammschüttimg, geeig net machen.
Durch Einrüttelung einer auf eine solche ungeeignete Schüttung aiügebraehten Stein schüttung erhält man das nötige Verhältnis von Material, das in dichtester Lagerung das tragende Gerüst bildet, und von weichem,
aber ausschliesslich nur noch porenfüllendem Schüttmaterial ohne übersehuss. Das über- schiissige und weiche Material quetscht sieh in diesem Falle von unten in die Steinschüt- tung ein und führt zu einer Durchdringung, bis das gewünschte tragfähige Steingerüst sich gebildet hat.
Das Steinskelett übernimmt in diesen Fäl len innerhalb der nichttragenden Schicht die auftretenden Belastungen, während das die Hohlräume des Steingerüstes ausfüllende, an siehnichttra.gendeMaterial seinerseits von den auftretenden Belastungen vollkommen befreit ist.
Man vermeidet hierdurch in erster Linie Setzungen, der weichen nichttragenden; Schicht. Das Verfahren hat damit praktische Bedeu- tung besonders in der Gründiuigstechnik, z. B.
zur Verbesserung natürlicher weicher Boden schichten, da, wo einerseits eine Entfernung dieser zu teuer ist, und anderseits Stein- oder Kiesmaterial preisgünstig zur Verfügung steht, wie auch für künstliche Aufschüttün gen, bei denen zwar genügend Boden zur Ver fügung steht,
dieser aber wegen mangelnder Tragfähigkeit beispielsweise keine rutsch sicheren und setzlingsfreien Dammschüttuu- gen ergeben würde.
Es lassen sieh danach auch Stau-, Bahn und Strassendämme selbst aus weniger geeig netem Bodenmaterial herstellen, die gegen zukünftige Setzungen einwandfrei gesichert sind.
Durch die Bildung eines Steinskelettes ist. man auch in der Lage, Böschungen von grosser Steilheit zu wählen, weil die Rutschgefahr bei einem eingebrachten Steinskelett geringer ist. Man kann auf diese Weise auch einzelne Ar beitsstellen umrahmen, um diese gegen Aus quetschung zu sichern.
Bei der Durchführung des Verfahrens kann man Steinmaterial hagenweise schütten und einrütteln, wobei der aasgequetschte Boden so lange unter Nachschüttung von neuem Material weiterbehandelt wird, bis die erforderliche Tiefe des gebildeten Steinge rüstes erreicht ist, oder man kann auch unter Umständen vorberechnete Mengen der Ge- samtschüttung aufbringen.
Vorzugsweise be dient man sich dabei solcher Rüttelgeräte, die mehr oder weniger in die Aufschüttung ein greifen, und vor allen Dingen solcher Anord nungen, wie z. B. Lochplatten, rostartige Belastungsplatten, Rüttelkörbe und derglei chen, die das weiche Bodenmaterial zwischen dem Steinmaterial hindurch nach oben durch- treten lassen.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht als Beispiele des Verfahrens in einem Quer schnitt in Fig. 1 den Vorgang einer Bodenverbesse rung bei natürlicher Bodenschicht, Fig. 2 einen Querschnitt eines Dammes in Gestalt einer Sehüttung aus einem Boden material mit anteilmässig zu hohem Prozent satz an bindigem Boden.
Auf dem tragfähigen Grund 1 liegt eine weiche Bodenschicht 2, in die lageweise auf gebrachte Steinschüttun.gen 3 mittels des Rüttlers 4 mit .dem rostartigen Rüttelkorb 5 eingebracht werden, bis sich :das links ange deutete Skelett 6 bildet.
Bei dem Damm 7, :der aus einem Boden material mit über das Porenvolumen hinaus überschüssigem weichen Material besteht, wer den Steine 8 in solcher Menge eingerüttelt, bis sieh das Skelett 9 gebildet hat. Der Rüttler selber ist in dieser Figur mit 10 bezeichnet.
@ Method for building ground improvement of natural soil layers and artificial fill @ -m # The present invention relates to a method for building ground improvement of natural soil layers and artificial heaps by introducing stable stone material, that is, coarser stones or gravel.
One of the oldest foundation methods is known to be that non-load-bearing soil layers, such as soft clay, loam, mud or bog soil, are removed by excavation and through load-bearing @ layers, such as. B. sand or gravel, if necessary with the aid of compaction or by il # storage concrete, are replaced. There are, however, numerous cases in which such a proceeding is very uneconomical, especially when an expensive stiffening of the construction pit with an additional water retention period is required.
Sometimes such soft layers are made to give way by blasting, so that the blocks and gravel piled up are caused to sink (indoor blasting). The idea that underlies the blasting process is therefore to keep the soft sighted under an angry,
The structure of bulk material can be destroyed and shaken by the explosive charges introduced and made to flow sideways by the bulk material that weighs on it, which is first lifted slightly during the detonation, whereupon it falls back with force onto the softer layers. The costs of blasting carried out in this way are usually less than half the costs that would require full excavation, but with this method there is no reliable guarantee that
that the soft soil will be removed for sure everywhere. In addition, subsidence in the soil is to be expected, as this was brought in without special compaction measures.
In simple cases it is possible to improve soft subsoil layers by ramming in ballast and gravel. About a lateral drainage of the introduced cash. To avoid this, however, spimd walls must mostly be introduced beforehand to delimit the layers to be improved. In addition, the depth effect of this process is very limited.
The method according to the invention avoids the aforementioned disadvantages of known methods in that the stable stone material is introduced into the building ground without removing the non-load-bearing layer.
The method according to the invention is characterized in that the load-bearing material is incorporated into the load-bearing material by shaking by means of elements that transmit the shaking movement and that allow the non-load-bearing soil material to climb over the load-bearing material up to the formation of a stone framework on a load-bearing soil layer -and is compressed.
Even with pouring, if. for such practically only types of soil are available in which an excess of soft Ma material against gravel, sand or Steinan share is available, you can proceed accordingly -and thereby the soil only for a Sehüttung, z. B. Dammschüttimg, make suitable net.
By vibrating a stone bed that has been poured onto such an unsuitable bed, the necessary ratio of material, which forms the load-bearing structure in the tightest of layers, and of soft,
but only pore-filling bulk material without excess. In this case, the excess and soft material squeezes into the bed of stones from below and leads to a penetration until the desired load-bearing stone structure has formed.
In these cases, the stone skeleton takes over the loads occurring within the non-load-bearing layer, while the material that fills the cavities of the stone frame and does not carry it is completely freed from the loads that occur.
In this way, one primarily avoids subsidence, the soft non-load-bearing; Layer. The process is therefore of practical importance, particularly in green technology, e.g. B.
Layers to improve natural soft soil, where on the one hand it is too expensive to remove and, on the other hand, stone or gravel material is available cheaply, as well as for artificial embankments where there is sufficient soil available,
However, due to insufficient load-bearing capacity, this would not result in any slip-proof and seedling-free embankment embankments.
You can then also make dams, railways and road embankments yourself from less suitable soil material, which are perfectly protected against future subsidence.
By forming a stone skeleton is. you are also able to choose embankments of great steepness because the risk of slipping is lower with a stone skeleton. In this way, you can also frame individual work places in order to secure them against being squeezed out.
When carrying out the process, stone material can be poured and shaken in heaps, with the squashed soil being treated further with refilling of new material until the required depth of the stone structure formed is reached, or, under certain circumstances, precalculated amounts of the total bed can be used raise.
It is preferable to use such vibrators that engage more or less in the embankment, and above all such arrangements such. B. perforated plates, grate-like load plates, vibrating baskets and the like, which allow the soft soil material to pass upwards between the stone material.
The accompanying drawing illustrates as examples of the method in a cross section in Fig. 1 the process of a Bodenverbesse tion with natural soil layer, Fig. 2 shows a cross section of a dam in the form of a Sehüttung made of a soil material with proportionally a high percentage rate of cohesive soil.
On the load-bearing ground 1 lies a soft soil layer 2, into which layers of stone pouring 3 are introduced by means of the vibrator 4 with the grate-like vibrating basket 5 until: the skeleton 6 indicated on the left is formed.
In the dam 7: which consists of a soil material with excess soft material beyond the pore volume, who shaken the stones 8 in such an amount until the skeleton 9 has formed. The vibrator itself is designated by 10 in this figure.