CZ284967B6

CZ284967B6 - Způsob vytváření těsných stěn v zemi

Info

Publication number: CZ284967B6
Application number: CZ942779A
Authority: CZ
Inventors: Dieter Volk
Original assignee: Compagnie Du Sol
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1999-04-14
Also published as: DE69419110D1; EP0653518A1; HUT73030A; ATE181385T1; HU9403231D0; DE69419110T2; FR2712317B1; SK135494A3; CZ277994A3; HU217308B; DE653518T1; SK283910B6; FR2712317A1; EP0653518B1; ES2075825T3; DK0653518T3; ES2075825T1

Abstract

Způsob spočívá ve vytvoření těsných stěn v zemi, při kterém se svisle zaráží vibracemi a následně opětovně zvedá trámec v zemi podél dráhy stěny, která se má vytvářet, přičemž se vstřikuje pod nízkým tlakem ve spodní části trámce běžná tekutá kompozice a proud kapaliny o velmi vysokém tlaku v podstatě v rovině stěny a směrem k části stěny, který se má vytvářet. Při opětovném zvedání trámce (1) se vypouští v dolní části trámce proud kapaliny o velmi vysokém tlaku směrem k části (2) stěny, která již byla vytvořena, přičemž kapalina o velmi vysokém tlaku, která se vypouští v dolní části trámce při jeho spouštění a během jeho zvedání je vytvořena řídkou tekutou kompozicí na bázi vody, bentonitu, přísad a cementu, zatímco se na spodní části (6) trámce vypouští při jeho spouštění a zvedání běžná hustá tekutá kompozice na bázi vody, bentonitu, cementu, přísad a plnivové složky, která ji uděluje její konzistenci. ŕ

Description

(57) Anotace:

Při vytváření podzemních těsnicích stěn v zemi, při kterém se s vibrováním svisle zaráží a následně opětovně zvedá trámec v zemině podél trasy stěny, se do zeminy vystřikuje tekutá těsnicí směs, která při vytahování vyplňuje dutinu zanechanou trámcem a která při spouštění usnadňuje zarážení trámce. Z dolního konce (K) trámce (1) vystřikuje pod nízkým tlakem běžná tekutá těsnicí směs a při spouštění trámce se vystřikuje ze spodní koncové hlavy (H), ležící pod dolním koncem (K) trámce, proud tekutiny o velmi vysokém tlaku v podstatě v rovině stěny a směrem k části stěny, která se má vytvářet. Při opětovném zvedání trámce (1) se vystřikuje ze spodní koncové hlavy (H) druhý proud (13a) tekutiny o velmi vysokém tlaku směrem k části podzemní stěny (2), která již byla vytvořena. Tekutina prvního a druhého proudu (12a, 13a) o velmi vysokém tlaku, vystřikovaná ze spodní koncové hlavy (H) trámce (1), je tvořena řídkou tekutou těsnicí směsí na bázi vody, bentonltu, přísad a cementu, zatímco z dolního konce (K) trámce se vystřikuje při jeho spouštění a zvedání běžná hustá tekutá těsnicí směs na bázi vody, bentonitu, cementu, přísad, a plnivové složky, která jí uděluje Její konzistenci.

Způsob vytváření podzemních těsnicích stěn

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu vytváření podzemních těsnicích stěn, při kterém se s vibrováním svisle zaráží a následně opětovně zvedá trámec v zemině podél trasy stěny, která se má vytvářet, přičemž se do zeminy vystřikuje tekutá těsnicí směs, která při vytahování vyplňuje dutinu zanechanou trámcem a která při spouštění usnadňuje zarážení trámce.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že se při vytváření tenkých podzemních těsnicích stěn používá tekutá těsnicí směs schopná tuhnutí, vytvářející v zemi vodotěsnou překážku. Takové stěny mohou mít například tloušťku několika desítek centimetrů a výšku dvacet metrů.

Přihlašoval již navrhnul v evropské patentové přihlášce 91402175.3 způsob vytváření takových podzemních stěn, při kterém se s vibrováním svisle zaráží do země trámec, opatřený na dolní části vystřikovací zařízení, který se vystřikuje do země pod nízkým tlakem tekutá těsnicí směs, která po ztuhnutí tvoří tenkou podzemní těsnicí stěnu, přičemž se vodorovně vystřikuje v dolní části trámce nejméně jeden proud kapaliny o velmi vysokém tlaku, orientovaný v podstatě v rovině vytvářené stěny.

Pod kapalinou vystřikovanou pod velmi vysokým tlakem se rozumí podle tohoto spisu kapalina vypouštěná při tlacích například od 200 do 600 kg na centimetr čtvereční (19,6 až 58,8 MPa).

Vynález se zaměřuje na zdokonalení výše popsaného způsobu, která by umožnila výrazně zlepšit kvalitu získané těsné stěny a zvýšit rychlost jejího vytváření.

Podstata vynálezu

Vynález přináší způsob vytváření podzemních těsnicích stěn, při kterém se s vibrováním svisle zaráží a následně opětovně zvedá trámec v zemině podél trasy stěny, která se má vytvářet, přičemž se do zeminy vystřikuje tekutá těsnicí směs, která při vytahování vyplňuje dutinu zanechanou trámcem a která při spouštění usnadňuje zarážení trámce, přičemž se vystřikuje z dolního konce trámce pod nízkým tlakem běžná tekutá těsnicí směs a při spouštění trámce se vystřikuje ze spodní koncové hlavy, ležící pod dolním koncem trámce, proud tekutiny o velmi vysokém tlaku v podstatě v rovině stěny a směrem k části stěny, která se má vytvářet, jehož podstatou je, že se při opětovném zvedání trámce vystřikuje ze spodní koncové hlavy druhý proud tekutiny o velmi vysokém tlaku směrem k části stěny, která již byla vytvořena, a přičemž tekutina prvního a druhého proudu, vystřikovaná ze spodní koncové hlavy trámce, je tvořena řídkou tekutou těsnicí směsí na bázi vody, bentonitu, přísad a cementu, zatímco z dolního konce trámce se vystřikuje při jeho spouštění a zvedání běžná hustá tekutá těsnicí směs na bázi vody, bentonitu, cementu, přísad, a plnivové složky, která jí uděluje její konzistenci.

Podle dalšího znaku vynálezu je druhý proud řídké tekuté těsnicí směsi, který je při zvedání trámce vystřikován pod velmi vysokým tlakem k již vytvořené stěně, v podstatě vodorovný.

První proud řídké tekuté těsnicí směsi, který je při spouštění trámce vystřikován pod velmi vysokým tlakem, je podle dalšího znaku vynálezu nakloněný směrem dolů vzhledem k vodorovnému směru. S výhodou je první proud řídké tekuté těsnicí směsi nakloněn směrem dolů o 8 až 20 % vzhledem k vodorovnému směru.

- 1 CZ 284967 B6

Pod pojmem trámec se rozumí ve smyslu tohoto popisu tuhý kovový profil, zejména zocelí, který se zaráží do země postupně podél dráhy stěny, která se má vytvářet.

Pod pojmem přísada se rozumí ve smyslu tohoto popisu kapalné nebo práškové výrobky, jejichž vpravování v malé dávce vyvolává změny určitých vlastností tekuté těsnicí směsi v čerstvém nebo vytvrzeném stavu. Hlavní přísady jsou:

- zpožďovače tuhnutí, jako výrobky na bázi lignosulfonátu sodného nebo amonného,

- ztekucovače, jako jsou výrobky na bázi lignosulfonátu sodného, polyakrylátu sodného, naftalen

-sulfonátu a melaninu,

- minerální aktivační přísady, jako hydrouhličitan sodný,

- reduktory filtrátu, jako jsou organické polymery na bázi karbomethylcelulózy.

Přísady mohou být rovněž tvořeny jakýmkoli jiným výrobkem určeným k úpravě reologie tekutých těsnicích směsí v podmínkách, vyskytujících se na staveništi (například protigelovací výrobky).

Oproti tomu, čeho by bylo možné se obávat, neruší vystřikování řídké tekuté těsnicí směsi pod 20 vysokým tlakem směrem kjiž vytvořené části stěny z husté tekuté těsnicí směsi, prováděné při opětovném zvedání trámce, strukturu takto vytvořené stěny, ale dovoluje naopak získat v případě potřeby dokonalou souvislost stěny při vyloučení částic zeminy, které by se mohly dostat při zarážení trámce do její tloušťky.

Vynález tak dovoluje dodat stěně dokonalou souvislost a zlepšit tak její kvalitu. Navíc se ukazuje, že vystřikování kapaliny, tvořené řídkou těsnicí směsí, pod vysokým tlakem při spouštění trámce, usnadňuje dosažení tenké podzemní těsnicí stěny o dobré kvalitě.

Je vhodné zdůraznit, že podle vynálezu má kapalná těsnicí směs, vystřikovaná pod nízkým 30 tlakem v dolní části trámce při zarážení a při jeho opětovném zvedání, poměrně značnou konzistenci tak, že se může dosáhnout pevnost, pružnost a nepropustnost stěny a její odolnost proti erozi.

Naopak kapalná těsnicí směs, která je vystřikována pod velmi vysokým tlakem do již vytvořené 35 stěny při zvedání trámce, je kapalná těsnicí směs, která je velmi řídká a tekutá, vytvořená pouze na bázi vody, cementu, bentonitu a přísad, takže by bylo možné si oprávněně klást otázku, zda vystřikování takové kapalné těsnicí směsi pod velmi vysokým tlakem by nevedlo ke ztrátě podstatných vlastností již vytvořené části stěny, jako je její pevnost, pružnost, nepropustnost a odolnost proti erozi.

Oproti těmto obavám se v praxi ukazuje, že taková kapalná těsnicí směs, vystřikovaná pod velmi vysokým tlakem do již vytvořené stěny při opětovném zvedání trámce, se směšuje dokonale s hustou kapalnou těsnicí směsí, která sloužila k vytvoření této stěny, čímž zlepšuje homogenitu a další vlastnosti této stěny.

Podle vynálezu je výhodné, aby osa trysek uložených na dolní části trámce, z nichž se vystřikuje řídká těsnicí směs pod velmi vysokým tlakem, byla lehce nakloněna směrem dolů, například o 8 až 20 % vzhledem k vodorovnému směru.

Podle vynálezu je výhodné, aby trysky, které nevypouštějí kapalnou těsnicí směs pod velmi vysokým tlakem v různých fázích způsobu, umožňovaly přes to slabý výtok kapalné těsnicí směsi pod nízkým tlakem, aby se zabránilo jejich ucpání.

-2 CZ 284967 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 celkové schéma provádění způsobu podle vynálezu, obr. 2 detail dolní části trámce použitého při způsobu podle vynálezu, obr. 3 řez rovinou III-ΠΙ z obr. 2, obr. 4 schéma vystřihování proudů v dolní části trámce při jeho zarážení a obr. 5 schéma vystřikování odpovídající obr. 4, ale prováděných při opětovném zvedání trámce.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 jsou schematicky znázorněny prostředky použité pro provádění vynálezu. Zařízení obsahuje trámec 1 určený pro zarážení do země pro vytváření tenké podzemní těsnicí stěny 2. Pro tento účel je trámec na své horní části opatřen vibračním zarážečem 3, ovládaným například silným hydraulickým motorem, který rozvibrovává trámec 1, aby se zarážel do země.

Vibrační zarážeč 3 je nesen stožárem schematicky znázorněného zvedacího stroje 5. Trámec 1 je veden při svém sestupu zařízením, spojeným se zvedacím strojem 5, které není pro jednoduchost výkresu znázorněno. Schéma na obr. 1 ukazuje zarážení trámce 1, vyznačené šipkou F.

Podle vynálezu se pod trámcem vystřikuje pod nízkým tlakem běžná hustá kapalná těsnicí směs pro vytváření tenké podzemní stěny, vystřihovaná tryshou 6, zatímco se pod vysohým tlahem vhání směrem dozadu, tj. doprava na výkrese směrem k zemině, v níž se má vytvářet tenká stěna, řídká kapalná těsnicí směs 7. Vystřikování husté kapalné těsnicí směsi je schematicky vyznačeno vztahovou značkou rozstřiků 6a na obr. 2.

Na obr. 2 je znázorněno obzvláštní provedení trámce 1, mající střední stojinu 8 a dvě příruby 9. Střední stojina 8 má v její dolní části výztužné tloušťkové zesílení Ba. Stejně tak jsou příruby 9 opatřeny výztužnými tloušťkovými zesíleními 9a.

Jak je patrné na obr. 2, je levá příruba 9 a její výztužné tloušťkové zesílení 9a prodlouženo směrem dolů za rozsah střední stojiny 8. Na vnější straně levé příruby trámce 1 je umístěno křidélko 10, vybíhající v prodloužení střední stojiny 8 tak, že se pohybuje v části tenké podzemní stěny 2, která již byla vytvořena, a stabilizuje dráhu trámce během jeho sestupu.

Pod střední částí trámce je na jeho dolním konci K uložena dvojitá tryska 6, napájená potrubím 1, 1 hustou kapalnou těsnicí směsí pod nízkým tlakem, zatímco levá příruba je prodloužená směrem dolů do spodní koncové hlavy H, ležící pod dolním koncem K trámce 1, obsahuje ve své dolní části dvě trysky 12 a 13 v obrácených směrech, z nichž každá je napájena řídkou kapalnou těsnicí směsí pod velmi vysokým tlakem samostatným potrubím 14 a 15.

Na obr. 3 je patrná střední stojina 8 a příruby 9 trámce, jakož i výztužná tloušťková zesílení 8a a 9a a lopatka 10. Jsou zde rovněž patrné trysky 6, 12 a 13 a jejich napájecí potrubí 11, 14 a 15.

Na obr. 4 je schematicky znázorněna dolní část trámce, když se zapouští do země během jejího zarážení. Při tomto pohybu je trámec 1 veden tak, že s výhodou leží na rozhraní mezi částí podzemní stěny 2, která již byla vytvořena, a částí zeminy, která se má utěsnit vytvářenou podzemní těsnicí stěnou, ležící na výkresu napravo.

Během sestupu trámce se dvojitou tryskou 6 vystřikuje hustá kapalná těsnicí stěna typu obvykle používaného pro vytváření těsnicích stěn, na bázi vody, bentonitu, cementu a plnivové složky, a to pod tlakem několika MPa (několika desítek kilogramů na centimetr čtvereční). Toto vystřikování husté kapalné těsnicí směsi je v podstatě určeno k tomu, aby se usnadňovalo vnikání trámce do země účinkem vibrací, které mu jsou udělovány.

Současně se vhání řídká kapalná těsnicí směs na bázi cementu, bentonitu, přísad a vody pod velmi vysokým tlakem, například 60 MPa (600 kg na centimetr čtvereční), a to tryskou 12 v prvním proudu 12a doprava směrem k zemině, v níž se má vytvářet podzemní těsnicí stěna. Podle obzvláštního provedení vynálezu je osa nakloněna přibližně 15 % směrem dolů vzhledem k vodorovné rovině.

Během sestupu trámce se řídká kapalná těsnicí směs rovněž vede do trysky 13, která je orientována kjiž vytvořené podzemní stěně 2, ale pouze pod tlakem několika desetin MPa (několika kilogramů na centimetr čtvereční) a pouze pro to, aby se neucpalo potrubí 15 a tryska 13.

Při této první fázi způsobu podle vynálezu tak řídká kapalná těsnicí směs, která je vystřikována pod velmi vysokým tlakem tryskou 12. vyvolává rozrušování a impregnování zeminy pod trámcem, což velmi usnadňuje a urychluje sestup tohoto trámce při vytváření prostoru, v němž bude vytvořena podzemní stěna.

Na obr. 5 je znázorněna dolní část trámce a vystřikování, která se provádějí podle vynálezu během zdvihu trámce. Během této druhé fáze se nadále vystřikuje hustá tekutá kompozice pod trámcem dvojitou tryskou 6 pod tlakem několika MPa (několika desítek kilogramů na centimetr čtvereční), takže se vyplňuje dutina, která byla ponechána v zemině ustoupením trámce a odtlačuje se sousední zemina, která byla nakypřena během sestupu trámce. Současně se podle vynálezu vystřikuje tryskou 13 druhý proud 13a řídké kapalné těsnicí směsi pod velmi vysokým tlakem doleva směrem k části tenké podzemní stěny 2, která již byla vytvořena.

Je pozoruhodné, že se takto vystřikovaná kapalná těsnicí směs dokonale mísí s hustou kapalnou těsnicí směsí, která byla zavedena do zeminy tryskou 6 při předchozím sestupu a zvedání trámce, a zlepšují se tak podstatně vlastnosti takto získané stěny.

Během zdvíhání trámce se nadále rovněž vystřikuje řídká kapalná těsnicí směs pod tlakem několika desetin MPa (několika kilogramů na centimetr čtvereční), a to tryskou 12, aby se zabránilo tomu, aby se tato tryska i její napájecí potrubí 14 ucpaly.

Způsob podle vynálezu, který byl popsán, dovoluje vytvářet v zemi značnou rychlostí podzemní těsnicí stěnu o výborné kvalitě, která má dobrou souvislost a těsnost.

Rozumí se samozřejmě, že toto popsané provedení nemá omezující povahu a že může být podrobeno jakýmkoli žádoucím obměnám, aniž by se tím opustil rámec vynálezu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob vytváření podzemních těsnicích stěn, při kterém se s vibrováním svisle zaráží a následně opětovně zvedá trámec v zemině podél trasy stěny, která se má vytvářet, přičemž se do zeminy vystřikuje tekutá těsnicí směs, která při vytahování vyplňuje dutinu zanechanou trámcem a která při spouštění usnadňuje zarážení trámce, přičemž se vystřikuje z dolního konce (K) trámce (1) pod nízkým tlakem běžná tekutá těsnicí směs a při spouštění trámce se vystřikuje ze spodní koncové hlavy (H), ležící pod dolním koncem (K) trámce, proud (12a) tekutiny o velmi

-4CZ 284967 B6 vysokém tlaku v podstatě v rovině stěny a směrem k části stěny, která se má vytvářet, vyznačený tím, že se při opětovném zvedání trámce (1) vystřikuje ze spodní koncové hlavy (H) druhý proud (13a) tekutiny o velmi vysokém tlaku směrem k části podzemní stěny (2), která již byla vytvořena, přičemž tekutina prvního proudu (12a) a druhého proudu (13a) o velmi vysokém tlaku, vystřikovaná ze spodní koncové hlavy (H), je tvořena řídkou tekutou těsnicí směsí na bázi vody, bentonitu, přísad a cementu, zatímco z dolního konce (K) trámce se vystřikuje při jeho spouštění a zvedání běžná hustá tekutá těsnicí směs na bázi vody, bentonitu, cementu, přísad, a plnivové složky, která jí uděluje její konzistenci.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že druhý proud (13a) řídké tekuté těsnicí směsi, který je při zvedání trámce (1) vystřikován pod velmi vysokým tlakem kjiž vytvořené stěně, jev podstatě vodorovný.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že první proud (12a) řídké tekuté těsnicí směsi, který je při spouštění trámce vystřikován pod velmi vysokým tlakem, je nakloněný směrem dolů vzhledem k vodorovnému směru.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že první proud (12a) řídké tekuté těsnicí směsi je nakloněn směrem dolů o 8 až 20 % vzhledem k vodorovnému směru.