DE10108602A1 - Verfahren zum Herstellen von Säulen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von SäulenInfo
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Abstract
Verfahren zum Herstellen von Säulen in nicht-tragfähigen Böden zum Zweck der Baugrundverbesserung bzw. -stabilisierung, mit den folgenden Verfahrensschritten zur Herstellung einer der Säulen, ein Verdrängungsgerät, insbesondere ein Tiefenrüttler mit Schleusenrohr oder ein Verdrängungsrohr mit Verschluß, wird von der Bodenoberfläche aus bis in eine tragfähige zumindest stützfähige Bodenschicht eingerüttelt, ein unmittelbar von zumindest stützfähigen Bodenschichten abgestützter unterer Säulenabschnitt wird, insbesondere mittels des Verdrängungsgerätes, von unten nach oben aus rolligem Material aufgebaut, eine rohr- oder schlauchförmige Umhüllung wird von der Bodenoberfläche aus - zumindest eine nicht-stützfähige Bodenschicht durchsetzend - bis in den unteren Säulenabschnitt hineinreichend eingebaut, die Umhüllung wird zur Bildung eines von der Umhüllung gestützten oberen Säulenabschnitts mit rolligem Material verfüllt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Säulen
in nicht-tragfähigen Böden zum Zweck der Baugrundverbesserung
bzw. -stabilisierung. Es sind vielfältige Verfahren bekannt,
nach denen nicht ausreichend tragfähiger Untergrund durch das
Einbauen von in einem Raster angeordneten Säulen verbessert
wird. Hierbei kommen verschiedene Wirkmechanismen zur Geltung.
Zum einen kann durch tiefreichende Säulenkörper eine Lastab
tragung in tiefer liegende tragfähige Schichten erfolgen;
daneben kann durch das Einbauen der Säulenkörper ohne vorheri
gen Bodenaushub eine Bodenverdichtung zwischen den Säulenkör
pern erfolgen; schließlich kann bei Verwendung von trockenem
Bindemittel in den Säulenkörpern Bodenwasser aus bindigen Bö
den entzogen werden.
Aus Kosten- und Verfahrensgründen günstig sind unverrohrte
Säulen, die in Stopf- oder Rütteltechnik mittels Tiefenrütt
lern mit Schleusenrohr in einem kontinuierlichen Arbeitsgang
auf einem Säulenfuß aufgebaut werden können. Diese Herstell
technik kommt an ihre Grenzen oder versagt beim Vorliegen von
Weichschichten, die keine ausreichenden radialen Stützkräfte
aufbauen können, um den Säulenkörper bei Belastung durch Auf
lasten formstabil halten zu können, in folgenden nicht
stützfähigen Bodenschichten genannt.
Aus der DE 44 08 173 A1 und der EP 0 900 883 A1 ist es be
kannt, Säulenkörper, die bis in eine tragfähige Bodenschicht
hineinreichen, mit einer Umhüllung aus einem Rohr oder einem
Geotextilmaterial zu versehen, wobei zunächst ein Aushub oder
eine Verdrängung des Bodens erfolgt und dann Umhüllung und
Füllmaterial eingebracht werden. Bei sehr tief liegenden trag
fähigen Schichten ist das Verfahren, das eine zeitweilige Ver
rohrung erfordert, zu aufwendig.
Hiervon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Herstellung von Säulen vorzuschlagen, das
bei tiefliegenden tragfähigen/zumindest stützfähigen Schichten
und nicht-stützfähigen Oberflächenschichten oder Zwischen
schichten zu Zeit- und Kostenvorteilen bei der Anwendung
führt. Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren zum Her
stellen von Säulen in nicht-tragfähigen Böden zum Zweck der
Baugrundverbesserung bzw. -stabilisierung, mit den folgenden
Verfahrensschritten zur Herstellung einer der Säulen, ein Ver
drängungsgerät, insbesondere ein Tiefenrüttler mit Schleusen
rohr oder ein Verdrängungsrohr mit Verschluß, wird von der Bo
denoberfläche aus bis in eine tragfähige/zumindest stützfähige
Bodenschicht eingerüttelt, ein unmittelbar von zumindest
stützfähigen Bodenschichten abgestützter unterer Säulenab
schnitt wird, insbesondere mittels des Verdrängungsgerätes,
von unten nach oben aus rolligem Material aufgebaut, eine
rohr- oder schlauchförmige Umhüllung wird von der Bodenober
fläche aus - zumindest eine nicht-stützfähige Bodenschicht
durchsetzend - bis in den unteren Säulenabschnitt hineinrei
chend eingebaut, die Umhüllung wird zur Bildung eines von der
Umhüllung gestützten oberen Säulenabschnitts mit rolligem Ma
terial verfüllt. Dieses wird in der Umhüllung verdichtet.
In günstiger Weiterbildung, insbesondere bei Vorliegen von
tragfähigen Bodenschichten, wird zunächst ein verdickter Säu
lenfuß aus rolligem Material, insbesondere mittels des Ver
drängungsgerätes, in der tragfähigen Bodenschicht eingebaut,
auf dem dann der untere Säulenabschnitt aufgebaut wird.
Der wesentliche Vorteil des Verfahrens besteht also darin, so
weit eben möglich in herkömmlicher Stopf- oder Rütteltechnik
hergestellte unverrohrte Säulenkörper zu verwenden, die insbe
sondere auf einem in einer tragfähigen/zumindest stützfähigen
Schicht eingebetteten verdickten Säulenfuß ruhen können, und
die Stabilität des Säulenkörpers durch Einsatz einer Umhüllung
ausschließlich bis in eine Tiefe, von der aus nach unten eine
ausreichende durchgehende Stützfähigkeit bis zum unteren Säu
lenende vorliegt, herzustellen. Die vorliegende Schichtung ist
durch vorhergehende Aufschlußbohrungen oder andere Baugrunder
kundungsmethoden zu ermitteln.
Die erfindungsgemäßen Säulen sind selbst bei Verwendung von
ausschließlich bindemittelfreiem Material auch bei den zu er
wartenden Auflasten dadurch formstabil, daß die Umhüllung im
instabilen Bodenbereich so ausgelegt ist, daß sie die zu er
wartenden Spannungszustände mit allenfalls geringer Radialver
formung auffängt und damit die Lasten in den unverrohten unte
ren Säulenabschnitt und den Säulenfuß schadensfrei eingetragen
werden können.
Nach einer ersten Verfahrensdurchführung wird die Umhüllung
nach einem ersten Einrütteln und Ziehen des Verdrängungsgerä
tes - nach Herstellung des unteren Säulenabschnitts - an des
sen unterem Ende koaxial auf diesem befestigt und bei einem
zweiten Einrütteln des Verdrängungsgerätes auf ihre bestim
mungsgemäße Tiefe niedergebracht. Der Verfahrensablauf stellt
sich hierbei zunächst genauso dar wie bei der Herstellung üb
licher Rüttel- oder Stopfsäulen, wobei wie bereits erwähnt,
beim Ziehen der untere Säulenabschnitt nur bis an eine erste
Weichschicht heran hergestellt wird und das Verdrängungsgerät
danach unter Offenlassen eines Verdrängungsloches gezogen
wird. Hierbei kann das Einbringen von Stützflüssigkeit erfor
derlich werden. Danach wird die Umhüllung auf dem Verdrän
gungsgerät befestigt und in einem zweiten zusätzlichen Rüttel
vorgang mit diesem in die vorhandene offene Rüttelöffnung ein
gezogen und teilweise in den bereits bestehenden unteren Säu
lenabschnitt eingebracht. Danach kann das Verdrängungsgerät
unter sofortigem Auffüllen der Umhüllung und Verdichten des
Füllmaterials (Kontraktorverfahren) gezogen werden oder ohne
Einbringen von Füllmaterial gezogen werden, welches dann vom
oberen Umhüllungsende (von der Bodenoberfläche aus) eingefüllt
werden kann.
Nach einer zweiten vereinfachten Verfahrensführung wird die
Umhüllung mit Abstand vom unteren Ende des Verdrängungsgerätes
koaxial auf diesem befestigt und bereits bei einem ersten Ein
rütteln des Verdrängungsgerätes - vor dem Herstellen des unte
ren Säulenabschnitts - mit diesem niedergebracht und beim Zie
hen von diesem getrennt. Das letztgenannte Trennen kann
selbsttätig erfolgen, wenn in nur einer Richtung wirksame Mit
nehmermittel verwendet werden. Es können auch besondere Kopp
lungsmittel, die von der Bodenoberfläche aus trennbar sind,
vorgesehen sein. Bei dieser Verfahrensführung wird die Umhül
lung auf die bestimmungsgemäße Tiefe gebracht, so daß sie bis
in zumindest stützfähigen Bodenschichten hinunterreicht. Beim
Ziehen des Verdrängungsgerätes kann das Material der Säule in
einem einheitlichen Vorgang von unten nach oben eingebracht
werden, wobei im oberen Bereich die radiale Abstützung durch
die bereits eingebaute Umhüllung erfolgt. Ein beschleunigtes
Ziehen des Verdrängungsgerätes im Bereich der Umhüllung und
ein Einfüllen von Füllmaterial in den oberen Säulenabschnitt
von der Bodenoberfläche aus ist hierbei weniger sinnvoll, je
doch nicht ausgeschlossen.
Die Verwendung von bindemittelfreiem rolligem Material - Ge
stein, Schotter, Kies, Sand - bietet sich in solchen Fällen
an, in denen die Säulen auch vertikale Dränwirkung haben sol
len, d. h. wenn Wasserdurchlässigkeit in vertikaler Richtung
garantiert sein soll, oder in denen selbiges nicht von Nach
teil ist.
In anderen Fällen ist die Verwendung von bindemittelhaltigem
rolligem Material - Mörtel, Beton - vorzuziehen, insbesondere
wenn höhere Auflasten abzutragen sind und/oder Wasseraustausch
zwischen verschiedenen wasserführenden Schichten zu vermeiden
ist.
Als Umhüllung kommen im wesentlichen formstabile Rohrkörper,
sei es ohne Durchbrüche, sei es mit Durchbrüchen, aus den be
kannten Materialen wie Stahlblech, Verbundwerkstoff oder
Kunststoff in Betracht. Nach einem anderen Ansatz kann als Um
hüllung ein Geotextilschlauch, sei es mit Vliesverbundanteil
oder ohne Vliesanteil zur Verwendung kommen. In diesem Fall
stellt sich ein notwendiger radialer Spannungszustand im Säu
lenkörper erst als Folge einer deutlichen radialen Aufweitung
des Schlauchkörpers ein. Die verwendeten Rohrumhüllungen wer
den in der Regel als unten offenes Rohr ausgeführt. Bei der
Verwendung von Geotextilien kann die Verwendung unten ge
schlossener Schläuche zum erleichterten Niederbringen günsti
ger sein.
Die vorliegende Erfindung findet überall dort Anwendung, wo
bei der Verdrängung bzw. Verdichtung des Bodens beim Einbrin
gen von Stopf- oder Rüttelsäulen die erforderliche Stützspan
nung bzw. Reaktionsspannung in oberen Bodenschichten - Ober
flächenschichten oder Zwischenschichten - nicht erreicht wird
und der Boden die für die Funktionstüchtigkeit der Säule er
forderliche radiale Stützung nicht aufbauen kann bzw. ein ho
rizontalles Verlaufen des Mörtels oder Betons beim Einbringen
vor dessen Erhärtung nicht verhindern kann.
In den unmittelbar über dem unteren Säulenende liegenden Bo
denschichten, in denen durchgehend eine ausreichende radiale
Stützung gegeben ist, wird die Säule entsprechend bekannten
Techniken ohne zusätzliche Umhüllung hergestellt.
Im Bereich der Lasteintragung über den unteren Säulenabschnitt
muß eine ausreichend tragfähige/zumindest stützfähige Schicht
vorliegen, in der zunächst ein Säulenfuß aus rolligem Material
ausgestopft werden kann. Üblicherweise werden Kies, Schotter,
Sand, Mörtel oder Beton, d. h. anwendungsfallweise rolliges
Material ohne oder mit Bindemittelzusatz vewendet.
Durch Verwendung von bindemittelhaltigem Material kann eine
vertikale Durchströmung reduziert oder verhindert werden, so
daß eine Verbindung zwischen unterschiedlichen Grundwasser
stockwerken unterbunden bleibt.
In oberen Bodenschichten - Oberflächenschichten oder Zwischen
schichten -, in denen eine ausreichende radiale Stützung der
Säule nicht gewährleistet ist, wird die Säule erfindungsgemäß
mit einer Umhüllung bestehend aus Rohren oder Geotextilschläu
chen hergestellt.
Der obere Säulenabschnitt (mit Umhüllung) kann unabhängig von
der Ausführungsart des unteren Säulenabschnittes (ohne Umhül
lung) mit rolligem Material ohne oder mit Bindemittelzusatz
gefüllt und ausgestopft werden, üblicherweise mit Kies, Schot
ter, Sand, Mörtel oder Beton.
Wird eine Umhüllung aus einem Material verwendet, das bei
Lastaufbringung eine nennenswerte Dehnung erfährt, also insbe
sondere bei einer Umhüllung aus Geotextil, ist es vorteilhaft,
das Füllmaterial in der Umhüllung sofort bei der Säulenher
stellung zu verdichten, so daß keine erheblichen zusätzlichen
Dehnungen bei Lastaufbringung erfolgen und nur bauwerksver
trägliche Setzungen später hinzunehmen sind.
In Bodenschichten, in denen für unverrohrte Säulen, z. B.
Schottersäulen, vermörtelte Stopfsäulen, Fertigmörtelstopfsäu
len, Betonrüttelsäulen, erforderliche Stützspannungen nicht
dauerhaft durch Verdrängung und Verdichtung des umgebenen Bo
dens erzeugt werden können, d. h. in denen der Boden nur in
geringem Maße zur radialen Stützspannung beiträgt, muß diese
daher zu einem wesentlichen Teil durch die Umfangsdehnung der
Umhüllung beim Einbringen des Füllmaterials aufgebracht wer
den.
Die Umhüllung kann zusätzlich dazu dienen, einen Austausch
oder chemische Reaktionen des Säulenmaterials mit dem Boden,
der Bodenfeuchte, dem Grundwasser zu verhindern, beispielswei
se eine Veränderung des pH-Wertes im umgebenden Boden durch
das Einbringen von Bindemittel zu reduzieren oder gänzlich zu
vermeiden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können tragfähige Säulen
hergestellt werden, die sofort oder nach Erhärtung des gegebe
nenfalls verwendeten Bindemittels belastet werden können. Auf
grund ihrer Herstellungsweise sind nur geringe Setzungen bei
einem Aufbringen von Lasten zu erwarten.
Vor der Herstellung des zu verbessernden Baugrundes ist ein
detaillierter Baugrundaufschluß erforderlich; insbesondere zur
Festlegung der erforderlichen Länge der Umhüllungen werden
vorzugsweise in einem engen Raster Drucksondierungen ausge
führt, mit denen der Übergang von nicht-stützfähigen Boden
schichten zu stütz- bzw. tragfähigen Bodenschichten ermittelt
wird. Die untere Grenzschicht der untersten nicht-stützfähigen
Bodenschicht bestimmt die Tiefe der Umhüllung, die stütz- und
tragfähigen Bodenschichten brauchen im wesentlichen nicht un
terschieden zu werden. Das Verfahren ist ohne weiteres anwend
bar, wenn unter den nicht-stützfähigen Bodenschichten aus
schließlich gut tragfähige Bodenschichten liegen. Es ist sinn
gemäß jedoch auch anwendbar, wenn unter den nicht-stützfähigen
Bodenschichten ausschließlich zumindest stützfähige Boden
schichten liegen und die Säulen in diesem Bereich ausreichend
tief sind, um einen Lastabtrag vorwiegend über Mantelreibung
zu bewirken.
Fig. 1 zeigt ein erstes, zweistufiges erfindungsgemäßes Ver
fahren zur Herstellung von Säulen unter Verwendung
einer Rohrumhüllung;
Fig. 2 zeigt ein zweites, zweistufiges erfindungsgemäßes
verfahren unter Verwendung einer Geotextilumhüllung;
Fig. 3 zeigt ein drittes, einstufiges erfindungsgemäßes Ver
fahren unter Verwendung einer Rohrumhüllung;
Fig. 4 zeigt ein viertes, einstufiges erfindungsgemäßes Ver
fahrend unter Verwendung einer Geotextilumhüllung.
In Fig. 1 ist in vier Phasen a) bis d) die Herstellung einer
erfindungsgemäßen Säule dargestellt. Ein vertikal geschnitte
ner Baugrund mit der Oberfläche 11 hat eine nicht-trag- und
nicht-stützfähige obere Bodenschicht 12 (Weichschicht), darun
ter eine zumindest stützfähige Bodenschicht 13 und schließlich
darunter eine gut tragfähige Bodenschicht 14.
In der Darstellung a) ist ein auf der Oberfläche 11 in Stel
lung gebrachtes Raupenfahrzeug 15 gezeigt, in dessen aufge
stelltem Mäkler 16 ein Rüttler 17 geführt ist, der einen Auf
gabetrichter 18 zur Materialeinbringung durchfährt. Die Rütt
lerspitze ist bis in die tragfähige Bodenschicht 14 eingerüt
telt. Mit gestrichelten Linien ist ein verdickter Säulenfuß 19
gezeigt, der fakultativ in einem ersten Schritt durch
Rüttelverdichtung oder Stopfverdichtung aus rolligem Material
- mit oder ohne Bindemittelzuschlag - erzeugt werden kann.
In der Darstellung b) ist der Rüttler 17 bereits vollständig
gezogen, wobei - auf dem fakultativ vorhandenen Säulenfuß 19 -
in Rütteltechnik oder Stopftechnik ein unterer Säulenabschnitt
20 aus rolligem Material aufgebaut ist, der bis in die tragfä
hige Bodenschicht 14 reicht und radial unmittelbar vom Boden
der stützfähigen Bodenschicht 13 abgestützt wird. Dieser unte
re Säulenabschnitt 20 ragt bis in die nicht-stützfähige obere
Bodenschicht 12 geringfügig hinein, während im übrigen das
Verdrängungsloch 21 in dieser Bodenschicht zu erkennen ist.
Auf das untere Ende des Rüttlers 17 ist ein Rohr 22 koaxial
aufgezogen, das über innere Mitnehmer 24 am unteren Ende ver
fügt, die von Mitnehmerzapfen 23 am unteren Ende des Rüttlers
mitgenommen werden können.
In Darstellung c) ist gezeigt, daß der Rüttler 17 und mit ihm
das Umhüllungsrohr 22 in einem zweiten Einrüttelvorgang bis in
das obere Ende des unteren Säulenabschnitts 20, d. h. insbe
sondere bis in die zumindest stützfähige Bodenschicht 13 hin
einreichend eingebracht sind. Der untere Säulenabschnitt 20
hat hierdurch eine obere Verdickung 25 erhalten.
In der Darstellung d) ist gezeigt, daß beim abschließenden
Ziehen des Rüttlers 17 das Umhüllungsrohr 22 über den Rüttler
mit rolligem Material gefüllt worden ist, das in geeignetem
Maße verdichtet sein kann, wodurch ein oberer Säulenabschnitt
26 mit radialer Abstützung durch das Umhüllungsrohr 22 ent
standen ist. Anstelle des hier verwendeten unten offenen Um
hüllungsrohres 22 könnte auch ein unten durch einen Deckel ab
geschlossenes Rohr in den unteren Säulenabschnitt 20 einge
stellt werden.
In Fig. 2 sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 1 mit glei
chen Bezugsziffern versehen, die Verfahrensabfolge der Säulen
herstellung ähnelt weitgehend der in Fig. 1 in Einzelschrit
ten dargestellten. Auf die dortige Beschreibung wird insoweit
Bezug genommen.
Abweichend wird jedoch gemäß Darstellung b) nicht ein unten
offenes Umhüllungsrohr, sondern ein unten geschlossener
Schlauch 27 aus Geotextil beim zweiten Einrüttelvorgang vom
Rüttler 17 in das Rüttelloch 21 eingezogen.
Das Ergebnis dieses Einrüttelvorganges ist in Darstellung c)
erkennbar, wobei auch hier die Umhüllung 27 in den unteren
Säulenabschnitt 20 eingedrungen ist und eine Verbreiterung 25
am Kopf verursacht hat.
Wie in Darstellung d) gezeigt, wird der Geotextilschlauch 27
zur Bildung eines oberen Säulenabschnittes 28 mit rolligem Ma
terial verfüllt, wobei der Schlauch 27 durch radiales Aufwei
ten Abstützkräfte aufbauen kann und das Füllmaterial im we
sentlichen gegen den anstehenden Boden abgrenzt.
In Fig. 3 ist in drei Phasen im wesentlichen die gleiche Ge
rätesituation und die gleiche Bodenschichtung wie in den
Fig. 1 und 2 gezeigt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen
Bezugsziffern versehen. Auf die dortige Beschreibung wird in
soweit Bezug genommen. Hierbei wird jedoch ein festes Umhül
lungsrohr 22' bereits beim ersten Einrüttelvorgang des Rütt
lers 17 gemäß Darstellung a) mit Abstand von der Rüttlerspitze
koaxial auf den Rüttler aufgeschoben und in den Boden nieder
gebracht. Die entsprechenden Mitnehmermittel 23, 24 befinden
sich hierbei in entsprechendem Abstand von der Rüttlerspitze.
Auch hier ist mit gestrichelten Linien ein verdickter Säulen
fuß 19 gezeigt, der fakultativ in der tragfähigen Bodenschicht
14 aufgebaut sein kann. Das Umhüllungsrohr 22 hat bereits
seine bestimmungsgemäße Position erreicht, das die nicht-
stützfähige Bodenschicht 12 durchdringt und in die zumindest
stützfähige Bodenschicht 13 hineinragt.
In der Darstellung b) ist der Rüttler 17 bereits in das Innere
des Umhüllungsrohres 22' zurückgezogen, nachdem er beim Ziehen
einen unteren Säulenabschnitt 20 im Bereich der zumindest
stützfähigen Bodenschicht 13 erzeugt hat, der radial unmittel
bar vom Boden abgestützt wird.
In der Darstellung c) ist der Rüttler 17 vollständig aus dem
Umhüllungsrohr 22' nach oben herausgezogen, wobei das Umhül
lungsrohr 22' zur Bildung eines oberen Säulenabschnittes 28
mit rolligem Material verfüllt ist, das sich hier vom Material
des unteren Säulenabschnitts 20 unterscheidet.
In Fig. 4 ist im wesentlichen die gleiche Gelände- und Gerä
tesituation und die gleiche Verfahrensabfolge wie in Fig. 3
gezeigt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern
versehen. Auf die Beschreibung der Fig. 3 wird insoweit Bezug
genommen. Anstelle eines starren Umhüllungsrohres ist hierbei
ein weniger gut erkennbarer unten offener Geotextilschlauch
27' über den Mittelabschnitt des Rüttlers 17 gezogen und so
weit nach unten mitgenommen, daß er die nicht-stützfähige Bo
denschicht 12 durchdringt und mit dem unteren Ende in die zu
mindest stützfähige Bodenschicht 13 hineinragt. Der Säulenfuß
19 ist im Bereich der tragfähigen Bodenschicht 14 bereits fer
tig gestellt.
Gemäß der Darstellung b) wird beim Ziehen des Rüttlers 17 der
hier aus gleichem Material wie der Säulenfuß 19 bestehende un
tere Säulenabschnitt 20 hergestellt, der sich unmittelbar in
der unteren Bodenschicht 13 radial abstützt.
Gemäß der Darstellung c) ist nach dem vollständigen Ziehen des
Rüttlers 17 ein auf dem unteren Säulenabschnitt 20 aufbauender
oberer Säulenabschnitt 28 durch Auffüllen des Geotextilschlau
ches 27' mit wiederum gleichem Material entstanden. Die radia
len Stützkräfte für das Füllmaterial sind hierbei als Folge
eines radialen Aufweitens des Umhüllungsschlauches 27' er
zeugt.
In den Darstellungen ist das gemeinsame Prinzip erkennbar, das
zur Verbilligung und Reduzierung des Materialverbrauches eine
zusätzliche Umhüllung für das Säulenmaterial nur im Bereich
nicht zumindest stützfähiger oberer Bodenschichten erfolgt.
Hiermit reduziert sich der Bedarf an Stützkörpern nach Längen
metern sowie der Verbrauch von Füllmaterial im Bereich der
nicht-stützfähigen Schichten. Die Lastabtragung erfolgt über
den gesamten Säulenkörper in die unteren Bodenschichten hin
ein, wobei im Bereich des unteren Säulenabschnittes ein Last
abtrag über Mantelreibung zusätzlich zur Auflagerlast des Säu
lenfußes oder als ausschließliche Krafteinleitung in den Boden
möglich wird.
11
Bodenoberfläche
12
nicht-stützfähige Bodenschicht
13
zumindest stützfähige Bodenschicht
14
tragfähige Bodenschicht
15
Fahrzeug
16
Mäkler
17
Rüttler
18
Trichter
19
Säulenfuß
20
unterer Säulenabschnitt
21
Rüttelloch
22
Umhüllungsrohr
23
Mitnehmer (
17
)
24
Mitnehmer (
22
)
25
Verdickung
26
oberer Säulenabschnitt
27
Geotextilumhüllung
Claims (17)
1. Verfahren zum Herstellen von Säulen in nicht-tragfähigen
Böden zum Zweck der Baugrundverbesserung bzw.
-stabilisierung, mit den folgenden Verfahrensschritten zur
Herstellung einer der Säulen,
ein Verdrängungsgerät (17), insbesondere ein Tiefenrüttler mit Schleusenrohr oder ein Verdrängungsrohr mit Verschluß, wird von der Bodenoberfläche (11) aus bis in eine tragfä hige/zumindest stützfähige Bodenschicht (14) eingerüttelt,
ein unmittelbar von zumindest stützfähigen Bodenschichten (13) abgestützter unterer Säulenabschnitt (20) wird, ins besondere mittels des Verdrängungsgerätes (17), von unten nach oben aus rolligem Material aufgebaut,
eine rohr- oder schlauchförmige Umhüllung (22, 27) wird von der Bodenoberfläche (11) aus - zumindest eine nicht- stützfähige Bodenschicht (12) durchsetzend - bis in den unteren Säulenabschnitt (20) hineinreichend eingebaut, die Umhüllung (22, 27) wird zur Bildung eines von der Umhül lung gestützten oberen Säulenabschnitts (26, 28) mit rol ligem Material verfüllt.
ein Verdrängungsgerät (17), insbesondere ein Tiefenrüttler mit Schleusenrohr oder ein Verdrängungsrohr mit Verschluß, wird von der Bodenoberfläche (11) aus bis in eine tragfä hige/zumindest stützfähige Bodenschicht (14) eingerüttelt,
ein unmittelbar von zumindest stützfähigen Bodenschichten (13) abgestützter unterer Säulenabschnitt (20) wird, ins besondere mittels des Verdrängungsgerätes (17), von unten nach oben aus rolligem Material aufgebaut,
eine rohr- oder schlauchförmige Umhüllung (22, 27) wird von der Bodenoberfläche (11) aus - zumindest eine nicht- stützfähige Bodenschicht (12) durchsetzend - bis in den unteren Säulenabschnitt (20) hineinreichend eingebaut, die Umhüllung (22, 27) wird zur Bildung eines von der Umhül lung gestützten oberen Säulenabschnitts (26, 28) mit rol ligem Material verfüllt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst ein verdickter Säulenfuß (19) aus rolligem
Material, insbesondere mittels des Verdrängungsgerätes
(17), in der tragfähigen/zumindest stützfähigen Boden
schicht (14) eingebaut wird, auf dem dann der untere Säu
lenabschnitt (20) aufgebaut wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung (22, 27) nach einem ersten Einrütteln
und einem Ziehen des Verdrängungsgerätes (17) - nach dem
Herstellen des unteren Säulenabschnitts - an dessen unte
rem Ende koaxial auf diesem befestigt wird und bei einem
zweiten Einrütteln des Verdrängungsgerätes (17) auf ihre
bestimmungsgemäße Tiefe niedergebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung (22, 27) mit Abstand vom unteren Ende
des Verdrängungsgerätes (17) koaxial auf diesem befestigt
wird und bei einem ersten Einrütteln des Verdrängungsgerä
tes (17) - vor dem Herstellen des unteren Säulenabschnitts
- niedergebracht wird und sich beim Ziehen von diesem
trennt bzw. von diesem getrennt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß bindemittelfreies rolliges Material - Gestein, Schot
ter, Kies, Sand - verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß bindemittelhaltiges rolliges Material - Mörtel, Beton
- verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Umhüllung ein Rohrkörper (22) - ohne Durchbrüche,
mit Durchbrüchen; aus Stahlblech, aus Verbundwerkstoff,
aus Kunststoff - verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Umhüllung ein Geotextilschlauch (27) - mit Vliesverbundanteil;
ohne Vliesanteil - verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine unten geschlossene Umhüllung (22, 27) verwendet
wird.
10. Säulenkörper im Boden zur Verbesserung bzw. Stabilisierung
eines nicht-tragfähigen Bodens, umfassend
einen unverrohrten unteren Säulenabschnitt (20), der in tragfähige bzw. zumindest radial stützfähige Bodenschich ten (13) eingebaut ist,
einen mit Umhüllung (22, 27) versehenen oberen Säulenab schnitt (26, 28), der zumindest eine nicht-stützfähige Bo denschicht (12) durchsetzt und mit seiner Umhüllung (22, 27) in den unteren Säulenabschnitt (20) hineinreicht.
einen unverrohrten unteren Säulenabschnitt (20), der in tragfähige bzw. zumindest radial stützfähige Bodenschich ten (13) eingebaut ist,
einen mit Umhüllung (22, 27) versehenen oberen Säulenab schnitt (26, 28), der zumindest eine nicht-stützfähige Bo denschicht (12) durchsetzt und mit seiner Umhüllung (22, 27) in den unteren Säulenabschnitt (20) hineinreicht.
11. Säulenkörper nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch
einen in einer tragfähigen/zumindest stützfähigen Boden
schicht (14) eingebetteten Säulenfuß (19), auf dem der un
tere Säulenabschnitt (20) aufgebaut ist.
12. Säulenkörper nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß bindemittelhaltiges rolliges Material - Mörtel, Beton
- verwendet wird.
13. Säulenkörper nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß bindemittelhaltiges rolliges Material - Mörtel, Beton
- verwendet wird.
14. Säulenkörper nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Umhüllung ein Rohrkörper (22) - ohne Durchbrüche,
mit Durchbrüchen; aus Stahlblech, aus Verbundwerkstoff,
aus Kunststoff - verwendet wird.
15. Säulenkörper nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Umhüllung ein Geotextilschlauch (27) - mit Vlies
füllung, ohne Vliesanteil - verwendet wird.
16. Säulenkörper nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine unten geschlossene Umhüllung (22, 27) verwendet
wird.
17. Verbesserter bzw. stabilisierter Baugrund, in welchem Säu
lenkörper nach einem der Ansprüche 10 bis 16 nach einem
Oberflächenraster verteilt eingebaut sind.
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