DE10145288A1

DE10145288A1 - Ground plug column, to give strength to support the foundations of buildings, is formed by a mixture of soil and additives rammed into the ground to form a column of consistent diameter

Info

Publication number: DE10145288A1
Application number: DE2001145288
Authority: DE
Inventors: Jochim Berg
Original assignee: Keller Grundbau GmbH
Current assignee: Keller Grundbau GmbH
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: DE10145288B4

Abstract

To form a plug column (12) in ground for construction, to increase the ground strength for the support of foundations, it is formed by a depth jolter through the ground layers (13-15) from the surface (11), using soil and additives. The plug column has a constant diameter, set to give sufficient support at the softest ground layers. The diameter is maintained by the composition of the plug material, and the pipe height at the end of each ramming interval. The additives are gravel, stone chippings, ballast, or their mixtures together with mortar or concrete.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stopfsäulen zur Verbesserung der Bodeneigenschaften von Baugrund, bei dem nach einem Raster über der Bodenoberfläche verteilt von der Bodenoberfläche aus Stopfsäulen aus Zugabematerial unter Verdichtung des Bodens hergestellt wird. Insbesondere wird hierzu jeweils ein Tiefenrüttler in den Baugrund eingerüttelt und unter Zugabe von Zugabematerial phasenweise in Höhenstufen nach oben gezogen und von einzelnen Höhenstufen ausgehend phasenweise in Stopfintervallen unter Verdichtung des Zugabematerials und des Bodens eingerüttelt; alternativ wird ein von einem lösbaren Deckel unten geschlossenes Rohr in den Boden eingerammt oder eingerüttelt und nach Lösen des Deckels unter Einfüllen von Zugabematerial und unter in Rammintervallen durchgeführtem Verdichten des Zugabematerials und des Bodens durch einen in das Rohr eingeführten Rammbären stuaus verdichtetem Zugabematerial, die der Lastabtragung nach unten in tragfähige Bodenschichten dient und gleichzeitig durch das in den Boden eingebrachten Volumen zu einer Verdichtung des Bodenmaterials führt. Die Bodenqualität wird hiermit insgesamt verbessert. In Bodenschichten schlechterer Qualität, d. h. auch geringerer Stützfähigkeit für die eingebrachte Säule aus Zugabematerial wird hierbei mit größeren Zugabemengen gearbeitet bzw. die Stopfintervalle oder Rammintervalle werden bei Steigerung der Zugabemenge entsprechend verlängert. Im Ergebnis hat die fertiggestellte Säule in solchen Bodenschichten mit geringerer Stützfähigkeit wesentlich größeren Durchmesser als in gut tragfähigen bzw. stützfähigen Bodenschichten. In Oberflächennähe kommt verstärkt der Effekt hinzu, daß selbst Boden gleichmäßiger Qualität zur Oberfläche hin aufgrund der abnehmenden Auflast nachlassende radiale Stützfähigkeit für die Säule aus Zugabematerial hat, so daß diese sich tendenziell zur Bodenoberfläche hin trichterförmig erweitert. Die genannten Gegebenheiten werden hingenommen oder sogar angestrebt, weil angenommen wird, daß auf diese Weise Säulen gleichmäßiger Tragfähigkeit im Boden hergestellt werden können. The invention relates to a method for producing Darning columns to improve the soil properties of Soil, according to a grid above the ground surface distributed from the ground surface from darning columns Addition material is made with compaction of the soil. In particular, a deep vibrator is used in the ground shaken and in phases with the addition of addition material pulled up in height levels and by individual height levels starting in phases at tamping intervals with compression the added material and the bottom are shaken; alternative a tube closed by a removable cover at the bottom rammed or shaken the floor and after loosening the Cover with filling material and under in Ramming intervals carried out compression of the addition material and of the ground by means of a battering ram stuaus compressed addition material that after the load transfer serves in load-bearing soil layers below and at the same time through the volume brought into the soil to a Soil compaction leads. The soil quality is hereby improved overall. In poor quality soil layers, d. H. also lower support capacity for the introduced Column made of addition material is used with larger addition quantities worked or the darning intervals or ramming intervals if the amount added increases accordingly. in the The finished column has the result in such soil layers with less support capacity, much larger diameter than in well-bearing or supportable soil layers. In Near the surface there is an additional effect that even Soil of uniform quality towards the surface due to the decreasing radial load decreasing for has the column of addition material, so that this tends to be funnel-shaped towards the bottom surface. The mentioned circumstances are accepted or even sought, because it is believed that in this way pillars uniform load-bearing capacity in the floor can.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu benennen, mit dem zufriedenstellende Säulenqualitäten bei rationalisierter Arbeitsweise erzeugt werden können. Eine Lösung hierfür besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Stopfsäulen zur Verbesserung der Bodeneigenschaften von Baugrund, bei dem in rasterförmiger Verteilung von der Bodenoberfläche aus jeweils ein Tiefenrüttler in den Boden eingerüttelt wird und unter Zugabe von Zugabematerial phasenweise in Höhenstufen nach oben gezogen und von einzelnen Höhenstufen ausgehend phasenweise in Stopfintervallen unter Verdichtung des Zugabematerials und des Bodens eingerüttelt wird, wobei die Dauer der Verdichtung des Zugabematerials und des Bodens durch den Tiefenrüttler abhängig von der Stützfähigkeit des Bodens über der Höhe so variiert wird, daß eine Stopfsäule aus Zugabematerial mit vorgegebenem gleichbleibenden Durchmesser im Boden entsteht, die auf ausreichende Tragfähigkeit in den Bodenschichten mit der geringsten Qualität bemessen ist. Eine weitere Lösung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Stopfsäulen zur Verbesserung der Bodeneigenschaften von Baugrund, bei dem in rasterförmiger Verteilung von der Bodenoberfläche aus jeweils ein von einem lösbaren Deckel unten geschlossenes Rohr in den Boden eingerammt oder eingerüttelt wird und nach Lösen des Deckels unter Einfüllen von Zugabematerial und unter in Rammintervallen durchgeführtem Verdichten des Zugabematerials und des Bodens durch einen in das Rohr eingeführten Rammbären stufenweise gezogen wird, wobei die Intensität der Verdichtung des Zugabematerials und des Bodens durch den Rammbären abhängig von der Bodenstützfähigkeit über der Höhe so variiert wird, daß eine Stopfsäule aus Zugabematerial mit vorgegebenem gleichbleibenden Durchmesser im Boden entsteht, die auf ausreichende Tragfähigkeit in den Bodenschichten mit der geringsten Qualität bemessen ist. Mit den erfindungsgemäßen Methoden werden die Sorgfaltsanforderungen bezüglich der Bodenschichtung, die bei den bisherigen Methoden aufgrund der notwendigen Säulenverdickung in Weichschichten gelten, reduziert. Die vorangehenden Aufschlußbohrungen sind nur insoweit beachtlich, als die schlechteste Bodenqualität zu ermitteln ist. In rationeller Weise wird danach eine gleichbleibend dicke Säule hergestellt, deren Tragfähigkeit unabhängig von der Lage der Schichten durchgehend garantiert ist. Die gleichmäßige Dicke der jeweils hergestellten Säulen kann durch Wägung oder Volumenmessung der zugegebenen Mengen im Verhältnis zur Änderung der jeweiligen Rüttlertiefe bei Verwendung eines Tiefenrüttlers bzw. der Höhenlage des unteren Rohrendes bei Verwendung von Rohr und Rammbär überwacht bzw. eingestellt werden. The present invention is based on the object To name the method of the type mentioned at the beginning with which satisfactory column qualities with rationalized Working method can be generated. There is a solution to this in a process for the manufacture of darning columns for Improvement of the soil properties of building ground, in which grid-like distribution from the floor surface Deep vibrator is shaken into the ground and adding of material to be added upwards in phases drawn and in phases from individual levels Stuffing intervals with compression of the addition material and the Soil is shaken, the duration of compaction of the Addition material and the soil by the deep vibrator depending on the support capacity of the soil above the height is varied that a stuffing column made of addition material with given constant diameter in the ground that arises on sufficient load-bearing capacity in the soil layers with the lowest quality is measured. Another solution is in a process for the manufacture of darning columns Improvement of the soil properties of building ground, in which grid-like distribution from the floor surface tube closed in the bottom by a removable cover The floor is rammed or shaken and after loosening the Cover with filling material and under in Ramming intervals carried out compression of the addition material and of the ground by means of a battering ram is gradually drawn, the intensity of the compression of the addition material and the soil by the pile driver varies depending on the ground support capacity over the height is that a stuffing column made of addition material with a predetermined constant diameter in the soil that arises sufficient load-bearing capacity in the soil layers with the lowest quality is measured. With the methods according to the invention the due diligence requirements regarding the Soil stratification, which was necessary due to the previous methods Column thickening in soft layers apply, reduced. The previous exploration wells are only significant to the extent to be determined as the worst soil quality. In rationally thereafter becomes a consistently thick column manufactured, the load capacity regardless of the location of the Layers is guaranteed throughout. The uniform thickness the columns produced can be weighed or Volume measurement of the added quantities in relation to the change the respective vibrator depth when using a Deep vibrator or the height of the lower pipe end when in use can be monitored and adjusted by reed and rammer.

In praktischer Anwendung werden ca. ein bis drei Säulen mittels manueller Steuerung hergestellt und mit den dabei eingegebenen Daten anschließend die Automatik der verwendeten Vorrichtung für nachfolgend herzustellende Säulen programmiert. Approximately one to three pillars are used in practice manufactured by manual control and with it entered data then the automatic of the used Device programmed for columns to be subsequently manufactured.

Als Zugabematerial kann Kies, Splitt, Schotter, Sand oder deren Mischungen gegebenenfalls mit Bindemittel verwendet werden, wobei die Tragfähigkeit der einzelnen Säulen in geringerem Ausmaß von der Stützfähigkeit der einzelnen Bodenschichten abhängt. Weiterhin ist es möglich, Fertigmörtel oder Beton als Zugabematerial für die Säulen zu verwenden, die nach dem Aushärten bezüglich ihrer Fähigkeit zum Lastabtrag in den Boden im wesentlichen von der Stützfähigkeit der einzelnen Bodenschichten unabhängig sind. Gravel, grit, gravel, sand or their mixtures optionally used with binders the load-bearing capacity of the individual columns in to a lesser extent from the sustainability of the individual soil layers depends. It is also possible to use ready-mixed mortar or concrete Addition material to use for the columns after the Cure for their ability to transfer loads into the soil essentially on the supportive capacity of the individual Soil layers are independent.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Säule im Vergleich mit einer Säule nach dem Stand der Technik dargestellt. In the drawing, a column according to the invention is compared represented with a column according to the prior art.

Fig. 1 zeigt eine Säule aus Zugabematerial nach dem Stand der Technik; Fig. 1 shows a column of addition material according to the prior art;

Fig. 2 zeigt eine Säule gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 shows a column according to the present invention.

Fig. 3 zeigt das Prinzip der Säulenherstellung mit einem Schleusenrüttler in zwei Phasen; Fig. 3 shows the principle of column manufacture with a lock vibrator in two phases;

Fig. 4 zeigt das Prinzip der Säulenherstellung mit Senkrohr und Rammbär. Fig. 4 shows the principle of column manufacture with a lowering tube and ramming bear.

Fig. 1 ist in einem Schnitt durch die Bodenschichten zu erkennen, daß unter einer Bodenoberfläche 11 eine tragfähige Bodenschicht 13, eine Weichschicht 14 und darunter eine tragfähige Bodenschicht 15 liegen. Eine nach einem bisherigen Verfahren hergestellte Stopfsäule 12 aus Zugabematerial, die mit einem Tiefenrüttler hergestellt sein kann, weist in den tragfähigen Bodenschichten 13, 15 jeweils geringeren Durchmesser auf und hat im Bereich der Weichschicht 14 eine deutliche Durchmesservergrößerung. Die Höhenlage der Durchmesservergrößerung muß bei der Herstellung sorgfältig nach der Höhenlage der Weichschicht eingestellt werden. In Nähe der Bodenoberfläche entsteht eine geringe Durchmessererweiterung. Fig. 1 is seen in a section through the layers of soil that under a bottom surface 11 of a viable soil layer 13, a soft layer 14 and including a bottom layer 15 are viable. A stuffing column 12 made of addition material, which can be produced with a deep vibrator, has a smaller diameter in the load-bearing base layers 13 , 15 and has a clear diameter increase in the area of the soft layer 14 . The height of the diameter enlargement must be carefully adjusted according to the height of the soft layer during manufacture. There is a slight increase in diameter near the bottom surface.

In Fig. 2 ist in einem Schnitt durch die Bodenschichten gezeigt, wie unter einer Bodenoberfläche 11 eine gleiche Bodenschichtung wie in Fig. 1 mit einer tragfähigen Schicht 13, einer Weichschicht 14 und einer wieder besser tragfähigen Bodenschicht 15 liegt. Eine mittels eines Tiefenrüttlers hergestellte erfindungsgemäße Bodensäule 12 hat hierbei unabhängig von der Stützfähigkeit der einzelnen Bodenschichten über der Höhe gleichen Durchmesser. Hierbei ist der Durchmesser so bemessen, daß in den Bodenschichten mut der geringsten Qualität, hier also der Weichschicht 14, noch eine ausreichende Tragfähigkeit der Bodensäule 12 vorliegt. Die Herstellung der Bodensäule ist damit fehlersicher. FIG. 2 shows in a section through the floor layers how under a floor surface 11 there is the same floor layering as in FIG. 1 with a load-bearing layer 13 , a soft layer 14 and a again better load-bearing floor layer 15 . A soil column 12 according to the invention produced by means of a deep vibrator has the same diameter regardless of the support capacity of the individual soil layers above the height. Here, the diameter is such that the soil layers 12 still have a sufficient load-bearing capacity in the bottom layers of the lowest quality, ie here the soft layer 14 . The manufacture of the floor column is therefore fail-safe.

Fig. 3 zeigt in einem vertikalen Schnitt durch den Boden links einen Schleusenrüttler 21, der bis zu einem tiefsten Punkt von der Bodenoberfläche 11 aus durch eine tragfähige Bodenschicht 13 und eine Weichschicht 14 bis in eine weitere tragfähige Bodenschicht 15 eingerüttelt ist. Die Rüttelbewegungen werden durch Radialpfeile 17 symbolisiert. Fig. 3 zeigt rechts den gleichen Schleusenrüttler 21, der um eine gewisse Höhe vom tiefsten Punkt aus unter Ausfließen von Säulenmaterial 16 wie Schotter aus einer unteren Öffnung 22 zurückgezogen worden ist. Durch einen Doppelpfeil 18 ist eine Stopfbewegung symbolisiert, die der Schleusenrüttler jeweils nach einem Ziehen um die genannte vorgegebene Höhe ausführt, um das Säulenmaterial 16 zu verdichten. Am Schleusenrüttler 21 sind ein seitlich vorbeiführendes Schleusenrohr 23 mit der unteren Öffnung 22, eine elastische Kupplung 24 und ein Gestängerohr 25, über das das Zugabematerial zufließt, im einzelnen erkennbar. Fig. 3 shows in a vertical section through the bottom left and bottom feed 21 to a lowest point of the bottom surface 11 by a stable ground layer 13 and a soft layer is vibrated 14 to in a more stable ground layer 15. The shaking movements are symbolized by radial arrows 17 . Fig. 3 shows on the right the same lock vibrator 21 , which has been withdrawn from a lower opening 22 by a certain height from the lowest point with column material 16 flowing out like ballast. A double arrow 18 symbolizes a tamping movement which the lock vibrator executes each time it is pulled by the specified predetermined height in order to compress the column material 16 . On the lock vibrator 21 , a lock tube 23 with a lower opening 22 , a flexible coupling 24 and a drill pipe 25 , through which the added material flows, can be seen in detail.

Fig. 4 zeigt ein von der Bodenoberfläche 11 durch die bereits beschriebenen Bodenschichten 13, 14 bis in die Bodenschicht 15 niedergebrachtes und aus dieser bereits wieder gezogenes Senkrohr 31, aus dem Zugabematerial 16 unten ausgeflossen ist, das von oben in das Senkrohr 31 eingegeben worden ist, wie durch den Pfeil 19 angedeutet und das mittels eines Rammbären 32, der sich innerhalb des Senkrohres 31 bewegt, verdichtet worden ist. Der Rammbär 32 ist mittels einer Anordnung aus Seil 33 und Rolle 34 auf und ab bewegbar, wie durch den Doppelpfeil 20 angedeutet. FIG. 4 shows a lowering tube 31 , which has been brought down from the bottom surface 11 through the already described bottom layers 13 , 14 and into the bottom layer 15 and has already been pulled out of this, from which the addition material 16 has flowed out at the bottom and which has been input into the countersink tube 31 from above , as indicated by the arrow 19 and which has been compressed by means of a pile driver 32 , which moves within the countersink tube 31 . The ram bear 32 can be moved up and down by means of an arrangement of rope 33 and roller 34 , as indicated by the double arrow 20 .

Claims

1.Procedure for the manufacture of tamping columns to improve the soil properties of the subsoil, in which a deep vibrator is shaken into the soil in a grid-like distribution from the soil surface and, with the addition of addition material, is drawn up in phases at height levels and from individual height levels in phases at tamping intervals shaking with compaction of the addition material and the soil, characterized in that the duration of the compaction of the addition material and the soil by the deep vibrator, depending on the support capacity of the soil, is varied over the height in such a way that a stuffing column of addition material with a constant predetermined diameter in the soil arises, which is dimensioned for sufficient load-bearing capacity in the bottom layers with the lowest quality.

2. The method according to claim 1, characterized, that maintaining a constant diameter by detecting and relating the weight of the Material and the vibrator height at the end of Darning intervals is set.

3. The method according to claim 1, characterized, that adhering to the constant diameter through Capture and relate the volume of the Material and the vibrator height at the end of Darning intervals is set.

4. Method of making darning pillars for improvement the soil properties of building ground, in which grid-like distribution from the floor surface tube closed in the bottom by a removable cover The floor is rammed or shaken and after loosening the Cover with filling material and under in Ramming intervals performed compression of the Addition material and the bottom through an inserted into the tube Rammbär is gradually drawn characterized, that the intensity of the compression of the added material and of the ground by the battering bear depending on the Soil support capacity is varied so that a Stuffing column made of added material with the same predetermined diameter in the ground that arises on sufficient load-bearing capacity in the bottom layers with the lowest Quality is measured.

5. The method according to claim 4, characterized, that adhering to the constant diameter through Capture and relate the weight of the Material and the tube height at the end of ramming intervals is set.

6. The method according to claim 4, characterized, that adhering to the constant diameter through Capture and relate the volume of the Material and the tube height at the end of ramming intervals is set.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized, that gravel, grit, gravel, sand or their mixtures are used.

8. The method according to claim 7, characterized, that addition material with added binder is used.

9. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized, that ready-mixed mortar is used as addition material.

10. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized, that concrete is used as an addition material.