DE102006033957A1 - Method for producing geotextile-encased columns from granular and sandy material, involves expanding steel tube with conical section at lower end, to free end, where diameter of geotextile bag corresponds to internal diameter of tube - Google Patents

Method for producing geotextile-encased columns from granular and sandy material, involves expanding steel tube with conical section at lower end, to free end, where diameter of geotextile bag corresponds to internal diameter of tube Download PDF

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Abstract

The method involves expanding a steel tube (10) with a conical section (12) at the lower end, to the free end. The diameter of a geotextile bag corresponds to the internal diameter of the steel tube. The steel tube is driven as temporary connection with a vibration compactor having vertical force component in the base. A bag of geotextile material is placed in the empty pipe and the geotextile bag is filled up with a sandy material. The bag is pulled with the vibration compactor under compression of the sandy material in the tube. An independent claim is also included for a steel tube as temporary connection for the production of a geotextile-encased column.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erstellung von geotextilummantelten Säulen aus körnigem bzw. rolligem Material nach Patentanspruch 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Stahlrohr als temporäre Schalung für die Erstellung von geotextilummantelten Säulen nach Patentanspruch 3.The The invention relates to a method of creating geotextile jacketed columns from grainy or rolligem material according to claim 1. The invention relates Furthermore, on a steel tube as a temporary formwork for the creation of geotextile-jacketed columns according to claim 3.

Aus DE 100 25 966 C2 ist bekannt, einen Geotextilsack in den Untergrund einzubringen und anschließend mit körnigem Material aufzufüllen. Aus DE 101 08 602 A1 ist bekannt geworden, ein Verdrängungsrohr mit Hilfe eines Rüttlers in den Boden einzutreiben und in das Verdrängungsrohr einen unten geschlossenen Geotextilsack einzulassen, der anschließend mit körnigem Material gefüllt wird. Das Verdrängungsrohr ist mit einem unten wahlweise zu schließenden Verschluß versehen, der beim Ziehen des Verdrängungsrohrs mit Hilfe des Rüttlers geöffnet wird. Das Verdrängungsrohr wird bis in stützfähige Bodenschichten eingetrieben, so daß auch die schlauchförmige Umhüllung in diese Bodenschicht hineinreicht. Beim Ziehen des Verdrängungsrohrs wird das im Geotextilsack befindliche Material zugleich verdichtet.Out DE 100 25 966 C2 is known to introduce a geotextile in the ground and then filled with granular material. Out DE 101 08 602 A1 It has become known to drive a displacement tube into the ground with the aid of a vibrator and to introduce into the displacement tube a geotextile bag closed at the bottom, which is then filled with granular material. The displacement tube is provided with a below optionally closing closure, which is opened when pulling the displacement tube by means of the vibrator. The displacement tube is driven into sustainable soil layers, so that the tubular sheath extends into this soil layer. When the displacement tube is pulled, the material in the geotextile sack is compressed at the same time.

Die bekannten Verfahren dienen vor allen Dingen dazu, einen weichen Untergrund innerhalb kurzer Zeit tragfähig zu machen, damit Bauwerke darauf errichtet werden können. Entsprechende Verfahren sind aus DE 44 08 173 A1 , DE 195 18 830 A1 oder EP 0 900 883 A1 bekannt geworden. Zur Erstellung der Sandsäulen kann auch ein unten offenes Stahlrohr verwendet werden, das nach dem Eintreiben geleert werden muß, indem der Boden ausgehoben wird. Der Geotextilsack ist vorzugsweise im Rundwebverfahren hergestellt und geeignet, hohe Ringzugkräfte aufzunehmen. Andererseits muß er im gewissen Maße dehnfähig sein, um beim Verdichten des rolligen Materials radial nachzugeben. Nach dem Erstellen der Sandsäulen wird eine Auflast auf diese aufgebracht, wodurch sich ein interaktives Tragsystem ergibt mit einer radialen bzw. horizontalen Stützung der Säulen durch die Geotextilummantelung im Verbund mit der Stützwirkung der umgebenden Weichschicht.The known methods are used above all to make a soft ground in a short time viable, so that buildings can be built on it. Corresponding methods are out DE 44 08 173 A1 . DE 195 18 830 A1 or EP 0 900 883 A1 known. To create the sand pillars, a steel tube open at the bottom can also be used, which must be emptied after driving in by excavating the soil. The geotextile sack is preferably produced in a round weaving process and is capable of absorbing high hoop tensile forces. On the other hand, it must be flexible to some extent to yield radially when compacting the rolling material. After creating the sand columns, a ballast is applied to them, resulting in an interactive support system with radial or horizontal support of the columns by the geotextile jacket in combination with the supporting action of the surrounding soft layer.

Die Interaktivität des Tragsystems entsteht zwischen der radialen Stützwirkung aus den Ringzugkräften des Geotextils und der Stützwirkung der Weichschichten. Die Belastung des Systems infolge einer Überschüttung führt einerseits zu einer teilweisen Lastumlagerung auf die Säulen andererseits bewirkt die verbleibende Last auf den Weichschichten eine Vergrößerung der Stützwirkung auf die Säulen.The interactivity of the support system arises between the radial support effect from the ring pull forces of geotextile and supporting action the soft layers. The burden of the system due to a covering leads on the one hand to a partial load transfer to the columns on the other hand causes the remaining load on the soft layers an enlargement of the supporting action on the pillars.

Die Größe des Bodenwiderstands wird wesentlich vom Konsolidierungsgrad in der Weichschicht und somit von der Größe der Auflastspannung über der Weichschicht bestimmt. Die Auflastspannungen werden infolge einer Gewölbewirkung bei einer Überschüttung vermindert, da die Säulen im Vergleich zur Weichschicht ein etwas steiferes Element darstellen und näherungsweise Setzungsgleichheit zwischen Säulen und umgebender Weichschicht angenommen werden kann. Ein derart ausgebildetes Tragsystem ist so ausgelegt, daß ein größerer Teil der Bauwerks- und Verkehrslasten über die Sandsäulen und der verbleibende Teil von den durch das Herstellungsverfahren verbesserten Weichschichten aufgenommen wird. Das erstellte Gründungssystem verhält sich flexibel und ist weitgehend selbstregulierend. Starre Auflagerpunkte mit einer möglichen Durchstanzgefahr werden vermieden.The Size of soil resistance becomes essential from the degree of consolidation in the soft layer and thus on the size of the load voltage over the Soft layer determined. The charging voltages are due to a Gewölbewirkung bei reduced overflow, there the pillars Compared to the soft layer represent a slightly stiffer element and approximately Setzungsgleichheit between columns and surrounding soft layer can be assumed. Such a trained Support system is designed so that a larger part the building and traffic loads over the sand pillars and the remaining part of those improved by the manufacturing process Soft layers is recorded. The created foundation system behave flexible and largely self-regulating. Rigid support points with a possible Puncture hazard can be avoided.

Aus DE 102 42 264 B4 ist ferner bekannt geworden, zwischen den Säulen, vorzugsweise nach einem vorgegebenen Raster, Vertikaldrainagen einzubringen, wobei vor und/oder nach dem Einbringen der Vertikaldrainagen eine Schicht aus körnigem Material auf die Weichschicht aufgebracht wird. Zur Herstellung des vollständigen Tragsystems werden sowohl die umhüllten Säulen als auch die Vertikaldrains mit einer Schicht aus rolligem Material, vorzugsweise Sand überdeckt, wodurch ein interaktives, selbstregulierendes Tragsystem aus Sandsäulen, Drainagen und dem umgebenden Boden entsteht. Bei Erhöhung der Belastung reagieren die Säulen mit einer volumengleichen Stauchung, wodurch die Lasten zumindest teilweise auf die umgebende Weichschicht umgelagert werden und sich ein zeit- und lastabhängiges Gleichgewicht ergibt.Out DE 102 42 264 B4 is also known to introduce vertical drainages between the columns, preferably according to a predetermined grid, wherein before and / or after the introduction of vertical drains, a layer of granular material is applied to the soft layer. To form the complete support system, both the wrapped columns and the vertical rails are covered with a layer of cellular material, preferably sand, to form an interactive, self-regulating support system of sand pillars, drains and the surrounding floor. When the load is increased, the columns react with a volumetric compression, whereby the loads are at least partially transferred to the surrounding soft layer and a time- and load-dependent equilibrium results.

Es hat sich gezeigt, daß in manchen Fällen bei zu geringer Überdeckung und Auflast keine ausreichende Vorspannung im Geotextilmaterial erreicht wird.It has been shown to be in some cases too little coverage and load no sufficient bias in the geotextile material is reached.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erstellung von geotextilummantelten Säulen aus körnigem bzw. rolligem Material anzugeben, bei dem eine ausreichende Vorspannung durch Materialverdichtung in der geotextilummantelten Säule erreicht wird.Of the Invention is therefore the object of a method for creating of geotextile-jacketed columns from grainy or rolligem material, in which a sufficient bias achieved by material compression in the geotextile coated column becomes.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The The object is solved by the features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Stahlrohr als temporäre Schalung verwendet, bei dem am unteren Ende ein konischer Abschnitt angeordnet ist mit zum freien Ende hin weisender Aufweitung.at the method according to the invention is a steel pipe as temporary Formwork used in which at the bottom of a conical section is arranged with pointing towards the free end widening.

Bei der Erfindung wird beim Ziehen des Stahlrohrs der Geotextilsack aufgrund der Verdichtungswirkung des Vibrationsrüttlers auf den größten Durchmesser des konischen Abschnitts aufgeweitet, wobei zugleich eine verstärkte Verdichtung jeweils in dem Bereich stattfindet, in dem sich der konische Abschnitt beim Ziehen des Stahlrohrs befindet. Auf diese Weise wird ein ausreichender Vorspannungszustand des Geotextils zur Aufnahme von Horizontalspannungen erreicht.In the invention, when the steel pipe is pulled, the geotextile sack is widened to the largest diameter of the conical section due to the compaction effect of the vibration vibrator, wherein at the same time an increased compression takes place in each case in the region in which the conical section is located when pulling the steel pipe. In this way, a sufficient bias state of the geotextile is achieved for recording horizontal voltages.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine negative Aufweitung (Zusammendrückung) der fertigen Sandsäulen durch horizontalen Druck des umliegenden Weichschichtmaterials verhindert wird. Insgesamt wird der erstellten geotextilummantelten Säule eine Vorspannung aufgeprägt, die zu einer wirtschaftlicheren Bemessung der überlagernden Lastverteilungsschicht führt. Mit anderen Worten, die Höhe der Lastverteilungsschicht kann reduziert werden, was mit einer Reduzierung an Material und Arbeitsaufwand verbunden ist.One Another advantage of the invention is that a negative expansion (Compression) the finished sand pillars prevented by horizontal pressure of the surrounding soft-layer material becomes. Overall, the created geotextile coated column becomes a Prestressed, the for a more economical dimensioning of the superposed load distribution layer leads. In other words, the height the load distribution layer can be reduced, resulting in a Reduction in material and labor is connected.

Vorzugsweise hat der Geotextilsack einen Durchmesser, der dem Innendurchmesser des Stahlrohrs entspricht. Je nach vorliegenden Bedingungen kann der Durchmesser auch ein wenig größer sein, er muß auf jeden Fall deutlich kleiner sein als der größte Durchmesser des konischen Rohrabschnitts.Preferably the geotextile bag has a diameter equal to the inside diameter of the steel pipe corresponds. Depending on the conditions available the diameter should also be a little bit bigger, it has to be on each one Case be significantly smaller than the largest diameter of the conical Pipe section.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stahlrohrs wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.One embodiment the steel tube according to the invention becomes closer on the basis of a drawing explained.

Die einzige Figur zeigt das untere Ende eines Stahlrohrs als temporäre Schalung zur Erstellung einer geotextilummantelten Säule nach der Erfindung.The single figure shows the lower end of a steel tube as a temporary formwork for creating a geotextile coated column according to the invention.

Man erkennt das untere Ende eines Stahlrohrs 10 von vorgegebenem Innendurchmesser. Es hat z.B. eine Länge von 10 oder mehr Meter. Der Innendurchmesser beträgt z.B. 0,8 m, wenn das untere Ende verschließbar ist. Ist das untere Ende hingegen offen, kann der Durchmesser auch 1,2 bis 1,5 m betragen. Im gezeigten Fall ist offengelassen, ob das Rohr am unteren Ende geschlossen oder offen ist. Wenn es geschlossen ist, bedarf es eines zu öffnenden Verschlusses, damit ein mit körnigem Material gefüllter Geotextilsack (nicht gezeigt) beim Ziehen des Rohrs im Boden verbleiben kann. Im Hinblick auf das übrige Verfahren zur Herstellung von geotextilummantelten Säulen wird auf den weiter oben ausführlich beschriebenen Stand der Technik ausdrücklich Bezug genommen.One recognizes the lower end of a steel pipe 10 of a given inner diameter. For example, it has a length of 10 or more meters. The inner diameter is for example 0.8 m, when the lower end is closable. If the lower end is open, the diameter can be 1.2 to 1.5 m. In the case shown is left open whether the tube is closed or open at the bottom. When closed, an openable closure is required to allow a geotextile sack (not shown) filled with granular material to remain in the ground as the tube is pulled. With respect to the remainder of the process of making geotextile coated columns, reference is made to the prior art described in detail above.

Wie erkennbar, ist ein konisches Rohrstück 12 an das Rohr 10 angesetzt. Der kleinste Innendurchmesser des konischen Endabschnitts 12 entspricht dem Innendurchmesser des Rohres 10. Anschließend erweitert sich der Innenraum des konischen Endabschnitts 12 allmählich zum freien Ende hin.As can be seen, is a conical tube piece 12 to the pipe 10 stated. The smallest inner diameter of the conical end section 12 corresponds to the inner diameter of the pipe 10 , Subsequently, the interior of the conical end section widens 12 gradually towards the free end.

Das gezeigte Rohr 10 wird bei der Erstellung einer geotextilummantelten Säule in den Erdboden eingetrieben bis in eine vorgegebene Tiefe, vorzugsweise in eine stützfähige Bodenschicht. Bei einer Ausbildung als Verdrängungsrohr wird anschließend ein Geotextilsack in das Rohr eingelassen. Falls kein Verdrängungsrohr verwendet wird, muß das Rohr 10 zunächst vom Bodenmaterial entleert werden. Der Geotextilsack (nicht gezeigt) hat etwa den Innendurchmesser des Rohres 10. Er erstreckt sich jedoch mit dem unteren Ende in den konischen Abschnitt 12 hinein. Beim Ziehen mit Hilfe eines nicht gezeigten Vibrationsrüttlers ergeben sich auch vertikale Kraftkomponenten, wie bei 14 angedeutet. Dadurch entsteht eine Verdichtungswirkung im rolligen Material innerhalb des Geotextilsacks entsprechend den Pfeilen 16. Dadurch wird der Geotextilsack auf den größten Durchmesser des konischen Abschnitts 12 aufgeweitet und zwar sukzessiv mit dem fortschreitenden Herausziehen des Rohres 10 aus dem Boden. Auf diese Weise wird eine ausreichende Vorspannung auf das Geotextilmaterial ausgeübt.The tube shown 10 is driven in the creation of a geotextilummantelten column in the ground to a predetermined depth, preferably in a supportive soil layer. When forming a displacement tube, a geotextile sack is then inserted into the tube. If no displacement tube is used, the tube must 10 first be emptied of soil material. The geotextile sack (not shown) is about the inside diameter of the tube 10 , However, it extends with the lower end in the conical section 12 into it. When pulling with the help of a vibration vibrator, not shown, there are also vertical force components, as in 14 indicated. This creates a compaction effect in the rolling material within the geotextile sack according to the arrows 16 , This will make the geotextile bag the largest diameter of the conical section 12 widened and that successively with the progressive withdrawal of the tube 10 from the soil. In this way, sufficient bias is applied to the geotextile material.

Claims (5)

Verfahren zur Erstellung von geotextilummantelten Säulen aus körnigem bzw. rolligem Material, bei dem zunächst ein Stahlrohr als temporäre Schalung mit vorgegebenem Innendurchmesser mit Hilfe eines Vibrationsrüttlers mit vertikaler Kraftkomponente in den Boden eingetrieben und anschließend ein unten geschlossener Sack aus Geotextilmaterial in das leere Rohr eingelassen wird und der Geotextilsack mit dem rolligen Material aufgefüllt wird und das Rohr anschließend mit Hilfe des Vibrationsrüttlers gezogen wird unter Verdichtung des rolligem Materials im Rohr und radialer Aufweitung des Geotextilsacks in den umgebenden weichen Boden hinein, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahlrohr mit einem konischen Abschnitt am unteren Ende verwendet wird, der sich zum freien Ende hin weitet.Method for creating geotextilummantelten columns of granular or rolling material, in which first a steel tube driven as a temporary formwork with a given inner diameter using a vibrating vibrator with vertical force component in the ground and then a closed bottom bag of geotextile material is inserted into the empty tube, and the geotextile bag is filled with the rollable material and the tube is subsequently pulled by means of the vibratory vibrator, compressing the material in the tube and radially widening the geotextile bag into the surrounding soft ground, characterized in that a steel tube with a conical section at the lower end is used, which widens towards the free end. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Geotextilsack verwendet wird, dessen Durchmesser annähernd dem Innendurchmesser des Stahlrohrs entspricht.Method according to claim 1, characterized in that the existence Geotextilsack is used whose diameter is approximately the Inner diameter of the steel pipe corresponds. Stahlrohr als temporäre Schaltung für die Erstellung einer geotextilummantelten Säule, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Stahlrohrs (10) ein konischer Abschnitt (12) ausgebildet ist mit zum freien Ende hin größer werdendem Durchmesser.Steel tube as a temporary circuit for the creation of a geotextile coated column, characterized in that at one end of the steel tube ( 10 ) a conical section ( 12 ) is formed with the diameter increasing towards the free end. Stahlrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Endabschnitt (12) einteilig mit dem Stahlrohr (10) geformt ist.Steel pipe according to claim 3, characterized in that the conical end section ( 12 ) in one piece with the steel tube ( 10 ) is shaped. Stahlrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Endabschnitt an einem Ende des Stahlrohrs angeschweißt ist.Steel pipe according to claim 3, characterized in that the conical end portion at a End of the steel tube is welded.
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