DE102012003503A1

DE102012003503A1 - Method for stabilizing surfaces consisting of loosely mounted water-saturated sands, involves resetting spatial representation of surface in projection of horizontal surface, where surface is covered with raster

Info

Publication number: DE102012003503A1
Application number: DE201210003503
Authority: DE
Inventors: Rico Erler; Jürgen Kessler
Original assignee: BIUG BERATENDE INGENIEURE fur UMWELTGEOTECHNIK und GRUNDBAU GmbH; LAUSITZER und MITTELDEUTSCHE BERGBAU VERWALTUNGSGMBH; LAUSITZER und MITTELDEUTSCHE BERGBAU-VERWALTUNGSGESELLSCHAFT MBH
Current assignee: BIUG BERATENDE INGENIEURE fur UMWELTGEOTECHNIK und GRUNDBAU GmbH; LAUSITZER und MITTELDEUTSCHE BERGBAU VERWALTUNGSGMBH; LAUSITZER und MITTELDEUTSCHE BERGBAU-VERWALTUNGSGESELLSCHAFT MBH
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2032-02-23
Also published as: DE102012003503B4

Abstract

The method involves resetting the spatial representation of the surface in the projection of a horizontal surface, where the surface is covered with a raster (2) of identical geometrically predefined continuous adjoining surfaces (3) with straight-lined edges. The boring starting points (4) are placed on the corner points and along the separating lines of the adjoining surfaces for producing bores for introducing bursting charges. The bores are drilled correspondingly such that the peripheral lines of the active zones (5) to be assigned to the bursting charges are tangent to the most.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung solcher Flächen mittels des bekannten und bewährten Verfahrens der Sprengverdichtung, die in der Regel aus locker gelagerten wassergesättigten Sanden bestehen und bei denen aus Erfahrungen heraus die Gefahr von geotechnischen Störungen im Untergrund besteht, so dass aus verschiedenen Gründen Geländeeinbrüche und/oder Rutschungen eintreten können, die regelmäßig zur Vernichtung von Sachwerten und zu Unregelmäßigkeiten in einer in Mitteleuropa üblichen Kulturlandschaft führen und darüber hinaus eine Gefahr für menschliches Leben darstellen.The invention relates to a method for stabilizing such areas by means of the known and proven method of explosive compaction, which usually consist of loosely stored water-saturated sands and in which from experience out the risk of geotechnical disturbances in the ground, so that for various reasons terrain collapses and or landslides that regularly result in the destruction of property and irregularities in a cultural landscape common in Central Europe and, moreover, pose a threat to human life.

Das Sprengen zur Verdichtung beziehungsweise dynamischen Anregung loser Böden erfolgt bodenphysikalisch begründet vorrangig in wassergesättigten beziehungsweise grundwasserführenden Horizonten. Mit der Sprengverdichtung wird der unmittelbare Bereich um den Explosionsherd stark dynamisch angeregt. Es breiten sich allseitig mechanische Erschütterungswellen und daraus resultierende Porenwasserüberdruckwellen aus. in einem gewissen Radius um den Explosionsherd herum kollabiert das Korngerüst unter den zusätzlich eingeleiteten Kräften, und es tritt vollständige Verflüssigung des so angeregten Materials ein. Diese mittels Sprengen ausgelöste Verflüssigung ist verfahrensimmanent und durch die Wahl der Sprengparameter in Grenzen steuerbar. Anschließend, auch unter der Last der überlagernden Schichten, ”schwimmen” die Körner ein und konsolidieren. Um das zu ermöglichen, ist ein hinreichendes Wasserleitvermögen des Materials nötig (Sande mit geringem Feinkornanteil), da während der Verdichtungs- und Konsolidierungsphase das überflüssige Wasser in umliegende Bereiche der Lockergesteinsschicht abfließen (drainieren) muss.The blasting for compaction or dynamic excitation of loose soils is ground-based reasons primarily in water-saturated or groundwater-bearing horizons. With the explosive compaction, the immediate area around the explosion hearth is strongly dynamically excited. It spread all sides mechanical vibration waves and resulting pore water overpressure waves. in a certain radius around the blast furnace, the grain skeleton collapses under the additionally introduced forces, and complete liquefaction of the thus excited material occurs. This liquefaction triggered by blasting is inherent in the process and can be controlled within limits by the choice of blasting parameters. Subsequently, even under the weight of the overlying layers, the grains "float in" and consolidate. In order to make this possible, a sufficient water conductivity of the material is necessary (sands with a low proportion of fines), since during the compression and consolidation phase the excess water has to drain away (drains) into surrounding areas of the loose rock layer.

Die Verflüssigung wird im Allgemeinen durch genügend rasche und starke mechanische Störungen ausgelöst, die Initiale genannt werden. Initiale können mit oder ohne direktes Zutun des Menschen eintreten. Insbesondere ungewollt ausgelöste oder spontan – ohne offensichtliche Anzeichen – eintretende Verflüssigungen stellen eine Gefahr dar. Verflüssigungen und ihre sekundären Erscheinungen lassen sich nicht mit hinreichender wissenschaftlicher Genauigkeit vorhersagen. Vielmehr besteht überall dort, wo instabile Bodenschichten mit Wasser versetzt sind, berechtigter Grund zu der Annahme, dass auf Grund eines unvermuteten Energieeintrages, wie das bei einer plötzlichen Belastung der Fall ist, Verflüssigungen des wassergesättigten Untergrundes eintreten können. Der verflüssigte Bereich kollabiert, das darüberliegende in der Regel erdfeuchte Gebirge gerät dabei in Bewegung und bricht in die tieferen Erdschichten ein, sodass es zu Deformationen des Geländes (Absenkungen, unter Umständen Aufpressungen, Risse, Verschiebungen) kommt.The liquefaction is generally triggered by sufficiently rapid and strong mechanical disturbances called initial. Initial can occur with or without direct human intervention. In particular, involuntarily triggered or spontaneously - without obvious signs - occurring liquefaction represent a danger. Liquefaction and its secondary phenomena can not be predicted with sufficient scientific accuracy. On the contrary, wherever unstable soil layers are mixed with water, there is justified reason to assume that liquefaction of the water-saturated substrate may occur due to an unexpected energy input, as is the case with a sudden load. The liquefied area collapses, the overlying generally humid mountains gets in motion and breaks into the deeper layers of the earth, so that there are deformations of the terrain (subsidence, possibly compressions, cracks, shifts).

Um derartige Schadenfälle zu reduzieren, wird nach der Schrift US 2,236,759 vorgeschlagen, in Bohrungen jeweils Teilladungen in definierten Tiefen unter dem Grundwasserspiegel anzubringen und zum Zweck der Verdichtung des Untergrundes zu zünden. Die Bohrungen sind dabei – in der horizontalebenen Projektion betrachtet – in einem Quadratraster angeordnet. Als Optionen werden Dreieck- und Hexagonalraster genannt. Als wesentlich wird herausgestellt, dass die Durchmesser der Wirkungskreise (radiale Reichweite der effektiven Verdichtungswirkung der Sprengverdichtung) unmittelbar benachbarter Sprengungen jeweils deutlich überlappen. Damit soll eine intensive Mehrfachanregung jedes Rasterelements erreicht werden. Die über den effektiven Wirk- beziehungsweise Verdichtungsradius der Sprengungen hinaus reichenden Wirkungen, die infolge der dynamischen Einwirkung auf den Baden entstehen (Teilverdichtung, Homogenisierungseffekte), werden dabei vernachlässigt beziehungsweise nicht explizit ausgenutzt. Durch diese Sprengungen werden die Eigenschaften des Untergrundes zweifelsfrei verändert und der Untergrund wird verdichtet. Die intensive Wirkung dieser Methode ist nicht immer hinnehmbar, wenn es um die Verdichtung tieferer Schichten unter Kulturland geht, da großflächig starke Absenkungen beziehungsweise Geländedeformationen eintreten. Nach DE 94 21 632 U1 wird beispielhaft eine für die Herstellung und Bestückung von Sprengbohrlöchern geeignete Bohranlage vorgeschlagen.To reduce such claims, is according to the Scriptures US 2,236,759 proposed to install partial loads in defined depths below the groundwater level in boreholes and to ignite them for the purpose of compacting the subsoil. The holes are - viewed in the horizontal plane projection - arranged in a square grid. Options are called triangular and hexagonal grids. It is found to be essential that the diameters of the spheres of action (radial range of the effective compaction effect of the explosive compaction) of immediately adjacent explosions each clearly overlap. This is intended to achieve intensive multiple excitation of each raster element. The effects that extend beyond the effective effective or compacting radius of the blasting, which arise as a result of the dynamic effect on the bath (partial compaction, homogenization effects), are thereby neglected or not explicitly exploited. These blasting processes undoubtedly change the properties of the subsoil and compact the subsoil. The intensive effect of this method is not always acceptable when it comes to the densification of deeper layers of cultivated land, as large subsidence or terrain deformations occur over large areas. To DE 94 21 632 U1 By way of example, a suitable drilling rig for the production and assembly of blast holes is proposed.

Nach DE 44 46 008C2 ist vorgesehen, vom verfestigten Untergrund aus waagerecht Bohrungen niederzubringen und die jeweilige einzubringende Sprengladung in vorbestimmten Abständen bezogen auf die Länge der Bohrung aufzuteilen, Das Verfahren nimmt hinsichtlich des Verdichtungszieles Bezug auf die bereits genannte US 2,236,759 und ist auf eine flächenhaft lückenlose Verdichtung durch Überschneidung der Wirkungsradien der Sprengungen unter Berücksichtigung ihrer effektiven Verdichtungsreichweite ausgerichtet. Es werden mehrere solcher Bohrungen in einer Ebene parallel oder radial angeordnet, um größere Flächen zu bearbeiten. Auch die Anordnung mehrerer waagerechter Bohrungen übereinander in verschiedenen Tiefen ist beschrieben. Des Weiteren werden größere Flächen in zwei (oder mehr) Sprengphasen bearbeitet, wobei die Bohrungen der zweiten Phase von dem in der ersten Phase verdichteten Boden aus erfolgen und die Bohrungen dann in einem bestimmten Winkel zur ersten Bohrrichtung ausgerichtet sind. Die Wirkung dieser Art der Bodenverdichtung ist bei zweckentsprechender Bemessung hinreichend, führt aber ebenfalls zu großflächigen Absenkungen beziehungsweise Gelandedeformationen.To DE 44 46 008 C2 is provided to bring down holes from the solidified ground and to divide the respective explosive charge to be introduced at predetermined intervals based on the length of the bore, the method with respect to the compression target with respect to the already mentioned US 2,236,759 and is geared to an area-wide compaction by overlapping the effective radii of the blasting, taking into account their effective compaction range. There are several such holes arranged in a plane parallel or radial to edit larger areas. The arrangement of several horizontal holes one above the other in different depths is described. Furthermore, larger areas are machined in two (or more) blasting phases, with the second phase holes being from the first phase compacted floor and then aligned at a certain angle to the first drilling direction. The effect of this type of soil compaction is sufficient for appropriate design, but also leads to large-scale subsidence or terrain deformations.

In DE 23 51 713 C2 wird vorgesehen, den Boden durch ein spezifisch gestaltetes Fallgewicht zu verdichten. Dessen Dimensionierung erfolgt so, dass unter dessen Einwirkung und der infolgedessen hervorgerufenen dynamischen Kräfte der Porenwasserdruck soweit erhöht wird, dass die Scherfestigkeit des Bodens aufgehoben und die Wasserdurchlässigkeit des Bodens momentan erhöht wird. Zweckmäßigerweise wird auf das erfindungsgemäß zu entwässernde Gelände eine wasserdurchlässige Schicht aus grobkörnigem Material aufgebracht, Damit ist eine Tiefenverdichtung jedoch bestenfalls in Grenzen möglich, da in größeren Teufen von etwa 10 m die dynamische Wucht abgebaut ist. Durch den entstandenen Effekt ist jedoch das Auslösen einer Verflüssigung im Untergrund und eventueller Sekundärerscheinungen (Setzungsfließen, Geländeeinbruch) nicht auszuschließen. In DE 23 51 713 C2 is intended to compact the soil by a specifically designed drop weight. Its dimensioning is done so that under its action and the resulting dynamic forces of the pore water pressure is increased to the extent that the shear strength of the soil canceled and the water permeability of the soil is currently increased. Conveniently, a water-permeable layer of coarse-grained material is applied to the invention to be drained terrain, but a depth compression, at best, within limits possible because at greater depths of about 10 m, the dynamic force is reduced. Due to the resulting effect, however, the triggering of liquefaction in the subsurface and possible secondary phenomena (settlement flow, terrain collapse) can not be ruled out.

DD 246 327 sieht vor, eine locker gelagerte setzungsfließgefährdete Kippe zu sanieren, indem diese phasenweise hydromechanisch umgearbeitet wird. DD 246 327 envisages rehabilitating a loosely stored sedimentation-susceptible tip by reworking it hydromechanically in phases.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe bei locker gelagerten Sanden auch in größeren Teufen eine hinreichende Verdichtung bei geringen Schäden in einer darüber befindlichen Kulturlandschaft möglich ist und damit auch bei großflächigen Kippen eine geotechnische Grundsicherung erreicht wird, sodass unkontrollierbaren Geländeeinbrüchen und einem Setzungsfliessen entgegengewirkt wird.The object of the invention is therefore to develop a method by means of which, in loosely stored sands, adequate compaction with little damage in a cultural landscape located above it is possible, and thus a geotechnical basic protection is achieved even with large tilts, so that uncontrollable Offensive terrain and a settlement flow is counteracted.

Die Aufgabe wird gelöst, indem zunächst die räumliche Darstellung der von der losen Schüttung locker gelagerter Sande beanspruchten Oberfläche in die Projektion einer waagerechten Fläche umgesetzt wird und diese mit einem Raster identischer geometrisch vorbestimmter und lückenlos aneinander grenzender Flächen mit geradlinigen Kanten überzogen wird. Vorzugsweise sind das sechseckige Flächen, sodass über die aneinander stos-senden Grenzflächen eine hexagonale Struktur vorbestimmt ist. Damit wird die zu stabilisierende Kippe wabenförmig segmentiert.The object is achieved by first the spatial representation of the surface of the loosely packed sand loose surface is converted into the projection of a horizontal surface and this is covered with a grid of identical geometrically predetermined and seamlessly adjacent surfaces with straight edges. Preferably, these are hexagonal surfaces, so that a hexagonal structure is predetermined over the abutting interfaces. This segments the limb to be stabilized into a honeycomb shape.

An den Eckpunkten und entlang der aneinander stoßenden Grenzflächen des Rasters, also der Trennlinien der aneinander grenzenden Flächen mit geradlinigen Kanten, werden Bohransatzpunkte zum Herstellen von Bohrungen für das Einbringen von Sprengladungen so festgelegt und die Bohrungen dementsprechend niedergebracht, dass sich die Umfangslinien der den Sprengladungen zuzuordnenden effektiven Wirkzonen höchstens tangieren. In diesem Sinne werden die Sprengladungen ausgelegt. Es ist ebenso möglich, nach Festlegen der Größe der Sprengladungen und Ermittlung ihrer Wirkungsradien die Dimensionen des Rasters (Abstände der Bohransatzpunkte, Anzahl der Ansatzpunkte pro Trennlinie) abzuleiten.At the corners and along the abutting interfaces of the grid, so the dividing lines of the adjacent surfaces with rectilinear edges, Bohransatzpunkte be prepared for making holes for the introduction of explosive charges and the holes drilled accordingly, that the circumferential lines of the explosive charges attributable at most affect effective zones of action. In this sense, the explosive charges are designed. It is also possible, after determining the size of the explosive charges and determining their radii of action to derive the dimensions of the grid (distances of Bohransatzpunkte, number of starting points per dividing line).

Die Sprengladungen können pro Bohrloch aus mehreren Teilladungen bestehen, die in Anpassung an unterschiedliche Tiefen unterhalb des erdfeuchten Bereiches an einem Strang angebracht werden und ebenso unterschiedlich nach einzelnen Tiefen gezündet werden. Ebenso sind zwischen den Teilladungen in und zwischen einzelnen Bohrungen wirkende Zündzeitpunktdifferenzierungen möglich. Ebenso wird die Effizienz der Sprengungen bei gleichzeitiger Möglichkeit der Verringerung der Gesamtladungsmenge gesteigert. Das Sprengregime wird an die lokalen geotechnischen Bedingungen angepasst. Damit wird die Geländemorphologie geschont und unerwünschte Einflüsse auf umliegende Bereiche und Schutzgüter werden verringert. Dieses Verfahren wird als ”schonende Verdichtung durch Sprengen” oder ”sensitives Sprengen” bezeichnet und ist in der Praxis der Kippensanierung bewährt.The explosive charges per borehole may consist of several partial charges, which are attached to one strand in adaptation to different depths below the earth-moist area and also ignited differently according to individual depths. Similarly, between the partial charges in and between individual holes acting ignition timing differentiations are possible. Likewise, the efficiency of the blasting is increased with the simultaneous possibility of reducing the total amount of charge. The blasting regime is adapted to the local geotechnical conditions. This spares the terrain morphology and reduces unwanted effects on surrounding areas and protected assets. This method is referred to as "gentle compaction by blasting" or "sensitive blasting" and has been proven in the practice of tilting rehabilitation.

Die Realisierungstiefen der Bohrungen für das Einbringen der Sprengladungen werden an die vorliegende erdfeuchte Überdeckungshöhe angepasst, indem in Abhängigkeit der Tiefe grundwasserführender Horizonte die Bohrtiefe der Bohrungen zum Einbringen der Sprengladungen bis deutlich unter die Mächtigkeit der erdfeuchten Überdeckung und wesentlich in verflüssigungsfähige Horizonte hineinreichend ausgeführt wird. Die Sprengungen erfolgen ausschließlich in den grundwasserführenden Horizonten der Kippe.The depths of realization of the holes for the introduction of the explosive charges are adapted to the present humid cover height, depending on the depth of groundwater horizons, the drilling depth of the holes for introducing the explosive charges to well below the thickness of the humid coverage and substantially into liquefiable horizons is sufficient. The blasting takes place exclusively in the groundwater-bearing horizons of the dump.

Die Größe der vorbestimmten lückenlos aneinander grenzenden Flächen sowie die mit den Sprengungen zu erreichende Bearbeitungstiefe werden auf der Grundlage der Kenntnisse zur geotechnischen Situation (Kippenaufbau, anhand von Sondierungen und/oder Laborversuchen ermittelten bodenmechanischen Kennwerten, geohydraulische Situation; Geländemorphologie und dergleichen Kennwerten, die mittels geeigneter Verfahren ermittelt sind) so festgelegt beziehungsweise angepasst, dass verflüssigungsbedingte Versagensformen nicht spontan entstehen und/oder dass einer verflüssigungsbedingten Ausbreitung lokaler bodenmechanischer Versagensformen vorgebeugt wird.The size of the predetermined gapless surfaces as well as the processing depth to be achieved with the blasting operations are determined on the basis of knowledge of the geotechnical situation (tilting structure, soil mechanical characteristics determined by sounding and / or laboratory tests, geohydraulic situation, terrain morphology and the like) Procedures are determined) set or adjusted so that liquefaction-related failure forms do not arise spontaneously and / or that a liquefaction-induced spread of local soil mechanical failure modes is prevented.

Verbleiben innerhalb der aneinander grenzenden Flächen Bereiche, die außerhalb des effektiven Wirkungs- beziehungsweise Verdichtungsradius der Sprengungen liegen und noch immer ein Gefährdungspotential aufweisen, kann selbstverständlich eine zusätzliche Behandlung nach dem vorgeschlagenen Verfahren erfolgen.If, within the adjoining surfaces, areas which are outside the effective radius of action of the blasting operations and still present a risk potential can of course be treated according to the proposed method.

Im Unterschied zur Sprengverdichtung, wie sie beispielhaft Gegenstand der Schriften US 2,236,759 und DE 4446008 C2 ist, werden beim vorgeschlagenen Verfahren die über den effektiven Wirk- beziehungsweise Verdichtungsradius hinausreichenden Wirkungen der durch die Sprengungen erzeugten dynamischen Anregung mit berücksichtigt. Es treten Teilverdichtungs- und Homogenisierungseffekte ein, die ebnen mindestens teilweisen Abbau des im Boden latent vorhandenen Verflüssigungspotenzials und eine Desensibilisierung des Bodens gegenüber weiteren Initialen bewirken.In contrast to the explosive compression, as exemplified subject of the writings US 2,236,759 and DE 4446008 C2 is, will be Proposed method taken into account beyond the effective effective or compaction radius extending effects of the generated by the blasting dynamic excitation. Partial densification and homogenization effects occur, which cause at least partial degradation of the latent liquefaction potential present in the soil and desensitization of the soil to other initials.

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nicht auf die Schaffung des minimalsten, sondern eines tolerierbaren Restrisikos abgestellt. Unter Berücksichtigung der lokalen geotechnischen Bedingungen muss das Raster der geometrischen Figuren mit geraden Kanten so ausgebildet und dimensioniert sein, dass die Entstehung tiefer Versagensformen verhindert wird.By applying the method according to the invention is not focused on the creation of the minimum, but a tolerable residual risk. Taking into account the local geotechnical conditions, the grid of straight-sided geometric figures must be designed and dimensioned to prevent the formation of deep failure modes.

Die hydraulischen Eigenschaften einer Kippe werden durch das Raster der geometrischen Figuren mit geraden Kanten weniger verändert als durch eine vollständige Verdichtung, wie diese bereits vorgeschlagen worden ist. Durch die mehr oder weniger gleichmäßige Behandlung der Kippe werden starke lokale Veränderungen der Grundwasser-Strömungslinien vermieden. Die vorgeschlagene Auswahl der Bohransatzpunkte und die zur Realisierung notwendigen Bohrarbeiten beanspruchen das Gelände vergleichsweise gering. Die vorhandene Kulturlandschaft, also Strukturen, Wege und Bewuchs, werden durch die Anwendung eines sensitiven Sprengens weitestgehend geschont. Insoweit werden in einer zu stabilisierenden Kippe optimiert angeordnete Strukturen geschaffen, die gegenüber später zu erwartenden Initialen weitestgehend desensibilisiert sind und auf diese Weise die Kippe als Ganzes stabilisieren.The hydraulic properties of a butt are less changed by the grid of the straight-edged geometric figures than by a complete densification, as has already been proposed. By more or less uniform treatment of the dump, strong local changes in the groundwater flow lines are avoided. The proposed selection of Bohransatzpunkte and necessary for the realization of drilling claim the terrain comparatively low. The existing cultural landscape, ie structures, paths and vegetation are spared by the application of a sensitive blasting as far as possible. In that regard, optimally arranged structures are created in a stabilized tip, which are largely desensitized to expected later initials and stabilize the dump as a whole in this way.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigtIn the accompanying drawing shows

1 eine schematische Anordnung von Bohrungen bei einer Einzelfläche einer aus Hexagonalrastern bestehenden, in die Waagerechte projizierten Oberfläche einer erfindungsgemäß zu behandelnden Kippe. 1 a schematic arrangement of holes in a single area consisting of hexagonal grids, projected in the horizontal surface of a present invention to be treated butt.

Ein aufgegebener Tagebau weist eine Fläche von 1,5 km × 3 km auf. Das jeweils ausgekohlte Feld wurde ständig verkippt. Die zum Versturz gekommenen Materialien liegen in der Kippe 1 in lockerer Lagerung vor und sind im Ergebnis vorgenommener Sondierungen als verflüssigungsgefährdet eingestuft. Alle Böschungen der Kippe 1 zu dem verbliebenen Randschlauch wurden inzwischen bereits durch versteckte Dämme beziehungsweise Stützkörper gesichert. Die Innenbereiche der Kippe 1 im Hinterland der Stützkörper wurden bisher nicht speziell geotechnisch saniert und weisen eine Fläche von ca. 1 km × 3 km auf. Nach Abschluss der geotechnischen Sanierung stehen die Herstellung und Nutzung einer umgebungsangepassten Kulturlandschaft an.A abandoned open pit has an area of 1.5 km × 3 km. The charred field was always tilted. The materials that have come to collapse are in the dump 1 in loose storage before and are classified as probable liquefaction in the result of sounding. All slopes of the dump 1 In the meantime, the remaining edge hose has already been secured by hidden dams or supporting bodies. The interior areas of the dump 1 in the hinterland of the supporting body have not been specifically geotechnically renovated and have an area of about 1 km × 3 km. After completion of the geotechnical refurbishment, the production and use of an environment-adapted cultural landscape is in the pipeline.

Das Gelände ist flach und wellig. Im Mittel liegt über dem Grundwasserspiegel eine erdfeuchte Höhe der Kippe 1 von ca. 7 m vor. Die wassergesättigte Hohe der Kippe 1 beträgt ca. 40 m.The terrain is flat and wavy. On average, above the groundwater level is a humidified height of the dump 1 from about 7 m ahead. The water-saturated high of the dump 1 is about 40 m.

Um die Kippe 1 geotechnisch zu stabilisieren und der Gefahr von unkontrollierbaren Setzungen vorzubeugen, sollen Sprengungen durchgeführt werden. Hierzu wird die Kippe 1 flächenhaft mit geometrisch vorbestimmten Flächen 3 in Form eines wabenförmigen Rasters 2 überzogen, wobei die geometrisch vorbestimmten lückenlos aneinander grenzenden Flächen 3 als Einzelfiguren beziehungsweise Segmente beispielhaft sechseckig ausgeführt sind. Die jeweils geraden Kanten der geometrisch vorbestimmten Flächen 3 in Form charakteristischer regelmäßiger Sechsecke weisen eine Länge von 70 m auf. An jedem Eckpunkt und in der Mitte jeder Seitenlinie befindet sich ein Bohransatzpunkt 4 für ein Sprengbohrloch, wobei jeder Bohransatzpunkt auch der/den jeweils direkt benachbarten geometrisch vorbestimmten aneinander grenzenden Flächen 3 zugehörig ist.To the dump 1 To stabilize geotechnically and to prevent the risk of uncontrollable settlements, explosions should be carried out. This is the fag 1 planar with geometrically predetermined areas 3 in the form of a honeycomb grid 2 coated, wherein the geometrically predetermined gapless adjacent surfaces 3 are executed as individual figures or segments by way of example hexagonal. The respective straight edges of the geometrically predetermined surfaces 3 in the form of characteristic regular hexagons have a length of 70 m. At each vertex and in the middle of each sideline is a drill point 4 for a blast hole, wherein each drill land also the / each directly adjacent geometrically predetermined adjacent surfaces 3 is associated.

Die jeweils direkt benachbarten Bohransatzpunkte 4 liegen beispielhaft 35 m auseinander. Auf der Grundlage der Kenntnisse vom Aufbau der Kippe 1 und von Voruntersuchungen – das können beispielhaft Drucksondierungen, Bohrungen, Laborversuche oder andere geeignete Mittel und Methoden sein – sowie der Bewertung der lokalen geotechnischen Bedingungen soll die Verdichtung bis in eine Tiefe von 21 m unter dem Grundwasserspiegel vorgenommen werden. Die Bohrungen für das Einbringen von Sprengladungen werden vertikal auf eine Tiefe von 30 m unter Gelände niedergebracht.The directly adjacent drill points 4 are exemplary 35 m apart. On the basis of knowledge of construction of the dump 1 and from preliminary investigations - such as pressure probing, drilling, laboratory tests or other suitable means and methods - as well as the assessment of local geotechnical conditions, the compaction shall be carried out to a depth of 21 m below groundwater level. The holes for the introduction of explosive charges are drilled vertically to a depth of 30 m below ground.

Zum Herstellen der Bohransatzpunkte 4 wird ein entsprechend geeignetes mobiles Bohrgerät benutzt. Gemäß dem im Rahmen der Planung festgelegten Sprengplan werden an einem oder mehreren vorgesehenen Bohransatzpunkten 4 zunächst Bohrungen niedergebracht, diese Bohrungen mit Sprengladungen besetzt und diese Sprengladungen dann gemäß dem festgelegten Sprengregime gezündet.For making the drill points 4 a suitably suitable mobile drill is used. According to the blasting plan defined in the planning, drilling will take place at one or more designated drill points 4 initially drilled holes drilled, these boreholes filled with explosive charges and then detonated explosives according to the established explosive regime.

Anschließend beginnt der Arbeitszyklus von neuem. Damit ist eine als diskontinuierlich zu bezeichnende Arbeitsweise gegeben.Then the cycle starts again. This is given as a discontinuous mode of operation.

Die Sprengladungen werden so gewählt, dass als Wirkzone 5 ein effektiver Wirkradius von 15 m gegeben ist. Damit verbleibt zwischen den effektiven Wirkzonen 5 der einzelnen direkt benachbarten Sprengungen, die entlang der aneinander stoßenden Grenzflächen des Rasters angeordnet sind, ein Abstand von ca. 5 m.The explosive charges are chosen so that as active zone 5 an effective effective radius of 15 m is given. This leaves between the effective zones of action 5 the individual directly adjacent Blasting, which are arranged along the abutting boundary surfaces of the grid, a distance of about 5 m.

Die Sprengladung besteht pro Sprengbohrloch beispielhaft aus 3 Teilladungen, die alle über die Tiefe im Bereich der wassergesättigten Kippe 1 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Festlegung der Einbautiefen erfolgt unter Verwendung von wissenschaftlich untersetzten Berechnungsalgorithmen und von praktischen Erfahrungen. Die 3 Teilladungen können zu unterschiedlichen Zeitpunkten gezündet werden, um das Sprengergebnis zu optimieren und unerwünschte Wirkungen zu reduzieren. Durch Beobachtung und Auswertung der Sprengergebnisse wird das Sprengregime erforderlichenfalls operativ optimiert.For example, the explosive charge per blast hole consists of 3 partial charges, all over the depth in the area of the water-saturated dump 1 are arranged evenly distributed. The installation depths are determined using scientifically stocked calculation algorithms and practical experience. The 3 partial charges can be fired at different times to optimize the blast result and reduce unwanted effects. By observing and evaluating the blasting results, the blasting regime is optimized, if necessary, operationally.

Im Ergebnis wird eine hinreichende Homogenisierung der Struktur und der Lagerungsdichte des Materials der Kippe 1 erreicht, was sich durch Vor- und Nachsondierungen feststellen und kontrollieren lässt. Auswirkungen auf die auf der Rasensohle aufgebaute Kulturlandschaft sind nach bisherigen Erfahrungen deutlich geringer als beider auf maximale Verdichtung ausgerichteten klassischen Anwendung der Sprengverdichtung.As a result, sufficient homogenization of the structure and the storage density of the material of the butt 1 achieves what can be determined and controlled by preliminary and Nachsondierungen. Effects on the cultivated landscape built up on the grass sole are, according to experience so far, much lower than the classic compaction of explosive compaction, which focuses on maximum compaction.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kippecigarette
22: Rastergrid
33: geometrisch vorbestimmte Flächegeometrically predetermined area
44: Bohransatzpunktdrilling location
55: Wirkzoneeffective zone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2236759 [0004, 0005, 0015]
DE 9421632 U1 [0004]
DE 4446008 C2 [0005, 0015]
DE 2351713 C2 [0006]
DD 246327 [0007]

Claims

Process for the stabilization of areas, which usually consist of loosely laid, water-saturated sands 1 ) and in which, from experience, the danger of geotechnical disturbances in the subsurface exists, by means of the method of explosive compaction, in which even at greater depths sufficient compaction occurs at low damage in a cultural landscape located above and also in large-scale tipping ( 1 ) a geotechnical basic security is achieved, characterized in that the spatial representation of the claimed by the loose bulk surface in the projection of a horizontal surface is implemented and this with a grid ( 2 ) largely identical geometrically predetermined gapless surfaces ( 3 ) is covered with straight edges, at the vertices and along the dividing lines of the adjoining surfaces ( 3 ) with straight edges 4 ) are established for producing bores for the introduction of explosive charges and the boreholes are drilled accordingly that the circumferential lines of the action zones to be assigned to the explosive charges designed in this sense (US Pat. 5 ) at the most and the boreholes for the introduction of the explosive charges are designed to extend well below the thickness of the earth-moist covering and into horizons susceptible to liquefaction.

A method according to claim 1, characterized in that as geometrically predetermined gapless contiguous surfaces ( 3 ) with rectilinear edges hexagonal surfaces are executed so that on the abutting interfaces a hexagonal structure is predetermined and a honeycomb segmentation of the tipping ( 1 ) given is.

Method according to one of claims 1 to 2, characterized in that the size of the predetermined gapless adjoining surfaces ( 3 ) and the processing depth to be achieved with the blasting, on the basis of the geotechnical situation knowledge obtained from suitable procedures, so that failure modes due to liquefaction do not arise spontaneously and / or prevent liquefaction - induced spread of local soil mechanical failure modes.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the explosive charge of a bore is carried out consisting of several partial charges, which in different depth horizons below the humid area of the butt ( 1 ) are attached to a string.

A method according to claim 4, characterized in that the ignition of the partial charges borehole internal ignition time differentiated takes place according to individual depths.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ignition of the explosive charges between the holes is made ignition timing differentiated at the same time blasting off a plurality of holes.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that at within the adjacent geometrically predetermined surfaces ( 3 ) remaining areas outside the effective zone of action ( 5 ) or the compression radius of the explosions and still have a risk potential, an additional treatment is carried out according to the proposed method.