DE102020204367A1

DE102020204367A1 - Material column in the ground, protection system for a soil, method for producing a material column, and method for operating a material column

Info

Publication number: DE102020204367A1
Application number: DE102020204367.1A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Thomas Luckner; Uli Robert Uhlig; Lars Koban; Jonas Jurisch
Original assignee: Gip Grundwasser Ingenieurbau Planung Dresden GmbH; Gip Grundwasser-Ingenieurbau-Planung Dresden GmbH
Current assignee: Gip Grundwasser Ingenieurbau Planung Dresden GmbH; Gip Grundwasser-Ingenieurbau-Planung Dresden GmbH
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-10-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Materialsäule (1) im Boden (3), mit- einem inneren, mit einem ersten Material (11) befüllbaren, vorzugsweise gefüllten, Bereich (7) und einem äußeren, mit einem zweiten Material (13) gefüllten Bereich (9), wobei- sich die Materialsäule (1) entlang einer Längsrichtung in den die Materialsäule (1) umgebenden Boden (3) erstreckt, wobei- der innere Bereich (7) und der äußere Bereich (9) voneinander durch ein sich entlang der Längsrichtung erstreckendes perforiertes Rohr (15) derart getrennt sind, dass der innere Bereich (7) in dem perforierten Rohr (15) angeordnet ist, wobei der äußere Bereich (9) das perforierte Rohr (15) umgreift, und wobei das zweite Material (13) und optional das erste Material (11) derart auf den Boden (3) abgestimmt ist/sind, dass die Materialsäule (1) eine Drainagewirkung in dem Boden (3) aufweist.The invention relates to a material column (1) in the base (3), with an inner area (7) that can be filled with a first material (11), preferably filled, and an outer area (9) filled with a second material (13) ), wherein- the material column (1) extends along a longitudinal direction into the floor (3) surrounding the material column (1), the inner area (7) and the outer area (9) from each other by an extending along the longitudinal direction perforated tube (15) are separated such that the inner region (7) is arranged in the perforated tube (15), the outer region (9) encompassing the perforated tube (15), and wherein the second material (13) and optionally the first material (11) is / are matched to the floor (3) in such a way that the material column (1) has a drainage effect in the floor (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Materialsäule im Boden, ein Schutzsystem für einen Boden, ein Verfahren zum Herstellen einer Materialsäule, und ein Verfahren zum Betreiben einer Materialsäule.The invention relates to a column of material in the ground, a protection system for a floor, a method for producing a column of material, and a method for operating a column of material.

Insbesondere bei Böden, die eine lockere bis sehr lockere Lagerung aufweisen, besteht die Gefahr einer teilweise auch sehr plötzlich auftretenden Bodenverflüssigung, was zu Bruchvorgängen und insbesondere zum Setzungsfließen führen kann. Dies bringt erhebliche Gefahren für sich im Bereich der betroffenen Böden aufhaltende Personen sowie darauf angeordneten Maschinen mit sich. Insbesondere die Technologie der Kohlegewinnung mithilfe von Schaufelrad- und Eimerkettenbaggern in Kombination mit Abraumförderbrücken führt infolge der Nutzung von Verkippungstechnologie zur Entstehung von Böden mit sehr lockerer Lagerung. Dabei entstehende Böschungen sind standsicher, solange sie grundwasserfem angeordnet sind. Im Zuge des Endes des Braunkohleabbaus und insbesondere der Renaturierung ehemaliger Abbaugebiete kommt es zu einem Grundwasserwiederanstieg, wobei entsprechende Böschungen ihre Standsicherheit verlieren. Besonders problematisch sind dabei Böschungen, welche aus verkippten feinkörnigen und gleichförmigen Sanden bestehen. Diese neigen bei einem Anstieg des Grundwassers zu spontaner Verflüssigung, was zu großen unerwünschten Massenbewegungen führen kann.In particular in the case of soils that have a loose to very loose storage, there is a risk of soil liquefaction, sometimes occurring very suddenly, which can lead to fracture processes and in particular to settlement flow. This brings with it considerable dangers for people staying in the area of the affected floors and for machines arranged on them. In particular, the technology of coal extraction with the help of bucket-wheel and bucket-chain excavators in combination with overburden conveyor bridges leads to the formation of soils with very loose storage as a result of the use of tipping technology. The resulting embankments are stable as long as they are located away from the groundwater. In the course of the end of lignite mining and, in particular, the renaturation of former mining areas, the groundwater rises again, with the corresponding embankments losing their stability. Embankments consisting of tilted fine-grained and uniform sands are particularly problematic. When the groundwater rises, these tend to liquefy spontaneously, which can lead to large undesirable mass movements.

Insbesondere um solchen Verflüssigungen vorzubeugen, sind verschiedene Verfahren bekannt, wie beispielsweise Rütteldruckverdichtung, Rüttelstopfverdichtung, Sprengverdichtung, Müller Resonance Compaction, Fallgewichtsverdichtung, Impulsverdichtung, Luft-Impuls-Verfahren oder Injektionsverfahren. Problematisch an diesen Verfahren ist insbesondere, dass ein starkes Initial in den Boden eingetragen wird, was eine Bodenverflüssigung auslösen kann. Darüber hinaus ergeben sich weitere Beschränkungen für die Anwendbarkeit der jeweiligen Verfahren, insbesondere mit Blick auf die Bodenbeschaffenheit. Es ist auch bekannt, Vertikal-Drainagen insbesondere in Form von Schottersäulen in gefährdete Böden einzubringen. Auch hierbei ergeben sich aber Einschränkungen in der Auswahl des verwendeten Materials. Außerdem sind bestehende Ansätze mit Blick auf ihre mechanische Stabilität und die hydraulische Leistungsfähigkeit verbesserungsfähig.In order to prevent such liquefaction in particular, various methods are known, such as vibratory pressure compaction, vibrating plug compaction, blast compaction, Müller Resonance Compaction, falling weight compaction, impulse compaction, air-impulse methods or injection methods. A particular problem with this method is that a strong initial is entered into the soil, which can trigger soil liquefaction. In addition, there are further restrictions on the applicability of the respective methods, in particular with a view to the nature of the soil. It is also known to introduce vertical drainage, in particular in the form of gravel columns, into endangered soils. Here, too, there are restrictions in the selection of the material used. In addition, existing approaches can be improved with regard to their mechanical stability and hydraulic performance.

Auch über das Problem der Bodenverflüssigung hinaus sind bekannte Mittel und Verfahren zur Stabilisierung und/oder zur Porenwasserdruckentlastung von Böden verbesserungsfähig.Known means and methods for stabilizing and / or relieving pore water pressure in soils can also be improved beyond the problem of soil liquefaction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Materialsäule im Boden, ein Schutzsystem für einen Boden, ein Verfahren zum Herstellen einer Materialsäule und ein Verfahren zum Betreiben einer Materialsäule zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention is based on the object of creating a material column in the ground, a protection system for a floor, a method for producing a material column and a method for operating a material column, the disadvantages mentioned not occurring.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.The object is achieved in that the present technical teaching is provided, in particular the teaching of the independent claims and the embodiments disclosed in the dependent claims and the description.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Materialsäule in einem Boden geschaffen wird, die einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich aufweist. Der innere Bereich ist derart ausgestaltet, dass er mit einem ersten Material befüllt werden kann. Vorzugsweise ist der innere Bereich mit einem ersten Material gefüllt. Der äußere Bereich ist mit einem zweiten Material gefüllt. Die Materialsäule erstreckt sich entlang einer Längsrichtung, insbesondere vertikal, oder diagonal in einem Winkel von 0° bis weniger als 90°, insbesondere bis höchstens 45° zur Lotrichtung, in den die Materialsäule umgebenden Boden hinein. Der innere Bereich und der äußere Bereich sind voneinander durch ein sich entlang der Längsrichtung erstreckendes perforiertes Rohr derart getrennt, dass der innere Bereich in dem perforierten Rohr angeordnet ist, wobei der äußere Bereich das perforierte Rohr umgreift. Insbesondere weist das perforierte Rohr eine Rohr-Längsachse auf, die parallel zu der Längsrichtung der Materialsäule ausgerichtet ist, vorzugsweise mit dieser zusammenfällt. Insbesondere erstreckt sich das perforierte Rohr vertikal, oder diagonal in einem Winkel von 0° bis weniger als 90°, insbesondere bis höchstens 45° zur Lotrichtung, in den Boden hinein. Der innere Bereich ist ein radial innerer Bereich, der durch eine Umfangswandung des perforierten Rohrs von dem äußeren Bereich abgegrenzt ist, der ein radial äußerer Bereich ist. Die Radialrichtung steht dabei senkrecht auf der Längsrichtung. Somit ist optional das erste Material radial innen in dem perforierten Rohr angeordnet. Das zweite Material ist radial außerhalb des perforierten Rohrs um das perforierte Rohr herum angeordnet. Das zweite Material ist darüber hinaus derart auf den Boden, insbesondere auf ein Bodenmaterial, aus dem der Boden besteht, abgestimmt, dass die Materialsäule eine - insbesondere hydraulisch hoch wirksame - Drainagewirkung in dem Boden aufweist. Bevorzugt ist auch das erste Material derart auf den Boden, insbesondere auf das Bodenmaterial, abgestimmt, dass die Materialsäule eine - insbesondere hydraulisch hoch wirksame - Drainagewirkung in dem Boden aufweist. Dies bedeutet insbesondere, dass die Durchlässigkeit des zweiten Materials und bevorzugt auch die Durchlässigkeit des ersten Materials für Wasser höher, insbesondere sehr viel höher ist als die Durchlässigkeit des Bodenmaterials für Wasser. Im Boden enthaltenes Wasser, insbesondere Porenwasser, kann also über die Materialsäule besonders wirksam, insbesondere widerstandsarm abfließen. Insbesondere verkürzt die Materialsäule einen Drainageweg im Boden und bewirkt damit die gewünschte Druckentlastung. Sonstige Kriterien der Erosions- und Suffosions-Sicherheit sowie FilterStabilität sind für die hier erstrebte Funktion höchstens von untergeordneter Bedeutung.The object is achieved in particular by creating a column of material in a floor which has an inner area and an outer area. The inner area is designed in such a way that it can be filled with a first material. The inner area is preferably filled with a first material. The outer area is filled with a second material. The material column extends along a longitudinal direction, in particular vertically, or diagonally at an angle of 0 ° to less than 90 °, in particular up to at most 45 ° to the perpendicular direction, into the base surrounding the material column. The inner area and the outer area are separated from one another by a perforated tube extending along the longitudinal direction in such a way that the inner area is arranged in the perforated tube, the outer area engaging around the perforated tube. In particular, the perforated tube has a tube longitudinal axis which is aligned parallel to the longitudinal direction of the material column, preferably coincides with it. In particular, the perforated tube extends vertically or diagonally at an angle of 0 ° to less than 90 °, in particular up to a maximum of 45 ° to the perpendicular direction, into the ground. The inner area is a radially inner area which is delimited by a circumferential wall of the perforated tube from the outer area, which is a radially outer area. The radial direction is perpendicular to the longitudinal direction. Thus, the first material is optionally arranged radially inward in the perforated tube. The second material is disposed around the perforated tube radially outside the perforated tube. The second material is moreover matched to the soil, in particular to a soil material of which the soil is made, in such a way that the material column has a drainage effect in the soil, in particular a highly hydraulically effective drainage effect. The first material is also preferably matched to the soil, in particular to the soil material, in such a way that the material column has a drainage effect in the soil, in particular a highly hydraulically effective drainage effect. This means in particular that the permeability of the second material and preferably also the permeability of the first material for water is higher, in particular very much higher than the permeability of the soil material for water. Water contained in the soil, in particular pore water, can thus over the material column flow off particularly effectively, in particular with little resistance. In particular, the material column shortens a drainage path in the ground and thus effects the desired pressure relief. Other criteria of protection against erosion and suffusion as well as filter stability are at most of subordinate importance for the function sought here.

Die hier vorgeschlagene Materialsäule weist vorteilhaft insbesondere durch ihren mehrstufigen Aufbau und aufgrund des perforierten Rohrs eine erhöhte mechanische Stabilität auf, wobei sie zugleich auch zu einer verbesserten mechanischen Stabilisierung des Bodens beiträgt. Weiterhin weist die hier vorgeschlagene Materialsäule vorteilhaft insbesondere eine erhöhte hydraulische Leistungsfähigkeit und damit eine verbesserte Drainagewirkung auf. Porenwasserüberdruck im Boden kann sich dadurch schneller und wirksamer abbauen, sodass die Materialsäule insbesondere eine verbesserte Stabilisierungsfunktion, eine verbesserte Funktion der Porenwasserdruckentlastung, und/oder insbesondere eine verbesserte protektive Wirkung gegen Bodenverflüssigung aufweist.The material column proposed here advantageously has increased mechanical stability, in particular due to its multi-stage structure and due to the perforated tube, while at the same time it also contributes to improved mechanical stabilization of the soil. Furthermore, the material column proposed here advantageously has, in particular, increased hydraulic performance and thus an improved drainage effect. Excess pore water pressure in the soil can thereby be reduced more quickly and more effectively, so that the material column has in particular an improved stabilization function, an improved function of the pore water pressure relief, and / or in particular an improved protective effect against soil liquefaction.

Es ist möglich, dass die Materialsäule gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung einen mehrstufigen Aufbau mit mehr als zwei Stufen aufweist. Insoweit ist es insbesondere bevorzugt möglich, dass der äußere Bereich ein in Bezug auf den inneren Bereich erster äußerer Bereich ist, wobei jedoch wenigstens ein weiterer, noch weiter radial außen vorgesehener zweiter äußerer Bereich vorgesehen ist, in Bezug auf den der erste äußere Bereich ein zusätzlicher - zweiter - innerer Bereich ist. Insbesondere kann die Materialsäule mindestens ein weiteres, größeres - zweites - perforiertes Rohr aufweisen, welches dann den ersten äußeren Bereich von dem zweiten äußeren Bereich derart trennt, dass der erste äußere Bereich zusammen mit dem - ersten, kleineren - perforierten Rohr und dem inneren Bereich in dem größeren, zweiten perforierten Rohr angeordnet ist, wobei der zweite äußere Bereich das größere, zweite perforierte Rohr umgreift. Diese Ausgestaltung kann ohne weiteres auf eine beliebige Zahl von Stufen innerhalb der Materialsäule erweitert werden. Wichtig ist, dass die Materialsäule zumindest zwei Bereiche, nämlich den inneren Bereich und den äußeren Bereich aufweist, die durch zumindest ein perforiertes Rohr voneinander getrennt sind.It is possible for the material column, according to a preferred embodiment, to have a multi-stage structure with more than two stages. In this respect, it is particularly preferably possible that the outer area is a first outer area with respect to the inner area, but at least one further, even further radially outwardly provided second outer area is provided, with respect to which the first outer area is an additional area - second - inner area is. In particular, the material column can have at least one further, larger - second - perforated tube, which then separates the first outer area from the second outer area in such a way that the first outer area together with the - first, smaller - perforated tube and the inner area in the larger, second perforated tube, wherein the second outer region engages around the larger, second perforated tube. This configuration can easily be extended to any number of stages within the material column. It is important that the material column has at least two areas, namely the inner area and the outer area, which are separated from one another by at least one perforated tube.

Insbesondere weist die Materialsäule bevorzugt radial außerhalb des zweiten Materials kein weiteres Material auf, das nicht durch ein - weiteres - perforiertes Rohr von dem zweiten Material getrennt ist, insbesondere kein weiteres Material, das sich von dem zweiten Material durch eine von der Korngrößenverteilung des zweiten Materials verschiedene Korngrößenverteilung unterscheidet. Insbesondere sind bei der hier vorgeschlagenen Materialsäule bevorzugt Materialien, die voneinander verschiedene Korngrößenverteilungen aufweisen, stets voneinander durch ein perforiertes Rohr getrennt.In particular, the material column preferably has no further material radially outside the second material that is not separated from the second material by a - further - perforated tube, in particular no further material that differs from the second material by a grain size distribution of the second material different grain size distribution. In particular, in the case of the material column proposed here, materials which have different grain size distributions are always separated from one another by a perforated tube.

In bevorzugter Ausgestaltung weist die Materialsäule nur den inneren Bereich und den äußeren Bereich auf, ist also nur zweistufig ausgebildet. Insbesondere weist sie radial außerhalb des zweiten Materials kein weiteres Material mehr auf, insbesondere kein weiteres Material, das sich von dem zweiten Material durch eine von der Korngrößenverteilung des zweiten Materials verschiedene Korngrößenverteilung unterscheidet. Insbesondere weist die Materialsäule bevorzugt nur das zweite Material, das perforierte Rohr, und optional das erste Material auf.In a preferred embodiment, the material column only has the inner area and the outer area, that is, it is only designed in two stages. In particular, it no longer has any further material radially outside of the second material, in particular no further material that differs from the second material by a grain size distribution that differs from the grain size distribution of the second material. In particular, the material column preferably only has the second material, the perforated tube, and optionally the first material.

Unter „vertikal“ wird hier insbesondere geodätisch vertikal verstanden, wobei eine vertikale Ausrichtung eine Ausrichtung in Richtung eines Gravitationsvektors oder eine lotrechte Ausrichtung bedeutet. Die Längsrichtung erstreckt sich bevorzugt in vertikaler Richtung, oder weist einen Winkel von mehr als 0° bis weniger als 90°, insbesondere höchstens 45°, zur Vertikalen auf.“Vertical” is understood here in particular to be geodetically vertical, with a vertical alignment meaning an alignment in the direction of a gravitational vector or a perpendicular alignment. The longitudinal direction preferably extends in the vertical direction, or has an angle of more than 0 ° to less than 90 °, in particular at most 45 °, to the vertical.

Eine Umfangsrichtung umgreift die Längsrichtung konzentrisch.A circumferential direction concentrically surrounds the longitudinal direction.

Bei der Schaffung der hier vorgeschlagenen Materialsäule wird insbesondere in dem Boden ein säulenartiger Bodenaustausch bewirkt, wobei der neu eingebrachte Boden in Form des zweiten Materials und optional des ersten Materials eine höhere Durchlässigkeit für Wasser, insbesondere eine höhere hydraulische Leitfähigkeit für Wasser, als das Bodenmaterial aufweist. Somit wird insbesondere vorteilhaft eine Porenwasserdruckentlastung erreicht, insbesondere die Verflüssigungsneigung von verflüssigungsgefährdeten Böden reduziert, indem die insbesondere zur Verflüssigung führenden Porenwasserüberdrücke über ein in Form der Materialsäule bereitgestelltes Ableitsystem abgebaut werden.When creating the material column proposed here, a columnar soil exchange is effected in particular in the soil, the newly introduced soil in the form of the second material and optionally the first material having a higher permeability for water, in particular a higher hydraulic conductivity for water, than the soil material . In this way, pore water pressure relief is particularly advantageously achieved, in particular the liquefaction tendency of soils at risk of liquefaction is reduced, in that the excess pore water pressures that lead, in particular, to liquefaction are reduced via a discharge system provided in the form of the material column.

Das perforierte Rohr weist bevorzugt einen äußeren Durchmesser von mindestens 0,1 m bis höchstens 1 m, vorzugsweise von mindestens 300 mm, auf. Alternativ oder zusätzlich weist das perforierte Rohr bevorzugt eine Wandstärke seiner Umfangswandung von mindestens 0,5 mm bis höchstens 100 mm auf. Alterativ oder zusätzlich weist das perforierte Rohr bevorzugt einen perforierten Anteil der Umfangswandung von mindestens 5 % bis höchstens 85 % auf. Der perforierte Anteil der Umfangswandung ist insbesondere die Flächensumme der die Perforation bildenden Öffnungen im Verhältnis zu der gesamten Mantelfläche der Umfangswandung des perforierten Rohrs.The perforated tube preferably has an outer diameter of at least 0.1 m to at most 1 m, preferably of at least 300 mm. Alternatively or additionally, the perforated tube preferably has a wall thickness of its circumferential wall of at least 0.5 mm to at most 100 mm. Alternatively or additionally, the perforated tube preferably has a perforated portion of the circumferential wall of at least 5% to at most 85%. The perforated portion of the circumferential wall is in particular the sum of the area of the openings forming the perforation in relation to the total surface area of the circumferential wall of the perforated tube.

Die Materialsäule weist insgesamt bevorzugt einen Durchmesser, insbesondere einen Außendurchmesser des äußeren Bereichs, von mindestens 600 mm bis höchstens 1200 mm auf.Overall, the column of material preferably has a diameter, in particular an outer diameter of the outer region, of at least 600 mm to at most 1200 mm.

Das perforierte Rohr erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Länge der Materialsäule. Die Länge des perforierten Rohres und damit insbesondere zugleich der Materialsäule entspricht bevorzugt der Mächtigkeit des zu entlastenden, zu schützenden und/oder verflüssigungsgefährdeten Bodenkörpers.The perforated tube preferably extends over the entire length of the column of material. The length of the perforated tube and thus in particular at the same time the material column preferably corresponds to the thickness of the soil body to be relieved, protected and / or at risk of liquefaction.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Material und das zweite Material eine hydraulische Leitfähigkeit für Wasser von mindestens 10^-4 m/s bis höchstens 1 m/s aufweisen. Auf diese Weise weist die Materialsäule vorteilhaft eine sehr hohe hydraulische Leistungsfähigkeit auf und entfaltet eine besonders wirksame vertikale Drainagewirkung im Boden.According to a development of the invention it is provided that the first material and the second material have a hydraulic conductivity for water of at least 10 ^-4 m / s to a maximum of 1 m / s. In this way, the material column advantageously has a very high hydraulic capacity and develops a particularly effective vertical drainage effect in the soil.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das perforierte Rohr als Perforation in seiner Umfangswandung Öffnungen aufweist, die eine charakteristische Öffnungsweite haben. Die charakteristische Öffnungsweite ist kleiner als eine mittlere Korngröße des zweiten Materials und/oder des ersten Materials. Insbesondere ist die charakteristische Öffnungsweite kleiner als eine kleinere mittlere Korngröße aus der mittleren Korngröße des ersten Materials und der mittleren Korngröße des zweiten Materials, also kleiner als diejenige mittlere Korngröße des einen Materials, die kleiner ist als die mittlere Korngröße des anderen Materials, ausgewählt aus dem ersten Material und dem zweiten Material. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die innere Materialsäule beim Eintreten einer potentiellen Teilverflüssigung formstabil bleibt, und dass eine Kolmation der Materialsäule bzw. ein Zusetzen des ersten oder zweiten Materials mit dem Material, das die kleinere mittlere Korngröße aufweist, vermieden wird. Außerdem ergeben sich insbesondere gegenüber konventionellen Vertikal-Drainagen weniger Einschränkungen in der Auswahl des drainfähigen Materials, die sonst zur Vermeidung von Kolmation und zur Gewährleistung der Filterstabilität - insbesondere der mechanischen Filterfestigkeit - berücksichtigt werden müssen und die Dimensionierung der Vertikal-Drainage unter Umständen erheblich beeinflussen können. Außerdem steigert gerade diese Ausgestaltung insbesondere auch die hydraulische Leistungsfähigkeit der Materialsäule.According to a further development of the invention, it is provided that the perforated tube has openings as perforations in its peripheral wall, which openings have a characteristic opening width. The characteristic opening width is smaller than an average grain size of the second material and / or the first material. In particular, the characteristic opening width is smaller than a smaller mean grain size from the mean grain size of the first material and the mean grain size of the second material, i.e. smaller than the mean grain size of one material that is smaller than the mean grain size of the other material selected from the first material and the second material. This has the particular advantage that the inner column of material remains dimensionally stable when a potential partial liquefaction occurs, and that colmation of the column of material or clogging of the first or second material with the material having the smaller mean grain size is avoided. In addition, there are fewer restrictions in the selection of the drainable material, especially compared to conventional vertical drainage, which otherwise have to be taken into account to avoid colmation and to ensure filter stability - in particular the mechanical filter strength - and which can under certain circumstances significantly influence the dimensioning of the vertical drainage . In addition, this configuration in particular also increases the hydraulic performance of the material column.

Die charakteristische Öffnungsweite beträgt bevorzugt von mindestens 10 % bis höchstens 90 % der mittleren Korngröße des ersten und/oder zweiten Materials, insbesondere der kleineren mittleren Korngröße aus den beiden mittleren Korngrößen.The characteristic opening width is preferably from at least 10% to at most 90% of the mean grain size of the first and / or second material, in particular the smaller mean grain size from the two mean grain sizes.

Unter einer charakteristischen Öffnungsweite wird hier insbesondere ein lichtes Maß der Öffnungen in der Umfangswandung des perforierten Rohrs verstanden, das bestimmend dafür ist, Partikel welcher Größe noch durch die Öffnungen hindurchtreten können, und ab welcher Größe Partikel zurückgehalten werden. Weisen die Öffnungen beispielsweise einen kreisrunden Querschnitt auf, ist die charakteristische Öffnungsweite einfach der Durchmesser der Öffnungen. Weicht die Geometrie der Öffnungen von der Kreisform ab, ist die charakteristische Öffnungsweite in bevorzugter Ausgestaltung ein kleinstes lichtes Maß, insbesondere Regelmaß, der Öffnungen, beispielsweise eine lichte Breite bei einer länglichen Öffnung, deren Länge größer ist als die lichte Breite. Insofern werden nämlich Partikel an einem Durchtreten durch die Öffnung gehindert, deren Partikelgröße größer ist als die lichte Breite; möglicherweise mit Ausnahme sehr speziell geformter Partikel, die dann aber zusätzlich auch noch passend zu der Öffnung orientiert sein müssen, um diese durchdringen zu können, wobei ein tatsächlicher Durchtritt letztlich wenig wahrscheinlich ist.A characteristic opening width is understood here to mean, in particular, a clear dimension of the openings in the circumferential wall of the perforated tube, which determines the size of particles of which size can still pass through the openings and from which size particles are retained. For example, if the openings have a circular cross-section, the characteristic opening width is simply the diameter of the openings. If the geometry of the openings deviates from the circular shape, the characteristic opening width in a preferred embodiment is a smallest clear dimension, in particular a regular dimension, of the openings, for example a clear width in the case of an elongated opening whose length is greater than the clear width. In this respect, namely particles are prevented from passing through the opening, the particle size of which is larger than the clear width; possibly with the exception of very specially shaped particles, which then also have to be oriented appropriately to the opening in order to be able to penetrate it, whereby an actual passage is ultimately unlikely.

Unter der mittleren Korngröße wird insbesondere ein mittlerer Äquivalentdurchmesser, insbesondere ein mittlerer Siebdurchmesser, ein mittlerer hydrodynamischer Durchmesser, oder ein mittlerer aerodynamischer Durchmesser einer Partikelgrößenverteilung des ersten Materials verstanden. Besonders bevorzugt ist die mittlere Korngröße bestimmt als 50 % Siebdurchgang bei Siebanalyse, insbesondere Trockensiebung, insbesondere mit Maschenweiten > 0,063 mm, bevorzugt nach DIN 66165 in der an dem den Zeitrang des vorliegenden Schutzrechts bestimmenden Tag geltenden Fassung.The mean grain size is understood to mean, in particular, a mean equivalent diameter, in particular a mean sieve diameter, a mean hydrodynamic diameter, or a mean aerodynamic diameter of a particle size distribution of the first material. The mean grain size is particularly preferably determined as 50% sieve passage in sieve analysis, in particular dry sieving, in particular with mesh sizes> 0.063 mm, preferably according to DIN 66165 in the version applicable on the day that determines the priority of the present property right.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die charakteristische Öffnungsweite kleiner als eine kleinste Korngröße oder kleinste nominelle Korngröße des ersten Materials und/oder des zweiten Materials, insbesondere kleiner als ein kleinster Äquivalentdurchmesser des ersten Materials und/oder des zweiten Materials, insbesondere kleiner als eine kleinere kleinste Korngröße aus den beiden kleinsten Korngrößen, oder kleiner als ein kleinerer kleinster Äquivalentdurchmesser aus den beiden kleinsten Äquivalentdurchmessern. Hierdurch wird insbesonder eine Kolmation der Materialsäule besonders wirksam vermieden, sodass die Materialsäule eine besonders hohe hydraulische Wirksamkeit aufweist.According to a preferred embodiment, the characteristic opening width is smaller than a smallest grain size or smallest nominal grain size of the first material and / or the second material, in particular smaller than a smallest equivalent diameter of the first material and / or the second material, in particular smaller than a smaller smallest grain size from the two smallest grain sizes, or smaller than a smaller smallest equivalent diameter from the two smallest equivalent diameters. In this way, in particular, colmation of the column of material is avoided in a particularly effective manner, so that the column of material has a particularly high hydraulic effectiveness.

Alternativ oder zusätzlich zu der beschriebenen Bemessung der charakteristischen Öffnungsweite weisen die Öffnungen bevorzugt eine längliche Form auf. Dabei ist eine Längserstreckung der länglichen Form bevorzugt in Längsrichtung des perforierten Rohrs oder quer, insbesondere senkrecht dazu, ausgerichtet. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Öffnungen eine kreisrunde Form aufweisen.As an alternative or in addition to the described dimensioning of the characteristic opening width, the openings preferably have an elongated shape. A longitudinal extension of the elongated shape is preferably oriented in the longitudinal direction of the perforated tube or transversely, in particular perpendicular thereto. Alternatively or additionally preferably provided that the openings have a circular shape.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das perforierte Rohr Stahl, insbesondere rostfreien Stahl aufweist. Bevorzugt besteht das perforierte Rohr aus Stahl, insbesondere aus rostfreiem Stahl. Auf diese Weise ist das perforierte Rohr besonders stabil und dauerfest ausgebildet.According to a further development of the invention it is provided that the perforated tube comprises steel, in particular stainless steel. The perforated tube is preferably made of steel, in particular of stainless steel. In this way, the perforated tube is designed to be particularly stable and durable.

Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das perforierte Rohr Kunststoff, insbesondere thermoplastischen Kunststoff, aufweist. Bevorzugt besteht das perforierte Rohr aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff. Auf diese Weise ist das perforierte Rohr besonders leicht und kostengünstig ausgebildet.As an alternative or in addition, it is provided that the perforated pipe has plastic, in particular thermoplastic plastic. The perforated tube is preferably made of plastic, in particular of thermoplastic plastic. In this way, the perforated tube is designed to be particularly light and inexpensive.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Material, ausgewählt aus dem ersten Material und dem zweiten Material, ein Schüttgut ist. Das Schüttgut ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Geröll, Steinen, Schotter, Kies, und einem künstlichen Material, insbesondere Granulat, insbesondere Kunststoff-Granulat, insbesondere Kunststoff-Partikel oder Kunststoff-Körner, insbesondere Kunststoff-Kugeln. Die hier genannten Materialien eignen sich in besonderer Weise, um eine hydraulisch sehr leistungsfähige Materialsäule zu schaffen.According to a development of the invention it is provided that at least one material selected from the first material and the second material is a bulk material. The bulk material is preferably selected from a group consisting of rubble, stones, crushed stone, gravel and an artificial material, in particular granules, in particular plastic granules, in particular plastic particles or plastic grains, in particular plastic balls. The materials mentioned here are particularly suitable for creating a hydraulically very powerful material column.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste Material und das zweite Material identisch sind. Die Materialsäule ist dann logistisch besonders einfach und auch kostengünstig herstellbar.According to a preferred embodiment it is provided that the first material and the second material are identical. The material column is then logistically particularly simple and also inexpensive to manufacture.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste Material und das zweite Material voneinander verschieden sind. Dies ermöglicht eine Abstimmung der Eigenschaften des ersten Materials und des zweiten Materials aufeinander und auf die jeweiligen Funktionen innerhalb der Materialsäule, sodass eine ganz besonders leistungsfähige Materialsäule erhalten werden kann. Ist der innere Bereich der Materialsäule nicht mit einem Feststoff gefüllt, kann dies insbesondere auch so verstanden werden, dass das erste Material Luft, oder ein Gas oder eine Flüssigkeit ist. In diesem Fall ist bevorzugt ein geodätisch oberes Ende des perforierten Rohres gegen Hineinfallen oder den Zutritt von Personen durch eine Verschlusseinrichtung, insbesondere einen Deckel, gesichert. Insbesondere ist die Verschlusseinrichtung so gestaltet, dass ein Abströmen des unter Überdruck stehenden (überschüssigen) verdrängten Porenwassers gewährleistet ist.According to another preferred embodiment, it is provided that the first material and the second material are different from one another. This enables the properties of the first material and the second material to be matched to one another and to the respective functions within the material column, so that a particularly high-performance material column can be obtained. If the inner area of the material column is not filled with a solid, this can in particular also be understood to mean that the first material is air, or a gas or a liquid. In this case, a geodetically upper end of the perforated tube is preferably secured against falling in or the access of people by a closure device, in particular a cover. In particular, the closure device is designed in such a way that an outflow of the (excess) displaced pore water under excess pressure is ensured.

Bevorzugt weist ein Material, ausgewählt aus dem ersten Material und dem zweiten Material, eine Korngröße von mindestens 0,1 mm bis höchstens 45 mm, vorzugsweise von mindestens 2 mm bis höchstens 8 mm, auf.A material selected from the first material and the second material preferably has a grain size of at least 0.1 mm to at most 45 mm, preferably from at least 2 mm to at most 8 mm.

Das andere Material, ausgewählt aus dem ersten Material und dem zweiten Material, weist bevorzugt eine Korngröße von mindestens 0,2 mm bis höchstens 200 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm bis höchstens 100 mm, vorzugsweise von mindestens 40 mm bis höchstens 50 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm bis höchstens 40 mm, vorzugsweise von mindestens 50 mm bis höchstens 200 mm, auf.The other material, selected from the first material and the second material, preferably has a grain size of at least 0.2 mm to at most 200 mm, preferably from at least 10 mm to at most 100 mm, preferably from at least 40 mm to at most 50 mm, preferably from at least 10 mm to at most 40 mm, preferably from at least 50 mm to at most 200 mm.

Die hier genannten Maße ermöglichen es, eine hydraulisch besonders leistungsfähige Materialsäule zu schaffen.The dimensions mentioned here make it possible to create a particularly powerful hydraulic column of material.

Bevorzugt weist das zweite Material eine kleinere Korngröße, insbesondere eine kleinere mittlere Korngröße, auf als das erste Material. Es ist aber auch eine umgekehrte Ausgestaltung möglich.The second material preferably has a smaller grain size, in particular a smaller mean grain size, than the first material. However, the reverse configuration is also possible.

Bevorzugt weist das zweite Material eine Korngröße von mindestens 0,1 mm bis höchstens 45 mm, vorzugsweise von mindestens 2 mm bis höchstens 8 mm, auf.The second material preferably has a grain size of at least 0.1 mm to at most 45 mm, preferably from at least 2 mm to at most 8 mm.

Das erste Material weist bevorzugt eine Korngröße von mindestens 0,2 mm bis höchstens 200 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm bis höchstens 100 mm, vorzugsweise von mindestens 40 mm bis höchstens 50 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm bis höchstens 40 mm, vorzugsweise von mindestens 50 mm bis höchstens 200 mm, auf.The first material preferably has a grain size of at least 0.2 mm to at most 200 mm, preferably from at least 10 mm to at most 100 mm, preferably from at least 40 mm to at most 50 mm, preferably from at least 10 mm to at most 40 mm, preferably from at least 50 mm to a maximum of 200 mm.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das zweite Material Feinkies. Alternativ oder zusätzlich ist das erste Material bevorzugt Grobkies. Es ist aber auch eine umgekehrte Ausgestaltung möglich.In a preferred embodiment, the second material is fine gravel. Alternatively or additionally, the first material is preferably coarse gravel. However, the reverse configuration is also possible.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Materialsäule sich bis in einen nicht verflüssigungsempfindlichen Bereich des Bodens hinein erstreckt. Insbesondere ist die Materialsäule bevorzugt in den nicht verflüssigungsempfindlichen Bereich des Bodens eingebunden. Dies erhöht die Stabilität und insbesondere auch die stabilisierende Wirkung der Materialsäule im Boden. Alternativ ist es in bevorzugter Ausgestaltung möglich, dass sich die Materialsäule bis zu einem verdichteten Kippenfuß des Bodens erstreckt. Es ist insbesondere auch möglich, dass sich die Materialsäule bis in den Bereich eines Liegenden hinein erstreckt.According to a further development of the invention, it is provided that the material column extends into a non-liquefaction-sensitive area of the floor. In particular, the material column is preferably integrated into the area of the floor that is not sensitive to liquefaction. This increases the stability and, in particular, the stabilizing effect of the material column in the ground. Alternatively, in a preferred embodiment, it is possible for the material column to extend as far as a compacted tilting foot of the floor. In particular, it is also possible for the material column to extend into the area of a person lying down.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Materialsäule wenigstens einen Sensor aufweist, der eingerichtet ist zur Erfassung von wenigstens einem verflüssigungsrelevanten Bodenparameter. Auf diese Weise kann die Materialsäule neben ihrer stabilisierenden Wirkung und ihrer Drainagewirkung zugleich auch der Überwachung des Bodens und insbesondere einer Warnung vor einer möglichen Bodenverflüssigung, insbesondere vor einem Setzungsfließen oder einem Geländeeinbruch, dienen.According to a further development of the invention, it is provided that the material column has at least one sensor which is set up to detect at least one soil parameter relevant to liquefaction. In this way, in addition to its stabilizing effect and Their drainage effect also serves to monitor the soil and, in particular, to warn of possible soil liquefaction, in particular of settlement flow or a collapse in terrain.

Der wenigstens eine Sensor ist bevorzugt eingerichtet zur Erfassung von einem Porenwasserdruck und/oder einer Strömungsgeschwindigkeit von Wasser im Boden am Ort des Sensors. Dabei sind die Parameter Porenwasserdruck und Strömungsgeschwindigkeit besonders geeignet, um die Gefahr einer möglichen Bodenverflüssigung zu erfassen. Typischerweise steigt vor einer Bodenverflüssigung der Porenwasserdruck an. Im Zuge der beginnenden Verflüssigung oder auch als Initial für eine Verflüssigung ist außerdem typischerweise eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Porenwassers zu beobachten.The at least one sensor is preferably set up to detect a pore water pressure and / or a flow rate of water in the soil at the location of the sensor. The parameters pore water pressure and flow velocity are particularly suitable for determining the risk of possible soil liquefaction. Typically, the pore water pressure increases before soil liquefaction. In the course of the incipient liquefaction or also as an initial step for liquefaction, an increased flow rate of the pore water can also typically be observed.

In bevorzugter Ausgestaltung weist die Materialsäule eine Mehrzahl von Sensoren auf, die eingerichtet sind zur Erfassung von wenigstens einem verflüssigungsrelevanten Bodenparameter, wobei die Sensoren entlang der Längsrichtung der Materialsäule voneinander beabstandet angeordnet sind, insbesondere also in verschiedenen Tiefen entlang der Materialsäule im Boden. Dabei ist es möglich, dass die verschiedenen Sensoren eingerichtet sind zur Erfassung desselben verflüssigungsrelevanten Bodenparameters. Es ist alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass die verschiedenen Sensoren eingerichtet sind zur Erfassung verschiedener verflüssigungsrelevanter Bodenparameter.In a preferred embodiment, the material column has a plurality of sensors which are set up to detect at least one liquefaction-relevant soil parameter, the sensors being arranged at a distance from one another along the longitudinal direction of the material column, in particular at different depths along the material column in the soil. It is possible that the various sensors are set up to detect the same liquefaction-relevant soil parameter. As an alternative or in addition, it is also possible for the various sensors to be set up to record various soil parameters relevant to liquefaction.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Materialsäule drei voneinander in Längsrichtung beabstandet angeordnete Sensoren auf, die eingerichtet sind zur Erfassung von wenigstens einem verflüssigungsrelevanten Bodenparameter.According to a particularly preferred embodiment, the material column has three sensors which are arranged at a distance from one another in the longitudinal direction and which are set up to detect at least one soil parameter relevant to liquefaction.

Der wenigstens eine Sensor ist bevorzugt unterhalb eines Wasserspiegels, insbesondere Grundwasserspiegels, im Boden angeordnet.The at least one sensor is preferably arranged below a water level, in particular a groundwater level, in the ground.

Zusätzlich weist die Materialsäule bevorzugt in Höhe des Grundwasserspiegels wenigstens einen weiteren Sensor auf, der eingerichtet ist zur Erfassung von wenigstens einem verflüssigungsrelevanten Bodenparameter, insbesondere zur Messung des Porenwasserdrucks und/oder der Strömungsgeschwindigkeit.In addition, the material column preferably has at least one further sensor at the level of the groundwater level, which is set up to detect at least one soil parameter relevant to liquefaction, in particular to measure the pore water pressure and / or the flow velocity.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass neben dem perforierten Rohr ein sich in Längsrichtung erstreckendes Schutzrohr angeordnet ist. Das Schutzrohr weist wenigstens eine Radialöffnung auf. Der wenigstens eine Sensor ist in dem Schutzrohr angeordnet. Das Schutzrohr stellt dabei in vorteilhafter Weise insbesondere einen mechanischen Schutz für den wenigstens einen Sensor bereit. Durch die wenigstens eine Radialöffnung kommuniziert ein Inneres des Schutzrohrs mit dessen äußerer Umgebung, sodass der Sensor relevante Werte für den wenigstens einen verflüssigungsrelevanten Bodenparameter erfassen kann, wie sie in der äußeren Umgebung des Schutzrohrs vorliegen. Insbesondere kann durch die wenigstens eine Radialöffnung anstehendes Wasser in das Schutzrohr eindringen und auf den Sensor wirken.According to a further development of the invention it is provided that a protective tube extending in the longitudinal direction is arranged next to the perforated tube. The protective tube has at least one radial opening. The at least one sensor is arranged in the protective tube. The protective tube advantageously provides, in particular, mechanical protection for the at least one sensor. An interior of the protective tube communicates with its external surroundings through the at least one radial opening, so that the sensor can detect relevant values for the at least one liquefaction-relevant soil parameter as they are present in the outer surroundings of the protective tube. In particular, water that is present can penetrate into the protective tube through the at least one radial opening and act on the sensor.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das Schutzrohr als perforiertes Schutzrohr ausgebildet und weist insofern insbesondere eine Mehrzahl von Radialöffnungen auf.In a preferred embodiment, the protective tube is designed as a perforated protective tube and in this respect has in particular a plurality of radial openings.

Die wenigstens eine Radialöffnung ist bevorzugt länglich oder kreisrund ausgebildet.The at least one radial opening is preferably elongated or circular.

Das Schutzrohr kann als separates, zusätzlich zu dem perforierten Rohr vorgesehenes, insbesondere durchmesserkleineres Rohr vorgesehen und bevorzugt unmittelbar neben dem perforierten Rohr angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass das Schutzrohr durch einen Rohrmantelabschnitt gebildet ist, der im Querschnitt gesehen nicht geschlossen ist, sondern vielmehr zwei Enden aufweist, wobei die beiden Enden zu dem perforierten Rohr hin gebogen und vorzugsweise an das perforierte Rohr angelegt sind. Besonders bevorzugt sind die beiden Enden mit dem perforierten Rohr verbunden, insbesondere mit dem perforierten Rohr verschweißt. Insoweit ist ein Inneres des so gebildeten Schutzrohrs begrenzt von dem Rohrmantelabschnitt des Schutzrohrs einerseits und einem Teilbereich der Umfangswandung des perforierten Rohrs andererseits.The protective tube can be provided as a separate tube, in particular with a smaller diameter, provided in addition to the perforated tube, and can preferably be arranged directly next to the perforated tube. However, it is also possible for the protective tube to be formed by a tube jacket section which, when viewed in cross section, is not closed, but rather has two ends, the two ends being bent towards the perforated tube and preferably placed against the perforated tube. The two ends are particularly preferably connected to the perforated pipe, in particular welded to the perforated pipe. In this respect, an interior of the protective tube formed in this way is delimited by the tube jacket section of the protective tube on the one hand and a partial area of the circumferential wall of the perforated tube on the other.

Zu der Erfindung gehört auch eine erfindungsgemäße Materialsäule oder eine Materialsäule nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele in Kombination mit einer Recheneinrichtung, das heißt eine Datenverarbeitungseinrichtung, wobei die Recheneinrichtung mit dem wenigstens einen Sensor der Materialsäule wirkverbunden und eingerichtet ist, um ein Sensorsignal des wenigstens einen Sensors zu empfangen, und um in Abhängigkeit von dem Sensorsignal ein Warnsignal auszugeben. Insbesondere auf diese Weise kann vorteilhaft ein Überwachungssystem geschaffen werden, welches der frühzeitigen Erkennung einer potenziellen Bodenverflüssigung dient und es so ermöglicht, unter Umständen eine noch rechtzeitige Evakuierung aus dem gefährdeten Bereich durchzuführen sowie gegebenenfalls weitere Maßnahmen insbesondere bezüglich der Sicherung von Personen und/oder Schutzgütern einzuleiten. Insbesondere durch Aufzeichnung des wenigstens einen verflüssigungsrelevanten Bodenparameters in der Recheneinrichtung kann auf Verflüssigungserscheinungen geschlossen werden, und potenzielle Verflüssigungsgefahren können identifiziert werden. Insbesondere zeigt ein erhöhter Wasserdruck gegenüber dem Grundwasserspiegel einen erhöhten Porenwasserdruck an und weist eine Erhöhung der Verflüssigungsgefahr aus. Eine plötzlich ansteigende Fließ- oder Strömungsgeschwindigkeit zeigt das Auftreten einer Verflüssigung an.The invention also includes a material column according to the invention or a material column according to one of the exemplary embodiments described above in combination with a computing device, i.e. a data processing device, the computing device being operatively connected to the at least one sensor of the material column and being set up to receive a sensor signal from the at least one sensor to receive, and to output a warning signal as a function of the sensor signal. In this way, in particular, a monitoring system can advantageously be created which serves to detect potential soil liquefaction at an early stage and thus enables an evacuation from the endangered area to be carried out in good time and, if necessary, further measures to be taken, in particular with regard to securing people and / or protected assets . In particular, by recording the at least one liquefaction-relevant soil parameter in the computing device, conclusions can be drawn about liquefaction phenomena, and potential liquefaction hazards can be identified. In particular, an increased water pressure compared to the groundwater level indicates an increased pore water pressure and indicates an increased risk of liquefaction. A sudden increase in flow or flow velocity indicates the occurrence of liquefaction.

Die Recheneinrichtung ist bevorzugt ausgebildet als Leitstandsrechner, insbesondere als Computer, bevorzugt als Personal Computer.The computing device is preferably designed as a control room computer, in particular as a computer, preferably as a personal computer.

Das Warnsignal ist bevorzugt ein Alarm, insbesondere ein optischer und/oder akustischer Alarm. Insbesondere ist es möglich, dass als Warnsignal ein Sirenensignal oder Sirenenton ausgegeben wird. Dies ermöglicht eine rasche Warnung von im gefährdeten Bereich angeordneten Personen, die dann möglichst zügig sich selbst sowie gegebenenfalls zusätzliche Schutzgüter in Sicherheit bringen oder in Sicherheit gebracht werden können.The warning signal is preferably an alarm, in particular an optical and / or acoustic alarm. In particular, it is possible for a siren signal or siren tone to be output as a warning signal. This enables a quick warning of persons arranged in the endangered area, who can then bring themselves and, if necessary, additional protected items to safety or be brought to safety as quickly as possible.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Schutzsystem für einen Boden, insbesondere zur Porenwasserdruckentlastung, insbesondere gegen Bodenverflüssigung, geschaffen wird, wobei das Schutzsystem wenigstens zwei Materialsäulen aufweist, von denen zumindest eine Materialsäule eine erfindungsgemäße Materialsäule oder eine Materialsäule nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ist. Insbesondere ist es bevorzugt möglich, dass eine der Materialsäulen in Kombination mit einer Recheneinrichtung - wie zuvor beschrieben - vorgesehen ist. In Zusammenhang mit dem Schutzsystem ergeben sich insbesondere die bereits zuvor in Zusammenhang mit der Materialsäule beschriebenen Vorteile.The object is also achieved by creating a protection system for a soil, in particular for pore water pressure relief, in particular against soil liquefaction, the protection system having at least two material columns, of which at least one material column is a material column according to the invention or a material column according to one of the previously described embodiments . In particular, it is preferably possible for one of the material columns to be provided in combination with a computing device - as described above. In connection with the protection system, there are in particular the advantages already described above in connection with the material column.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung sind wenigstens zwei Materialsäulen des Schutzsystems, insbesondere alle Materialsäulen des Schutzsystems, als erfindungsgemäße Materialsäulen oder als Materialsäulen gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgestaltet.In a particularly preferred embodiment, at least two material columns of the protection system, in particular all material columns of the protection system, are configured as material columns according to the invention or as material columns according to one of the exemplary embodiments described above.

Ein Schutzsystem mit einer Mehrzahl von Materialsäulen ermöglicht in besonderer Weise eine Sicherung eines größeren Bereichs des Bodens.A protection system with a plurality of material columns enables a larger area of the ground to be secured in a special way.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Materialsäulen als Materialsäulengruppe unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. In bevorzugter Ausgestaltung sind die wenigstens zwei Materialsäulen als Materialsäulengruppe miteinander räumlich überlappend angeordnet. Bevorzugt beträgt der Überlapp bis zu 20 % des Außen-Durchmessers von einer der - bevorzugt identisch ausgebildeten - Materialsäulen. Auf diese Weise kann der Boden besonders effizient stabilisiert werden, und es kann eine besonders gute vertikale Drainagewirkung mit hoher hydraulischer Leistungsfähigkeit erreicht werden.According to a further development of the invention, it is provided that the at least two material columns are arranged directly next to one another as a material column group. In a preferred embodiment, the at least two material columns are arranged as a material column group so that they spatially overlap one another. The overlap is preferably up to 20% of the outer diameter of one of the - preferably identically formed - material columns. In this way, the soil can be stabilized particularly efficiently, and a particularly good vertical drainage effect with high hydraulic efficiency can be achieved.

Die Anordnung der Materialsäulen als Materialsäulengruppe sorgt insbesondere je nach vorliegenden bodenmechanischen und geohydraulischen Parametern für eine effektive Dimensionierung und/oder Steigung der Wirksamkeit der Vertikal-Drainage.The arrangement of the material columns as a material column group ensures, depending on the existing soil mechanical and geohydraulic parameters, an effective dimensioning and / or gradient of the effectiveness of the vertical drainage.

Alternativ oder zusätzlich sind die wenigstens zwei Materialsäulen bevorzugt in Form einer Anordnung aus voneinander beabstandet angeordneten Materialsäulen angeordnet. Die Anordnung weist insbesondere wenigstens zwei einzelne Materialsäulen, wenigstens zwei Materialsäulengruppen oder wenigstens eine einzelne Materialsäule und wenigstens eine Materialsäulengruppe auf. Dabei ist eine Materialsäulengruppe jeweils eine Anordnung aus wenigstens zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten, vorzugsweise miteinander räumlich überlappenden Materialsäulen. Eine einzelne Materialsäule ist demgegenüber eine Materialsäule, die nicht in einer Materialsäulengruppe angeordnet ist, sondern von jeder anderen Materialsäule beabstandet angeordnet ist. Die einzelne Materialsäule ist also insbesondere eine vereinzelte Materialsäule.Alternatively or additionally, the at least two material columns are preferably arranged in the form of an arrangement of material columns arranged at a distance from one another. The arrangement has in particular at least two individual material columns, at least two material column groups or at least one single material column and at least one material column group. A material column group is in each case an arrangement of at least two material columns arranged directly next to one another, preferably spatially overlapping with one another. In contrast, an individual material column is a material column that is not arranged in a material column group, but is arranged at a distance from every other material column. The individual column of material is therefore in particular an isolated column of material.

Die Anordnung aus voneinander beabstandet angeordneten Materialsäulen kann also gemäß einer Ausgestaltung nur aus einzelnen Materialsäulen bestehen; sie kann auch nur aus voneinander beabstandeten Materialsäulengruppen bestehen; und sie kann schließlich aus einer Kombination aus einzelnen Materialsäulen und Materialsäulengruppen bestehen.The arrangement of material columns arranged at a distance from one another can therefore, according to one embodiment, only consist of individual material columns; it can also consist only of spaced-apart groups of columns of material; and it can ultimately consist of a combination of individual columns of material and groups of columns of material.

Mithilfe einer solchen Anordnung aus voneinander beabstandet angeordneten Materialsäulen ist insbesondere eine flächendeckende Sicherung eines gefährdeten Gebiets möglich.With the aid of such an arrangement of material columns arranged at a distance from one another, it is possible, in particular, to secure an endangered area over the entire area.

Die Anordnung weist die beabstandet angeordneten Materialsäulen bevorzugt in Form eines Musters oder Rasters auf. Sie ist bevorzugt als regelmäßige Anordnung ausgebildet. Insbesondere weisen die voneinander beabstandet angeordneten Materialsäulen bevorzugt in zwei Dimensionen entlang des Bodens regelmäßige Abstände voneinander auf. Ein solcher Abstand in einer Dimension beträgt bevorzugt von mindestens 10 m bis höchstens 100 m. Besonders bevorzugt ist die Anordnung als regelmäßiges Gitter mit einer Elementarzelle ausgebildet, die vorzugsweise rechteckig, insbesondere quadratisch, oder in Form eines Parallelogramms, oder rhombusförmig ausgebildet sein kann. Das Gitter wird entsprechend durch Translation der Elementarzelle erhalten. Vorzugsweise ist auf jedem Eckpunkt der Elementarzelle eine Materialsäule oder eine Materialsäulengruppe angeordnet. Insbesondere beträgt eine Kantenlänge der Elementarzelle bevorzugt von mindestens 10 m bis höchstens 100m.The arrangement has the material columns arranged at a distance, preferably in the form of a pattern or grid. It is preferably designed as a regular arrangement. In particular, the material columns arranged at a distance from one another preferably have regular distances from one another in two dimensions along the floor. Such a distance in one dimension is preferably from at least 10 m to at most 100 m. The arrangement is particularly preferably designed as a regular grid with a unit cell, which can preferably be rectangular, in particular square, or in the form of a parallelogram, or rhombus-shaped. The lattice is obtained accordingly by translating the unit cell. A material column or a group of material columns is preferably arranged on each corner point of the unit cell. In particular, one is Edge length of the unit cell preferably from at least 10 m to at most 100 m.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass einer Mehrzahl der Materialsäulen, wobei die Mehrzahl kleiner ist als eine Gesamtzahl der Materialsäulen des Schutzsystems, also einer Unterzahl der Materialsäulen, jeweils wenigstens ein Sensor zugeordnet ist, der eingerichtet ist zur Erfassung von wenigstens einem verflüssigungsrelevanten Bodenparameter, insbesondere einem Porenwasserdruck und/oder einer Strömungsgeschwindigkeit. Das Schutzsystem weist außerdem eine Recheneinrichtung auf, die mit den Sensoren wirkverbunden und eingerichtet ist, um jeweils ein Sensorsignal der Sensoren zu empfangen, und um in Abhängigkeit von den empfangenen Sensorsignalen ein Warnsignal auszugeben. Auf diese Weise ist eine flächendeckende Überwachung des gefährdeten Gebiets möglich.According to a development of the invention, it is preferably provided that a plurality of the material columns, the majority being smaller than a total number of the material columns of the protection system, i.e. a minority of the material columns, is assigned at least one sensor which is set up to detect at least one liquefaction-relevant Soil parameters, in particular a pore water pressure and / or a flow velocity. The protection system also has a computing device which is operatively connected to the sensors and is set up to receive a sensor signal from the sensors in each case and to output a warning signal as a function of the received sensor signals. In this way, comprehensive surveillance of the endangered area is possible.

Bevorzugt ist die Anzahl der mit Sensoren bestückten Materialsäulen so gewählt, dass auf einer 1 ha großen Fläche minimal zwölf Sensoren vorgesehen sind. Dabei sind bevorzugt an jeder Materialsäule, der mindestens ein Sensor zugeordnet ist, drei Sensoren - entlang der Längsrichtung der Materialsäule voneinander beabstandet - vorgesehen. Somit sind auf der 1 ha großen Fläche bevorzugt minimal vier Materialsäulen mit jeweils drei Sensoren bestückt. Die jeweils drei Sensoren sind bevorzugt jeweils lotrecht im wassergesättigten Bereich - unterhalb des Grundwasserspiegels - angeordnet.The number of material columns equipped with sensors is preferably selected so that a minimum of twelve sensors are provided on an area of 1 ha. In this case, three sensors - spaced from one another along the longitudinal direction of the material column - are preferably provided on each material column to which at least one sensor is assigned. This means that a minimum of four material columns are preferably equipped with three sensors each on the 1 ha area. The three sensors in each case are preferably each arranged vertically in the water-saturated area - below the water table.

Vorzugsweise sind die mit Sensoren bestückten Materialsäulen gleichmäßig über die Anordnung der Materialsäulen verteilt.The material columns equipped with sensors are preferably evenly distributed over the arrangement of the material columns.

Selbstverständlich ist aber auch eine Ausgestaltung möglich, bei der jeder Materialsäule des Schutzsystems, insbesondere der Anordnung, mindestens ein Sensor zugeordnet ist.Of course, an embodiment is also possible in which at least one sensor is assigned to each material column of the protection system, in particular the arrangement.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen einer Materialsäule geschaffen wird, insbesondere zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Materialsäule oder einer Materialsäule nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Es wird eine Bohrung - insbesondere vertikal, oder in einem Winkel von mehr als 0° bis weniger als 90°, insbesondere höchstens 45° zur Lotrichtung - in einen Boden eingebracht. Anschließend wird ein perforiertes Rohr in die Bohrung eingebracht, wobei ein Außen-Breitenmaß des perforierten Rohrs kleiner ist als ein Durchmesser der Bohrung. Bevorzugt wird ein Inneres des perforierten Rohrs wird mit einem ersten Material gefüllt. Ein Umfangsraum oder Ringraum, der zwischen einer äußeren Umfangsfläche des perforierten Rohrs und einer Bohrungswandung der Bohrung gebildet ist, wird mit einem zweiten Material gefüllt. Diese Schritte können auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführten werden, wobei also zunächst der Umfangsraum mit dem zweiten Material und dann gegebenenfalls das Innere des perforierten Rohrs mit dem ersten Material gefüllt wird. Das zweite Material und bevorzugt das erste Material wird/werden so gewählt, dass die entstehende Materialsäule eine Drainagewirkung in dem Boden aufweist, insbesondere werden das erste Material und das zweite Material entsprechend auf ein Bodenmaterial des Bodens abgestimmt und/oder mit einer hohen hydraulischen Leitfähigkeit bzw. hohen hydraulischen Wirksamkeit gewählt. Schließlich wird durch die vorgenannten Schritte die Materialsäule erhalten. In Zusammenhang mit dem Verfahren ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Materialsäule sowie dem Schutzsystem beschrieben wurden.The object is also achieved by creating a method for producing a material column, in particular for producing a material column according to the invention or a material column according to one of the exemplary embodiments described above. The method comprises the following steps: A hole is made in a soil, in particular vertically or at an angle of more than 0 ° to less than 90 °, in particular at most 45 ° to the perpendicular direction. A perforated tube is then introduced into the bore, an outer width dimension of the perforated tube being smaller than a diameter of the bore. Preferably, an interior of the perforated tube is filled with a first material. A circumferential space or annular space which is formed between an outer circumferential surface of the perforated tube and a bore wall of the bore is filled with a second material. These steps can also be carried out in the reverse order, in which case the circumferential space is first filled with the second material and then, if necessary, the interior of the perforated tube is filled with the first material. The second material and preferably the first material is / are selected so that the resulting column of material has a drainage effect in the soil, in particular the first material and the second material are matched to a soil material of the soil and / or with a high hydraulic conductivity or high hydraulic efficiency. Finally, the column of material is obtained through the aforementioned steps. In connection with the method, there are in particular the advantages that have already been described in connection with the material column and the protection system.

Mittels des Bohrverfahrens wird ein nur sehr geringes Initial in den Boden eingebracht. Eine örtliche Verflüssigung kann so vorteilhaft zumindest weitestgehend vermieden werden. Das Verfahren kann somit insbesondere auch bei geringen Grundwasserflurabständen angewendet werden.By means of the drilling process, only a very small initial amount is introduced into the ground. Local liquefaction can thus advantageously be avoided at least as far as possible. The method can therefore also be used in particular with small distances from the groundwater to the surface.

Vorzugsweise erfolgt keine Verdichtung des ersten Materials. Alternativ oder zusätzlich, insbesondere zusätzlich, erfolgt keine Verdichtung des zweiten Materials sowie des umgebenden Bodens. Somit wird vorteilhaft insbesondere ein Senken der Permeabilität beziehungsweise der hydraulischen Leitfähigkeit bzw. hohen hydraulischen Wirksamkeit des ersten Materials und/oder des zweiten Materials vermieden.Preferably there is no compression of the first material. Alternatively or additionally, in particular additionally, there is no compaction of the second material or of the surrounding soil. Thus, in particular, a lowering of the permeability or the hydraulic conductivity or high hydraulic effectiveness of the first material and / or the second material is advantageously avoided.

Die Bohrung wird bevorzugt mit einem drehenden Bohrwerkzeug, besonders bevorzugt mittels eines verrohrten Bohrverfahrens, eingebracht. Insbesondere auf diese Weise wird nur ein höchstens sehr geringes Initial in den Boden eingebracht, somit das Risiko bei der Herstellung der Materialsäule gemindert und der anstehende Boden höchstens minimal gestört, insbesondere höchstens minimal ungewollt verdichtet.The bore is preferably made with a rotating drilling tool, particularly preferably by means of a cased drilling method. In particular, in this way only a very small initial is introduced into the soil, thus reducing the risk in the manufacture of the material column and the soil in question is at most minimally disturbed, in particular minimally unintentionally compacted at most.

Bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens ein Schutzsystem hergestellt, indem durch Wiederholen der zuvor erläuterten Schritte eine Mehrzahl von Materialsäulen, insbesondere als Materialsäulengruppen und/oder als Anordnung von voneinander beabstandeten Materialsäulen, in den Boden eingebracht wird. Somit kann auch ein weiter erstreckter Bereich eines verflüssigungsgefährdeten Gebiets mittels der Materialsäulen beziehungsweise des Schutzsystems stabilisiert, vorzugsweise gesichert werden.A protective system is preferably produced within the scope of the method by introducing a plurality of material columns, in particular as material column groups and / or as an arrangement of material columns spaced from one another, into the ground by repeating the steps explained above. Thus, a more extensive area of an area at risk of liquefaction can also be stabilized, preferably secured, by means of the material columns or the protective system.

Eine Anordnung einer Mehrzahl voneinander beabstandeter Materialsäulen und/oder Materialsäulengruppen in dem verflüssigungsgefährdeten Gebiet ermöglicht insbesondere einen flächenhaften Abbau von Porenwasserüberdrücken und führt damit zur Gefahrenminderung bezüglich Bodenverflüssigung und -verformung.An arrangement of a plurality of spaced-apart material columns and / or material column groups in the area at risk of liquefaction enables in particular a planar reduction of excess pore water pressures and thus leads to a reduction in the risk of soil liquefaction and deformation.

Weiter schränkt ein derartiges Schutzsystem vorteilhaft das Ausmaß einer potentiellen Bruchgeometrie beziehungsweise eines Bruchkörpers ein.Such a protection system further advantageously restricts the extent of a potential fracture geometry or a fracture body.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bohrung in einen im Wege des Bergbaubetriebs und/oder der Bergbausanierung entstandenen Boden eingebracht wird. Hierbei, insbesondere im Kontext des Tagebaubetriebs, der Tagebausanierung sowie Tagebaurenaturierung, verwirklichen sich in besonderer Weise die Vorteile der Materialsäule, des Schutzsystems, sowie des Verfahrens. Die Materialsäule und das Verfahren sind aber auch bei anderen Böden oder Standorten vorteilhaft einsetzbar, insbesondere an Baggerseen, in der Nähe von Stauseen oder bei Hochwasserschutzanlagen und sonstigen Erd- und Wasserbau-Anlagen.According to a further development of the invention, it is provided that the bore is made in a soil created in the course of the mining operation and / or the mine remediation. Here, especially in the context of open-cast mining, open-pit refurbishment and open-pit mine renaturation, the advantages of the material column, the protection system and the method are realized in a special way. The material column and the method can also be used advantageously in other soils or locations, in particular on quarry ponds, near reservoirs or in flood protection systems and other earthworks and hydraulic engineering systems.

Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Materialsäule in Kombination mit einer Recheneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung oder gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, oder ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Schutzsystems oder eines Schutzsystems nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen wird. Dabei wird wenigstens ein Sensorsignal des wenigstens einen erfassten Sensorsignals oder ein aus dem wenigstens einen Sensorsignal erhaltener Parameter, insbesondere ein aus dem Sensorsignal im Wege der Auswertung ermittelter, verflüssigungsrelevanter Bodenparameter, insbesondere ein Porenwasserdruck und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit, mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Das Warnsignal wird ausgegeben, wenn das wenigstens eine Sensorsignal oder der aus dem Sensorsignal erhaltene Parameter den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann vorteilhaft insbesondere auf sehr zuverlässige Weise eine relevante, bevorzugt rechtzeitige Warnung vor einer drohenden Bodenverflüssigung, insbesondere einem Setzungsfließen, erzeugt werden. Der wenigstens eine vorbestimmte Schwellenwert ist dabei insbesondere so gewählt, dass ein Überschreiten desselben die Gefahr einer Bodenverflüssigung und/oder eines Setzungsfließens anzeigt. Somit kann unter Umständen eine rechtzeitige Evakuierung im gefährdeten Bereich erfolgen. Vorzugsweise können weitere zu ergreifende Maßnahmen bezüglich der Sicherung von Schutzgütern oder ähnlichem eingeleitet werden.The object is finally also achieved by creating a method for operating a material column in combination with a computing device according to the present invention or according to one of the previously described exemplary embodiments, or a method for operating a protective system according to the invention or a protective system according to one of the previously described exemplary embodiments . At least one sensor signal of the at least one detected sensor signal or a parameter obtained from the at least one sensor signal, in particular a liquefaction-relevant soil parameter determined from the sensor signal in the course of evaluation, in particular a pore water pressure and / or a flow velocity, is compared with a predetermined threshold value. The warning signal is output when the at least one sensor signal or the parameter obtained from the sensor signal exceeds the predetermined threshold value. In this way, a relevant, preferably timely warning of impending soil liquefaction, in particular settlement flow, can advantageously be generated, in particular in a very reliable manner. The at least one predetermined threshold value is in particular selected such that exceeding it indicates the risk of soil liquefaction and / or settlement flow. Thus, under certain circumstances, a timely evacuation can take place in the endangered area. Further measures to be taken with regard to securing protected assets or the like can preferably be initiated.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Materialsäule;
2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Schutzsystems;
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Schutzsystems;
4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Schutzsystems, und
5 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Schutzsystems.

The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show:

1 a representation of an embodiment of a material column;
2 a schematic representation of a first embodiment of a protection system;
3 a schematic representation of a second embodiment of a protection system;
4th a schematic representation of a third embodiment of a protection system, and
5 a schematic representation of a fourth embodiment of a protection system.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Materialsäule 1 in einem Boden 3. Die Materialsäule 1 erstreckt sich entlang einer in 1 vertikalen Längsrichtung ausgehend von einer Geländeoberkante 5 in den die Materialsäule 1 umgebenden Boden 3 hinein. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a material column 1 in a soil 3 . The material column 1 extends along an in 1 vertical longitudinal direction starting from an upper edge of the terrain 5 into the column of material 1 surrounding soil 3 into it.

Die Materialsäule 1 weist einen inneren Bereich 7 und einen äußeren Bereich 9 auf. Der innere Bereich 7 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem ersten Material 11 gefüllt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass der innere Bereich 7 nicht mit Material gefüllt ist. Insbesondere kann der innere Bereich 7 leer sein. Der äußere Bereich 9 ist mit einem zweiten Material 13 gefüllt. Der innere Bereich 7 und der äußere Bereich 9 sind voneinander durch ein sich entlang der Längsrichtung erstreckendes perforiertes Rohr 15 derart getrennt, dass der innere Bereich 7 in dem perforierten Rohr 15 angeordnet ist, wobei der äußere Bereich 9 das perforierte Rohr 15 - in Umfangsrichtung um die Längsrichtung - umgreift. Insbesondere ist der äußere Bereich 9 mit dem zweiten Material 13 ringförmig um das perforierte Rohr 15 angeordnet.The material column 1 has an inner area 7th and an outer area 9 on. The inner area 7th is in this embodiment with a first material 11 filled. In another embodiment it is possible that the inner area 7th is not filled with material. In particular, the inner area 7th to be empty. The outer area 9 is with a second material 13th filled. The inner area 7th and the outer area 9 are separated from each other by a perforated tube extending along the longitudinal direction 15th so separated that the inner area 7th in the perforated tube 15th is arranged, the outer area 9 the perforated pipe 15th - in the circumferential direction around the longitudinal direction - engages around. In particular is the outer area 9 with the second material 13th ring around the perforated tube 15th arranged.

Das erste Material 11 und das zweite Material 13 sind derart auf den Boden 3, insbesondere auf ein Bodenmaterial des Bodens 3, abgestimmt, dass die Materialsäule 1 eine vertikale Drainagewirkung in dem Boden 3 aufweist. Die Materialsäule 1 weist insbesondere aufgrund ihres mehrstufigen Aufbaus sowie des perforierten Rohrs 15 eine hohe mechanische Stabilität sowie hohe hydraulische Leistungsfähigkeit auf. Insbesondere stabilisiert sie vorteilhaft den Boden 3 und schützt ihn, insbesondere aufgrund der vertikalen Drainagewirkung und des Abbaus von Porenwasserüberdrücken, wirksam bzw. bestmöglich vor Bodenverflüssigung.The first material 11 and the second material 13th are so on the ground 3 , in particular on a soil material of the soil 3 , matched that the material column 1 a vertical drainage effect in the soil 3 having. The material column 1 points in particular due to its multi-level structure and the perforated tube 15th high mechanical stability and high hydraulic performance. In particular, it advantageously stabilizes the soil 3 and protects it effectively and in the best possible way against soil liquefaction, in particular due to the vertical drainage effect and the reduction of excess pore water pressure.

Die Materialsäule 1 wird bevorzugt in dem Boden 3 hergestellt, indem zunächst in den Boden 3 eine Bohrung 17 eingebracht wird, insbesondere mit einem drehenden Bohrwerkzeug, vorzugsweise mittels eines verrohrten Bohrverfahrens. Insbesondere wird im Rahmen des verrohrten Bohrverfahrens bevorzugt ein Bohrungsrohr 19 in den Boden 3 abgeteuft, welches später beim Herstellen der Materialsäule 1 wieder aus dem Boden 3 herausgezogen wird und nicht Bestandteil der Materialsäule 1 ist.The material column 1 is preferred in the soil 3 made by first going into the ground 3 a hole 17th is introduced, in particular with a rotating drilling tool, preferably by means of a cased drilling process. In particular, a borehole pipe is preferred in the context of the cased drilling method 19th in the ground 3 sunk, which later on when the material column was manufactured 1 back off the ground 3 is pulled out and not part of the material column 1 is.

Es wird dann das perforierte Rohr 15 in die Bohrung 17 eingebracht, wobei ein Außen-Breitenmaß, hier insbesondere ein erster Durchmesser d des perforierten Rohrs 15, kleiner ist als ein zweiter Durchmesser D der Bohrung 17. Ein Inneres 21 des perforierten Rohrs 15 wird bevorzugt mit dem ersten Material 11 gefüllt, wodurch der innere Bereich 7 der Materialsäule 1 gebildet wird. Das Innere 21 kann aber auch leer bleiben. Weiterhin wird ein Umfangsraum 23, auch als Ringraum bezeichnet, der zwischen einer äußeren Umfangsfläche 25 des perforierten Rohrs 15 und einer Bohrungswandung 27 der Bohrung 17 gebildet ist, mit dem zweiten Material 13 gefüllt, wodurch der äußere Bereich 9 der Materialsäule 1 gebildet wird. Das Füllen des Inneren 21 und des Umfangsraums 23 kann auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen.It then becomes the perforated tube 15th into the hole 17th introduced, with an outer width dimension, here in particular a first diameter d of the perforated tube 15th , is smaller than a second diameter D of the bore 17th . An inside 21 of the perforated pipe 15th is preferred with the first material 11 filled, making the inner area 7th the material column 1 is formed. The inner 21 but can also remain empty. Furthermore, there is a perimeter space 23 , also known as the annular space, between an outer circumferential surface 25th of the perforated pipe 15th and a bore wall 27 the hole 17th is formed with the second material 13th filled, making the outer area 9 the material column 1 is formed. Filling the inside 21 and the perimeter 23 can also be done in reverse order.

Dabei werden bevorzugt das erste Material 11 und das zweite Material 13 so gewählt, dass die entstehende Materialsäule 1 in dem Boden 3 eine vertikale Drainagewirkung aufweist. Auf diese Weise wird schließlich die Materialsäule 1 erhalten.The first material is preferred 11 and the second material 13th chosen so that the resulting column of material 1 in the ground 3 has a vertical drainage effect. In this way, the material column is finally created 1 obtain.

Die Bohrung 17 wird bevorzugt in einen im Wege des Bergbaubetriebs und/oder der Bergbausanierung, insbesondere Tagebaubetrieb und/oder Tagebausanierung, entstandenen Boden 3 eingebracht. Hierbei entfalten sich in besonderer Weise die Vorteile der Materialsäule 1 sowie des entsprechenden Herstellungsverfahrens.The hole 17th is preferred in a soil created in the course of mining operations and / or mine remediation, in particular open-cast mining and / or open-pit remediation 3 brought in. Here, the advantages of the material column unfold in a special way 1 as well as the corresponding manufacturing process.

Das erste Material 11 und das zweite Material 13 weisen bevorzugt eine hydraulische Leitfähigkeit für Wasser von mindestens 10^-4 m/s bis höchstens 1 m/s auf.The first material 11 and the second material 13th preferably have a hydraulic conductivity for water of at least 10 ^-4 m / s to at most 1 m / s.

Das perforierte Rohr 15 weist als Perforation in einer Umfangswandung 29 Öffnungen 31 auf, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eine mit dem entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Die Öffnungen 31 weisen eine charakteristische Öffnungsweite, insbesondere einen Durchmesser, auf, wobei die charakteristische Öffnungsweise bevorzugt kleiner ist als eine kleinere mittlere Korngröße aus der mittleren Korngröße des ersten Materials 11 und der mittleren Korngröße des zweiten Materials 13, vorzugsweise kleiner als eine kleinste Korngröße des ersten Materials 11 und des zweiten Materials 13. Alternativ oder zusätzlich weisen die Öffnungen 31 eine längliche, bevorzugt in Längsrichtung oder quer, insbesondere senkrecht dazu ausgerichtete, oder aber eine kreisrunde Form - wie in 1 dargestellt - auf.The perforated pipe 15th shows as a perforation in a peripheral wall 29 openings 31 , of which only one is marked with the corresponding reference number for the sake of clarity. The openings 31 have a characteristic opening width, in particular a diameter, the characteristic opening type preferably being smaller than a smaller mean grain size from the mean grain size of the first material 11 and the mean grain size of the second material 13th , preferably smaller than a smallest grain size of the first material 11 and the second material 13th . Alternatively or additionally, the openings 31 an elongated shape, preferably oriented in the longitudinal direction or transversely, in particular perpendicular thereto, or else a circular shape - as in FIG 1 shown - on.

Das perforierte Rohr 15 weist bevorzugt einen perforierten Anteil der Umfangswandung 29 von mindestens 5 % bis höchstens 85 % auf. Der perforierte Anteil der Umfangswandung 29 ist insbesondere die Flächensumme der die Perforation bildenden Öffnungen 31 im Verhältnis zu der gesamten Mantelfläche der Umfangswandung 29 des perforierten Rohrs 15.The perforated pipe 15th preferably has a perforated portion of the peripheral wall 29 from a minimum of 5% to a maximum of 85%. The perforated part of the perimeter wall 29 is in particular the total area of the openings forming the perforation 31 in relation to the total surface area of the peripheral wall 29 of the perforated pipe 15th .

Das perforierte Rohr 15 weist vorzugsweise Stahl, insbesondere rostfreien Stahl auf. Besonders bevorzugt besteht es aus Stahl, insbesondere aus rostfreiem Stahl. Alternativ weist das perforierte Rohr 15 Kunststoff, insbesondere thermoplastischen Kunststoff, auf, oder es besteht aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff.The perforated pipe 15th preferably comprises steel, in particular stainless steel. It is particularly preferably made of steel, in particular of stainless steel. Alternatively, the perforated tube 15th Plastic, in particular thermoplastic plastic, or it consists of plastic, in particular thermoplastic plastic.

Zumindest ein Material, ausgewählt aus dem ersten Material 11 und dem zweiten Material 13, ist bevorzugt ein Schüttgut. Das Schüttgut ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Geröll, Steinen, Schotter, Kies, und einem künstlichen Material, insbesondere Granulat, insbesondere Kunststoff-Granulat, insbesondere Kunststoff-Partikel oder Kunststoff-Körner, insbesondere Kunststoff-Kugeln.At least one material selected from the first material 11 and the second material 13th , is preferably a bulk material. The bulk material is preferably selected from a group consisting of: rubble, stones, crushed stone, gravel, and an artificial material, in particular granules, in particular plastic granules, in particular plastic particles or plastic grains, in particular plastic balls.

In bevorzugter Ausgestaltung sind das erste Material 11 und das zweite Material 13 voneinander verschieden. Besonders bevorzugt weist das zweite Material 13 eine Korngröße von mindestens 0,1 mm bis höchstens 45 mm, vorzugsweise von mindestens 2 mm bis höchstens 8 mm auf. Das erste Material 11 weist bevorzugt eine Korngröße von mindestens 0,2 mm bis höchstens 200 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm bis höchstens 100 mm, vorzugsweise von mindestens 40 mm bis höchstens 50 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm bis höchstens 40 mm, vorzugsweise von mindestens 50 mm bis höchstens 200 mm, auf.In a preferred embodiment, the first material 11 and the second material 13th different from each other. The second material particularly preferably has 13th a grain size of at least 0.1 mm to at most 45 mm, preferably from at least 2 mm to at most 8 mm. The first material 11 preferably has a grain size of at least 0.2 mm to at most 200 mm, preferably from at least 10 mm to at most 100 mm, preferably from at least 40 mm to at most 50 mm, preferably from at least 10 mm to at most 40 mm, preferably from at least 50 mm up to a maximum of 200 mm.

Besonders bevorzugt ist das erste Material 11 Grobkies, wobei das zweite Material 13 Feinkies ist.The first material is particularly preferred 11 Coarse gravel, being the second material 13th Fine gravel is.

Die Materialsäule 1 erstreckt sich bevorzugt in einen nicht verflüssigungsempfindlichen Bereich 33 des Bodens 3 hinein. Hierbei kann es sich um einen Kippenfuß, aber auch um ein Liegendes handeln.The material column 1 preferably extends into an area that is not sensitive to liquefaction 33 of the soil 3 into it. This can be a tilting foot, but also a lying one.

Die Materialsäule 1 weist bevorzugt wenigstens einen Sensor 35 auf, der eingerichtet ist zur Erfassung von wenigstens einem verflüssigungsrelevanten Bodenparameter, insbesondere einem Porenwasserdruck und/oder einer Strömungsgeschwindigkeit. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Materialsäule 1 drei entlang der Längsrichtung der Materialsäule 1 voneinander beabstandet angeordnete Sensoren 35 auf. Die Sensoren 35 sind bevorzugt unterhalb eines Grundwasserspiegels angeordnet. Es ist möglich, dass der höchstliegend angeordnete Sensor 35 im Bereich des Grundwasserspiegels angeordnet ist.The material column 1 preferably has at least one sensor 35 which is set up to record at least one soil parameter relevant to liquefaction, in particular a pore water pressure and / or a flow velocity. In the embodiment shown here, the material column 1 three along the length of the material column 1 spaced apart sensors 35 on. The sensors 35 are preferably arranged below a water table. It is possible that the sensor located at the highest level 35 is arranged in the area of the water table.

Neben dem perforierten Rohr 15 ist bevorzugt ein sich in Längsrichtung, hier vertikal, erstreckendes Schutzrohr 37 angeordnet. Das Schutzrohr 37 weist wenigstens eine Radialöffnung 39, hier insbesondere eine Mehrzahl von Radialöffnungen 39 auf, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eine der Radialöffnungen 39 mit dem entsprechenden Bezugszeichen versehen ist. Der wenigstens eine Sensor 35, hier die drei Sensoren 35, sind in dem Schutzrohr 37 angeordnet. Ein Inneres des Schutzrohrs 37 kommuniziert über die Radialöffnungen 39 mit der äußeren Umgebung des Schutzrohres 37, sodass die Sensoren 35 in der äußeren Umgebung herrschende, relevante Parameter mit Bezug auf eine mögliche Bodenverflüssigung messen können. Insbesondere kann Wasser durch die Radialöffnungen 39 in das Innere des Schutzrohrs 37 eindringen, sodass insbesondere der Porenwasserüberdruck im Boden 3 und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit des Wassers durch die Sensoren 35 messbar ist. Zugleich schützt das Schutzrohr 37 die Sensoren 35 vor mechanischer Beanspruchung.Next to the perforated pipe 15th is preferably a protective tube extending in the longitudinal direction, here vertically 37 arranged. The protective tube 37 has at least one radial opening 39 , here in particular a plurality of radial openings 39 on, with only one of the radial openings for the sake of clarity 39 is provided with the corresponding reference number. The at least one sensor 35 , here the three sensors 35 , are in the protective tube 37 arranged. An inside of the protective tube 37 communicates via the radial openings 39 with the external environment of the protective tube 37 so the sensors 35 Measure relevant parameters prevailing in the external environment with regard to possible soil liquefaction. In particular, water can pass through the radial openings 39 inside the protective tube 37 penetrate, so that in particular the excess pore water pressure in the soil 3 and / or a flow rate of the water through the sensors 35 is measurable. At the same time, the protective tube protects 37 the sensors 35 against mechanical stress.

Die Materialsäule 1 wird insbesondere bevorzugt in Kombination mit einer Recheneinrichtung 41 bereitgestellt. Die Recheneinrichtung 41 ist mit dem wenigstens einen Sensor 35, hier mit den drei Sensoren 35, wirkverbunden und eingerichtet, um ein Sensorsignal des wenigstens einen Sensors 35 zu empfangen, und um in Abhängigkeit von dem Sensorsignal ein Warnsignal, insbesondere einen Alarm, auszugeben.The material column 1 is particularly preferred in combination with a computing device 41 provided. The computing device 41 is with the at least one sensor 35 , here with the three sensors 35 , operatively connected and set up to receive a sensor signal from the at least one sensor 35 to receive, and to output a warning signal, in particular an alarm, as a function of the sensor signal.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Schutzsystems 43 für einen Boden 3, das insbesondere eingerichtet ist zur Porenwasserdruckentlastung, insbesondere zum Schutz des Bodens 3 gegen Bodenverflüssigung, wobei das Schutzsystem 43 wenigstens zwei Materialsäulen 1 aufweist. 2 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a protection system 43 for a floor 3 which is set up in particular to relieve pore water pressure, in particular to protect the soil 3 against soil liquefaction, the protection system 43 at least two columns of material 1 having.

Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit jeweils auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen wird.Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols in all figures, so that reference is made to the preceding description in each case.

Beispielhaft dargestellt sind hier drei Materialsäulen 1. Zumindest eine Materialsäule 1 der wenigstens zwei Materialsäulen 1 des Schutzsystems 43 ist eine erfindungsgemäße Materialsäule 1 oder eine Materialsäule 1 nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele.Three material columns are shown here as an example 1 . At least one column of material 1 of at least two columns of material 1 of the protection system 43 is a material column according to the invention 1 or a material column 1 according to one of the previously described embodiments.

Der hier dargestellte Boden 3 ist insbesondere Teil eines im Wege des Bergbaubetriebs und/oder der Bergbausanierung, insbesondere des Tagebaubetriebs und/oder der Tagebausanierung, entstandenen Gebiets. Dabei ist hier insbesondere ein Baggersee 45 zu erkennen, der sich am Kippenrand 47 einer Kippe 49 gebildet hat. Ein Wasserspiegel des Baggersees 45 definiert dabei zugleich einen Grundwasserspiegel 51 für die Kippe 49.The floor shown here 3 is in particular part of an area created in the course of mining operations and / or mining rehabilitation, in particular open-cast mining operations and / or open-pit rehabilitation. In particular, there is a quarry pond here 45 to recognize who is at the edge of the dump 47 a fag 49 has formed. A water level of the quarry pond 45 defines a groundwater level at the same time 51 for the butt 49 .

Die Kippe 49 weist einen verdichteten Bereich 53 auf, der im Zuge einer Maßnahme zur Verhinderung einer Bodenverflüssigung des Bodens 3 verdichtet wurde, außerdem einen unverdichteten Bereich 55, der nach Anstieg des Grundwasserspiegels 51 nicht mehr mit bautechnischen Methoden verdichtet werden konnte, weil dies ansonsten zur Bodenverflüssigung bzw. erhöhter Bodenverflüssigungsgefahr geführt hätte. Unterhalb des unverdichteten Bereichs 55 ist ein Liegendes 57 dargestellt. Bei ungleichmäßig verdichteten Böden besteht die Gefahr der Bildung einer Wasserlamelle 59 und damit zugleich die Gefahr des Abrutschens des gesamten sie überlagernden verdichteten Bereichs 53. Insbesondere dem soll mittels der Materialsäulen 1 entgegengewirkt werden, die den Boden 3 stabilisieren und eine vertikale Drainagewirkung für Porenwasserüberdrücke bereitstellen. In 2 sind auch die Sensoren 35 dargestellt, die den Materialsäulen 1 zugeordnet sind.The cigarette 49 has a compacted area 53 in the course of a measure to prevent soil liquefaction of the soil 3 was compacted, as well as an uncompacted area 55 after the rise in the water table 51 could no longer be compacted using structural engineering methods, because otherwise this would have led to soil liquefaction or an increased risk of soil liquefaction. Below the uncompacted area 55 is a lying one 57 shown. In the case of unevenly compacted soils, there is a risk of the formation of a water lamella 59 and thus at the same time the risk of slipping off the entire overlying compacted area 53 . In particular, this should be done by means of the material columns 1 that counteract the soil 3 stabilize and provide a vertical drainage effect for excess pore water pressure. In 2 so are the sensors 35 shown, the columns of material 1 assigned.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Schutzsystems 43. In diesem Fall erstreckt sich der Boden 3 selbst nicht horizontal, sondern ist abschüssig ausgestaltet. Auch hier bewirken die bevorzugt vertikal, insbesondere lotrecht, eingebrachten Materialsäulen 1 eine Stabilisierung und stellen vorteilhaft eine verbesserte vertikale Drainage für den Boden 3 zum Abbau von Porenwasserüberdrücken bereit. 3 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a protection system 43 . In this case, the floor extends 3 not even horizontal, but sloping. Here, too, the material columns which are preferably introduced vertically, in particular vertically, have the effect 1 a stabilization and advantageously provide improved vertical drainage for the soil 3 ready to reduce excess pore water pressures.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Schutzsystems 43 mit einer Mehrzahl von Materialsäulen 1, wobei hier die Materialsäulen 1 als Materialsäulengruppe 61 unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, wobei sie insbesondere miteinander räumlich überlappen. Bevorzugt beträgt der Überlapp bis zu 20 % des Außen-Durchmessers von einer der - bevorzugt identisch ausgebildeten - Materialsäulen 1. 4th shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of a protection system 43 with a plurality of columns of material 1 , with the material columns here 1 as a material column group 61 are arranged directly next to one another, in particular spatially overlapping one another. The overlap is preferably up to 20% of the outer diameter of one of the - preferably identically formed - material columns 1 .

5 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Schutzsystems 43, wobei hier die Materialsäulen 1 in Form einer Anordnung 63 aus voneinander beabstandet angeordneten Materialsäulen 1 angeordnet sind. Ein Abstand A zwischen den Materialsäulen 1 beträgt bevorzugt von mindestens 10 m bis höchstens 100 m. 5 shows a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of a protection system 43 , with the material columns here 1 in the form of an arrangement 63 of material columns arranged at a distance from one another 1 are arranged. A distance A between the columns of material 1 is preferably from at least 10 m to at most 100 m.

Es ist möglich, dass die Anordnung 63 - wie dargestellt - nur einzelne Materialsäulen 1 aufweist. Es ist aber auch möglich, dass die Anordnung 63 zumindest eine Materialsäulengruppe 61 anstelle zumindest einer einzelnen Materialsäule 1 aufweist. Auch ist es möglich, dass die Anordnung 63 vollständig aus voneinander beabstandeten Materialsäulengruppen 61 besteht, wobei dann beispielsweise alle hier dargestellten Materialsäulen 1 durch Materialsäulengruppen 61 zu ersetzen sind, um eine entsprechende Darstellung zu erhalten. Die Anordnung 63 kann also insbesondere wenigstens zwei einzelne Materialsäulen 1, wenigstens zwei Materialsäulengruppen 61, oder sowohl wenigstens eine einzelne Materialsäule 1 als auch wenigstens eine Materialsäulengruppe 61 aufweisen.It is possible that the arrangement 63 - as shown - only individual material columns 1 having. But it is also possible that the arrangement 63 at least one group of material columns 61 instead of at least one single column of material 1 having. It is also possible that the arrangement 63 made entirely of spaced-apart groups of columns of material 61 exists, in which case, for example, all the material columns shown here 1 by groups of material columns 61 are to be replaced in order to obtain a corresponding representation. The order 63 can therefore in particular at least two individual columns of material 1 , at least two groups of columns of material 61 , or both at least a single column of material 1 as well as at least one group of material columns 61 exhibit.

Einer Mehrzahl der Materialsäulen 1, die kleiner ist als eine Gesamtzahl der Materialsäulen 1 des Schutzsystems 43 ist jeweils wenigstens ein Sensor 35 zugeordnet, der eingerichtet ist zur Erfassung von wenigstens einem verflüssigungsrelevanten Bodenparameter, insbesondere einem Porenwasserdruck und/oder einer Strömungsgeschwindigkeit. In 5 ist beispielhaft vier der Materialsäulen 1 jeweils ein Sensor 35 zugeordnet. Dargestellt sind auch die entsprechend an den perforierten Rohren 15 dieser Materialsäulen 1 vorgesehenen Schutzrohre 37.A majority of the material columns 1 that is smaller than a total number of the material columns 1 of the protection system 43 is at least one sensor each 35 assigned, which is set up to record at least one liquefaction-relevant soil parameter, in particular a pore water pressure and / or a flow velocity. In 5 is an example of four of the material columns 1 one sensor each 35 assigned. The corresponding ones on the perforated pipes are also shown 15th of these material columns 1 provided protective tubes 37 .

Auch ist dargestellt, dass das Schutzsystem 43 bevorzugt die Recheneinrichtung 41 aufweist, die - in hier nicht explizit dargestellter Weise - mit den Sensoren 35 wirkverbunden und eingerichtet ist, um jeweils ein Sensorsignal der Sensoren 35 zu empfangen, und um in Abhängigkeit von den empfangenen Sensorsignalen ein Warnsignal auszugeben. Die Recheneinrichtung 41 kann insbesondere ein Leitstandsrechner sein.It is also shown that the protection system 43 preferably the computing device 41 has, which - in a manner not explicitly shown here - with the sensors 35 is operatively connected and is set up to each have a sensor signal from the sensors 35 to receive, and to output a warning signal as a function of the received sensor signals. The computing device 41 can in particular be a control room computer.

Die Materialsäule 1 in Kombination mit der Recheneinrichtung 41, oder das Schutzsystem 43 mit der Recheneinrichtung 41, wird bevorzugt derart betrieben, dass wenigstens ein Sensorsignal oder ein aus dem wenigstens einen Sensorsignal erhaltener Parameter mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird, wobei das Warnsignal ausgegeben wird, wenn das Sensorsignal oder der Parameter den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.The material column 1 in combination with the computing device 41 , or the protection system 43 with the computing device 41 , is preferably operated in such a way that at least one sensor signal or one parameter obtained from the at least one sensor signal is compared with a predetermined threshold value, the warning signal being output when the sensor signal or the parameter exceeds the predetermined threshold value.

Claims

Material column (1) in the bottom (3), with - An inner area (7) that can be filled with a first material (11), preferably filled, and an outer area (9) filled with a second material (13), wherein - The material column (1) extends along a longitudinal direction into the base (3) surrounding the material column (1), wherein - The inner region (7) and the outer region (9) are separated from one another by a perforated tube (15) extending along the longitudinal direction in such a way that the inner region (7) is arranged in the perforated tube (15), the outer area (9) engages around the perforated tube (15), and wherein - the second material (13) and optionally the first material (11) is / are matched to the floor (3) in such a way that the material column (1) has a drainage effect in the floor (3).

Material column (1) according to Claim 1 , characterized in that the first material (11) and / or the second material (13) ^{has / have a hydraulic conductivity for water of at least 10 -4} m / s to at most 1 m / s.

Material column (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the perforated tube (15) has openings (31) with a characteristic opening width as a perforation in a peripheral wall, the characteristic opening width being smaller than an average grain size of the first material (11) ) and / or the second material (13), in particular smaller than a smaller mean grain size of the mean grain sizes of the first material (11) and the second material (13), and / or wherein the openings (31) are elongated, preferably in the longitudinal direction of the perforated tube (15) or aligned transversely thereto, or have a circular shape.

Material column (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the perforated tube (15) has a material or consists of a material selected from a group consisting of steel, in particular stainless steel, and a plastic, in particular a thermoplastic plastic.

Material column (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one material selected from the first material (11) and the second material (13) is a bulk material, the bulk material being selected in particular from a group consisting of : Rubble, stones, crushed stone, gravel, and an artificial material, in particular granules, in particular plastic granules, in particular plastic particles or plastic grains, in particular plastic balls.

Material column (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first material (11) and the second material (13) are different from one another, preferably one material (11, 13) selected from the first material (11) and the second material (13) has a grain size of at least 0.1 mm to at most 45 mm, preferably of at least 2 mm to at most 8 mm, the other material (13, 11) being selected from the second material (13) and the first material (11), a grain size of at least 0.2 mm to at most 200 mm, preferably of at least 10 mm to at most 100 mm, preferably from at least 40 mm to at most 50 mm, preferably from at least 10 mm to at most 40 mm, preferably from at least 50 mm to at most 200 mm.

Material column (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the material column (1) extends into an area (33) of the base (3) that is not sensitive to liquefaction.

Material column (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the material column (1) has at least one sensor (35) which is set up to detect at least one liquefaction-relevant soil parameter, in particular a pore water pressure and / or a flow velocity.

Material column (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a protective tube (37) extending in the longitudinal direction is arranged next to the perforated tube (15), the protective tube (37) having at least one radial opening (39), and wherein the at least one sensor (35) is arranged in the protective tube (37).

Material column (1) according to one of the preceding claims in combination with a computing device (41), wherein the computing device (41) is operatively connected to the at least one sensor (35) and is set up to receive a sensor signal from the at least one sensor (35), and to output a warning signal as a function of the sensor signal.

Protection system (43) for a floor (3), in particular for pore water pressure relief, with at least two material columns (1), at least one material column (1) of the at least two material columns (1) being a material column (1) according to one of the Claims 1 until 10 is.

Protection system (43) Claim 11 , characterized in that a) the at least two material columns (1) are arranged as a material column group (61) directly next to one another, preferably spatially overlapping one another, and / or that b) the at least two material columns (1) in the form of an arrangement (63) of material columns (1) arranged at a distance from one another, the arrangement (63) in particular having at least two individual material columns (1), at least two material column groups (61), or at least one single material column (1) and at least one material column group (61).

Protection system (43) according to one of the Claims 11 or 12th , characterized in that a plurality of the material columns (1) which is smaller than a total number of the material columns (1) of the protection system (43) is assigned at least one sensor (35) which is set up to detect at least one soil parameter relevant to liquefaction , in particular a pore water pressure and / or a flow velocity, the protection system (43) also having a computing device (41) which is operatively connected to the sensors (35) and is set up to receive a sensor signal from the sensors (35), and to to output a warning signal depending on the received sensor signals.

A method for producing a material column (1), in particular a material column (1) according to one of the Claims 1 until 10 , with the following steps: - making a bore (17) in a soil (3), preferably with a rotating drilling tool, preferably by means of a cased drilling method; - Introducing a perforated tube (15) into the bore (17), an outer width dimension of the perforated tube (15) being smaller than a diameter of the bore (17); - optionally filling an interior of the perforated tube (15) with a first material (11), - filling a circumferential space (23) formed between an outer circumferential surface (25) of the perforated tube (15) and a bore wall (27) of the bore (17) ) with a second material (13), wherein - the second material (13) and optionally the first material (11) is / are selected so that the resulting column of material (1) has a drainage effect in the soil (3), wherein - the material column (1) is obtained.

Procedure according to Claim 14 , characterized in that the bore (17) is made in a soil (3) created in the course of the mining operation and / or the mine remediation.

Method for operating a material column (1) in combination with a computing device (41) according to Claim 10 , or to operate a protection system (43) Claim 13 wherein at least one sensor signal of the at least one sensor signal or a parameter obtained from the at least one sensor signal is compared with a predetermined threshold value, and wherein the warning signal is output if the at least one sensor signal or the parameter exceeds the predetermined threshold value.