DE10218330A1

DE10218330A1 - Method and device for producing columns of material in the ground

Info

Publication number: DE10218330A1
Application number: DE2002118330
Authority: DE
Inventors: Alexander Degen; Wilhelm Degen
Original assignee: Vibroflotation BV
Current assignee: Vibroflotation BV
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-13
Also published as: AU2003232497A1; WO2003091503A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Materialsäulen im Boden, wobei das Verfahren folgende Merkmale aufweist: DOLLAR A - Bereitstellen einer Vorrichtung mit einem eine Rüttlerspitze (4) aufweisenden Tiefenrüttler (5) und einer Materialzuführleitung (3), die eine im Bereich der Rüttlerspitze (4) angeordnete Auslassöffnung (3A) aufweist, DOLLAR A - Einbringen wenigstens der Rüttlerspitze (4) der Vorrichtung in den Boden und Ausbringen eines ersten Materials in den Boden zur Herstellung eines ersten Materialbereiches (20), DOLLAR A - Einbringen wenigstens der Rüttlerspitze (4) in den ersten Materialbereich (20) und Ausbringen eines zweiten Materials zur Herstellung eines zweiten Materialbereiches (30) im Boden, der wenigstens teilweise von dem ersten Materialbereich (20) umgeben ist.The invention relates to a method and a device for the production of material columns in the ground, the method having the following features: DOLLAR A - providing a device with a deep vibrator (5) having a vibrator tip (4) and a material feed line (3), the one has outlet opening (3A) arranged in the region of the vibrator tip (4), DOLLAR A - introducing at least the vibrator tip (4) of the device into the ground and discharging a first material into the ground to produce a first material region (20), DOLLAR A - introducing it at least the vibrator tip (4) in the first material area (20) and applying a second material to produce a second material area (30) in the ground, which is at least partially surrounded by the first material area (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Materialsäulen im Boden, insbesondere von Materialsäulen, die aus einem ersten Material, beispielsweise Schotter oder Kies, und einem zweiten Material. beispielsweise Beton bestehen. The present invention relates to a method and a Device for the production of material columns in the floor, especially of material columns made of a first material, for example gravel or gravel, and a second Material. for example, concrete.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung derartiger Säulen ist das Verfahren nach Franki, das im Folgenden kurz erläutert wird. Bei diesem Verfahren wird zunächst ein Metallrohr auf die Erdoberfläche gestellt und bis zu einer Höhe von 2-3 Metern mit Kies aufgefüllt. Anschließend wird mehrfach in dem Rohr ein großes Gewicht, üblicherweise ein Gewicht mit vier bis fünf Tonnen, auf diese Kiessäule fallen gelassen, wodurch sich das Rohr zusammen mit dem Kies in das Erdreich bewegt. Wenn die gewünschte Tiefe erreicht ist, wird das Rohr festgehalten, wodurch es sich nicht mehr weiter in das Erdreich bewegen kann, und die Kiessäule wird durch weiteres Beaufschlagen mit dem großen Gewicht aus dem Rohr in das Erdreich getrieben. Das Rohr wird anschließend mit Beton gefüllt und aus dem Erdreich gezogen. Der aus dem Rohr in das Erdreich ausgetriebene Kies verdichtet das Erdreich in diesem Bereich und wird sowohl nach unten als auch zu den Seiten hin ausgetrieben, wodurch der verdichtete Kiesbereich der anschließend erzeugten Betonsäule eine fest Auflagefläche gibt und verhindert, dass die Betonsäule bei Belastung in das Erdreich absinken kann. A known method for producing such columns is the Franki method, which is briefly explained below becomes. In this process, a metal pipe is first opened the surface of the earth and up to a height of 2-3 Meters filled with gravel. Subsequently, several times in the Pipe a heavy weight, usually a weight of four up to five tons, dropped on this gravel column, causing the pipe moves into the ground together with the gravel. When the desired depth is reached, the pipe detained, making it no longer farther into the earth can move, and the gravel column is further Applying the great weight from the pipe into the ground driven. The pipe is then filled with concrete and pulled out of the ground. The one from the pipe into the ground Expelled gravel compresses the soil in this area and becomes both down and to the side driven out, causing the compacted gravel area to subsequently generated concrete column there is a fixed contact surface and prevents the concrete column from being loaded into the ground can sink.

Nachteilig bei diesem Verfahren zur Herstellung einer kombinierten Kies-/Betonsäule ist der große Aufwand, der bei der Herstellung erforderlich ist. Außerdem kann der Kiesbereich bei diesem Verfahren nur im unteren Bereich der Gesamtsäule erzeugt werden. A disadvantage of this method for producing a Combined gravel / concrete column is the great effort involved in Manufacturing is required. In addition, the gravel area with this method only in the lower area of the total column be generated.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Materialsäule, die aus zwei unterschiedlichen Materialien besteht, im Boden herzustellen. The aim of the present invention is to provide an improved Method and device for producing a Material column, which consists of two different materials, in To produce soil.

Dieses Ziel wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This goal is achieved by a method according to claim 1 and achieved a device according to claim 10. Advantageous embodiments of the invention are the subject of Dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Materialsäulen im Boden sieht vor, eine Vorrichtung mit einem Tiefenrüttler und mit einer Materialzuführleitung, die eine im Bereich einer Rüttlerspitze des Tiefenrüttlers angeordnete Auslassöffnung aufweist, bereitzustellen, wobei wenigstens die Rüttlerspitze der Vorrichtung in den Boden eingebracht und über die Materialzuführleitung ein erstes Material zur Herstellung eines ersten Materialbereiches in den Boden ausgebracht wird. Dieser Vorgang zur Herstellung des ersten Materialbereiches kann sich mehrfach wiederholen, wobei die Rüttlerspitze beim Eindringen in das bereits ausgebrachte erste Material dieses erste Material nach unten und zur Seite hin verdrängt und dadurch verdichtet. Nach Herstellung des ersten Materialbereiches wird die Rüttlerspitze in diesen ersten Materialbereich eingebracht, und ein zweites Material zur Herstellung eines zweiten Materialbereiches, der wenigstens teilweise von dem ersten Materialbereich umgeben ist, wird ausgebracht. The inventive method for the production of Material columns in the floor provide a device with a Deep vibrator and with a material feed line, one in the Area of a vibrator tip of the deep vibrator Has outlet opening to provide, at least the Vibrating tip of the device inserted into the ground and a first material via the material feed line Production of a first area of material in the ground is applied. This process of making the first Material area can be repeated several times, with the Jogger tip when penetrating the already deployed first Material this first material down and to the side displaced and thereby compressed. After making the first Material area is the vibrator tip in this first Material area introduced, and a second material for Production of a second material area, at least is partially surrounded by the first material area applied.

Die Verwendung eines Tiefenrüttlers ermöglicht eine vergleichsweise einfache und zügige Herstellung der ersten und zweiten Materialbereiche, welche zusammen die Materialsäule bilden. The use of a deep vibrator enables one comparatively simple and quick production of the first and second material areas, which together form the material column form.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, den ersten Materialbereich nur im unteren Bereich der späteren Materialsäule herzustellen, wobei nach dem Herstellen dieses ersten Materialbereichs der Tiefenrüttler nach und nach unter Auffüllen des entstehenden Hohlraumes mit dem zweiten Material aus dem Boden gezogen wird. Das erste Material ist vorzugsweise Schotter oder Kies und das zweite Material ist vorzugsweise Beton, wodurch eine Betonsäule auf einem Kiesfundament im Boden hergestellt wird. In a first embodiment of the invention it is provided the first material area only in the lower area of the produce later material column, whereby after Manufacture this first material area of the deep vibrators gradually after filling up the resulting cavity with the second material is pulled out of the ground. The first Material is preferably crushed stone or gravel and the second Material is preferably concrete, creating a concrete pillar a gravel foundation is made in the ground.

Bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, den ersten Materialbereich derart auszubilden, dass er bis an die Oberfläche reicht. Hierzu wird der Tiefenrüttler nach dem Vordringen bis zum tiefsten Punkt im sogenannten Pilgerschrittverfahren nach und nach nach oben gezogen, wobei der dadurch entstehende Hohlraum mit dem ersten Material aufgefüllt wird und der Tiefenrüttler nach der Materialabgabe jeweils wieder ein Stück in das abgegebene Material eindringt, um dieses zu verdichten beziehungsweise zur Seite hin in das Erdreich auszutreiben. Nach dem Herstellen des ersten Materialbereiches wird der Tiefenrüttler weit in den ersten Materialbereich eingebracht, allerdings nur soweit, dass er stets innerhalb des ersten Materialbereiches bleibt und wird anschließend unter Auffüllen des entstehenden Hohlraumes mit dem zweiten Material aus dem Boden gezogen, wodurch eine Materialsäule entsteht, die einen Mantel aus dem ersten Material, beispielsweise Schotter oder Kies, und einen Kern aus dem zweiten Material, beispielsweise Beton, aufweist. Diese Säule ist insbesondere für weiche Böden oder Böden in erdbebengefährdeten Gebieten geeignet. In a second embodiment of the invention The method provides for the first material region to be such to train that it reaches the surface. For this the deep vibrator becomes deepest after penetration Point in the so-called pilgrim step process gradually pulled upwards, the resulting cavity with the first material is filled and the deep vibrator after the material has been returned, one piece at a time dispensed material penetrates to compress it or to drive out to the side into the ground. To the manufacture of the first material area Deep vibrator placed far into the first material area, however only to the extent that it is always within the first Material area remains and is then filled up of the resulting cavity with the second material from the Pulled floor, which creates a column of material that one Jacket made of the first material, for example crushed stone or Gravel, and a core of the second material, for example Concrete. This pillar is especially for soft Soils or soils in earthquake-prone areas are suitable.

In die Betonsäule können zur Steigerung der Festigkeit Metallstäbe, Metallgitter oder weitere beliebige Metallarmierungen eingebracht werden. In the concrete column can increase the strength Metal bars, metal grids or any other Metal reinforcements are introduced.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Materialsäulen im Boden umfasst einen Tiefenrüttler mit einer Rüttlerspitze, eine Materialzuführleitung mit einer im Bereich der Rüttlerspitze angeordneten Materialaustrittsöffnung sowie eine erste an die Materialzuführleitung an einem der Auslassöffnung abgewandten Ende angeschlossene erste Materialzuführanordnung für ein Material eines ersten Materialtyps und eine zweite an die Materialzuführleitung an einem der Auslassöffnung abgewandten Ende angeschlossene zweite Materialzuführanordnung für ein Material eines zweiten Materialtyps. An inventive device for the production of Material columns in the ground include a deep vibrator with a Vibrating tip, a material feed line with one in the area the material outlet opening arranged at the vibrator tip and a first to the material feed line on one of the End connected to the outlet opening facing the first Material feed arrangement for a material of a first material type and second to the material feed line on one of the Second connected end facing away from the outlet opening Material feed arrangement for a material of a second type of material.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen Führungshülsen oder Führungsrohre entlang des Verlängerungsrohres und Tiefenrüttlers bzw. der Zuführleitung anzuordnen, über welche Stabilisierungsstäbe, insbesondere Stahlarmierungen in das ausgebrachte Material eingebracht werden können. In a further embodiment it is provided Guide sleeves or guide tubes along the extension tube and Deep vibrator or the feed line to be arranged, via which Stabilizing bars, especially steel reinforcements in the spread material can be introduced.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. In den Figuren zeigt The present invention is described below with reference to figures explained in more detail. In the figures shows

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Materialsäule im Boden während verschiedener Verfahrensschritte, Fig. 1 shows an inventive method for producing a material column in the ground during various process steps,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Materialsäule, Fig. 2 shows another embodiment of a column of material produced by the inventive method,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Materialsäulen im Boden, Fig. 3 shows an inventive device for producing material columns in the ground,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Herstellung von Materialsäulen im Boden, Fig. 4 shows an inventive device according to a second embodiment for producing material columns in the ground,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 4 im Bereich des Tiefenrüttlers bzw. verlängerungsrohres. Fig. Shows a cross section through the device of FIG. 4 in the region of the depth or extension tube 5.

In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung. In the figures, unless otherwise stated, same reference numerals same parts with the same meaning.

Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend anhand von Fig. 1 erläutert. An embodiment of a method according to the invention is explained below with reference to FIG. 1.

Fig. 1A zeigt eine Vorrichtung mit einem Tiefenrüttler 5, der eine Rüttlerspitze aufweist, und mit einer Materialzuführleitung 3, die im Bereich der Rüttlerspitze 4 eine Materialaustrittsöffnung 3A und eine Materialzuführung 3B an einem dem Auslass 3A abgewandten Ende aufweist. Der Tiefenrüttler 5 ist an einem Verlängerungsrohr 7 befestigt. Dieses Verlängerungsrohr ist in dem Beispiel an einer Seilrolle 11 befestigt um mittels eines Seiles, das in nicht näher dargestellter Weise an einem Baugerät befestigt ist, die Vorrichtung mit dem Tiefenrüttler 5, dem Verlängerungsrohr 7 und der Materialzuführleitung 3 heben und senken zu können. Fig. 1A shows a device with a depth vibrator 5, which has a vibrator tip and having a material feed pipe 3, which in the region of the vibrator tip 4, a material discharge port 3 A and a material feed 3 B at an outlet 3 A end remote. The deep vibrator 5 is attached to an extension tube 7 . In the example, this extension tube is attached to a rope pulley 11 in order to be able to raise and lower the device with the deep vibrator 5 , the extension tube 7 and the material feed line 3 by means of a rope which is attached to a construction device in a manner not shown.

Selbstverständlich kann der Tiefenrüttler mit dem Verlängerungsrohr an einer beliebigen weiteren Hebe- und Senkvorrichtung, beispielsweise einem Mäkler oder einem Bagger befestigt sein, der den Tiefenrüttler absenken und anheben kann. Of course, the deep vibrator can be used with the Extension tube on any other lifting and Lowering device, such as a leader or an excavator attached be able to lower and raise the deep vibrator.

In einem ersten Verfahrensschritt, dessen Ergebnis in Fig. 1A dargestellt ist, wird der Tiefenrüttler 5 in den Boden eingebracht. Der Tiefenrüttler 5 dringt dabei unter seinem eigenen Gewicht bei entsprechendem Nachlassen des Seiles 11A begünstigt durch die Rüttelbewegungen in den Boden vor. Das Vordringen des Tiefenrüttlers 5 kann durch an den Tiefenrüttler angebrachte Gewichte und durch Einbringen von Wasser über die Zuführleitung 3 erleichtert werden. In a first method step, the result of which is shown in FIG. 1A, the deep vibrator 5 is introduced into the ground. The deep vibrator 5 penetrates under its own weight with a corresponding weakening of the rope 11 A favored by the shaking movements in the ground. The penetration of the deep vibrator 5 can be facilitated by weights attached to the deep vibrator and by introducing water through the feed line 3 .

Bei einer nicht dargestellten Befestigung des Tiefenrüttlers an einem Bagger oder Mäkler kann das Eindringen in den Boden durch eine aktiv von dem Mäkler oder Bagger aufgebrachte Kraft unterstützt werden. If the deep vibrator is attached, not shown on an excavator or leader can penetrate the ground by an actively applied by the broker or excavator Strength are supported.

Nachdem der Tiefenrüttler bis zu einem gewünschten tiefsten Punkt vorgedrungen ist, wird er, wie dies in Fig. 1B dargestellt ist über das Seil 11A (oder eine andere geeignete Vorrichtung, beispielsweise einen Bagger oder Mäkler) ein Stück nach oben gezogen, wobei über die Materialzuführleitung 3 ein erstes Material, beispielsweise Schotter oder Kies, zugeführt wird und wobei dieses Material einen durch Zurückziehen des Tiefenrüttlers entstehenden Hohlraum 100 auffüllt. Anschließend wird das Seil 11A nachgelassen und der Tiefenrüttler 5 dringt unterstützt durch seine Rüttelbewegungen und sein Eigengewicht und gegebenenfalls eine aktive Kraft eines Baggers oder Mäklers in das in den Hohlraum 100 eingebrachte erste Material vor und treibt dieses zur Seite und nach unten hin aus, wie dies in Fig. 1C dargestellt ist. Der in den Schotter oder Kies vordringende Tiefenrüttler 5 verdichtet dieses Material und durch Austreiben dieses Materials in den umliegenden Boden auch den umliegenden Boden. After the deep vibrator has reached a desired deepest point, it is, as shown in FIG. 1B, pulled a bit upwards over the cable 11A (or another suitable device, for example an excavator or leader), whereby over the Material feed line 3 is fed a first material, for example crushed stone or gravel, and this material fills a cavity 100 created by withdrawing the deep vibrator. Subsequently, the rope 11 A is released and the deep vibrator 5 , supported by its vibrating movements and its own weight and possibly an active force of an excavator or leader, penetrates into the first material introduced into the cavity 100 and drives it out to the side and down, as this is shown in Fig. 1C. The deep vibrator 5 penetrating into the gravel or gravel compresses this material and, by expelling this material into the surrounding soil, also the surrounding soil.

Dieser Vorgang des teilweisen Zurückziehens des Tiefenrüttlers 5 unter Ausbringen des ersten Materials in den Boden und das anschließende Eindringen des Tiefenrüttlers in das ausgebrachte Material um dieses in den umliegenden Boden auszutreiben und den Boden zu verdichten kann solange wiederholt werden, bis eine gewünschte Materialmenge in den Boden eingebracht wurde beziehungsweise bis eine gewünschte Ausdehnung des durch Einbringen und anschließendes Verdichten entstehenden ersten Materialbereiches 20 erreicht ist. This process of partially retracting the deep vibrator 5 while discharging the first material into the soil and then penetrating the deep vibrator into the spread material in order to drive it out into the surrounding soil and to compact the soil can be repeated until a desired amount of material is in the soil was introduced or until a desired expansion of the first material region 20 resulting from the introduction and subsequent compaction is reached.

Der Tiefenrüttler wird nach und nach bis zu einer Bodenfläche 200 nach oben gezogen, wobei der Tiefenrüttler 5 jeweils nur stückweise nach oben gezogen und über die Materialzuführleitung 3 das erste Material in den entstehenden Hohlraum eingebracht wird, und wobei der Tiefenrüttler 5 anschließend wieder in das ausgebrachte Material vordringt, um dieses zu verdichten und den umgebenden Boden auszutreiben. Dadurch entsteht ein in Fig. 10 dargestellter säulenartiger Materialbereich 20 aus dem ersten Material, beispielsweise Schotter oder Kies. Dieser Materialbereich 20 umfasst im unteren Bereich vorzugsweise eine birnenförmige Auswölbung, die dadurch erreicht wird, dass in diesem Bereich mehrfach Material über die Materialzuführleitung 3 ausgebracht wird und der Tiefenrüttler 5 entsprechend häufig in das ausgebrachte Material vordringt, um die erwünschte birnenförmige Basis der Materialsäule 20 zu erreichen. The deep vibrator is gradually pulled up to a bottom surface 200 , the deep vibrator 5 being pulled up piece by piece and the first material being introduced into the resulting cavity via the material feed line 3 , and the deep vibrator 5 then being brought back into the cavity Material penetrates in order to compact it and drive out the surrounding soil. This creates a columnar material region 20 shown in FIG. 10 from the first material, for example crushed stone or gravel. This material area 20 preferably comprises a pear-shaped bulge in the lower area, which is achieved in that in this area material is discharged several times via the material feed line 3 and the deep vibrator 5 accordingly frequently penetrates into the applied material in order to achieve the desired pear-shaped base of the material column 20 to reach.

Nach dem Herstellen der Materialsäule 20, nachdem der Tiefenrüttler 5 also vollständig oder nahezu vollständig nach oben aus dem Boden gezogen wurde, wird der Tiefenrüttler 5 in die Materialsäule 20 eingebracht, wobei er ausgehend von der Oberfläche 200 durch sein Eigengewicht und die von ihm erzeugten Rüttelbewegungen in die Materialsäule 20 bis zu einer vorgegebenen Tiefe vordringt. Diese Tiefe ist so gewählt, dass der Tiefenrüttler 5 nur so weit vordringt, dass er stets innerhalb der Materialsäule 20 bleibt. After the material column 20 has been produced , after the deep vibrator 5 has been pulled completely or almost completely upwards out of the ground, the deep vibrator 5 is introduced into the material column 20 , starting from the surface 200 due to its own weight and the vibrating movements generated by it penetrates into the material column 20 to a predetermined depth. This depth is chosen so that the deep vibrator 5 only penetrates so far that it always remains within the material column 20 .

Bei einer Befestigung des Rüttlers an einem Bagger oder Mäkler kann das Eindringen in den Boden durch eine aktiv von dem Bagger oder Mäkler aufgebrachte Kraft unterstützt werden. When the vibrator is attached to an excavator or Brokers can penetrate the soil through an active of the Excavator or leader applied force are supported.

Anschließend wird, wie dies in Fig. 1D dargestellt ist, der Tiefenrüttler nach oben gezogen, wobei über die Materialzuführleitung 3 ein zweites Material, insbesondere Beton, in den beim Hochziehen der Anordnung entstehenden Hohlraum eingebracht wird, um so einen zweiten Materialbereich 30 innerhalb des ersten Materialbereichs 20 zu erzeugen. Subsequently, as shown in FIG. 1D, the deep vibrator is pulled upwards, a second material, in particular concrete, being introduced via the material feed line 3 into the cavity created when the arrangement is pulled up, in order to create a second material region 30 within the first To generate material area 20 .

Fig. 1E zeigt die Materialsäule nach Abschluss des Verfahrens, nachdem der Anordnung mit dem Tiefenrüttler 5 vollständig aus dem Boden gezogen wurde und der dadurch entstehende Hohlraum über die zweite Zuführleitung 3 vollständig mit dem zweiten Material aufgefüllt wurde. Fig. 1E shows the column of material after completion of the process, after the assembly has been drawn with a depth vibrator 5 is completely off the ground and the resulting cavity was completely filled via the second supply line 3 with the second material.

Bei der Herstellung des zweiten Materialbereiches 30 kann die Anordnung mit dem Tiefenrüttler 5 kontinuierlich nach oben gezogen werden, oder die Anordnung mit dem Tiefenrüttler 5 kann, wie auch bei der Herstellung der Materialsäule 20 aus dem ersten Material, nach dem teilweisen Hochziehen wieder ein Stück in das ausgebrachte zweite Material vordringen, um dieses zu verdichten und dieses zweite Material wenigstens teilweise in die Materialsäule 20 aus dem ersten Material auszutreiben, um so eine höhere Festigkeit der aus den Materialbereichen 20 und 30 bestehenden Materialsäule zu erreichen. In the production of the second material region 30 , the arrangement with the deep vibrator 5 can be continuously pulled upwards, or the arrangement with the deep vibrator 5 can, as in the production of the material column 20 from the first material, be pulled back a little after the partial lifting advance the deployed second material to compress it and at least partially drive this second material into the material column 20 made of the first material so as to achieve a higher strength of the material column consisting of the material regions 20 and 30 .

Die gemäß dem in Fig. 1 erläuterten Verfahren hergestellte Materialsäule besteht aus einer Materialsäule 20 eines ersten Materials, vorzugsweise Schotter oder Kies, innerhalb derer eine zweite Materialsäule 30, vorzugsweise aus Beton, angeordnet ist. Der Betonkern 30 gibt dieser Materialsäule eine hohe Druckfestigkeit bei Belastung von oben, wobei die zuvor hergestellte Kiessäule 20 für eine Verfestigung des umliegenden Bodens und bei der in den Figuren dargestellten birnenförmigen Ausgestaltung im unteren Bereich für eine breite Auflagefläche sorgt, und damit eine vorteilhafte Druckverteilung im Boden bewirkt. The material column produced according to the method explained in FIG. 1 consists of a material column 20 of a first material, preferably crushed stone or gravel, within which a second material column 30 , preferably made of concrete, is arranged. The concrete core 30 gives this column of material a high compressive strength when loaded from above, the previously produced pebble column 20 for consolidating the surrounding soil and for the pear-shaped design shown in the figures in the lower area for a wide contact surface, and thus an advantageous pressure distribution in the Soil causes.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Materialsäule, wobei bei dieser Säule der erste Materialbereich 20 nach oben hin nicht bis zur Bodenfläche 200 reicht, sondern lediglich im unteren Bereich der Materialsäule vorhanden ist. Dieser in Fig. 2 dargestellte Materialbereich 20 kann dadurch hergestellt werden, dass die Anordnung mit dem Tiefenrüttler 5 bei der Herstellung des ersten Materialbereiches 20 nicht bis an die Bodenfläche 200 unter Auffüllen des Hohlraumes mit erstem Material gezogen wird. Fig. 2 shows another embodiment of a column of material produced by the inventive method, at which column the first material region 20 to out above is not enough to the bottom surface 200 but is present only in the lower region of the column of material. This material region 20 shown in FIG. 2 can be produced in that the arrangement with the deep vibrator 5 is not drawn to the bottom surface 200 while filling the cavity with the first material during the production of the first material region 20 .

Die Herstellung der Säule 30 aus dem zweiten Material funktioniert entsprechend dem in Fig. 1 erläuterten Verfahren, wobei die Anordnung mit dem Tiefenrüttler 5 in den zuerst hergestellten Materialbereich 20 ein Stück weit vordringt und anschließend kontinuierlich oder nach und nach unter Auffüllen des entstehenden Hohlraumes mit dem zweiten Material nach oben gezogen wird. The manufacture of the column 30 from the second material works according to the method explained in FIG. 1, the arrangement with the deep vibrator 5 penetrating a little way into the material region 20 produced first and then continuously or gradually filling the resulting cavity with the second material is pulled up.

Der erste Materialbereich 20, der zu den Seiten hin eine größere Ausdehnung als der zweite Materialbereich 30 aufweist, bildet eine breite Basis für die zweite Materialsäule 30 und sorgt so für eine gute Druckübertragung auf das umgebende Erdreich. The first material area 20 , which has a greater extent on the sides than the second material area 30 , forms a broad base for the second material column 30 and thus ensures good pressure transmission to the surrounding earth.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, in den zweiten, säulenartig ausgebildeten Materialbereich 30 Verstärkungselemente, insbesondere Stahlstäbe, Stahlgitter oder dergleichen einzubringen. In one embodiment of the invention, reinforcing elements, in particular steel bars, steel grids or the like, are provided in the second, columnar material region 30 .

Das erfindungsgemäße Verfahren ist mittels herkömmlicher Vorrichtungen, die einen Tiefenrüttler und eine Materialzuführleitung aufweisen, durchführbar. Vorteilhafterweise wird das Verfahren jedoch mit einer speziellen Vorrichtung durchgeführt, die anhand der nachfolgenden Fig. 3 und 4 erläutert wird. The method according to the invention can be carried out by means of conventional devices which have a deep vibrator and a material feed line. However, the method is advantageously carried out using a special device, which is explained with reference to FIGS. 3 and 4 below.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer solchen Vorrichtung, die einen Tiefenrüttler 5 mit einer Rüttlerspitze 4 und ein Verlängerungsrohr 7, an dem der Tiefenrüttler befestigt ist, aufweist. Vorzugsweise ist zwischen dem Tiefenrüttler 5 und dem Verlängerungsrohr 7 ein Dämpfungselement 6 angeordnet. Fig. 3 shows a first embodiment of such a device, which has a deep vibrator 5, with a vibrator tip 4 and an extension tube 7 on which the deep vibrator is attached. A damping element 6 is preferably arranged between the deep vibrator 5 and the extension tube 7 .

Die Vorrichtung umfasst eine erste Zuführanordnung für ein erstes Material, insbesondere. Schüttgut. Diese erste Zuführanordnung weist eine Materialkammer 18 auf, die sich an ein der Auslassöffnung 3A abgewandtes Ende der Materialzuführleitung 3 anschließt. Die Materialzuführanordnung umfasst weiterhin eine Materialzuführung 10, wobei zwischen der Materialzuführung 10 und der Materialkammer 18 eine Verschlussanordnung 9 mit einem wahlweise zu öffnenden und zu schließenden Verschluss 9A angeordnet ist. Die Materialzuführung 10 ist in dem Beispiel trichterförmig ausgebildet und ist nach oben hin offen, um Material, insbesondere Schotter oder Kies aufzunehmen. Vorzugsweise umfasst die Materialzuführung 10 einen Rüttler, der ein Verstopfen der Materialzuführung 10 beziehungsweise des Verschlusses 9A verhindern soll. The device comprises a first feed arrangement for a first material, in particular. Bulk material. This first feed arrangement has a material chamber 18, which adjoins an outlet opening of the opposite end of the material feed pipe 3 A third The material feed arrangement further comprises a material feed 10 , wherein a closure arrangement 9 with a closure 9 A that can be optionally opened and closed is arranged between the material feed 10 and the material chamber 18 . In the example, the material feed 10 is funnel-shaped and is open at the top to accommodate material, in particular gravel or gravel. The material feed 10 preferably comprises a vibrator which is intended to prevent the material feed 10 or the closure 9 A from becoming blocked.

An die Materialzuführleitung 3 ist eine weitere Materialzuführanordnung angeschlossen, die in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zur Zuführung eines fließfähigen Materials, beispielsweise Beton ausgebildet ist, und eine an die Materialzuführleitung 3 angeschlossene Materialleitung 15 aufweist, an welche eine Pumpe 12 zur Förderung des zweiten Materials angeschlossen ist. A further material supply arrangement is connected to the material supply line 3 , which in the exemplary embodiment shown in FIG. 3 is designed for supplying a flowable material, for example concrete, and has a material line 15 connected to the material supply line 3 , to which a pump 12 for conveying the second one Material is connected.

In der Materialkammer 18 ist eine Verschlussanordnung mit einem Hydraulikzylinder und einem Verschlussstopfen 13, der durch den Hydraulikzylinder 14 betätigbar ist, angeordnet, wobei der Stopfen 13 mittels des Hydraulikzylinders 14 in eine Öffnung 16 zwischen der Materialkammer 18 und der Materialzuführleitung 3 gebracht werden kann, um diese Verbindungsöffnung 16 zu schließen, so dass zum Einen der Materialfluss aus der Materialkammer 18 in die Materialzuführleitung 3 über diesen Stopfen 13 gesteuert werden kann und zum Anderen bei der Zuführung des zweiten Materials über die Zuführleitung 15 ein Eindringen dieses zweiten Materials in die Materialkammer 18 verhindert werden kann. In the material chamber 18 is a closure assembly with a hydraulic cylinder and a stopper 13 which is actuatable by the hydraulic cylinder 14, wherein the plug 13 by means of the hydraulic cylinder 14 in an opening 16 between the material chamber 18 and the material feed pipe can be brought 3 to to close this connection opening 16 so that, on the one hand, the material flow from the material chamber 18 into the material feed line 3 can be controlled via this plug 13 and, on the other hand, when the second material is fed in via the feed line 15, this second material cannot penetrate into the material chamber 18 can be.

Vorzugsweise ist, wie dies in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist, an die Materialkammer 18 eine Anordnung zur Erzeugung eines Überdruckes in der Materialkammer 18 angeschlossen. Diese Anordnung zur Erzeugung eines Überdruckes ist in nicht näher dargestellter Weise vorzugsweise auch an die Materialzuführleitung 3 angeschlossen, um einen Überdruck im Arbeitsbereich des Tiefenrüttlers 5 zu erzeugen, um dadurch gegebenenfalls das Eindringen von Grundwasser in die beim Hochziehen des Tiefenrüttlers entstehenden Hohlräume zu vermeiden. Die an die Materialkammer 18 angeschlossene Vorrichtung zur Erzeugung eines Überdruckes sorgt dafür, dass es beim Öffnen des Stopfens 13 für die Zuführung des ersten Materials in die Materialzuführleitung 3 nicht zu einem Druckverlust in dieser Materialzuführleitung 3 kommt. Preferably, as shown in phantom in Fig. 3, connected to the material chamber 18 is a device for generating an overpressure in the material chamber 18. This arrangement for generating an overpressure is preferably also connected in a manner not shown to the material supply line 3 in order to generate an overpressure in the working area of the deep vibrator 5 , in order thereby to prevent groundwater from penetrating into the cavities which arise when the deep vibrator is raised. The device for generating an overpressure connected to the material chamber 18 ensures that when the plug 13 is opened for feeding the first material into the material feed line 3, there is no pressure loss in this material feed line 3 .

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich von der in Fig. 3 dargestellten im Bereich der ersten Materialzuführanordnung unterscheidet. FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention, which differs from that shown in FIG. 3 in the region of the first material feed arrangement .

Die in Fig. 4 dargestellte erste Zuführanordnung umfasst neben der Verschlussanordnung 9 eine zweite Verschlussanordnung 19 mit einem wahlweise zu öffnenden und zu schließenden Verschluss 19A, wobei der erste Verschluss 9 und der zweite Verschluss 19 eine Schleuse für das erste Material bilden. Dieses erste Material, insbesondere Schotter oder Kies gelangt über die Materialzuführung 9 in die zwischen den beiden Verschlussanordnungen 9, 19 vorhandene Materialkammer 18, wobei das Material aus der Materialkammer 18 über den wahlweise zu öffnenden Verschluss 19A in die Materialzuführleitung 3 gelangt. The illustrated in Fig. 4 first feed assembly comprises in addition to the locking arrangement 9, a second closure assembly 19 with a selectively openable and closable shutter 19 A, wherein the first shutter 9 and the second shutter 19 form a lock for the first material. This first material, in particular crushed stone or gravel, passes via the material feed 9 into the material chamber 18 present between the two closure arrangements 9 , 19 , the material from the material chamber 18 reaching the material feed line 3 via the closure 19 A, which can be optionally opened.

Die Materialkammer 18 ist vorzugsweise an eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Überdruckes in der Materialkammer 18 angeschlossen, um in der Materialkammer 18 einen Druck zu erzeugen, der dem Druck in der Materialzuführleitung 3 entspricht, um dadurch einen Druckabfall in der Materialzuführleitung 3 bei Öffnen des zweiten Verschlusses 19A zu verhindern. The material chamber 18 is preferably connected to a device for generating an overpressure in the material chamber 18 to generate in the material chamber 18 a pressure corresponding to the pressure in the material feed pipe 3, thereby obtaining a pressure drop in the material feed pipe 3 for opening the second closure 19 A to prevent.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 4 im Bereich des Tiefenrüttlers bzw. des Verlängerungsrohres. Der Querschnitt macht deutlich, dass zwischen der Zuführleitung 3 und dem Tiefenrüttler bzw. dem Verlängerungsrohr 7, die in dem Beispiel jeweils kreisförmig im Querschnitt sind, Führungsrohre 40a, 30b angeordnet sind. Diese Führungsrohre 40a, 40b sind an dem Tiefenrüttler/Verlängerungsrohr 5/7 und/oder der Zuführleitung 3 befestigt und erstrecken sich in dem Beispiel entlang der Zuführleitung 3bis an die Rüttlerspitze 4 bzw. den Auslass der Zuführleitung. FIG. 5 shows a cross section through the device according to the invention according to FIG. 4 in the region of the deep vibrator or the extension tube. The cross section makes it clear that between the feed line 3 and the deep vibrator or the extension tube 7 , which are each circular in cross section in the example, guide tubes 40 a, 30 b are arranged. These guide tubes 40 a, 40 extension tube 5/7 and / or the supply line 3 to the deep vibrator are b / attached and extend in the example along the feed line 3 to the vibrator tip 4 and the outlet of the supply line.

Die Führungsrohre dienen zum Einbringen von Verstärkungselementen, beispielsweise Stahlarmierungen 41a, 41b, die in die Führungsrohre eingebracht werden können. Die Führungsrohre 40a, 40b sind oben für die Zuführung der Armierungen und unten zum Ausbringen der Armierungen offen, wobei sie vorzugsweise eine in Fig. 3 schematisch eingezeichnete Arretierungsvorrichtung 42 aufweisen, die die Armierungen in den Führungsrohren 40a, 40b festhält und bei Bedarf freigibt, um sie durch Hochziehen des Rüttlers in den Boden bzw. den Beton oder Kies einzubringen. Bezugszeichenliste 3 Materialzuführleitung
3A Materialaustrittsöffnung
3B Materialzuführöffnung
4 Spitze des Tiefenrüttlers
5 Tiefenrüttler
7 Verlängerungsrohr
9, 19 Verschlussanordnung
9A, 19A Verschluss
11 Seilrolle
11A Seil
12 Pumpe
13 Stopfen
14 Hydraulikzylinder
15 Materialzuführleitung
16 Verbindungsöffnung
17, 17A Anordnung zur Erzeugung eines Überdruckes
18 Materialkammer
20 Erster Materialbereich
30 Zweiter Materialbereich
40a, 40b Führungsrohre
41a, 41b Armierungsstäbe
42 Arretierungsvorrichtung
100 Hohlraum
The guide tubes serve to introduce reinforcing elements, for example steel reinforcements 41 a, 41 b, which can be introduced into the guide tubes. The guide tubes 40 a, 40 b are open at the top for the supply of the reinforcements and at the bottom for the removal of the reinforcements, wherein they preferably have a locking device 42 shown schematically in FIG. 3, which holds the reinforcements in the guide tubes 40 a, 40 b and at Releases need to bring them into the ground or the concrete or gravel by pulling the vibrator up. LIST OF REFERENCE SIGNS 3 material feed line
3 A material outlet opening
3 B material feed opening
4 Tip of the deep vibrator
5 deep vibrators
7 extension tube
9 , 19 closure arrangement
9 A, 19 A closure
11 pulley
11 A rope
12 pump
13 plugs
14 hydraulic cylinders
15 material supply line
16 connection opening
17 , 17 A arrangement for generating an overpressure
18 material chamber
20 First material area
30 Second material area
40 a, 40 b guide tubes
41 a, 41 b reinforcing bars
42 locking device
100 cavity

Claims

1. A method for the production of material columns in the soil, which has the following features:

- Providing a device with a deep vibrator ( 5 ) having a vibrator tip ( 4 ) and a material feed line ( 3 ) which has an outlet opening ( 3 A) arranged in the area of the vibrator tip ( 4 ),

Introducing at least the vibrating tip ( 4 ) of the device into the ground and discharging a first material into the ground for producing a first material region ( 20 ),

- Introducing at least the vibrating tip ( 4 ) into the first material area ( 20 ) and applying a second material to produce a second material area ( 30 ) in the ground, which is at least partially surrounded by the first material area ( 20 ).

2. The method according to claim 1, in which the deep vibrator ( 5 ) is repeatedly pulled upwards in order to produce the first material region ( 20 ), first material being introduced into the resulting cavity ( 100 ), and then at least partially into the deployed first material forced out.

3. The method of claim 1, wherein the first material area ( 20 ) is generated at least approximately up to a bottom surface ( 200 ) and the second material area ( 30 ) is completely surrounded in the bottom by the first material area ( 20 ).

4. The method of claim 1, 2 or 3, wherein the first material region ( 20 ) at a lower end of the arrangement with the first material region ( 20 ) and the second material region ( 30 ) to the sides wider than in an upper region will be produced.

5. The method according to any one of the preceding claims in the the first material is a bulk material, in particular crushed stone or Gravel is.

6. The method according to any one of the preceding claims, in which the second material is flowable and preferably itself due to a chemical or physical reaction solidifying material, especially concrete.

7. The method according to any one of claims 1 to 4, in which the second material is flowable and preferably itself due to a chemical or physical reaction solidifying material, especially concrete.

8. The method according to any one of the preceding claims in the the first material is a bulk material, in particular crushed stone or Gravel is.

9. The method according to any one of the preceding claims, in which stabilizing bars or grids are introduced into the second material region ( 30 ).

10. Device for the production of material columns in the ground, which has the following features:

- a deep vibrator ( 5 ) with a vibrator tip ( 4 ),

a material feed line ( 3 ) with a material outlet opening ( 3 A) arranged in the area of the vibrator tip ( 4 ),

- a first of the material feed pipe (3) at one of the outlet opening (3 A) remote from the end connected first Materialzuführanordnung (9, 9 A, 10, 18; 9, 9 A, 10, 18, 19, 19 A) for a material of a first material type,

- A second material feed arrangement ( 12 , 15 ) connected to the material feed line at an end facing away from the outlet opening for a material of a second material type.

11. The device according to claim 10, wherein the first material feed arrangement comprises a material feed ( 10 ) and a material receiving chamber ( 18 ), wherein the material receiving chamber ( 18 ) is connected to the material feed line ( 3 ).

12. The apparatus of claim 11, wherein a closure arrangement ( 9 , 9 A) is present between the material feed and the material chamber ( 18 ).

13. The apparatus of claim 11, wherein a material lock ( 9 , 9 A, 19 , 19 A) is present, within which the material chamber ( 18 ) is formed.

14. Device according to one of the preceding claims, which has a closure device ( 13 , 14 ) for a between the material chamber ( 18 ) and the material supply line ( 3 ) existing connection opening ( 16 ).

15. Device according to one of the preceding claims, in which the second material feed arrangement has a material pump ( 12 ) and a further material feed line ( 15 ) arranged between the material pump ( 12 ) and the material feed line ( 3 ).

16. Device according to one of the preceding claims, in which the first material feed arrangement ( 9 , 9 A, 10 , 18 ; 9 , 9 A, 10 , 18 , 19 , 19 A) is designed for feeding bulk material, in particular crushed stone or gravel is.

17. Device according to one of the preceding claims, in which the second material feed arrangement ( 12 , 15 ) is designed for the feed of an initially flowable and later solidifying material, in particular concrete.

18. Device according to one of the preceding claims, in which a device ( 17 , 17 A) for generating an excess pressure to the material chamber ( 18 ) and / or the material supply line ( 3 ) is connected.

19. Device according to one of the preceding claims, wherein at least one guide tube ( 40 a, 40 b) is provided along the supply line ( 3 ).

20. The apparatus of claim 19, wherein the guide tube ( 40 a, 40 b) has a locking device ( 42 ).