DE10232314A1

DE10232314A1 - Vibrating boring tool for hard ground layers has an additional axial vibrator in the driving tip

Info

Publication number: DE10232314A1
Application number: DE2002132314
Authority: DE
Inventors: Herbert Pfeil; Armin Schleeh
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-02-05

Abstract

A vibrating boring tool has a shaped bit with a radial vibrator comprising a rotating mass (4) to drive the shaped bit into the ground. An additional vibrator (6) in the head of the boring bit generates axial vibrations for faster penetration of hard ground layers. A vibration damping insert (5) is positioned between the vibrators while a conventional damping insert (10) is positioned between the boring bit and the support (9). The axial vibrator operates as a hydraulic/pneumatic hammer. The vibrators are powered by electric, hydraulic or pneumatic motors. The boring bit has an integral feed for ballast material to backfill the hole when the bit is withdrawn.

Description

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren, bei denen ein Tiefenrüttler harte Bodenschichten schneller und wirtschaftlicher durchdringen kann.The invention describes a device and a process in which a deep vibrator hard layers of soil penetrate faster and more economically.

Bei Tiefenrüttlern nach dem Stand der Technik handelt es sich im Wesentlichen um lange, zylindrische Vorrichtungen, welche in Schwingungen versetzt werden und den anstehenden Boden verdrängen.State-of-the-art deep vibrators are essentially long, cylindrical devices, which are set in vibration and the soil in front displace.

Dabei befinden sich im Inneren der Tiefenrüttler Unwuchten, welche um die vertikale Achse der Tiefenrüttler gedreht werden und dabei entstehen im Wesentlichen Schwingungen quer zur Längsachse der Tiefenrüttler.They are located inside the deep vibrator Unbalance, which rotated about the vertical axis of the deep vibrator and there are essentially vibrations across Longitudinal axis of the Deep vibrator.

Ideale Böden für Tiefenrüttler sind verdichtungswillige Böden mit lockerer bis mitteldichter Lagerung, die durch die Tiefenrüttler in eine dichtere Lagerung gebracht werden. Auf diese Weise können höhere Lasten in den Baugrund abgetragen werden.Ideal soils for deep vibrators are compacting Floors with loose to medium density storage, which is caused by the deep vibrators in denser storage can be brought. This allows higher loads be removed into the ground.

Ein weiteres Anwendungsgebiet sind leicht verdrängbare, weiche, bindige Böden mit schlechtem Tragverhalten.Another area of application are easily displaceable, soft, cohesive soils with poor wearing behavior.

Nach dem Verdrängen des anstehenden Bodens werden während des Zurückziehens des Tiefenrüttlers Kies, Sand, Schotter oder Mörtelmischungen in den Boden eingebracht. Es entstehen dabei säulenförmige Körper aus dem Schüttmaterial. Über diese Säulen können dann Lasten in tiefere, tragfähige Schichten abgetragen werden.After displacing the existing soil be during of withdrawing of the deep vibrator Gravel, sand, crushed stone or mortar mixtures brought into the ground. This creates columnar bodies from the bulk material. About these columns can then loads into deeper, viable ones Layers are removed.

Eine weitere Anwendung besteht darin, dass der locker anstehende Boden einfach nur verdichtet wird, ohne dass zusätzliches Schüttmaterial eingebracht wird. In diesem Falle setzt sich das verdichtungswillige Bodenpaket und hat anschließend eine höhere Lagerungsdichte.Another application is that the loosely fitting soil is simply compacted without that additional bulk material is introduced. In this case, the willingness to compress continues Bottom package and then has a higher one Storage density.

Leider sind die verdichtungswilligen Böden oft nicht auf die ganze Tiefe gleichmäßig verdichtbar, sondern der Boden ist aufgrund von Inhomogenitäten mit härteren Schichten versehen. So eine harte Schicht kann beispielsweise ein Planum aus Schotter sein, das nötig wurde, um die Befahrbarkeit der weichen Schichten zu ermöglichen. Des weiteren sind harte Bodenschichten bekannt, welche oft nur wenige Zentimeter stark sind. Diese harten Schichten sind z. B. stark verkittete Kies-, Geröll- oder Sandschichten, künstliche Auffüllungen mit großen Korndurchmessern oder harte, bindige Bodenschichten, die oberflächennah oder in größeren Tiefen auftreten.Unfortunately, they are willing to compress Floors often not evenly compressible to the full depth, but the Soil is provided with harder layers due to inhomogeneities. Such a hard layer can be a gravel subgrade, that necessary was made to enable the soft layers to be driven over. Furthermore, hard layers of soil are known, which are often only a few Centimeters are strong. These hard layers are e.g. B. heavily cemented Gravel, scree or layers of sand, artificial replenishments with big Grain diameters or hard, cohesive soil layers that are close to the surface or in greater depths occur.

Treten so harte Schichten auf, so kann dies beim Einsatz von üblichen Tiefenrüttlern zu erheblichen Schwierigkeiten führen. Zum Durchdringen von harten Schichten sind die Schwingungen, wie sie mit den radial schwingenden Unwuchten erzeugt werden, nicht geeignet. Die Tiefenrüttler stehen auf diesen, wenn auch nur dünnen harten Schichten auf und es dauert sehr lange, bis die harten Schichten überwunden sind.If layers are so hard, like this can do this when using usual deep vibrators lead to considerable difficulties. To penetrate hard layers, the vibrations are like they are not generated with the radially oscillating imbalances suitable. The deep vibrator stand on this, if only thin, hard layers and it takes a long time to overcome the hard layers.

In der EP 0672794 sind Tiefenrüttler beschrieben, die über Aufsatzrüttler angetrieben werden, welche auf diese Weise im Wesentlichen achsparallel Schwingen. Diese Rüttler können harte Schichten zwar leichter durchdringen, sind aber zur Verdichtung des umgebenden Bodens weniger geeignet.In the EP 0672794 deep vibrators are described which are driven by top vibrators, which vibrate essentially axially parallel in this way. These vibrators can penetrate hard layers more easily, but are less suitable for compacting the surrounding soil.

Bei größeren Eindringtiefen zeigt sich, dass durch Mantelreibungseftekte nur ein geringer Anteil der Schwingungsenergie an der Spitze ankommt und dies wirkt sich negativ auf die Eindringgeschwindigkeit aus.Shows at greater depths of penetration that only a small proportion of the Vibration energy arrives at the top and this has a negative effect on the rate of penetration.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Einsatz einer besonderen Technik zu ermöglichen, dass die harten Schichten wesentlich schneller durchörtert werden können, als es mit den bisher üblichen Tiefenrüttlern möglich ist und die Vorteile der radial schwingenden Tiefenrüttler hinsichtlich der horizontalen Verdichtungswirkung erhalten bleiben.The object of the invention is through Use a special technique to allow that the hard layers be browsed much faster can, than with the usual ones deep vibrators possible and the advantages of the radially vibrating deep vibrator in terms of the horizontal compaction effect are retained.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt nach dem im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.The task is solved after the features specified in claim 1.

Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Tiefenrüttlers liegt darin, dass sich im Bereich der Rüttlerspitze zwei unabhängige Rütteleinheiten befinden. Eine Rütteleinheit ist weitgehend identisch mit den üblichen rotierenden Unwuchten der Tiefenrüttler, welche Schwingungen quer zur Rüttlerlängsachse erzeugen, und die zweite Rütteleinheit besteht aus einer Schwingungsvorrichtung, die axiale Schwingungen, d. h. Schwingungen in Richtung der Rüttlerlängsachse, erzeugen kann.The peculiarity of the deep vibrator according to the invention lies in the fact that there are two independent vibrating units in the area of the vibrator tip are located. A vibrating unit is largely identical to the usual rotating unbalance the deep vibrator, what vibrations transverse to the vibrator's longitudinal axis generate, and the second vibrator consists of a vibrating device that vibrates axially, d. H. Vibrations in the direction of the vibrator longitudinal axis, can generate.

1 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung und an Hand dieser Figur wird die Erfindung erläutert: Der Tiefenrüttler besitzt am unteren Ende des Aufsatzrohres 1 eine Rüttelspitze 2. Diese Rüttelspitze 2 ist über einen Schwingungsdämpfer 10, vom Aufsatzrohr 1 abgetrennt und dieser verhindert, dass Schwingungen von den radial drehenden Unwuchten nach oben in das Aufsatzrohr 1 des Tiefenrüttlers übertragen werden. Ohne diesen Schwingungsdämpfer würden sich die Schwingungen auf den Führungsmäkler bzw. das Trägergerät übertragen und dort zu unangenehmen oder schädigenden Schwingungen führen. 1 shows an example of a device according to the invention and the invention is explained with reference to this figure: The deep vibrator has at the lower end of the top tube 1 a vibrating tip 2 , This vibrating tip 2 is about a vibration damper 10 , from the top tube 1 separated and this prevents vibrations from the radially rotating imbalance upwards into the top tube 1 of the deep vibrator. Without this vibration damper, the vibrations would be transmitted to the leader leader or the carrier device and lead to unpleasant or damaging vibrations there.

Weiter ist die Rüttelspitze 2 mit einem zweiten Schwingungsdämpfer 5 versehen, welcher den Bereich mit dem radialen Schwinger 3 von dem Bereich trennt, in dem ein axialer Schwinger 6 angeordnet ist.The vibrating tip is further 2 with a second vibration damper 5 provided the area with the radial oscillator 3 separates from the area where an axial vibrator 6 is arranged.

In den Schwingungsdämpfern 5 und 10 sind Durchdringungen angeordnet, welche die entsprechenden Zuleitungen für die Antriebseinheit 4 des radialen Schwingers 3 und die Antriebseinheit 6 des axialen Schwingers ermöglichen.In the vibration dampers 5 and 10 penetrations are arranged, which the corresponding supply lines for the drive unit 4 of the ra dialen Schwingers 3 and the drive unit 6 enable the axial vibrator.

Am erdseitigen Ende der Rüttlerspitze 2 befindet sich eine Konusspitze 11, welche das Eindringen erleichtert.At the earth end of the vibrator tip 2 there is a cone tip 11 which facilitates penetration.

Die Antriebseinheit für den radialen Schwinger 3 besteht dabei im Wesentlichen aus Elektromotoren oder Motoren, die mit Gasen oder Flüssigkeiten wie ö1, Wasser oder Luft angetrieben werden.The drive unit for the radial transducer 3 consists essentially of electric motors or motors that are driven by gases or liquids such as oil, water or air.

Der bevorzugte Bereich der Schwingungsfrequenzen der radialen Schwinger 3 liegt zwischen 10 Hz und 80 Hz. Des weiteren kann es zweckmäßig sein, dass die Frequenz kontinuierlich beim Absenken des Rüttlers geändert wird. So kann dies von Vorteil sein, wenn bei besonders schwer zu durchdringenden bzw. zu verdichtenden Bodenschichten Schwingungen erzeugt werden, welche im Bereich der Eigenfrequenz des Bodens liegen. Im Bereich von Gebäuden sollte jedoch zweckmäßigerweise auf Schwingungsfrequenzen im Bereich der Eigenschwingung des Bodens verzichtet werden.The preferred range of vibrational frequencies for the radial vibrators 3 lies between 10 Hz and 80 Hz. Furthermore, it may be advisable that the frequency is changed continuously when the vibrator is lowered. This can be advantageous if vibrations are generated in soil layers that are particularly difficult to penetrate or compact, which lie in the region of the natural frequency of the soil. In the area of buildings, however, it is advisable to dispense with vibration frequencies in the area of the natural vibration of the floor.

Für die axialen Schwinger 6 gibt es unterschiedliche Weisen der Schwingungszeugung:
So können es schnell schlagende Hydraulikkolben sein, wie sie von Hydraulikhämmern bekannt sind, welche durch ihre Schläge die Rüttelspitze 2 in axiale Schwingungen versetzen.For the axial transducers 6 there are different ways of generating vibrations:
So it can be fast-hitting hydraulic pistons, as they are known from hydraulic hammers, which through their strikes the vibrating tip 2 set in axial vibrations.

Eine andere Antriebsform entspricht im Wesentlichen den axialen Schwingern, wie sie für Aufsatzrüttler zum Einsatz kommen. Diese Aufsatzrüttler sind bekannt zum Einrütteln von Spundwänden. In diesem Fall handelt es sich um Paare von Unwuchten, welche im Wesentlichen um horizontale Achsen rotieren. Die Unwuchtpaare rotieren dabei in der Regel gegenläufig und auf diese Weise ergeben sich Schwingungen und in der Folge Kräfte in axialer Richtung des Tiefenrüttlers. Die bevorzugten Frequenzen der Schwingungen in axialer Richtung, welche durch die axialen Schwinger 6 im Tiefenrüttler erzeugt werden, liegen zwischen 1 Hz und 80 Hz. Die niedrigen Frequenzen ergeben sich bei der Verwendung von schlagenden Massen und die Frequenzen zwischen 10 Hz und 80 Hz treten auf, wenn die Schwingungen in axialer Richtung über rotierende Unwuchtpaare erzeugt werden.Another form of drive essentially corresponds to the axial vibrators used for top vibrators. These top vibrators are known for vibrating sheet piling. In this case, there are pairs of unbalances that essentially rotate about horizontal axes. The unbalance pairs usually rotate in opposite directions and this results in vibrations and consequently forces in the axial direction of the deep vibrator. The preferred frequencies of the vibrations in the axial direction, which are determined by the axial vibrators 6 generated in the deep vibrator are between 1 Hz and 80 Hz. The low frequencies result from the use of striking masses and the frequencies between 10 Hz and 80 Hz occur when the vibrations are generated in the axial direction via rotating unbalance pairs.

Die axialen Schwingungen des axialen Schwingers 6 können auch dadurch erzeugt werden, dass Massen durch Explosionen oder Gasdruck in axialer Richtung beschleunigt werden. Die axialen Schwingungen des Tiefenrüttlers können auch auf die Weise erzeugt werden, dass eine oder mehrere Massen mit Hilfe von komprimierter Luft beschleunigt werden und diese Massen Schläge in axialer Richtung auf die Rüttelspitze 2 mit den Konusspitzen ausüben. Diese wiederkehrenden Schläge sind mit entsprechenden axialen Kräften verbunden, welche das Eindringen des Tiefenrüttlers in die harten Schichten erleichtern. Diese Massen schlagen dann auf feste Widerlager im Tiefenrüttler auf und in diesem Fall ergibt sich eine Wirkungsweise, wie sie von Diesel-Rammen bekannt ist.The axial vibrations of the axial vibrator 6 can also be generated in that masses are accelerated in the axial direction by explosions or gas pressure. The axial vibrations of the deep vibrator can also be generated in such a way that one or more masses are accelerated with the aid of compressed air and these masses strike in the axial direction on the vibrating tip 2 exercise with the cone tips. These recurring impacts are associated with corresponding axial forces, which facilitate the penetration of the deep vibrator into the hard layers. These masses then hit fixed abutments in the deep vibrator and in this case there is an effect as is known from diesel rams.

Bei der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben die Schwingungsdämpfer 5 und 10 eine besondere Bedeutung. Der Schwingungsdämpfer 5 verhindert, dass der axiale Schwinger 6 oder der radiale Schwinger 3 sich gegenseitig beschädigen. Die hohen Kräfte, welche beim Lauf der einzelnen Schwinger auftreten, stellen eine große Gefahr für die Lager der rotierenden Massen dar und können diese beschädigen. Der Schwingungsdämpfer 10 bewirkt, dass die Schwingungen, welche in der Rüttelspitze 2 erzeugt werden, nur in stark verminderter Weise nach oben gelangen und somit nur geringen negativen Einfluss auf das Trägergerät bzw. den Mäkler des Trägergerätes ausüben. Durch den Schwingungsdämpfer 10 werden sowohl die radialen Schwingungen als auch die axialen Schwingungen in der Rüttelspitze 2 konzentriert in tiefere Bereiche des Bodens eingeleitet. Die Rüttelenergie wird im Wesentlichen über die Rüttelspitze 2 mit ihrer verhältnismäßig kurzen Länge in den Baugrund eingeleitet. Dies führt zu hoher Effektivität und führt gleichzeitig dazu, dass der Rüttler leichter und schneller in den Boden eindringt. Der Schwingungsdämpfer 10 vermeidet größere Schwingungs- und Energieverluste im Bereich des Aufsatzrohres 1.In the function of the device according to the invention, the vibration dampers 5 and 10 a special meaning. The vibration damper 5 prevents the axial vibrator 6 or the radial transducer 3 damage each other. The high forces that occur when the individual vibrators run pose a great danger to the bearings of the rotating masses and can damage them. The vibration damper 10 causes the vibrations in the vibrating tip 2 generated, reach the top only in a greatly reduced manner and thus exert only a slight negative influence on the carrier device or the leader of the carrier device. Through the vibration damper 10 both the radial vibrations and the axial vibrations in the vibrating tip 2 concentrated in deeper areas of the soil. The vibrating energy is essentially via the vibrating tip 2 initiated with its relatively short length in the ground. This leads to high effectiveness and at the same time it makes the vibrator penetrate the soil more easily and quickly. The vibration damper 10 avoids major vibration and energy losses in the area of the top tube 1 ,

Die Schwingungsdämpfer 5 und 10 bestehen im Wesentlichen aus elastischen Stoffen mit hoher Festigkeit, welche die Übertragung von Schwingungen dämpfen. Ein Hauptbestandteil der Schwingungsdämpfer sind deshalb hoch elastische und hoch widerstandsfähige Körper aus Elastomeren, Gummi oder Kunststoff. Die Dauerbeständigkeit kann dadurch verbessert werden, dass die Schwingungsdämpfer Verbundkörper aus Elastomeren, Gummi oder Kunststoff und Stahl sind. Da die Schwingungsdämpfer 5 und 10 auch Zug- und Druckbeanspruchungen übertragen müssen, kann es zweckmäßig sein, zur Übertragung von Zug- und Druckkräften in die Schwingungsdämpfer Stahlkörper zu integrieren. Diese Stahlkörper können Stahlfedern sein, wie man sie von Spiralfedern oder Blattfedern her kennt oder es kann sich um Verbundelemente handeln, bei denen sich Stahlplatten und Gummiplatten oder Elastomerplatten bzw. Kunststoffplatten abwechseln. Diese unterschiedlichen Elemente der Schwingungsdämpfer können entweder durch Vulkanisation, Einpressen oder übliche Verbindungsmittel wie Schrauben und Bolzen miteinander verbunden werden. In jedem Fall zeichnen sich diese Schwingungsdämpfer 5 und 10 dadurch aus, dass sie bei gleicher Last deutlich größere Verformungen mitmachen als massive Stahlteile und auf diese Weise wird die Übertragung von Schwingungen stark gedämpft.The vibration dampers 5 and 10 consist essentially of elastic materials with high strength, which dampen the transmission of vibrations. A main component of the vibration dampers are therefore highly elastic and highly resistant bodies made of elastomers, rubber or plastic. The durability can be improved in that the vibration dampers are composite bodies made of elastomers, rubber or plastic and steel. Because the vibration damper 5 and 10 also have to transmit tensile and compressive loads, it may be expedient to integrate steel bodies for the transmission of tensile and compressive forces in the vibration damper. These steel bodies can be steel springs, as are known from coil springs or leaf springs, or they can be composite elements in which steel plates and rubber plates or elastomer plates or plastic plates alternate. These different elements of the vibration damper can be connected to one another either by vulcanization, pressing in or conventional connecting means such as screws and bolts. In any case, these vibration dampers stand out 5 and 10 characterized by the fact that they undergo significantly larger deformations than solid steel parts under the same load, and this greatly dampens the transmission of vibrations.

Durch die starke Verformbarkeit der Schwingungsdämpfer 5 und 10 wird Schwingungsenergie im Schwingungsdämpfer in Wärme und Bewegungsenergie umgewandelt und so nur stark vermindert weitergeleitet.Due to the strong deformability of the vibration damper 5 and 10 vibration energy is converted into heat and kinetic energy in the vibration damper and is thus only passed on to a very reduced extent.

Will man zur Dämpfung von Schwingungen nur Stahlfedern verwenden, so ist es notwendig, gerade beim Schwingungsdämpfer 10 das Aufsatzrohr sehr schwer auszuführen, damit auf Grund der Massenträgheit des schweren Rohres die Schwingung über die Stahlfedern nicht in voller Stärke nach oben übertragen werden können. Diese konstruktive Lösung mit unterschiedlich großen Schwingmassen wird beispielsweise bei der Aufhängekonstruktion von Aufsatzrüttlern gewählt.If you want to dampen vibrations use only steel springs, so it is necessary, especially for the vibration damper 10 the top tube is very difficult to carry out, so that due to the inertia of the heavy tube, the vibration cannot be transmitted upwards in full force via the steel springs. This design solution with vibration masses of different sizes is chosen, for example, for the suspension construction of top vibrators.

Die Schwingungsdämpfer 5 und 10 enthalten Durchgänge für die Versorgungsleitungen bzw. Zuleitungen und Steuerleitungen für die Antriebseinheiten 4 der radialen Schwinger 3 bzw. der Antriebseinheiten für die axialen Schwinger 6. Bevorzugterweise sind die Schwingungsdämpfer 5 und 10 mit den Stahlteilen der Rüttlerspitze 2 über Schraubverbindungen fixiert.The vibration dampers 5 and 10 contain passages for the supply lines or supply lines and control lines for the drive units 4 the radial transducer 3 or the drive units for the axial vibrators 6 , The vibration dampers are preferably 5 and 10 with the steel parts of the vibrator tip 2 fixed with screw connections.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können nun unterschiedliche Verfahrensschritte ausgeführt werden. Trifft die Konusspitze 11 auf eine harte Schicht, so wird der axiale Schwinger 6 so lange betätigt, bis die harte Stelle durchörtert ist. Nach der Überwindung der harten Stelle wird der axiale Schwinger 6 wieder ausgeschaltet und der Tiefenrüttler wird wieder mit den radialen Unwuchten 3 angetrieben, welche um die Achse 7 schwingen. Die radialen Schwingungen sind wiederum besonders geeignet, die lockeren Bereiche zu verdichten.Different method steps can now be carried out with the device according to the invention. Meets the cone tip 11 on a hard layer, so becomes the axial vibrator 6 pressed until the hard part is gone. After overcoming the hard spot, the axial vibrator becomes 6 switched off again and the deep vibrator is again with the radial imbalance 3 driven which around the axis 7 swing. The radial vibrations are again particularly suitable for compressing the loose areas.

Um den Eindringvorgang des Tiefenrüttlers 1 zu beschleunigen, kann es auch zweckmäßig sein, beim Eindringen des Rüttlers in den Boden, sowohl den axialen Schwinger als auch den radialen Schwinger gleichzeitig zu betätigen. Eine weitere Ausführungsvariante ist gegeben, wenn die beiden Schwinger im Wechselbetrieb oder sich zeitlich überlappend angetrieben werden. Die Verfahrensschritte und der Einsatz der unterschiedlichen Rüttler werden je nach Bodenart und Dicke der Schicht gewählt.The penetration process of the deep vibrator 1 to accelerate, it can also be expedient to actuate both the axial oscillator and the radial oscillator simultaneously when the vibrator penetrates the ground. A further embodiment variant is given if the two oscillators are driven in alternating operation or overlapping in time. The process steps and the use of the different vibrators are selected depending on the type of soil and the thickness of the layer.

Die radialen Schwinger 3 eignen sich dabei besser für die Verdichtung des seitlich anstehenden Bodens und reduzieren die Mantelreibung beim Eindringen des Rüttlers in den Boden, während sich die axialen Schwingungen der axialen Schwinger 6 positiv auf eine schnellere Eindringgeschwindigkeit auswirken.The radial transducers 3 are better suited for the compaction of the laterally adjacent soil and reduce the skin friction when the vibrator penetrates the soil, while the axial vibrations of the axial vibrators 6 have a positive effect on faster penetration speed.

Neben der reinen Verdichtung des Bodens bzw. Baugrundes besteht auch die Möglichkeit, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Säulen im Baugrund herzustellen, welche aus unterschiedlichen Füllmaterialien bestehen.In addition to the pure compression of the Soil or building ground is also possible with the device according to the invention columns to manufacture in the ground, which from different filling materials consist.

Die Verfüllung des Hohlraums mit Schüttgut oder Füllmaterial kann sowohl beim Abteufen des Tiefenrüttlers als auch beim Zurückziehen des Tiefenrüttlers erfolgen.The filling of the cavity with bulk material or filling material can both when sinking the deep vibrator and when pulling back of the deep vibrator respectively.

Dazu befinden sich entweder im inneren oder im äußeren Bereich des Tiefenrüttlers eine oder mehrere Rohrleitungen (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Diese Rohrleitungen werden vom luftseitigen Ende des Rüttlers, d. h. der Erdoberfläche bis zum unteren Bereich der Rüttlerspitze 2 geführt, wo sie mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen enden. Lockeres und trockenes Schüttgut werden üblicherweise mit Hilfe von Luftförderung nach unten gefördert. Beim Schüttgut handelt es sich dabei um Kiese, Sande, Schotter oder Trockenmörtelmischungen.For this purpose, one or more pipelines are located either in the inner or in the outer area of the deep vibrator (not shown in the drawings). These pipes are from the air end of the vibrator, ie the surface of the earth to the lower area of the vibrator tip 2 led where they end with one or more outlet openings. Loose and dry bulk goods are usually conveyed downwards using air. The bulk material is gravel, sand, gravel or dry mortar mixtures.

Feuchte Mörtelmischungen werden bevorzugterweise gepumpt. Dazu werden Kolbenpumpen, Schneckenpumpen oder Schlauchpumpen verwendet. Um das Eindringen des Tiefenrüttlers in den Boden zu erleichtern, können von der Luftseite des Tiefenrüttlers Spüllanzen bis zur Konusspitze 11 geführt werden, über die Flüssigkeiten wie Wasser oder übliche Spülhilfen zugegeben werden können. Dabei wird mit unterschiedlichen Spüldrücken gearbeitet.Moist mortar mixtures are preferably pumped. Piston pumps, screw pumps or peristaltic pumps are used for this. To make it easier for the deep vibrator to penetrate the ground, flushing lances can be used from the air side of the deep vibrator to the cone tip 11 are carried out, can be added to the liquids such as water or conventional washing aids. Different flushing pressures are used.

Claims

Device for compacting soils or for producing columnar bodies in the soil according to the displacement method and with the help of deep vibrators, characterized in that at the earth end of a deep vibrator inside the vibrating tip ( 2 ) a radial oscillator ( 3 ) is arranged in which around a vertical axis of rotation ( 7 ) Rotate imbalances that generate vibrations across the vibrator axis and that inside the vibrating tip ( 2 ) axial oscillator ( 6 ) are arranged that generate vibrations in the direction of the vibrator's longitudinal axis and that between the radial vibrator ( 3 ) and the axial vibrator ( 6 ) a vibration damper ( 5 ) is arranged to attenuate or dampen the vibration transmission and that the vibrating tip ( 2 ) from the top tube ( 1 ) by a vibration damper ( 10 ) is separated.

Device according to claim 1, characterized in that the axial oscillator ( 6 ) preferably oscillates in a frequency range from 1 to 80 Hz.

Device according to claim 1 to 2, characterized in that the radial oscillator ( 3 ) preferably vibrates in a frequency range from 10 to 80 Hz.

Device according to claims 1 to 3, characterized in that the axial oscillator ( 6 ) is designed according to the principle of an air or gas powered downhole hammer

Device according to claim 1 to 4, characterized in that the axial oscillator ( 6 ) is designed according to the principle of a hydraulically driven hammer

Device according to claims 1 to 5, characterized in that the axial oscillator ( 6 ) is designed according to the principle of a diesel ram

Device according to claims 1 to 6, characterized in that the vibrations of the axial vibrator ( 6 ) are produced according to the principle of a vibration bear, with the unbalanced bodies arranged in pairs rotating in opposite directions about essentially horizontal axes of rotation and thereby generating centrifugal forces in the vertical direction.

Device according to claims 1 to 7, characterized in that as drive units for the oscillators ( 3 ) and ( 6 ) Electric motors and / or hydraulic motors and / or gas / air motors are used.

Device according to claims 1 to 8, characterized in that delivery lines for filling material and / or rinsing liquids are arranged inside or outside on the jacket of the vibrator, which lines extend at least from the air-side end of the vibrator to the lower region of the vibrating tip ( 2 ) extend and have outlet openings there.

Device according to claims 1 to 9, characterized in that the vibration dampers ( 5 ) and ( 10 ) consist entirely or partially of elastic media, which have a low modulus of elasticity, so that the transmission of vibrations is damped.

Device according to claims 1 to 10, characterized in that the vibration dampers ( 5 ) and ( 10 ) consist entirely or partially of rubber and / or plastics.

Device according to claims 1 to 11, characterized in that the vibration dampers ( 5 ) and ( 10 ) consist entirely or partially of spiral or plate-shaped springs.

Device according to claims 1 to 12, characterized in that the vibration dampers ( 5 ) and ( 10 ) a combination of elements with a higher modulus of elasticity, e.g. B. metal, and elements with a lower modulus of elasticity, e.g. B. rubber

Device according to claims 1 to 13, characterized in that the vibration dampers ( 5 ) and ( 10 ) essentially disc-like from less elastic plates such. B. metal plates and elastic plates such as rubber and / or plastic are composed.

Device according to claims 1 to 14, characterized in that the vibration dampers ( 5 ) and ( 10 ) consist of spiral or plate-shaped springs, which are encased by rubber or plastics.

Device according to claim 13 to 15, characterized in that the individual elements of the vibration damper ( 5 ) and (10) are connected to one another by vulcanization, pressing or screwing.

Device according to claim 10 to 16, characterized in that the vibration damper ( 5 ) and ( 10 ) Penetrations for supply lines ( 8th ) and ( 9 ) own.

Method with a deep vibrator according to claim 1, characterized in that when the deep vibrator is sunk into the ground, the radial vibrator ( 3 ) and the axial oscillator ( 6 ) are in operation at the same time.

Method with a deep vibrator according to claim 1, characterized in that either the axial vibrator ( 6 ) or the radial transducer ( 3 ) is in operation or the operation takes place alternately or overlapping in time.

Method with a deep vibrator according to claim 1, characterized in that when the deep vibrator is withdrawn, the radial oscillator ( 3 ) and the axial oscillator ( 6 ) are in operation at the same time.

Method with a deep vibrator according to claim 1, characterized in that when the deep vibrator is withdrawn, either the radial oscillator ( 3 ) or the axial oscillator ( 6 ) or the operation takes place alternately or overlapping in time.

Process with a deep vibrator characterized in that at the latest after reaching the Final depth of the deep vibrator filling material is added continuously and / or in sections.

Method with a deep vibrator according to claim 1, characterized in that rinsing media at the vibrating tip (during vibrator operation) 2 ) emerge.