DE10310727B4

DE10310727B4 - filling pipe

Info

Publication number: DE10310727B4
Application number: DE2003110727
Authority: DE
Inventors: Christoph Schröppel
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: DE10310727A1

Abstract

Vorrichtung zum Einbringen von Füllgütern wie Beton, Mörtel, Kalk, Kies, Sand, Schotter oder Trockenmörtel in weiche oder verdrängbare Böden zur Herstellung von vertikalen Säulen bestehend aus
– einem Rohr (1),
– einer luftseitigen Aufweitung (3), die fest mit dem Rohr (1) verbunden ist,
– einem luftseitig angeordneten Aufsatzrüttler (2), der im Wesentlichen Schwingungen in achsparalleler Richtung des Rohres (1) ausführt und der an der Aufweitung (3) seine Rüttelenergie einträgt,
– einer oder mehreren Luftleitungen (4), die von der Luftseite der Vorrichtung bis zum erdseitigen Bereich des Rohres (1) führen und dort in Abständen (16) vom Rohrende mindestens eine Austrittsöffnung (10) besitzen,
– einer am erdseitigen Ende des Rohres (1) angeordneten Verschlussklappe (5), deren Klappenteile (7) über Gelenke (6) mit dem Rohr (1) beweglich verbunden sind und im geschlossenen Zustand zumindest in einer Schnittebene konisch ausgebildet ist,
– und die Verschlussklappe (5) aus mindestens zwei...Apparatus for introducing fillings such as concrete, mortar, lime, gravel, sand, gravel or dry mortar into soft or displaceable trays for producing vertical columns
A tube (1),
- an air-side expansion (3), which is firmly connected to the tube (1),
- An air-side arranged Aufsatzrüttler (2) which executes essentially oscillations in the axis-parallel direction of the tube (1) and at the widening (3) enters its vibrating energy,
- One or more air lines (4), which lead from the air side of the device to the earth-side region of the tube (1) and there at intervals (16) from the pipe end at least one outlet opening (10),
- one at the earth-side end of the tube (1) arranged closure flap (5) whose flap parts (7) via joints (6) are movably connected to the tube (1) and conically formed in the closed state at least in a sectional plane,
- And the flap (5) from at least two ...

Description

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung und Verfahren zum Einbringen von Beton, Kalk, Kies, Sand und Schotter oder Trockenmörteln in weiche oder verdrängbare Böden. Dabei werden im Wesentlichen vertikale Säulen im Boden hergestellt. Diese Säulen werden zum einen durch nicht tragfähige Bodenschichten geführt bis sie auf einen tragfähigen Baugrund stoßen, der Vertikalkräfte aufnehmen kann. Steht kein tragfähiger Baugrund an, so werden diese Säulen „schwimmend" eingebracht.The The invention describes a device and method for introduction of concrete, lime, gravel, sand and crushed stone or dry mortar in soft or displaceable Floors. Essentially vertical columns are produced in the soil. These pillars On the one hand, they are led by unsustainable soil layers until on a sustainable subsoil bump, the vertical forces can record. Is not sustainable Subsoil on, so these columns are introduced "floating".

Zur Herstellung solcher Säulen in verdrängbaren Böden gibt es unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen.to Production of such columns in displaceable Soils are there are different procedures and devices.

Die DE 197 02 137 A1 beschreibt eine Vorrichtung, bei der ein Rohr mit verlorenem Deckel zum Einsatz kommt. Das Rohr wird leer abgeteuft, die verlorene Spitze wird abgestoßen und der Hohlraum des Rohres wird mit Kies oder Beton aufgefüllt. Anschließend wird das Rohr zurückgezogen. Die verlorenen Verschlusseinrichtungen des Rohres sind teuer und aufwendig. Die Patentschrift DE 196 11 638 C2 beschreibt eine Vorrichtung, bei der der Verschluss eines Rohres nach Einbringen des Rohres auf Endtiefe durch das Innere des Rohres wieder zurückgezogen werden kann. Diese Technik ist nur einsetzbar, wenn der Boden eine gewisse Eigenstandfestigkeit hat, d. h. dass beim Ziehen der verlorenen Spitze kein Boden von unten in die Verrohrung eindringen kann. Die EP 1134319 A2 beschreibt eine Vorrichtung, bei der ein Rohr in den Boden eingebracht wird, das durch einen besonders ausgebildeten verlorenen Verschluss unten geschlossen ist.The DE 197 02 137 A1 describes a device in which a tube with a lost lid is used. The tube is lowered empty, the lost tip is repelled and the cavity of the tube is filled with gravel or concrete. Then the tube is withdrawn. The lost closure devices of the pipe are expensive and expensive. The patent DE 196 11 638 C2 describes a device in which the closure of a tube after insertion of the tube can be withdrawn to final depth through the interior of the tube again. This technique can only be used if the soil has a certain stability, ie that no soil can penetrate from below into the casing when pulling the lost tip. The EP 1134319 A2 describes a device in which a tube is introduced into the ground, which is closed by a specially designed lost closure at the bottom.

Die EP 1069245 A1 beschreibt ein Rohr mit Endklappe zum Wiedergewinnen. Diese Klappe hat den Nachteil, dass sie sich auf Grund ihrer einteiligen Form nicht weit genug öffnen kann und folglich die Austrittsöffnung stark einengt wird und somit eine schnelle Entleerung des Füllguts behindert wird. Des weiteren wird das austretende Füllgut durch die Klappe seitlich umgelenkt und die Klappe bildet einen Totraum aus, in den bei wenig standfesten Böden Bodenmaterial eindringen kann. Dies kann zu Homogenitätsproblemen durch Einschlüsse in der Säule führen.The EP 1069245 A1 describes a tube with end flap for recovering. This flap has the disadvantage that it can not open far enough due to their one-piece shape and consequently the outlet is greatly restricted and thus a rapid emptying of the contents is hindered. Furthermore, the leaking filling material is laterally deflected by the flap and the flap forms a dead space into which soil material can penetrate when the soil is less stable. This can lead to problems of homogeneity due to inclusions in the column.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass das bereits eingebaute Füllgut wieder aufgelockert wird, wenn eine große schrägstehende Klappe durchgezogen wird.One Another disadvantage is that the already installed contents again is loosened when a large slanted flap pulled through becomes.

In der WO 93116236 A1 ist ein Stahlrohr mit Klappen dargestellt, welches zur Herstellung bewehrter Pfähle dient. Die Klappen sind in der beschriebenen Version nicht dazu geeignet, dass sie sich nach dem Öffnen innerhalb der Bohrung wieder selbständig schließen können.In WO 93116236 A1, a steel tube is shown with flaps, which for the production of reinforced piles serves. The flaps are not in the version described suitable for being inside the hole after opening again independently shut down can.

Somit ist keine Zwischenverdichtung mit geschlossener Klappe entlang der Bohrung möglich.Consequently is no intermediate compression with closed flap along the Bore possible.

Die DE 9002781 U1 zeigt einen Verdrängungsbohrer, der in den Boden gedreht wird und bei den sich zum Betonieren am erdseitigen Ende eine Klappe öffnet, die bis zum Ende der Pfahlherstellung geöffnet bleiben muss. Eine Abwärtsbewegung und ein erneutes Verschließen der Klappe während des Herstellvorgangs ist verfahrensmäßig nicht vorgesehen bzw. erwünscht.The DE 9002781 U1 shows a displacement drill, which is rotated in the ground and in which opens for concreting at the earth-side end of a flap, which must remain open until the end of the pile production. Downward movement and reclosing of the flap during the manufacturing process is not procedurally provided or desired.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat die Aufgabe, eine definierte Menge Beton, Kalk, Kies, Schotter oder Trockenmörtel in verdrängbare Böden auf schnelle und technisch einfache Weise einzubringen.The inventive device has the task of a defined amount of concrete, lime, gravel, crushed stone or dry mortar in displaceable Floors up fast and technically easy way to introduce.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend den Patentansprüchen. Die Erfindung wird anhand der 1 bis 5 erläutert.The solution of the problem is carried out according to the claims. The invention is based on the 1 to 5 explained.

1 zeigt eine Ansicht der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei an einem Rohr 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Verschlussklappe 5 angeordnet ist. An der Luftseite befindet sich am Ende des Rohres 1 eine Aufweitung sowie ein zusätzlicher Schütttrichter 13. Das Rohr 1 wird über einen Aufsatzrüttler 2 in vertikale, zur Achse des Rohres 1 parallele Schwingungen versetzt. Die Rüttelenergie wird dabei über die Wandung der Aufweitung 3 eingeleitet. Die 1 zeigt die Vorrichtung mit geschlossener Verschlussklappe 5. 1 shows a view of the entire device according to the invention, wherein on a pipe 1 a closure flap designed according to the invention 5 is arranged. On the air side is at the end of the pipe 1 an expansion and an additional hopper 13 , The pipe 1 is about a topping shaker 2 in vertical, to the axis of the pipe 1 offset parallel vibrations. The vibration energy is thereby over the wall of the expansion 3 initiated. The 1 shows the device with closed flap 5 ,

2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch den unteren Teil des Rohres 1 mit der Verschlussklappe 5. Dabei ist in 2 der geöffnete Zustand der Verschlussklappe 5 dargestellt. Die Verschlussklappe besteht dabei aus mehreren Klappenteilen 7, die über Gelenke 6 beweglich mit dem Rohr 1 verbunden sind. Im Abstand 16 von der erdseitigen Austrittsöffnung des Rohres (1) mündet eine Luftleitung 4 in einer Öffnung 10 im Rohrmantel. Die Luftleitung kann innerhalb und außerhalb des Rohres 1 verlaufen. 2 shows a vertical section through the lower part of the tube 1 with the flap 5 , It is in 2 the opened state of the shutter 5 shown. The flap consists of several flap parts 7 that have joints 6 movable with the pipe 1 are connected. At a distance 16 from the earth-side outlet opening of the tube ( 1 ) opens an air line 4 in an opening 10 in the pipe jacket. The air line can be inside and outside the pipe 1 run.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht der geöffneten Verschlussklappe 5 von unten. In der Zeichnung ist eine beispielhafte Austrittsöffnung 10 für eine Luftleitung 4 dargestellt. Aus der Zeichnung ist weiterhin die erfindungsgemäße Krümmung 8 der Klappenteile 7 erkennbar. 3 shows a perspective view of the opened flap 5 from underneath. In the drawing is an exemplary outlet opening 10 for an air line 4 shown. From the drawing is still the curvature of the invention 8th the flap parts 7 recognizable.

4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Verfahrensvariante, bei der die leere, unten geschlossene Vorrichtung mit einer Hülle 20 umgeben ist, die gleichzeitig mit dem Rohr 1 auf Endtiefe eingebracht wird. Beim Zurückziehen öffnet sich die Verschlussklappe 5 und das Schüttgut wird in die Hülle 20 eingebracht. 4 shows the device according to the invention in a variant of the method in which the empty, bottom closed device with a sheath 20 is surrounded, simultaneously with the pipe 1 is introduced to final depth. When retiring opens the flap 5 and the bulk material gets into the shell 20 brought in.

5 zeigt eine Verfahrensvariante, bei der beim Abteufen die Vorrichtung in eine längenmäßig gefaltete Hülle 21 eintaucht, die an der Erdoberfläche in einem Gestell gehalten wird. Dabei wird die Hülle 21 in die Tiefe gezogen. 5 shows a variant of the method, in the case of sinking the device in a lengthwise folded sheath 21 dips, which is held on the earth's surface in a frame. This is the case 21 pulled into the depths.

Die Herstellung von Säulen aus Beton oder aus trockenen Füllgut wie Kies, Sand, Schotter, Trockenmörtel oder sonstigen trockenen Schüttstoffen, die gegebenenfalls auch trockene Bindemittel wie Zement enthalten, erfolgt so, dass zunächst das Rohr 1 im leeren Zustand mit geschlossener Verschlussklappe 5 bis zur endgültig gewünschten Tiefe in den verdrängbaren Boden eingeführt wird. Durch die im Wesentlichen vertikalen Schwingungen des Aufsatzrüttlers 2, welche auf die volle Länge des Rohres 1 übertragen werden, erfolgt das Eindringen auch von längeren Rohren mit Längen bis zu 20 und mehr Metern in kurzer Zeit. Die Schwingfrequenzen liegen bevorzugter Weise zwischen 1 Hz und 50 Hz. Nach Erreichen der Endtiefe wird das Rohr 1 durch die Aufweitung 3 über einen Schütttrichter 13 mit dem einzubauenden Füllgut beschickt. Nach zumindest teilweisem Befüllen des Rohres 1 wird die Vorrichtung unter Einschalten des Aufsatzrüttlers 2 zurückgezogen. Dabei öffnet sich durch das Eigengewicht des Füllgutes im Rohr 1 die Verschlussklappe 5 und das Schüttgut tritt beim Zurückziehen des Rohres in die Bohrung aus. Die erfindungsgemäße Besonderheit ist dabei, dass die Verschlussklappe wiedergewonnen wird. Eine weitere erfindungsgemäße Besonderheit liegt darin, dass die erfindungsgemäße Verschlussklappe 5 im geöffneten Zustand während des Zurückziehens nahezu den gleichen umschlossenen Querschnitt, wie das Rohr 1 im Austrittsbereich besitzt. Je größer der Austrittsbereich ist, umso leichter kann der Füllstoff aus dem Rohr 1 austreten. Des weiteren ist durch die gewählte Ausführungsform der Klappenteile 7 sichergestellt, dass beim Zurückziehen des Rohres, das bereits eingebrachte Schüttmaterial durch die vibrierenden Klappenteile 7 verdichtet wird. Der Austritt des Schüttmaterials am erdseitigen Ende des Rohres 1 wird durch Zugabe von Druckluft unterstützt. Dazu befinden sich vor dem Austrittsbereich des Rohres 1 eine oder mehrere Luftöffnungen 10, die bevorzugter Weise den Luftstrom nach unten in Richtung Austrittsöffnung weisen. Die Zuführung der Luft erfolgt über Leitungen 4. Die Öffnungen 10 können dabei in unmittelbarer Nähe der Rohröffnung sein oder in Abständen 16 von der Rohröffnung. Die Abstände 16 können im cm-Bereich sein oder einige Meter betragen.The production of columns of concrete or dry contents such as gravel, sand, gravel, dry mortar or other dry bulk materials, which may also contain dry binders such as cement, carried out so that first the pipe 1 in the empty state with closed flap 5 is introduced to the final desired depth in the displaceable soil. Due to the essentially vertical vibrations of the topping vibrator 2 which extends to the full length of the pipe 1 be transferred, the penetration of even longer pipes with lengths up to 20 and more meters in a short time takes place. The vibration frequencies are preferably between 1 Hz and 50 Hz. After reaching the final depth of the tube 1 through the expansion 3 over a hopper 13 charged with the contents to be incorporated. After at least partial filling of the tube 1 the device will turn on the top of the tower 2 withdrawn. It opens by the weight of the filling material in the pipe 1 the flap 5 and the bulk material exits into the bore as the tube retracts. The special feature according to the invention is that the closure flap is recovered. Another feature of the invention is that the closure flap according to the invention 5 in the open state during the retraction almost the same enclosed cross section, as the tube 1 possesses in the exit area. The larger the exit area, the easier the filler can be out of the tube 1 escape. Furthermore, by the chosen embodiment of the flap parts 7 Ensure that when retracting the tube, the already introduced bulk material through the vibrating flap parts 7 is compressed. The discharge of the bulk material at the earth-side end of the tube 1 is supported by the addition of compressed air. These are located in front of the exit area of the pipe 1 one or more air openings 10 which preferably point the air flow downwards in the direction of the outlet opening. The supply of air via lines 4 , The openings 10 can be in the immediate vicinity of the pipe opening or at intervals 16 from the pipe opening. The distances 16 can be in the cm range or be a few meters.

Die Klappenteile 7 bestehen bevorzugter Weise aus gekrümmten Blechen. Die Krümmungsradien der Innenflächen 8 der Klappenteile 7 im geöffneten Zustand sind dabei in etwa so groß wie der Radius des Rohres 1. Auf diese Weise bilden die Klappenteile 7 im aufgeklappten Zustand eine Verlängerung des Rohrmantels des Rohres 1. Die Klappenteile 7 sind dabei drehbar über Gelenke 6 am Unterteil des Rohres 1 befestigt. Im geschlossenen Zustand bilden die Klappenteile 7 einen nach unten konisch zulaufenden, geschlossenen Körper. Bevorzugter Weise besteht die Verschlussklappe 5 aus zwei Klappenteilen 7. Bei größeren Durchmessern des Rohres 1 kann es auch zweckmäßig sein, die Verschlussklappe 5 aus drei oder mehreren Klappenteilen 7 zusammenzusetzen.The flap parts 7 preferably consist of curved sheets. The radii of curvature of the inner surfaces 8th the flap parts 7 in the open state are about as large as the radius of the tube 1 , In this way, form the flap parts 7 in the unfolded state, an extension of the tube shell of the tube 1 , The flap parts 7 are rotatable about joints 6 at the bottom of the pipe 1 attached. When closed, the flap parts form 7 a downwardly tapered, closed body. The closure flap preferably exists 5 from two flap parts 7 , For larger diameters of the pipe 1 It may also be appropriate, the flap 5 from three or more flap parts 7 reassemble.

Eine weitere erfindungsgemäße Besonderheit der Verschlussklappe 5 besteht darin, dass die Klappenteile 7 mit Anschlägen versehen sind. Die Anschläge sind so gewählt, dass die äußerste Mantellinie 11 eines einzelnen Klappenteiles 7 im geöffneten Zustand zur vertikalen Mantellinie 12 des Rohres 1 einen Winkel α einnehmen. Dieser Winkel α ist so ausgebildet, dass er zwischen 5° und 30° liegt. Der vorgegebene Winkel α dient dazu, dass man während des Befüllvorganges der Säule die Verschlussklappe 5 wieder schließen kann, ohne dass man die gesamte Vorrichtung aus dem Boden herausziehen muss. Hat man die Vorrichtung ein Stück aus dem Boden gezogen und befindet sich unterhalb der Klappenteile 7 Schüttgut, so bewegt man die gesamte Vorrichtung nach unten, wobei aufgrund des Winkels α sich die einzelnen Klappenteile 7 wieder schließen. Wird nach dem Schließen der Verschlussklappe 5 das Rohr 1 mit geschlossener Verschlussklappe 5 weiter nach unten bewegt, so wird über die Verschlussklappe 5 das bereits eingebaute Schüttgut verdichtet oder zur Seite verdrängt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Verschlussklappe 5 ist es möglich, das Schüttgut im Pilgerschrittverfahren durch stufenweises auf- und abbewegen der Vorrichtung im Bohrloch zu verdichten bzw. zu verdrängen und damit größere Säulenquerschnitte im Baugrund herzustellen, als durch den Querschnitt des Rohres 1 vorgegeben.A further feature of the closure flap according to the invention 5 is that the flap parts 7 are provided with stops. The stops are chosen so that the outermost generatrix 11 a single flap part 7 in the open state to the vertical generatrix 12 of the pipe 1 take an angle α. This angle α is designed to be between 5 ° and 30 °. The predetermined angle α serves to ensure that during the filling of the column, the shutter 5 can close again without having to pull the entire device out of the ground. If you have pulled the device a piece from the ground and is located below the flap parts 7 Bulk material, so you moved the entire device down, and due to the angle α, the individual flap parts 7 close again. Will after closing the shutter 5 the pipe 1 with closed flap 5 moved further down, so will over the flap 5 the already built bulk material compacted or displaced to the side. Due to the closure flap according to the invention 5 it is possible to compress the bulk material in the pilgrim step by stepwise moving up and down the device downhole or displace and thus produce larger column cross sections in the ground, as by the cross section of the tube 1 specified.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsweise bildet die Verschlussklappe 5 im geschlossenen Zustand den Mantel eines Kegels. Dieser Kegel wird durch Schnitt-Ebenen, die durch die Symmetrieachse verlaufen, in zwei oder mehrere Klappenteile unterteilt.In a further preferred embodiment, the closure flap forms 5 when closed, the coat of a cone. This cone is divided into two or more flap parts by sectional planes that run through the symmetry axis.

Die Befüllung des Rohres 1 und der Aufweitung 3 erfolgt bevorzugter Weise über den Schütttrichter 13. Der Schütttrichter 13 ist dabei in der Breite so dimensioniert, dass auf einfache Weise das Schüttmaterial aus einem Radlader eingefüllt werden kann. Die Entleerung des Schütttrichters 13 in die Aufweitung 3 kann frei erfolgen oder über die Betätigung eines Verschlusses 14, der von Hand, mechanisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt wird. Der Schütttrichter 13 wird entweder am Rüttler befestigt oder kann relativ zur Aufweitung 3 verfahren werden.The filling of the pipe 1 and the expansion 3 preferably takes place via the hopper 13 , The hopper 13 is dimensioned in width so that in a simple way, the bulk material can be filled from a wheel loader. The emptying of the hopper 13 in the expansion 3 can be done freely or via the operation of a closure 14 operated by hand, mechanically, hydraulically or electrically. The hopper 13 is either attached to the vibrator or can relative to the expansion 3 be moved.

Die Dimensionierung des Rohres 1, der Aufweitung 3 und des Schütttrichters 13 erfolgt so, dass mit dem eingefüllten Füllgut nach dem Zurückziehen der Vorrichtung die entstandene Säule im Boden vollständig mit Füllgut gefüllt ist und man genau weiß, welche Füllmenge eingebracht wurde.The dimensioning of the pipe 1 , the expansion 3 and the funnel 13 takes place so that with the filled product after retraction of the device, the resulting column in the bottom is completely filled with contents and you know exactly what amount was introduced.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auf unterschiedliche Weise vertikale Säulen im Boden hergestellt werden. In einer besonders bevorzugten Weise wird die Säule in einem Arbeitsgang hergestellt. Dazu wird das Rohr 1 mit geschlossener Verschlussklappe 5 mit Hilfe des Aufsatzrüttlers 2 in bevorzugter Weise leeren Zustand auf die gewünschte Endtiefe in den Boden eingebracht. Dieser Vorgang kann gegebenenfalls noch beschleunigt und erleichtert werden, wenn der Aufsatzrüttler 2 an einem Schlitten befestigt ist, der an einem Mast läuft. Zusätzlich zum Eigengewicht der Vorrichtung kann man eine Anpresskraft nach unten gedrückt wird. Diese zusätzliche Anpresskraft auf den Rüttler bzw. die gesamte Vorrichtung wird dadurch aufgebracht, dass der Schlitten über Winden und umgelenkte Seile oder über Hydraulikzylinder nach unten gedrückt wird.With the device according to the invention vertical columns can be made in the ground in different ways. In a particularly preferred manner, the column is produced in one operation. This is the tube 1 with closed flap 5 with the help of the topping vibrator 2 preferably empty state to the desired final depth introduced into the soil. If necessary, this process can be accelerated and facilitated if the topping vibrator 2 attached to a carriage running on a mast. In addition to the weight of the device can be pressed down a contact force. This additional contact pressure on the vibrator or the entire device is applied by the fact that the carriage is pressed down over winches and deflected cables or hydraulic cylinder.

Nach Erreichen der Endtiefe wird das Rohr 1 sowie die Aufweitung 3 mit Füllgut gefüllt. Die eingefüllte Füllgutmenge muss dabei so gewählt werden, dass durch die Vorrichtung im Boden verdrängte Volumen vollständig aufgefüllt werden kann. Anschließend wird die Vorrichtung unter Aufbringung von Schwingungen aus dem Boden gezogen, wobei sich die Verschlussklappe 5, die aus mindestens zwei beweglichen Klappenteilen 7 besteht, öffnet und den Austritt des Füllgutes ermöglicht. Dabei kann es zweckmäßig sein, durch Austrittsöffnungen 10 im Inneren des Rohres 1 Druckluft zuzugeben. Die Austrittsöffnung der Druckluft sollte dabei bevorzugter Weise nach unten zum Ende des Rohres 1 gerichtet sein. Die Austrittsöffnungen 10 können sich dabei in eine Entfernung von wenigen Zentimetern vom unteren Rohr befinden, aber auch in einer Entfernung von einigen Metern zur unteren Rohröffnung. Beim Zurückziehen des Rohres 1 werden die Klappenteile 7 durch den Aufsatzrüttler in Schwingungen gebracht, was zu einer zusätzlichen Verdichtung des Füllgutes führt.After reaching the final depth of the tube 1 as well as the widening 3 filled with filling material. The filled product quantity must be selected so that volume displaced by the device in the bottom can be completely filled up. Subsequently, the device is pulled out of the ground with the application of vibrations, whereby the closure flap 5 consisting of at least two movable flap parts 7 exists, opens and allows the discharge of the contents. It may be appropriate through outlet openings 10 inside the tube 1 Add compressed air. The outlet of the compressed air should preferably down to the end of the tube 1 be directed. The outlet openings 10 can be located at a distance of a few centimeters from the lower tube, but also at a distance of a few meters to the lower tube opening. When retracting the pipe 1 become the flap parts 7 brought into vibration by the Aufsatzrüttler, resulting in an additional compression of the contents.

Bei diesem Verfahren ist sichergestellt, dass die Säule eine definierte Menge von Füllgut enthält.at This method ensures that the column has a defined amount of filling contains.

In einem weiteren Verfahren kann der Durchmesser der Füllgutsäule im Boden dadurch vergrößert werden, dass die Vorrichtung innerhalb des Säulenquerschnittes mindestens ein weiteres Mal abgesenkt wird. Das Absenken kann dabei auf die volle Länge der Säule erfolgen oder nur auf einen Teilbereich der Säule. Im letzteren Fall hat dies zur Folge, dass die Säule dann im oberen Bereich einen größeren Durchmesser erhält als im unteren Bereich. Durch das mehrmalige Befahren der Säule mit der Vorrichtung wird neben einer Säulenvergrößerung auch eine Verdichtung des Füllgutes erreicht.In Another method may be the diameter of the column of contents in the soil be increased by that the device within the column cross-section at least is lowered again. The lowering can on the full length the column carried out or only on a portion of the column. In the latter case has As a result, the column then in the upper area a larger diameter receives as in the lower area. By repeatedly driving the column with The device is in addition to a column enlargement and a compression of the contents reached.

In einer weiteren Verfahrensvariante wird zunächst die leere Vorrichtung bis auf die gewünschte Endtiefe L1 in den Boden eingebracht. Nun wird durch Steuerung des beweglichen Verschlusses 14 Füllgut über die Aufweitung 3 in das Rohr 1 eingebracht. Dabei kann das Rohr 1 teilgefüllt oder vollständig gefüllt sein. Unter Aufbringen von Schwingungen und gegebenenfalls auch unter Zugabe von Druckluft wird die Vorrichtung um eine Strecke aus dem Boden gezogen, die kleiner ist als die Säulenlänge L1. Dabei öffnet sich die Verschlussklappe 5 mit ihren Klappenteilen 7 und es tritt das Füllgut durch die untere Öffnung des Rohres 1 aus. Nun wird die Vorrichtung erneut nach unten bewegt, wobei sich durch die schräge Anstellung der Klappenteile 7 die Verschlussklappe 5 wieder schließt, wenn sie auf bereits eingebrachtes Füllgut stößt. Diese geschlossene Verschlussklappe 5 wird weiter nach unten bewegt bis sie in das bereits eingebrachte Füllgut eingedrungen ist und dieses verdichtet bzw. unter Vergrößerung des Durchmessers zur Seite drückt. Diese Schritte werden nun mehrmals nach dem Prinzip des Pilgerschrittes durchgeführt bis gesamte Vorrichtung wieder aus der Bohrung herausgezogen ist. Auf diese Weise ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen sogenannten Rüttelstopfvorgang auszuführen. In dieser Ausführungsvariante kann es zweckmäßig sein, dass nicht nur der Schütttrichter 13 einen beweglichen Verschluss 14 erhält, sondern auch die Aufweitung 3 einen beweglichen Verschluss 15.In a further variant of the method, initially the empty device is introduced into the soil down to the desired final depth L1. Now, by controlling the movable shutter 14 Contents over the widening 3 in the pipe 1 brought in. The tube can 1 partially filled or completely filled. By applying vibrations and possibly also with the addition of compressed air, the device is pulled out of the ground by a distance which is smaller than the column length L1. This opens the flap 5 with their flap parts 7 and it enters the contents through the lower opening of the tube 1 out. Now the device is moved down again, being characterized by the oblique employment of the flap parts 7 the flap 5 closes again when it encounters already introduced contents. This closed flap 5 is further moved down until it has penetrated into the already introduced contents and this compacts or pushes enlarging the diameter to the side. These steps are now performed several times according to the principle of the pilgrim step until the entire device is pulled out of the hole again. In this way it is possible to carry out a so-called Rüttelstopfvorgang with the device according to the invention. In this embodiment, it may be appropriate that not only the hopper 13 a movable shutter 14 receives, but also the expansion 3 a movable shutter 15 ,

Damit eine sichere und vollständige Verfüllung des Hohlraums beim Herausziehen der Vorrichtung gewährleistet ist, kann im Bereich der Aufweitung 3 oder im Rohr 1 eine Füllstandskontrolle erfolgen. Dies erfolgt nach bekannten Methoden. Füllstandsmessungen erfolgen beispielsweise über Druckaufnehmer oder Elektroden im Rohr, über Ultraschallmessungen oder Änderung von elektromagnetischen Feldern.So that a secure and complete backfilling of the cavity when pulling out the device is ensured, can in the area of the expansion 3 or in the pipe 1 a level control done. This is done by known methods. Level measurements take place, for example, via pressure transducers or electrodes in the pipe, via ultrasonic measurements or changes in electromagnetic fields.

Ebenso geeignet ist die Überwachung des Füllgutes in der Aufweitung 3 über eine Videokamera. Dabei wird das kontinuierliche Absinken des Füllstoffspiegels beobachtet.Also suitable is the monitoring of the contents in the expansion 3 via a video camera. The continuous decrease in the filler level is observed.

In einem weiteren Herstellverfahren für die Säulen wird über das Rohr 1 mit der geschlossenen Verschlussklappe 5 eine Hülle 20 gezogen. Diese passt entweder knapp anliegend auf das Rohr 1 oder sie hat einen größeren Durchmesser als das Rohr 1. Die unten geschlossene Hülle 20 oder 21 besteht entweder aus wasserdichtem oder wasserdurchlässigem Material. Bevorzugt werden zugfeste Hüllen, Kunststofffolien aus Geweben wie Geotextil, netzartigen Materialien und Gitter wie Geogitter aus Kunststoffen. In sehr weichen Boden wird der Durchmesser der Säulen auf diese Weise begrenzt, die Füllstoffmenge wird optimiert und die innere Stabilität der Säulen erhöht. Die Hülle 20 wird entweder vor dem Einbringen der Vorrichtung über das Rohr 1 gezogen oder die Vorrichtung taucht in die längenmäßig gefaltete Hülle 21 ein, die an der Erdoberfläche in einen Gestell gehalten wird.In another manufacturing process for the columns is over the pipe 1 with the closed flap 5 a case 20 drawn. This fits either fitting close to the pipe 1 or it has a larger diameter than the tube 1 , The shell closed at the bottom 20 or 21 is made of either waterproof or water-permeable material. Preferred are tensile sheaths, plastic films made of fabrics such as geotextile, netzarti materials and grids such as geogrids made of plastics. In very soft soil, the diameter of the columns is limited in this way, the amount of filler is optimized and the internal stability of the columns is increased. The case 20 is either before the introduction of the device on the pipe 1 pulled or the device dives into the lengthwise folded sheath 21 a, which is held on the earth's surface in a frame.

Das Einbringen von Füllgut in die Hülle 20, 21 erfolgt auf gleiche Weise wie ohne Hülle. Entweder wird die Vorrichtung beim Füllen kontinuierlich zurückgezogen oder es wird unter Ausführung von Pilgerschnitten so lange Füllgut in die Hülle eingebracht, bis sie prall gefüllt ist.The introduction of contents in the shell 20 . 21 takes place in the same way as without sheath. Either the device is continuously withdrawn during filling or it is introduced under execution of pilgrim cuts so long contents in the shell until it is filled up.

Die prall gefüllte Hülle hat den Vorteil, dass die Säule bei Belastung geringere Verformungen erleidet, als teilgefüllte Hüllen oder ohne Hülle ausgeführte Säulen.The bulging Shell has the advantage that the column Under load less deformations suffers, as partially filled cases or without sheath executed Columns.

Claims

Apparatus for introducing fillings such as concrete, mortar, lime, gravel, sand, crushed stone or dry mortar into soft or displaceable soils for the production of vertical columns consisting of - a pipe ( 1 ), - an air-side expansion ( 3 ) fixed to the pipe ( 1 ), - a Aufsatzrüttler arranged on the air side ( 2 ), which essentially oscillations in the axis-parallel direction of the tube ( 1 ) and at the widening ( 3 ) enters its vibrating energy, - one or more air ducts ( 4 ), from the air side of the device to the earth-side region of the tube ( 1 ) and at intervals ( 16 ) from the pipe end at least one outlet opening ( 10 ), - one at the earth-side end of the tube ( 1 ) arranged closure flap ( 5 ), whose flap parts ( 7 ) over joints ( 6 ) with the pipe ( 1 ) are movably connected and in the closed state at least in a sectional plane is conical, - and the closure flap ( 5 ) of at least two movable flap parts ( 7 ), and - the movable flap parts ( 7 ) of the closure flap ( 5 ) at least in the interior curved surfaces ( 8th ), which are curved in the open state substantially approximately in the same direction as the inner wall of the tube ( 1 ), in order to constrict the outlet area as little as possible in the open state, - and the flap parts ( 7 ) are bent in a substantially circular manner, - and the vertical generatrices ( 11 ) of the flap parts ( 7 ) in the planes of the joints to the vertical generatrix ( 12 ) of the pipe ( 1 ) form an angle α in the open state by stops, which is between 5 ° and 30 °.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the closure flap ( 5 ) is largely tight in the closed state.

Device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the closed closure flap ( 5 ) substantially corresponds to a cone sheath.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a hopper ( 13 ) arranged relative to the expansion ( 3 ) is fixed immovable or movable.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the emptying of the hopper ( 13 ) freely or by a movable closure ( 14 ) is controlled.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that between expansion ( 3 ) and pipe ( 1 ) a movable shutter ( 15 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Füllgutstand in the expansion ( 3 ) and / or in the pipe ( 1 ) is checked by means of an optical, mechanical or electrical control system.

Method for introducing contents into soft or displaceable trays for the production of vertical columns with the aid of the device according to one of claims 1 to 7, characterized in that - in step A the device is applied by applying vibrations and with or without application of additional contact forces in empty condition and with closed flap ( 5 ) is brought to final depth L1, - that in a step B of the hopper ( 13 ), the expansion ( 3 ) and the pipe ( 1 ) is filled with contents at least with the amount that the volume displaced in the soil can be completely filled, - and that in a step C, the device by applying vibrations from the Aufsatzrüttler ( 2 ) is withdrawn, wherein the flap ( 5 ) opens and contents with or without addition of compressed air at the earth-side end of the tube ( 1 ) and the closure flap ( 5 ) is taken upwards, and - that in a step D, a filled with filling, first column in the ground with the length L1 is formed - and that within the cross section of the first column produced the steps A to C are carried out at least once again, wherein the device retracts to at least a portion of the length L1 and that thereby the previously introduced contents is displaced and / or compressed.

Method for introducing contents into soft or displaceable trays for the production of vertical columns with the aid of the device according to one of claims 1 to 7, characterized in that - in step A the device is applied by applying vibrations and with or without application of additional contact forces in empty condition and with closed flap ( 5 ) is brought to final depth L1, - that in a step B of the hopper ( 13 ), the expansion ( 3 ) and the pipe ( 1 ) is filled with contents at least with the amount that the volume displaced in the soil can be completely filled, - and that in a step C, the device by applying vibrations from the Aufsatzrüttler ( 2 ) is withdrawn by a distance which is smaller than the column length L1, wherein the closure flap ( 5 ) opens and contents with or without addition of compressed air at the earth-side end of the tube ( 1 ) and the closure flap ( 5 ) and that in a step D the device is moved downwards with or without the application of vibrations and with or without the application of additional contact forces, whereby the flap parts ( 7 ) of the closure flap ( 5 ) and this penetrates into the already introduced into the bore filling material to displace this and 1 or to compress, - and that the steps C and D are repeated at a higher level in the pilgrim step method until the device is removed from the ground ,

A method according to claim 8 or 9, characterized in that upon retraction of the device the tube ( 1 ) by actuation of closure elements ( 14 ) at the hopper ( 13 ) and / or closure elements ( 15 ) at the widening ( 3 ) is not complete, but only partially provided with contents.

Method according to one of claims 8 to 10, with a device according to one of claims 1 to 7, characterized in that prior to introduction of the bottom closed device, this at least on a part of the tube ( 1 ) with a watertight or water-permeable shell ( 20 ), which consists of plastic films, grids, nets, fabrics and in particular of geotextiles or geogrids.

Method according to one of claims 8 to 11, with a device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tube ( 1 ) with closed flap ( 5 ) penetrated into the ground by a downwardly closed, lengthwise folded envelope ( 21 ), which is located in a frame on the earth's surface and that upon penetration of the tube ( 1 ) in the bottom of the envelope ( 21 ) is taken to final depth.