DE1059846B

DE1059846B - Methods and devices for preventing and / or consolidating terrain slides

Info

Publication number: DE1059846B
Application number: DEI13268A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Techn Christ Veder
Original assignee: I C O S IMPRESA DI COSTRUZIONI
Current assignee: I C O S IMPRESA DI COSTRUZIONI
Priority date: 1957-05-24
Filing date: 1957-05-24
Publication date: 1959-06-18

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf Vorrichtungen zur Verhinderung und bzw. oder Konsolidierung von Geländerutschen. Insbesondere bezieht sie sich auf Fließerscheinungen entlang bereits vorhandener Gleitflächen mit vorwiegend rascher und plötzlich eintretender Bewegung, wobei eine höherliegende Schicht felsiger Natur oder aus Lockergestein auf einer tieferliegenden Schicht rutscht und wobei sich gegebenenfalls zwischen beiden Lagen eine Gleitschicht befindet. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf den Fall des fortgesetzten Fließens einer plastischen heterogenen Masse auf einer ungleichförmigen Fläche. Die Bewegung ist dabei im allgemeinen langsam, jedoch kann es örtlich auch zu plötzlichen Verschiebungen kommen. Das sich in Bewegung befindliche Material ist von dem, welches die feste Unterlage bildet, verschieden. The present invention relates to a method and devices for preventing and or or consolidation of terrain slides. In particular, it relates to flow phenomena along existing sliding surfaces with predominantly rapid and sudden movement, with a higher layer of rocky nature or loose rock on a lower layer slips and there is possibly a sliding layer between the two layers. Continue to refer the present invention addresses the case of continued flow of a plastic heterogeneous Mass on a non-uniform surface. The movement is generally slow, but it can be there are also sudden shifts locally. The material in motion is different from that which forms the solid base.

Es ist bekannt, daß das Problem der Bergrutsche von außerordentlicher Bedeutung ist. Zur Verhinderung oder Konsolidierung von Geländerutschen wurde bisher ein Einbau von Drainagen zur Austrocknung der von Wasser durchtränkten Schichten, welche eine Neigung zum Rutschen aufweisen, vorgenommen. Diese bekannte Drainierung des Geländes erfordert umfangreiche Erdarbeiten. Bei schwach durchlässigem Boden müssen im übrigen sehr viele Drainagerohre verlegt werden. Diese Rohre erfordern eine ständige Wartung, um eine Verstopfung zu vermeiden. Eine Ableitung von Feinstteilchen in der Drainage kann ferner zu Auswaschungen und gefährlichen Rißbildungen im Boden führen.It is known that the problem of landslides is extremely important. To prevent or consolidation of terrain slides was previously an installation of drainages to dry out the layers soaked in water, which have a tendency to slide. This well-known drainage of the site requires extensive earthworks. With poorly permeable In addition, a large number of drainage pipes have to be laid on the ground. These pipes require a constant Maintenance to avoid clogging. A discharge of fine particles in the drainage can also lead to leaching and dangerous cracking in the soil.

Weiterhin wurde eine Austrocknung durch das Elektroosmoseverfahren vorgenommen. Bei diesem Verfahren wurden mindestens zwei elektrische Leiter in den Boden eingeführt und mit je einem Pol einer Gleichstromquelle verbunden. Durch die Einwirkung dieses Stromes wurde das Porenwasser des zum Rutschen neigenden Materials zur Kathode geleitet, an dieser Stelle gesammelt und abgepumpt.Furthermore, drying was carried out by means of the electroosmosis process. With this one Procedure, at least two electrical conductors were inserted into the ground and one with one pole each DC power source connected. By the action of this current, the pore water of the zum Material with a tendency to slide is passed to the cathode, collected at this point and pumped out.

Eine weitere Möglichkeit der Konsolidierung besteht in einer Bepflanzung der gefährdeten Gebiete, wobei durch tiefreichende Wurzeln eine Befestigung erreicht werden kann. Hierbei bleibt aber ein Erfolg oft aus, da die Pflanzen zu lange Zeit benötigen, um Wurzeln zu entwickeln, die stark genug sind, um das Rutschen zu verhindern. Meistens wird die Einpflanzung durch das Rutschen vernichtet.Another possibility of consolidation is to plant the endangered areas, attachment can be achieved through deep roots. But this remains a success often because the plants are taking too long to develop roots strong enough to support that To prevent slipping. Most of the time, the implantation is destroyed by sliding.

Auf Grund eingehender Untersuchungen konnten neue Erkenntnisse gewonnen werden, die in überraschender Weise eine Lösung des Problems ergeben.On the basis of detailed investigations, new findings could be obtained, which in surprising Way to find a solution to the problem.

Im allgemeinen wird als Ursache eines Geländerutsches eine Störung des Gleichgewichtes des Bodens angenommen, die hauptsächlich auf eine Zunahme des Verfahren und VorrichtungenIn general, the cause of a terrain slip is a disturbance of the equilibrium of the ground believed mainly due to an increase in procedures and devices

zur Verhinderung und bzw. oderto prevent and or or

Konsolidierung von GeländerutschenConsolidation of terrain slides

Anmelder:Applicant:

I. C. O. S. Impresa di Costruzioni Opere
Specializzate Societä per Azioni,ICOS Impresa di Costruzioni Opere
Specializzate Societä per Azioni,

Mailand (Italien)Milan (Italy)

Vertreter: Dr. F. Zumstein
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann,
^X5 Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4Representative: Dr. F. Zumstein
and Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann,
^X 5 patent attorneys, Munich 2, Bräuhausstr. 4th

Dipl.-Ing. Dr. techn. Christian Veder, Mailand (Italien), ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Dr. techn. Christian Veder, Milan (Italy), has been named as the inventor

spezifischen Gewichtes des Materials infolge von Durchtränkung und auf die Bildung einer schlüpfrigen Schicht zwischen den Bodenschichten zurückzuführen ist. Es wurde nun gefunden, daß schädliche Wasserbewegungen und Quellenbildungen in den Rutschgebieten nicht nur auf die Einwirkung höherliegender Einzugsgebiete und auf die Niederschläge zurückzuführen sind, sondern daß vielmehr eine natürliche elektroosmotische Wanderung des Wassers zwischen den Schichten eine erhebliche Rolle spielt.specific gravity of the material as a result of impregnation and the formation of a slippery Layer is due between the soil layers. It has now been found that harmful Water movements and the formation of springs in the slide areas are not only due to the effects of higher lying areas Catchment areas and are due to the precipitation, but rather that one natural electroosmotic migration of the water between the layers plays a significant role.

Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnungen hingewiesen.Reference is made to the drawings for further explanation.

In Fig. 1 ist eine Berührungszone zwischen zwei Schichten verschiedenartigen Gesteins A und B dargestellt. In Fig. 1, a contact zone between two layers of different types of rock A and B is shown.

Dabei soll die Schichte beispielsweise aus lehmigem Ton mit Kalkgehalt bestehen, während die Schicht B fester Ton ist. Die Schicht B kann auch aus festem, alkalisch reagierendem Schiefer bestehen und die darüberliegende Schichtet, ursprünglich aus gleichem Schiefermaterial, durch Regenwasser stark in rötlichen Ton mit saurer Reagenz zersetzt sein. Durch die bekannten Wanderungserscheinungen von Wasser in Kapillaren auf Grund elektrischer Einflüsse wird ein Fließen F der Flüssigkeit von Schicht B nach Schicht A mit einem damit verbundenen elektroosmotischen Druck erfolgen. Wenn nun wenig Wasser im Gebiet vorhanden ist, verbleibt dieses in der Berührungszone Z der Schichtend und B und verursacht gegebenenfalls eine »Schmierung« zwischen diesen Schichten, wie es in Fig. 2 dargestelltThe layer should consist of loamy clay with lime content, for example, while layer B is solid clay. Layer B can also consist of solid, alkaline-reacting slate and the overlying layer, originally made of the same slate material, has been strongly decomposed by rainwater into a reddish tone with an acidic reagent. Due to the known migration phenomena of water in capillaries due to electrical influences, a flow F of the liquid from layer B to layer A will take place with an associated electroosmotic pressure. If there is little water in the area, it remains in the contact zone Z of the end of the layer and B and possibly causes “lubrication” between these layers, as shown in FIG

909 557/88909 557/88

3 43 4

ist. Ist Wasser in bemerkenswerten Mengen vorhan- Dabei stehen die leitende Spitze und das leitende den, so kann es, wie Fig. 3 zeigt, die obere Gesteins- Rohr über ein Voltmeter miteinander in leitenderis. If water is present in remarkable quantities, the conductive tip and the conductive one stand which, as Fig. 3 shows, the upper rock pipe can be connected to one another via a voltmeter

schicht durchwandern (Fig. 3). Verbindung.walk through the layer (Fig. 3). Link.

In Fig. 4 ist der Fall dargestellt, daß das Wasser Diese Vorrichtung kann abgewandelt werden, wenn längs der Trennfläche der beiden Gesteinsarten A 5 mehrere Meßkontakte erwünscht sind; und zwar wird und B schräg aufwärts steigt und in Form von dann ein isoliertes Rohr mit leitender Spitze verQuellen wieder zutage tritt. Dabei muß die Lage wendet, auf welchem durch die Rohrwandung hinder Quellen nicht unbedingt mit der Trennlinie der durchragende, voneinander isolierte Kontaktringe beiden Schichtend und B zusammenfallen; sie kann angebracht sind, die mit einem verschiebbaren auch in der Schicht A selbst liegen. io Schleifkontakt zusammenwirken, welcher mit derIn Fig. 4 the case is shown that the water This device can be modified if several measuring contacts are desired along the interface between the two types of rock A 5; namely, and B rises obliquely upwards and then emerges again in the form of an insulated tube with a conductive tip. In this case, the position must turn where, through the pipe wall, the sources do not necessarily coincide with the dividing line of the protruding, mutually insulated contact rings at both ends of the layer and B ; they can be attached, which are also in the layer A itself with a movable one. cooperate io sliding contact, which with the

Weiterhin kann sich das Wasser an der Oberfläche leitenden Spitze über ein Voltmeter elektrisch versammeln und einen Tümpel bilden, wie in Fig. 5 dar- bunden ist.Furthermore, the water can collect electrically on the surface conductive tip via a voltmeter and form a pool, as shown in FIG.

gestellt. Dieser Tümpel kann beständig sein und Die Messungen des Potentials zwischen den beidenposed. This pool can be permanent and The measurements of the potential between the two

durch die fortwährende elektroosmotische Wasser- Bodenschichten werden insbesondere an einigendue to the continuous electroosmotic water-soil layers are in particular on some

zufuhr gespeist werden. 15 charakteristischen Punkten des Abhanges oder derfeed are fed. 15 characteristic points of the slope or the

Die vorstehend dargestellten Vorgänge sind Rutschung durchgeführt, wie beispielsweise in der größtenteils Ursache von Geländerutschen. Wenn an Umgebung von Quellen (bergwärts und talwärts der Abhängen (oben, in der Mitte oder am Fuß) Bau- Quellen), in der Mitte des oberen Teiles der Rutwerke erstellt werden sollen, so ist die Untersuchung schung, in der Mitte des unteren Teiles der Rutschung des Bodens von großer Wichtigkeit. Das gleiche gilt, 20 und, falls die Rutschung weitere charakteristische wenn in der Nähe von Abhängen z. B. ein Straßen- Punkte aufweist, auch an diesen,
oder Bahnbau vorgenommen wird und beispielsweise Die Messungen werden zweckmäßigerweise entlang die Stabilität eines Abhanges durch Erosion gefährdet der Längsachse der Rutschung oder entlang von ist oder wenn auf Abhängen Abholzungen vorgenom- deren seitlichen Rändern durchgeführt. Darüber hinmen worden sind. An der Geländeoberfläche ist dabei 35 aus kann es vorteilhaft sein, auch Messungen zwiauf Anzeichen zu achten, die auf das Vorhandensein sehen der Gleitfläche und der höher gelegenen Schicht oder die Bildung von Quellen und kleinen Seen durchzuführen. Auf Grund dieser Messungsergebnisse schließen lassen. kann man die elektroosmotische Steighöhe desThe operations outlined above are carried out landslide, such as in the mostly cause of terrain slides. If building springs are to be created in the vicinity of springs (uphill and downhill on the slopes (above, in the middle or at the foot)) in the middle of the upper part of the structures, the investigation is to be carried out in the middle of the lower part the landslide of great importance. The same applies, 20 and, if the landslide is more characteristic when near slopes z. B. has a road point, also at these,
or railway construction is carried out and, for example, the measurements are expediently carried out along the stability of a slope due to erosion, the longitudinal axis of the landslide or along or if deforestation is carried out on slopes, its lateral edges. Have been adamant about it. On the surface of the terrain, it can be advantageous to also pay attention to the signs that see the presence of the sliding surface and the higher layer or the formation of springs and small lakes. Let us conclude on the basis of these measurement results. one can determine the electroosmotic rise of the

Bestehen solche Anzeichen, so werden gemäß der Wassers mit Hilfe bekannter Formeln errechnen.If there are such signs, the water is calculated with the help of known formulas.

Erfindung zwischen vorhandenen verschiedenartigen 30 Es liegt im Rahmen der Erfindung, die verschie-Invention between existing different types of 30 It is within the scope of the invention that the different

Bodenschichten zunächst die elektrischen Potentiale denen Untersuchungen mit den durch SondierungenSoil layers first the electrical potentials which investigations with the by probing

in der weiter unten beschriebenen Weise gemessen. des Gebietes erhaltenen Proben im geotechnischenmeasured in the manner described below. geotechnical samples obtained from the area

Um nun den elektroosmotischen Fluß zu verhindern, Laboratorium durchzuführen.In order to prevent the electroosmotic flow now, carry out the laboratory.

wird hierauf erfindungsgemäß das zwischen einer An Hand von Fig. 6 bis 8, die schematisch Vor-is thereupon according to the invention between a reference to Fig. 6 to 8, the schematically pre

höherliegenden, gegebenenfalls rutschenden Boden- 35 richtungsbeispiele zur Durchführung des vorliegendenhigher-lying, possibly slipping floor examples for carrying out the present

schicht und einer tieferliegenden Bodenschicht vor- Verfahrens darstellen, soll die Erfindung nochmalsLayer and a deeper soil layer represent before the method, the invention is intended again

handene elektrische Potential durch Verbindung der erläutert werden.existing electrical potential can be explained by connecting the.

Schichten mittels elektrischer Leiter ausgeglichen. Wie Fig. 6 zeigt, wird mittels eines Rohres 1 eineLayers balanced by means of electrical conductors. As FIG. 6 shows, a tube 1 is a

Es liegt im Rahmen der Erfindung, zusätzlich zu mit einer Metallspitze 3 versehene Elektrode 2 in denIt is within the scope of the invention, in addition to provided with a metal tip 3 electrode 2 in the

dieser Maßnahme eine an sich bekannte Zementinji- 40 Boden hineingeschlagen, und zwar derart, daß diethis measure a per se known cement injection 40 ground hammered in such a way that the

zierung vorzunehmen. Weiterhin kann zusätzlich zur Metallspitze 3 die Schicht B erreicht, während derdecoration. Furthermore, in addition to the metal tip 3, the layer B can be reached during the

ersten Maßnahme eine an sich bekannte Elektro- Elektrodenschaft im wesentlichen in der Schichtefirst measure a known electro-electrode shaft essentially in the layer

konsolidierung (nach Casagrande) durchgeführt verbleibt. Im dargestellten Beispiel hat die Elek-Consolidation (according to Casagrande) remains. In the example shown, the elec-

werden. Es ist selbstverständlich, daß man als elek- trode 2 eine Gesamtlänge von etwa 3 m. Die Spitze 3will. It goes without saying that an overall length of about 3 m is used as the electrode 2. The tip 3

irische Leiter Elektroden verwenden kann, die nicht 45 ist etwa 90 cm lang, und der Durchmesser der Elek-Irish conductor can use electrodes that are not 45 is about 90 cm long, and the diameter of the elec-

polarisierbar sind. Ferner kann auch korrosionsfestes trode beträgt an der breitesten Stelle der Spitze 3are polarizable. Corrosion-resistant trode can also be used at the widest point of the tip 3

Material verwendet werden. etwa 40 mm. Der Durchmesser des Rohres ist etwaMaterial to be used. about 40 mm. The diameter of the tube is about

Beim Einbringen der elektrischen Leiter beginnt Iy₂ Zoll, derjenige des Elektrodenschaftes etwaWhen inserting the electrical conductor, Iy ₂ inches begins, that of the electrode shaft approximately

man vorzugsweise am oberen Teil der Rutschzone 10 mm. Das Rohr 1 wird wieder aus dem Bodenpreferably 10 mm at the top of the slip zone. The pipe 1 will come out of the ground again

oder des Abhangs, indem man etwa mit Hilfe des 50 herausgezogen, und die Elektrode, die bereits nachor the slope, pulled out by about using the 50, and the electrode that is already after

Schlagbohrverfahrens Metallstangen in Abständen kürzester Zeit eine Trocknung des Geländes bewirkt,Impact drilling method of metal rods causes the site to dry out at intervals of a very short time,

von 1 bis 3 m eintreibt. Die Metallstangen sind nach verbleibt im Boden.Drives in from 1 to 3 m. The metal bars are after remains in the ground.

einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in Zur Messung des Potentials zwischen den zwei Form eines Rohres ausgebildet, das eine stabförmige Bodenschichten wird die in Fig. 7 schematisch dar-Metallelektrode, gegebenenfalls aus Eisen, umgibt, 55 gestellte Sonde verwendet. Diese Sonde besteht aus die eine pfeilförmige Spitze aufweist, auf der das einem leitenden Rohr 4 aus Metall, welches mit einer Rohr aufsitzt. Durch Beobachtung der in der be- Isolierung, beispielsweise aus Gummi 5, versehen ist. handelten Zone erreichten Trockenlegung werden nach In das Rohr 4 ist am unteren Ende eine leitende und nach die optimalen Abstände für die Einbringung Spitze 6 isoliert eingelassen; ferner ist an ihm ein der Metallstangen in der gesamten Rutschzone fest- 60 die Isolierung 5 unterbrechender Kontaktring 7 angelegt, geordnet. Die Sonde wird mit der leitenden Spitze 6an advantageous embodiment of the invention in To measure the potential between the two In the form of a tube, which has a rod-shaped bottom layer, the metal electrode is shown schematically in FIG. 7, if necessary made of iron, surrounds, 55 placed probe used. This probe consists of which has an arrow-shaped tip on which a conductive tube 4 made of metal, which with a Pipe sits on. By observing the insulation, for example made of rubber 5, is provided in the loading area. In the pipe 4 is a conductive zone at the lower end and insulated after the optimal distances for the introduction of the tip 6; furthermore there is a in him of the metal rods in the entire slip zone - 60 the insulation 5 interrupting contact ring 7 applied, orderly. The probe comes with the conductive tip 6

Zur obenerwähnten, zunächst vorgenommenen Mes- durch die Rutschfläche hindurch in die Schicht B sung des elektrischen Potentials zwischen den zwei derart eingeschlagen, daß der Kontaktring 7 im Bodenschichten wird gemäß weiterer Ausgestal- Bereich der Schicht^ verbleibt. Das zwischen der tung der Erfindung eine Vorrichtung benützt, die aus 65 Spitze 6 und dem Kontaktring 7 vorhandene Poteneiner als leitendes Rohr ausgebildeten Sonde besteht, tial wird mit einem Voltmeter 8 gemessen. Selbstin welches am unteren Ende eine leitende Spitze ein- verständlich ist dieses Voltmeter mit der Spitze 6 und gelassen ist und welches mit einer Isolierung um- dem Kontaktring 7 leitend verbunden,
geben ist, die eine Unterbrechung durch einen Kon- In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der taktring aufweist. 70 erfindungsgemäßen Sonde dargestellt, bei welcherFor the above-mentioned, initially undertaken measurement through the sliding surface into the layer B solution of the electrical potential between the two hammered in such a way that the contact ring 7 remains in the bottom layers according to the further design area of the layer ^. That between the device of the invention a device is used, which consists of 65 tip 6 and the contact ring 7 existing potential of a probe designed as a conductive tube, tial is measured with a voltmeter 8. Even in which a conductive tip is understood at the lower end, this voltmeter with the tip 6 and is left and which is conductively connected to an insulation around the contact ring 7,
in Fig. 8 is a further embodiment of the clock ring has. 70 probe according to the invention shown in which

Claims

several mutually insulated contact rings 7 are present. This device is used to measure the potential between the lower layer B and the upper layer A at different depths. Inside the probe is a sliding contact 9, which can be brought into conductive connection with the various contact rings 7. The voltmeter 8 is connected both to the conductive tip 6 and to the sliding contact 9 for measuring the potential. The method according to the invention is far superior to the known methods, since it does not require any maintenance for the plant. Compared to the electroosmosis process, from which it is fundamentally different, it works without the consumption of electrical energy and prevents the dangerous rush of water directly at the point of origin, i.e. H. at the point of contact between two soil layers. 20 patent claims:

1. A method for preventing and / or consolidating terrain slides, characterized in that an electrical potential present between a higher-lying, possibly slipping floor layer (A) and a lower-lying floor layer (B) by connecting the layers by means of electrical conductors (1 to 3) is balanced.

2. The method according to claim 1, characterized in that in addition a known per se Cement injection is made.

3. The method according to claim 1, characterized in that in addition an electrical consolidation is carried out.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized by a metal electrode (2) as an electrical conductor, which has an arrow-shaped tip (3) at the lower end has on which a tube (1) surrounding the electrode sits.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the metal electrode (2) from Iron is made.

6. Device for measuring the electrical potential between the two soil layers Implementation of the method according to claim 1, characterized in that it consists of a probe in the form of a conductive tube (4), in which a conductive one insulates at the lower end Tip (6) let in and which is surrounded by insulation (5) that has an interruption by a contact ring (7), and that the conductive tip (6) and the conductive tube (4) are in electrical communication with one another via a voltmeter (8).

7. Device according to the type of claim 6, but with an insulated pipe with conductive Point, characterized in that extending through the wall of the tube, from each other isolated contact rings (7) are arranged, which are connected to a sliding contact (9) cooperate, and that the conductive tip (6) with the sliding contact (9) via a voltmeter (8) is electrically connected.

1 sheet of drawings