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Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Dichtungsschürzen im
Untergrund Die Erfindung betrifft außer einer Einrichtung ein Verfahren zum Herstellen
von Dichtungsschürzen im Untergrund, bei dem ein oder mehrere mittels schienenartiger
Eindringkörper im Untergrund hergestellte Schlitze unmittelbar bei ihrer Entstehung
mit thixotroper Flüssigkeit gefüllt werden.
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Nach einem derartigen, bekannten Verfahren werden U-förmige Schienen
zur Erzeugung des Schlitzes liegend in den Boden eingespült. Dieses Verfahren ist
jedoch auf Fein- bis Mittelsand beschränkt und gestattet im übrigen nur die Herstellung
von im wesentlichen lotrechten Schlitzen.
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Die Erfindung bezweckt, diese Einschränkung zu beseitigen, und ihre
Aufgabe besteht darin, außer lotrechten auch geneigte und waagerechte oder etwa
waagerechte Dichtungsschürzen in einfacher Weise herzustellen, und zwar nicht nur
bei Fein- bis Mittelsand, sondern auch bei anderen Böden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß der zur Bildung der Schlitze dienende, vorzugsweise mit einer
Schneide versehene langgestreckte Eindringkörper im wesentlichen zugleich unter
der Wirkung von Rüttelkräften einstellbarer Frequenz und gegebenenfalls einstellbarer
Richtung sowie von aus der Schneide austretenden Spülstrahlen und ferner eines aufsteigenden
Wasserstromes oder, bei entsprechender Beschaffenheit des Untergrundes, nur durch
die Anwendung zweier dieser Maßnahmen in den Untergrund eingebracht wird.
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Zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens dient eine besonders
zweckmäßige Einrichtung, die im wesentlichen aus dem obenerwähnten, im Querschnitt
stromlinienförmigen Eindringkörper besteht, der an seiner Schneide mit einem durch
Druckwasser gespeisten Spüldüsensystem und an seinem gegenüberliegenden Rand mit
einem Rohrsystem zur Verteilung der unter Druck stehenden thixotropen Flüssigkeit
versehen ist, ferner in seinem Innern eine Rüttelvorrichtung enthält, die eine etwa
der Länge des Eindringkörpers entsprechende Welle mit mehreren Exzenterscheibenpaaren
besitzt, von denen jeweils die eine Exzenterscheibe fest auf der Welle aufgekeilt
ist, während die andere Exzenterscheibe mit Hilfe von Rollen oder Walzenlagern lose
auf der Welle sitzt und über ein Differential von der Exzenterscheibe angetrieben
wird.
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Auf den Eindringkörper dieser Einrichtung kann bei Herstellung einer
waagerechten oder in geneigter Ebene liegenden Sohlenschürze zur Erleichterung seiner
Vorwärtsbewegung zusätzlich eine Zugkraft ausgeübt werden.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
Erläuterung einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform der Einrichtung
zur Durchführung des Verfahrens sowie aus den Patentansprüchen. In den Zeichnungen
zeigt Fig. 1 die Einrichtung nach der Erfindung im Längsschnitt nach der Linie B-B
der Fig. 2, Fig. 2 den dazugehörigen Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 1,
Fig. 3 eine Anwendungsform der Erfindung in schematischem Längsschnitt und Fig.
4 den Grundriß zu Fig. 3.
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Nach Fig. 1 und 2 besteht die Einrichtung nach der Erfindung aus einem
in den Baugrund absenkbaren langgestreckten Eindringkörper E von etwa stromlinienförmigem
Querschnitt, der zugleich dazu dient, den von ihm verdrängten Raum unmittelbar mit
thixotroper Flüssigkeit zu füllen. Der Eindringkörper E ist zu seinem Vortrieb im
Untergrund mit einem Düsensystem 1 versehen, das mit Druckwasser gespeist wird und
eine Spülwirkung vor der Schneide 20 hervorruft. Er weist ferner ein Verteilersystem
2 auf, in das thixotrope Flüssigkeit eingepreßt wird und das die thixotrope Flüssigkeit
auf der Rückseite des Eindringkörpers zur Anfüllung des infolge des verdrängten
Bodens entstehenden Hohlraumes austreten läßt.
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Etwa in der Mitte des Eindringkörpers E ist ein aus einem torsionsfesten
Rohr gebildetes Gehäuse 21 für eine Rüttelvorrichtung R angeordnet, die nach einem
bekannten Vorschlag ausgebildet sein kann. Wesentlich ist, daß diese Vorrichtung,
deren Gehäuse 21 den stärksten Querschnitt des Eindringkörpers E bildet, mehrere
Scheibenpaare aufweist, die jeweils aus einer auf der Welle 6 fest aufgekeilten
Scheibe 3 und einer auf Rollen- oder Walzenlagern gelagerten Scheibe 4 bestehen
und auf denen die Exzenter zur Erzeugung der
Fliehkräfte angebracht
sind. Der Antrieb erfolgt durch einen in der Drehzahl regelbaren Elektromotor 5,
dessen Feldwicklung 5 a am Motorgehäuse angebracht ist, während der Anker 5 b auf
der Welle 6 sitzt. Diese Welle 6 treibt unmittelbar die Exzenterscheiben 3 und über
ein Differential 7 mittelbar die Scheiben 4 an. Auf beiden Scheiben befinden sich
die Exzentermassen B. Dadurch, daß diese relativ großen Exzentermassen auf der Welle
6, deren Länge etwa gleich der Länge des Eindringkörpers E ist, auf einer Mehrzahl
von Scheibenpaaren 3, 4 oder, zusammengefaßt, zylindrischen Körpern angeordnet werden,
ist es möglich, trotz des geringen Scheibendurchmessers erhebliche Fliehkräfte zu
erzeugen.
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Das auf der einen Seite des Rüttlergehäuses 21 angeordnete Verteilersystem
2für die thixotrope Flüssigkeit besteht aus einem mitAuslaßöffnungen22 versehenen
Rohr 23, das, ebenso wie ein nach der Schneide 20 zu gelegenes Rohr 24 des Düsensystems
1 oder der Zuführung des als Spülflüssigkeit dienenden Druckwassers, einen kleineren
Durchmesser als das das Gehäuse 21 bildende mittlere Rohr aufweist. Die beiden Rohre
23, 24 sind mit dem Rüttlergehäuse 21 durch die stromlinienförmig geführten Wandungen
25 des Eindringkörpers E sowie durch mittlere Stege 26 zu einem starren Körper verbunden.
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An dem Rohr 23 ist eine Zuführungsleitung 27 für die thixotropeFlüssigkeit
angebracht, während an dem Rohr 24 eine Zuführungsleitung 28 für Preßwasser angeordnet
ist. Zur Zuführung des Stromes zu dem Elektromotor 5 der Rüttelvorrichtung R dient
ein Kabel 29. Für den Auslaß des Preßwassers sind in der Wandung des Eindringkörpers
E kurz oberhalb der Schneide 20 Auslaßdüsen 30 angeordnet.
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Der nach oben gerichtete Strömungsdruck oder der aufsteigende Wasserstrom,
der erfindungsgemäß die Absenkung begünstigt, wird durch Spüllanzen 9 hervorgerufen,
die gemäß Fig. 3 bei Herstellung einer lotrechten oder einer sonstigen Dichtungsschürze
in geeigneten Abständen dicht neben der herzustellenden Schürze, etwa mittels eines
Preßluftgeräts, eingerammt werden. Bei der Anwendungsform nach Fig. 3 sind solche
Spüllanzen entsprechend Fig. 4 zur Erzeugung des nach oben gerichteten Strömungsdruckes
bei der Herstellung einer Sohlenschürze über diese Schürze verteilt angeordnet.
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Gemäß der Erfindung können die obenerwähnten, an sich bekannten drei
Maßnahmen des vorliegenden Verfahrens zusammen angewendet werden, wodurch sich ein
besonders schnelles und einwandfreies Absenken des Eindringkörpers E bei gleichzeitiger
Füllung des freien Schlitzraumes mit thixotroper Flüssigkeit ergibt. Bei locker
gelagerten Böden ist es aber auch möglich, auf eine dieser Maßnahmen zu verzichten
und das Absenken beispielsweise lediglich durch Rüttelung und die Spülwirkung an
der Schneide zu bewirken.
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Eine lotrechte oder andere Dichtungsschürze kann bei Anwendung des
Gerätes nach Fig. 1 in beliebiger Länge hergestellt werden, indem mit geringer gegenseitiger
Überlappung einzelne Streifen der Schürze nacheinander hergestellt werden. Die Dicke
der Schürze hängt von der Breite des verwendeten Eindringkörpers E ab und kann wesentlich
größere Abmessungen erreichen, als dies z. B. beim Seilsägeverfahren möglich ist.
Dieses ist auf eine Schnittbreite von etwa 5 cm beschränkt, weil stärkere Knotenabmessungen
zu unwirtschaftlichen Rollendurchmessern führen würden. Die größere Dicke der Schürze
ist aber, wie ohne weiteres klar ist, vorteilhafter als eine geringere Dicke. Wenn
bei der Herstellung einer Wandschürze der Eindringkörper E durch die erwähnten Maßnahmen
die gewünschte Tiefe erreicht hat und der von dem Eindringkörper E verdrängte Raum
durch thixotrope Flüssigkeit angefüllt ist, wird der Eindringkörper nach oben herausgezogen.
Nur bei dem ersten Teilstück einer längeren Schürze ergeben sich hierbei Schwierigkeiten,
weil die oberhalb des Eindringkörpers befindliche thixotrope Flüssigkeit während
des Ziehens in den unteren Raum nachströmen muß und dafür nicht genügend Reserveraum
zur Verfügung steht. Hierzu werden daher neben dem Ende der Schürze unverrohrte
Bohrungen 33 niedergebracht, die das Umströmen der Flüssigkeit ohne Überfließen
derselben ermöglichen. An Stelle zweier solcher Umleitbohrungen 33, wie sie Fig.
4 zeigt, kann notfalls auch nur eine Umleitbohrung angeordnet werden. Bei den folgenden
Ausführungen erübrigt sich diese Maßnahme, weil das Umströmen durch den bereits
hergestellten Schürzenteil hindurch erfolgt.
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Der Eindringkörper E kann auch zur Herstellung einer waagerechten
oder irgendwie geneigten Sohlendichtung oder -schürze benutzt werden. Dies kann
beispielsweise in der in Fig. 3 und 4 dargestellten Weise in Verbindung mit zwei
Seitenwandschürzen 31 und einer Stirnwandschürze 32 erfolgen. An der Spülwirkung
der Düsen 30 an der Schneide 20 des Eindringkörpers E ändert sich bei waagerechter
Lage desselben nichts, ebensowenig an dem Einpressen der thixotropen Flüssigkeit
auf der Rückseite. Die Rüttelwirkung bleibt ebenfalls bestehen, da der Rüttler R
in den Eindringkörper E eingebaut ist. Durch die Waagerechtstellung des Eindringkörpers
wird seine Wirkung automatisch auf diese Lage abgestellt. Gegebenenfalls kann die
Rüttelvorrichtung aber auch so ausgebildet sein, daß ihre Kraftrichtung einstellbar
ist. Ebenso besteht die Möglichkeit, durch die Spüllanzen 9, die entsprechend Fig.
4 über die Grundrißfläche der Sohlendichtung oder -schürze verteilt angeordnet werden,
den hydraulischen Grundbruch zu erzeugen, damit eine wesentliche Erleichterung beim
Vortrieb des Eindringkörpers erreicht wird. Während für eine lotrechte Schürze der
Eindringkörper unter seinem Eigengewicht absinkt, bedarf es jedoch beim waagerechten
Schnitt der Ausübung einer Zugkraft. Eine diesem Zweck dienende Zugvorrichtung ist
leicht herstellbar, indem, wie Fig.3 und 4 zeigen, z. B. an den Enden der bereits
hergestellten lotrechten Schürzen jeweils ein Träger 11 eingerammt wird und an beiden
Trägern 11 in der Höhe der Schürzenunterkante eine Seilrolle 12 angeordnet wird.
Über diese Seilrolle wird jeweils ein Zugseil 10 geführt, das über Tage waagerecht
umgelenkt wird und zur Ausübung der notwendigen Zugkraft dient.