DE19832935C1 - Method of production high pressure injected building foundation - Google Patents

Method of production high pressure injected building foundation

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Abstract

The method of making a building foundation involves placing at least two parallel rows of high pressure injection piles (A, B, N) with a spacing (X) greater than the pile diameter (d). A further row (3) of injection piles are placed between the previously formed rows and extend to a greater elevation than them.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Baugrubenabdichtungssohle im Grundwasser mit Hilfe des Hochdruckinjektionsverfahrens.The invention describes a method for producing a construction pit waterproofing sole in groundwater using the high pressure injection process.

Bei Baugruben im Grundwasser gibt es unterschiedliche Techniken zur Herstellung einer dichten Baugrubensohle. Zu den teuersten Techniken gehört die Herstellung einer Unter­ wasserbetonsohle. Der Aushub, der unter Wasser durchgeführt werden muß, sowie die Herstellung der Auftriebssicherungselemente von Pontons aus machen dieses Verfahren sehr teuer.In construction pits in groundwater, there are different techniques for producing one dense construction pit sole. One of the most expensive techniques is making a sub reinforced concrete sole. The excavation, which must be carried out under water, as well as the Manufacture of the anti-buoyancy elements from pontoons make this process very expensive.

Eine preiswertere Lösung ist die Herstellung einer Abdichtungssohle mit Hilfe des Hoch­ druckinjektionsverfahrens. Hierzu werden in einem Raster Bohrungen abgeteuft und über ein rotierendes Gestänge mit einer horizontal gerichteten Düse am Gestängeende zahlrei­ che sich überschneidende Hochdruckinjektionskörper gedüst. Dabei handelt es sich im wesentlichen um einzelne Säulen, die im Abstand so nahe zueinander angeordnet wer­ den, daß sie sich unter Einbeziehung von Bohrungenauigkeiten dennoch ausreichend überlappen und infolgedessen zwischen den einzelnen Säulen keine Zwickel entstehen, in denen sich noch Boden befindet. Etwaige Zwickel mit Bodeneinschlüssen sind in der Regel die Ursachen für undichte Sohlplatten. Die bisher nach dem Stand der Technik ausgeführten Hochdruckinjektionssohlen werden so hergestellt, daß zunächst eine Reihe von Säulen hergestellt wird und dann unmittelbar an diese bereits hergestellten Säulen eine neue Säulenreihe angeordnet wird. Dazu werden die einzelnen Säulen einer Reihe "naß in naß" geschnitten, d. h. man wartet nicht ab, bis einzelne Säulen erhärtet sind. Dies ist verfahrenstechnisch auch schwer realisierbar, da sonst das Bohrgerät, welches die Injektionsbohrungen herstellt, wesentlich größere Fahrstrecken zurücklegen müßte, was zu einer Verteuerung des Verfahrens führen würde. A cheaper solution is to make a waterproofing sole using the high pressure injection process. For this purpose, holes are drilled in a grid and over a rotating boom with a horizontally directed nozzle at the end of the boom overlapping high-pressure injection bodies. It is in the essentially about individual columns that are arranged so close to each other the fact that they are still sufficient, including drilling inaccuracies overlap and consequently there are no gussets between the individual columns, in which there is still ground. Any gussets with inclusions are in the Rule the causes of leaky base plates. So far according to the state of the art executed high pressure injection soles are manufactured so that first a row is produced by columns and then directly to these already manufactured columns a new row of columns is arranged. To do this, the individual columns of a row cut "wet on wet", d. H. one does not wait until individual pillars have hardened. This is also difficult to implement from a process engineering point of view, otherwise the drilling rig which the Manufactures injection holes, which would have to cover much longer distances would make the procedure more expensive.  

Die DE 196 04 523 A1 beschreibt eine Technik, bei der die Sohle in Teilbereichen über und unter die eigentliche Sohlplatte reicht. Diese Verdickung führt zwar an den Stellen, wo Zugelemente verankert sind, möglicherweise zu höherer Dichtigkeit der Sohle, insbeson­ dere auch dadurch, daß die Sohlplatte eben dicker wird, aber diese Verdickungen sind nur dazu da, die aufnehmbaren Verbundkräfte zu erhöhen. Etwaige Abdichtungseffekte sind nur punktuell im Bereich von Zugelementen.DE 196 04 523 A1 describes a technique in which the sole is over and in parts extends under the actual sole plate. This thickening leads to where Traction elements are anchored, possibly to a higher tightness of the sole, in particular also because the sole plate just gets thicker, but these thickenings are only there to increase the absorbable composite forces. Any sealing effects are only selectively in the area of tension elements.

In der DE 195 25 724 C1 sind Verstärkungsbereiche 46 gezeigt, welche die Dichtigkeit der Sohle 11 im Bereich der Durchdringungen 42 erhöhen sollen.DE 195 25 724 C1 shows reinforcement areas 46 which are intended to increase the tightness of the sole 11 in the area of the penetrations 42 .

Die Verstärkungen 46 können als Penetrationsinjektion ausgeführt werden oder aus dem gleichen Material bestehen wie die Sohle 11. Die Verstärkungen 46 dienen dazu, die Sickerwege im Bereich der Durchdringungen 42 für die Zugpfähle zu verlängern. Da die Durchdringungen 42 im Abstand von mehreren Metern liegen, bringen diese Verstärkun­ gen für die freien Felder zwischen den Zugpfählen keine systematische Erhöhung der Dichtigkeit der Sohle selbst. Außerdem werden die Verstärkungen zweckmäßigerweise erst im Zuge der Herstellung der Auftriebspfähle hergestellt, da man nur so sicher ist, daß die Verstärkung an der Durchdringungsstelle liegt und nicht seitlich davon, denn bei der Herstellung der Auftriebspfähle ist mit Abweichungen in der Bohrgenauigkeit zu rechnen und man würde bei vorheriger Herstellung zum Beispiel während der Sohlherstellung diese verstärkten Stellen nicht genau treffen.The reinforcements 46 can be designed as a penetration injection or consist of the same material as the sole 11 . The reinforcements 46 serve to extend the seepage paths in the area of the penetrations 42 for the tension piles. Since the penetrations 42 lie at a distance of several meters, these reinforcements do not systematically increase the tightness of the sole itself for the free fields between the tension piles. In addition, the reinforcements are expediently only produced in the course of the production of the buoyancy piles, since this is the only way to ensure safety is that the reinforcement lies at the point of penetration and not to the side of it, because deviations in the drilling accuracy are to be expected during the manufacture of the buoyancy piles and one would not exactly hit these reinforced points during previous manufacture, for example during the manufacture of the sole.

Führt man nun das Hochdruckinjektionsverfahren zur Herstellung einer Sohlplatte nach der bekannten Technik durch, so werden alle Säulen bevorzugt in einer Ebene und mit der gleichen Höhe hergestellt. Erfahrungen haben dabei gezeigt, daß Fehlstellen bevorzugt an den Zwickeln auftreten, an denen sich drei Säulen schneiden. So eine charakteristische Fehlstelle ist in Fig. 3 dargestellt. If one now carries out the high-pressure injection process for producing a base plate according to the known technique, all the columns are preferably produced in one plane and at the same height. Experience has shown that defects appear preferentially on the gussets where three pillars intersect. Such a characteristic defect is shown in FIG. 3.

Insbesondere dann, wenn die im vorhergegangenen Arbeitsgang hergestellten Säulen schon erhärtet sind, ist ein Einschneiden in die vorher hergestellten Säulen nicht mehr möglich. Auf diese Weise entsteht nur ein Körper, wie er schraffiert in Fig. 3 eingetragen ist. Wenn auf diese Weise Einschlüsse entstehen, so stellen diese eine direkte Verbin­ dung von Bereichen unterhalb der Sohle mit Bereichen oberhalb der Sohle dar (Schnitt in Fig. 3).In particular, if the columns produced in the previous step have already hardened, cutting into the columns previously produced is no longer possible. In this way, only a body is created, as hatched in FIG. 3. If inclusions occur in this way, they represent a direct connection of areas below the sole with areas above the sole (section in FIG. 3).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtigkeit einer Abdichtungssohle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu erhöhen.The invention has for its object the tightness of a waterproofing sole to increase the preamble of claim 1.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved with the method according to claim 1.

Besondere Ausführungsarten sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.Special embodiments are the subject of claims 2 to 5.

Mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 werden bei etwaigen Bodeneinschlüssen in der Sohlplatte die Sickerwege für das Wasser aus Bereichen unterhalb der Sohle verlän­ gert.With the method according to claim 1 in case of inclusions in soil the bottom plate extend the seepage paths for the water from areas below the sole device.

Die Lösung der Aufgabe wird anhand der Fig. 1 und 2 erläutert.The solution to the problem is explained with reference to FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt den Grundriß eines Säulenfeldes, welches im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird. Fig. 1 shows the floor plan of a column field, which is produced in the inventive method.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Säulenfeld. Fig. 2 shows a section through an inventive column field.

Fig. 3 zeigt einen Grundriß eines Säulenfeldes, welches nach dem gegenwärtigen Stand der Technik hergestellt wird. Figure 3 shows a plan view of a pillar array made in accordance with the current state of the art.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Säulenreihe A hergestellt, bei der die einzelnen Säulen die üblichen Überschneidungswerte besitzen. Anschließend wird eine zur Säulenreihe A beabstandete Säulenreihe B hergestellt, bei der wiederum die üblichen Überschneidungswerte eingehalten werden. Je nach Größe der Baustelle kann es zweckmäßig sein, noch weitere Reihen N im gleichen Abstand herzustellen.In the method according to the invention, a column row A is first produced, in which the individual columns have the usual overlap values. Then will a column row B spaced apart from the column row A, in which in turn the usual overlap values are observed. Depending on the size of the construction site it may be expedient to produce further rows N at the same distance.

Der Abstand der beiden Säulenreihen wird dabei zweckmäßigerweise mit X = 2 × a gewählt, wobei a kleiner als 3/4 × d ist; d entspricht dabei dem zugrundegelegten Säulen­ durchmesser einer HDI-Säule.The distance between the two rows of columns is expediently X = 2 × a chosen, where a is less than 3/4 × d; d corresponds to the underlying pillars diameter of an HDI column.

Zu einem Zeitpunkt, an dem wenigstens ein Teil der Säulen der Reihen A und B mit dem Abbinden begonnen hat, wird zwischen den beiden Säulenreihen A und B eine Säulenrei­ he C ausgeführt. Diese Säulenreihe C besteht aus Säulen 3, die mit ihrer Unterkante um einen Betrag t unter die Unterkante der vorher hergestellten Säulen 1 der Reihen A und B reichen und um einen Betrag s über die Säulen 1 der Reihen A und B reichen.At a time when at least some of the columns of the rows A and B have started to set, a column row C is carried out between the two column rows A and B. This row of columns C consists of columns 3 which extend with their lower edge by an amount t below the lower edge of the previously produced columns 1 of the rows A and B and by an amount s over the columns 1 of the rows A and B.

Da in den Tiefenbereichen t und s keine weichen oder erhärteten Säulen liegen, sondern sich hier noch unberührter Boden befindet, kann sich ein Säulendurchmesser einstellen, welcher mit einer freistehend gedüsten Säule vergleichbar ist.Since there are no soft or hardened pillars in the depth ranges t and s, but if there is still untouched soil here, a column diameter can occur, which is comparable to a free-standing jet column.

Die Herstellung der Säulen 3 erfolgt so, daß diese Säulen über eine Länge von t + T + s gedüst werden. Durch die kontinuierliche Herstellung dieser Säulen 3 entstehen unterhalb und oberhalb der vorher hergestellten Säulen 1 der Reihen A und B im wesentlichen kreisrunde Scheiben, welche direkt an die Unterkante bzw. Unterfläche oder Oberfläche der bereits hergestellten Säulen 1 anschließen. Auf diese Weise verlängern sich die Sickerwege nach Erhärten des Gesamtsystemes oder zumindest werden Wegigkeiten unterbrochen, insbesondere in Bereichen von Fehlstellen 2, die aufgrund von Bodenein­ schlüssen bei der Herstellung der Säulen im Bereich T entstehen. Auf diese Weise erhöht sich die Dichtigkeit des gesamten Sohlsystems. The columns 3 are produced in such a way that these columns are sprayed over a length of t + T + s. The continuous production of these columns 3 creates essentially circular disks below and above the previously produced columns 1 of the rows A and B, which connect directly to the lower edge or lower surface or surface of the columns 1 already produced. In this way, the seepage paths lengthen after hardening of the overall system or at least pathways are interrupted, especially in areas of imperfections 2 , which are caused by inclusions in the manufacture of the columns in area T. This increases the tightness of the entire sole system.

Eine weitere erfindungsgemäße Verfahrensform sieht vor, daß die Düsparameter im Bereich t und/oder s beim Herstellen der Säulen in der Reihe C verändert werden, d. h. durch Änderung der bekannten Düsparameter wie Düsendurchmesser, Drehzahl, Düsen­ druck, Ziehzeit oder zusätzliche Zugabe von Luft wird der Säulendurchmesser d' im Bereich t oder s größer als der Säulendurchmesser d der bereits fertigen Säulen 1 der Reihen A, B, N und folgender.Another form of the method according to the invention provides that the nozzle parameters in the area t and / or s are changed during the manufacture of the columns in row C, ie by changing the known nozzle parameters such as nozzle diameter, speed, nozzle pressure, drawing time or additional addition of air Column diameter d 'in the area t or s is larger than the column diameter d of the already finished columns 1 of the rows A, B, N and the following.

Der Zeitpunkt, zu dem die Säulenreihen C ausgeführt werden, wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Säulen der im ersten Arbeitsgang hergestellten Säulenreihen A, B, N und ff. schon wenigstens teilweise mit dem Abbinden begonnen haben. Für das Verfahren ist es jedoch nicht zwingend, daß diese zuerst hergestellten Säulenreihen schon abgebunden sind. Abgebundene Säulen haben den Vorteil, daß bei einer Unterschneidung oder Überschneidung im Bereich t bzw. s keine Suspension in die neue Säule hineinlaufen kann. Wenn die Suspension in die unterschneidende Säule hineinläuft, ist dies zwar nicht unbedingt erwünscht, aber auch für das erfindungsgemäße Verfahren kein Nachteil, da die fehlende Suspension beim Weiterdüsen im Bereich T wieder nachgefüllt wird. Zweck­ mäßiger ist es dennoch, wenn wenigstens Teilbereiche der Säulenreihen A, B, N schon fest sind oder im Begriff sind abzubinden. Dieser Zustand erhöht die Sicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens noch zusätzlich. Der Bereich t bzw. s erstreckt sich bevorzugterweise auf ein Maß von 20 bis 50 cm, um im wirtschaftlichen Rahmen zu bleiben. Bei üblichen Sohldicken von T = 1 m bis 1,50 m bewegt sich somit das Maß t bzw. s in einem Bruchteil der Strecke T. Das gleiche gilt für die Überschneidung oder Deckelung im Bereich s. The time at which the column rows C are carried out is expediently so chosen that the columns of the column series A, B, N and ff. have already started to set at least partially. For the procedure is however, it is not essential that these rows of columns, which were first produced, have already set are. Unbound columns have the advantage that in an undercut or Overlap in the area t or s do not run any suspension into the new column can. If the suspension runs into the undercutting column, it is not absolutely desirable, but also not a disadvantage for the method according to the invention, since the missing suspension is refilled in area T when the nozzle is continued. Purpose However, it is more moderate if at least partial areas of the column rows A, B, N already exist are firm or are about to set. This condition increases the security of the method according to the invention additionally. The area t or s extends preferably to a size of 20 to 50 cm in order to be economical stay. With usual base thicknesses of T = 1 m to 1.50 m, the dimension t thus moves or s in a fraction of the distance T. The same applies to the overlap or Capping in the area s.  

Der Achsabstand zwischen den Säulenreihen A, B, N und ff. wird mit X festgelegt. Dieses Maß X entspricht zweimal dem Wert von a, wobei a der Abstand der Säulenreihe C zu den vorher hergestellten Säulenreihen A, B, N und folgender ist. Zweckmäßigerweise wird der Abstand X größer als der Säulendurchmesser d gewählt, und wiederum wird der Abstand X kleiner als 1,5 d gewählt, da sonst aus den Hochdruckinjektionssäulen keine geschlos­ sene Fläche gebildet werden kann, d. h. sonst gibt es keine ausreichenden Überschnei­ dungen.The center distance between the rows of columns A, B, N and ff. Is defined with X. This Dimension X corresponds twice to the value of a, where a is the distance of the column row C to the previously prepared column rows A, B, N and the following. The expediently Distance X is chosen larger than the column diameter d, and again the distance X selected less than 1.5 d, otherwise none are closed from the high-pressure injection columns its surface can be formed, d. H. otherwise there is insufficient overlap fertilize.

Wird der Abstand X kleiner als der Säulendurchmesser gewählt, so führt dies zu einer unwirtschaftlichen Lösung, da die Säulenreihen C bei beibehaltenen Düsparametern eine viel zu kleine Fläche bestreichen, was zu einer Materialverschwendung führen würde.If the distance X is chosen smaller than the column diameter, this leads to a uneconomical solution, since the column rows C are a while keeping the nozzle parameters Paint much too small an area, which would lead to a waste of material.

Die für die Hochdruckinjektion verwendeten Injektionsmaterialien bestehen in der Regel aus den Hauptbestandteilen Wasser und Zement. Gegebenenfalls werden noch Chemika­ lien zugesetzt oder, um größere Reichweiten im Boden zu erreichen, wird Druckluft zugegeben. Prinzipiell läßt sich das Hochdruckinjektionsverfahren aber mit allen selbst­ erhärtenden Medien ausführen.The injection materials used for high-pressure injection usually exist from the main components water and cement. If necessary, there are still chemicals Compressed air is used or, in order to achieve greater ranges in the ground, compressed air admitted. In principle, the high-pressure injection process can be done by everyone run hardening media.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Abdichtungssohle für Baugruben im Grundwasser nach dem Hochdruckinjektionsverfahren, bestehend aus folgenden Verfahrens­ schritten:
  • 1. Herstellung von mindestens zwei parallelen Reihen (A, B, N) von Hochdruckinjek­ tionssäulen, deren Grundrißachsen zueinander um ein Maß (X) beabstandet sind, wobei das Maß (X) größer ist als der Säulendurchmesser (d),
  • 2. Herstellung von Reihen (C) von Hochdruckinjektionssäulen (3) zwischen den im vorausgegangenen Arbeitsschritt hergestellten Reihen (A, B, N) von Hochdruck­ injektionssäulen (1),
wobei die dazwischen angeordneten Reihen (C) aus Hochdruckinjektionssäulen (3) bestehen, die in Bereichen (t) unterhalb der schon fertigen Hochdruckinjektions­ säulen (1) beginnen und höhenmäßig den Bereich (T) der bereits fertigen Hoch­ druckinjektionssäulen (1) abdecken, nach Patent Nr. 19751335, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hochdruckinjektionssäulen (3) der dazwischen angeordneten Reihen (C) in einem Bereich (s) oberhalb der schon fertigen Hochdruckinjektions­ säulen (1) enden.1. Process for the production of a waterproofing base for construction pits in groundwater using the high-pressure injection process, consisting of the following process steps:
  • 1. Production of at least two parallel rows (A, B, N) of high-pressure injection columns, the plan axes of which are spaced apart by a dimension (X), the dimension (X) being larger than the column diameter (d),
  • 2. Production of rows (C) of high-pressure injection columns ( 3 ) between the rows (A, B, N) of high-pressure injection columns ( 1 ) produced in the previous work step,
wherein the interposed rows (C) of high pressure injection columns (3) are made to begin the pillar-in areas (t) below the already finished high pressure injection (1) and elevationally the area (T) of the already finished high pressure injection column (1) Cover according to Patent No. 19751335, characterized in that the high-pressure injection columns ( 3 ) of the rows (C) arranged between them end in a region (s) above the already completed high-pressure injection columns ( 1 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß (X) kleiner ist als das 1,5fache des Säulendurchmessers (d), sofern die Säulendurchmesser (d) bei gleichbleibenden Düsparametern bei den Säulen aller Reihen gleich groß sind. 2. The method according to claim 1, characterized in that the dimension (X) is smaller than 1.5 times the column diameter (d), provided that the column diameter (d) at constant nozzle parameters for the columns of all rows are the same size.   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulendurchmesser (d') der dazwischen angeordneten Säulenreihen (C) unterhalb und/oder oberhalb der fertigen Hochdruckinjektionssäulen (1), d. h. im Bereich (t) und/oder (s), durch Ände­ rung der Düsparameter größer ausgeführt werden als die Durchmesser (d) der fertigen Säulen (1).3. The method according to claim 1, characterized in that the column diameter (d ') of the column rows arranged therebetween (C) below and / or above the finished high-pressure injection columns ( 1 ), ie in the area (t) and / or (s), by Changes in the nozzle parameters are made larger than the diameter (d) of the finished columns ( 1 ). 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsparameter nur im Bereich (t) und/oder (s) unterhalb und/oder oberhalb der schon fertigen Hochdruck­ injektionssäulen (1) verändert werden.4. The method according to claim 3, characterized in that the nozzle parameters are changed only in the area (t) and / or (s) below and / or above the already completed high-pressure injection columns ( 1 ). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der dazwischen angeordneten Säulenreihen (C) dann erfolgt, wenn die schon fertigen Säulenreihen (A, B, N) erst teilweise begonnen haben abzubinden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the The rows of columns (C) arranged therebetween are produced when the already completed rows of columns (A, B, N) have only started to set.
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