DE19859962A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung eines Baugrundes unter Ermittlung des Verdichtungsgrades - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung eines Baugrundes unter Ermittlung des VerdichtungsgradesInfo
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung eines Baugrundes unter Ermittlung des Verdichtungsgrades, bei dem ein Tiefenrüttler 1 vertikal in den Baugrund niedergebracht wird, der mittels einer im Tiefenrüttler 1 um eine Längsachse 2 drehend angetriebenen Unwuchtmasse 11 bezogen auf eine horizontale Meßebene auf eine Rüttlerkreisbahn beschleunigt wird. Um während des Rüttelvorgangs Aussagen über den Verdichtungsgrad des Baugrundes machen zu können, ist vorgesehen, daß ein Vorlaufwinkel zwischen der Winkelposition der Auslenkung des Tiefenrüttlers 1 in der Meßebene und der Winkelposition der Unwuchtmasse 11 in einer horizontalen Ebene ermittelt wird, welcher als Kenngröße zur Bestimmung des Verdichtungsgrades dient, wobei in Abhängigkeit vom Vorlaufwinkel die vom Tiefenrüttler 1 in den Baugrund eingebrachte Verdichtungsleistung gesteuert wird. Der Tiefenrüttler 1 weist hierzu eine in einem Gehäuse des Tiefenrüttlers rotierend antreibbare Unwuchtmasse 11 auf sowie zumindest ein Paar von Beschleunigungsaufnehmern 13, 14, welche je Paar in einer horizontalen Meßebene mit rechtwinkling zueinander angeordneten Meßachsen angeordnet sind, mit denen die Auslenkung des Tiefenrüttlers 1 in der Meßebene ermittelt werden können.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung eines
Baugrundes unter Ermittlung des Verdichtungsgrades, bei dem ein
rohrförmiger Tiefenrüttler vertikal in den Baugrund niederge
bracht wird, der mittels einer im Tiefenrüttler um eine Längs
achse des Tiefenrüttlers drehend angetriebenen Unwuchtmasse
bezogen auf eine horizontale Meßebene auf eine Rüttlerkreisbahn
beschleunigt wird.
Bei bekannten Verfahren dieser Art wird die Leistungsaufnahme
des Rüttlermotors zum Antreiben der Unwucht ermittelt und da
rüber auf den Verdichtungsgrad des Bodens geschlossen. Zuvor
müssen jedoch die Bodeneigenschaften vor der Verdichtung er
mittelt werden, um somit anhand von Erfahrungswerten eine maxi
male Energieaufnahme des Rüttlermotors bestimmen zu können, bei
der davon ausgegangen werden kann, daß eine ausreichende Ver
dichtung des Baugrunds erreicht ist. Die Leistungsaufnahme ist
jedoch von der Art des Rüttlers abhängig, so daß spezifische
Erfahrungswerte gebildet werden müssen. Beim Herstellen von
Stopfsäulen unter Zugabe von Schotter, Ries, Zuschlägen, Suspen
sion oder Fertigmörtel kann der Verdichtungsgrad über die Menge
des Zugabematerials zur Verfüllung des durch das Rütteln ent
stehenden Trichters im Baugrund ermittelt werden. Beide genann
ten Verfahren sind jedoch sehr grob und können durch örtliche
Abweichungen der zuvor ermittelten Bodeneigenschaften stark
beeinflußt werden.
Aus der DE 41 30 339 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein
Tiefenrüttler in Stufen nach oben gezogen und in Rüttelinterval
len rüttelnd betrieben wird, wobei die Größe der Zeitdauer der
Rüttelintervalle in Abhängigkeit von der Lagerungsdichte der
jeweiligen Bodenschichten gesteuert wird. Hierzu ist es jedoch
notwendig, daß die Lagerungsdichte der jeweiligen Bodenschicht
vor dem Rütteln mittels Entnahme von Proben oder mittels Sondie
rungen festgestellt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren der
eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem während des
Rüttelvorgangs Aussagen über den Verdichtungsgrad eines Bau
grundes gemacht werden können und der Rüttelvorgang in Abhängig
keit der so ermittelten Daten gesteuert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Vor
laufwinkel zwischen der Winkelposition der Auslenkung des Tie
fenrüttlers in der Meßebene und der Winkelposition der Unwucht
masse im Tiefenrüttler in einer horizontalen Ebene ermittelt
wird. Der Vorlaufwinkel dient als Kenngröße zur Bestimmung des
Verdichtungsgrades, wobei ein abnehmender Vorlaufwinkel auf eine
abnehmende Verdichtungsleistung des Tiefenrüttlers und einen
zunehmenden Verdichtungsgrad des Baugrundes deutet. In Abhängig
keit vom Vorlaufwinkel als Kenngröße für den Verdichtungsgrad
wird die vom Tiefenrüttler in den Baugrund eingebrachte Verdich
tungsleistung gesteuert.
Der Tiefenrüttler bewegt sich bezogen auf eine horizontale Meß
ebene auf einer Rüttlerkreisbahn. In der Regel taumel der Tie
fenrüttler um einen Nullpunkt, der auf einer Längsachse des
Tiefenrüttlers liegt. In Abhängigkeit von der Lage der Meßebene
weist die Rüttlerkreisbahn somit unterschiedlich große Durch
messer auf. Zur Bestimmung des Vorlaufwinkels ist jedoch nicht
eine quantitative Ermittlung des Ausschlages des Tiefenrüttlers
in der Meßebene erforderlich, sondern lediglich die Richtung der
Auslenkung. Die Lage der Meßebene ist daher zur Bestimmung des
Vorlaufwinkels unerheblich. Sie darf jedoch nicht auf dem Null
punkt liegen. Da der Nullpunkt durch konstruktive Maßnahmen am
Tiefenrüttler möglichst in den Bereich der Kupplung zwischen
Tiefenrüttler und dem Rohrgestänge, an dem der Tiefenrüttler
befestigt ist, gelegt wird, wird die Meßebene möglichst am unte
ren Ende des Tiefenrüttlers vorgesehen.
Ein lockerer, unverdichteter Hoden reagiert weitgehend plastisch
auf die Erregung des Tiefenrüttlers. Während des Verlaufs des
Rüttelvorgangs wird der Boden dichter und reagiert weniger pla
stisch und stärker elastisch. Bei einem ideal verdichtetem Boden
wäre die Reaktion rein linear elastisch. Im unverdichteten Boden
leistet der Tiefenrüttler somit zunächst Arbeit beim Wegdrücken
des Bodens in radiale Richtung. Sobald der Boden weitgehend
verdichtet ist, läßt er sich annähernd nur noch elastisch ver
formen. Der Anteil der Verdichtungsleistung an der gesamten
Leistung wird somit geringer. Dies führt dazu, daß der Vorlauf
winkel zwischen der Auslenkung des Tiefenrüttlers und der Win
kelposition der Unwuchtmasse kleiner wird. Bei einer idealen
Kreisbahn des Tiefenrüttlers ohne Leistungsabgabe für eine Ver
dichtung ist der Vorlaufwinkel gleich Null. Dies bedeutet, daß
der Mittelpunkt der Rüttlerkreisbahn die Längsachse des Tiefen
rüttlers im ausgelenkten Zustand und der Schwerpunkt der Un
wuchtmasse auf eine horizontale Ebene projeziert auf einer Gera
den liegen. Je größer die Verdichtungsleistung ist, desto größer
ist der Vorlaufwinkel. Dies bedeutet, die Unwuchtmasse hat einen
gewissen Vorlauf vor der Auslenkung des Tiefenrüttlers. Die
Größe des Vorlaufwinkels liefert demnach einen Hinweis auf den
Verdichtungsgrad des Bodens.
Der Vorlaufwinkel ist so definiert, daß der Winkel, welcher von
einer ersten Geraden, die durch den Mittelpunkt der Rüttler
kreisbahn und durch die Längsachse des Tiefenrüttlers im ausge
lenkten Zustand verläuft, und von einer zweiten Geraden, die
durch die Längsachse des Tiefenrüttlers im ausgelenkten Zustand
und durch den Schwerpunkt der Unwuchtmasse verläuft, einge
schlossen ist, ermittelt wird.
Zur Ermittlung des Vorlaufwinkels ist vorgesehen, daß ein Im
puls, der mittels eines Impulsgebers bei einer bestimmten Win
kelposition der Unwuchtmasse erzeugt wird, eine Messung der
Winkelposition der Auslenkung des Tiefenrüttlers in der Meßebene
auslöst.
Die Winkelposition der Auslenkung des Tiefenrüttlers in der
Meßebene kann mit einem Paar von Beschleunigungsaufnehmern er
mittelt werden, wobei die Beschleunigungsaufnehmer auf der Meß
ebene angeordnet sind und die Beschleunigung in zwei vertikalen
und senkrecht zueinander angeordneten Ebenen messen. Es kann
zusätzlich ein zweites Paar von Beschleunigungsaufnehmern vor
gesehen sein, wobei die Beschleunigungsaufnehmer auf einer wei
teren Mefiebene angeordnet sind und die Beschleunigung in zwei
vertikalen und senkrecht zueinander angeordneten Ebenen messen.
Vorzugsweise wird der Tiefenrüttler nach Erreichen einer Endtie
fe stufenweise in Rüttelintervallen rüttelnd aus dem Baugrund
gezogen wobei die Rüttelintervalle bei Unterschreiten eines
vorgegebenen minimalen Vorlaufwinkels beendet werden.
Auf die Verdichtungswirkung des Rüttlers kann daher unmittelbar
reagiert werden. Bei einem frühzeitigen Erreichen des gewünsch
ten Verdichtungsgrades wird der Rüttelvorgang somit abgebrochen,
so daß eine hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erzielt wird.
Alternativ kann der Tiefenrüttler nach Erreichen einer Endtiefe
kontinuierlich und rüttelnd aus dem Baugrund gezogen und die Ge
schwindigkeit, mit der der Tiefenrüttlers aus dem Baugrund gezo
gen wird, umgekehrt proportional zum Verlauf des Vorlaufwinkels
geregelt werden.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Tiefen
rüttler zu schaffen, mit dem während des Rüttelvorgangs Aussagen
über den Verdichtungsgrad eines Baugrundes gemacht werden können
und der Rüttelvorgang in Abhängigkeit der so ermittelten Daten
geregelt werden kann.
Die Aufgabe wird durch einen Tiefenrüttler gelöst, mit einem im
wesentlichen rohrförmigen vertikal angeordneten Gehäuse, mit
einer im Gehäuse angeordneten um eine Längsachse des Gehäuses
rotierend antreibbaren Unwuchtmasse, und mit zumindest einem
Paar von Beschleunigungsaufnehmern, welche je Paar in einer
horizontalen Meßebene mit rechtwinklig zueinander angeordneten
Meßachsen angeordnet sind und mit denen anhand der gemessenen
Beschleunigungen die Winkelposition der Auslenkung des Tiefen
rüttlers in der Meßebene ermittelt werden kann.
Eine günstige Weiterbildung umfaßt einen Impulsgeber, der bei
einer bestimmten Winkelposition der Unwuchtmasse eine Messung
durch die Beschleunigungsaufnehmer auslöst.
Vorzugsweise ist eine Auswerte- und Regeleinheit vorgesehen, mit
der in Abhängigkeit von einem Vorlaufwinkel zwischen der Winkel
position der Auslenkung des Tiefenrüttlers in einer Meßebene und
der Winkelposition der Unwuchtmasse die vom Tiefenrüttler in den
Baugrund eingebrachte Verdichtungsleistung regelbar ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind anhand der nachfolgenden
Zeichnungen näher erläutert.
Hierin zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Tiefenrüttlers im
Längsschnitt,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Tiefenrüttlers gem.
Fig. 1 im Querschnitt entlang der Schittlinie II-II,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Tiefenrüttlers gem.
Fig. 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie III-
III,
Fig. 4 den Verlauf des Vorlaufwinkels über der Zeit bei stu
fenweisem Ziehen des Tiefenrüttlers und
Fig. 5 den Verlauf des Vorlaufwinkels und der Ziehgeschwin
digkeit über der Tiefe bei kontinuierlichem Ziehen des
Tiefenrüttlers.
Fig. 1 zeigt einen im wesentlichen zylindrischen Tiefenrüttler
1 mit einer Längsachse 2. An einem oberen Ende ist der Tiefen
rüttler 1 mit einem elastischen Kupplungselement 3 koaxial zu
einem Rohrgestänge 4 angeordnet und mit diesem verbunden. Das
Rohrgestänge 4 läßt sich mit dem Tiefenrüttler 1 in einen Bau
grund vertikal einbringen.
Der Tiefenrüttler 1 umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 5, indem
eine Welle 6 koaxial zur Längsachse 2 über Wälzlager 7, 8 gela
gert ist. Die Welle 6 ist mit einem Wellenzapfen 9 eines Elek
tromotors 10 zum Antreiben der Welle 6 verbunden. Auf der Welle
6 ist eine Unwuchtmasse 11 fest mit dieser verbunden. Außen sind
an dem Gehäuse 5 umfangsverteilte Schwerter 12 angeordnet, die
eine Rotation des Gehäuses 5 im Baugrund verhindern.
Um den Tiefenrüttler 1 in dem Boden einzubringen oder um den
Baugrund mit dem im Boden eingebrachten Tiefenrüttler 1 zu ver
dichten, wird die Welle 6 und die Unwuchtmasse 11 mit dem Elek
tromotor 12 drehend angetrieben. Der Tiefenrüttler 1 führt dabei
eine Taumelbewegung um einen Nullpunkt aus, wobei der Nullpunkt
auf der Längsachse 2 des Tiefenrüttlers 1 liegt. Der Tiefenrütt
ler 1 ist so ausgelegt, daß der Nullpunkt möglichst im Bereich
des elastischen Kupplungselements 3 liegt. Somit wird verhin
dert, daß die Bewegung des Tiefenrüttlers 1 auf das Rohrgestänge
4 übertragen wird. In einer beliebigen horizontalen Meßebene
führt der Tiefenrüttler 1 eine kreisförmige Bahnbewegung aus,
wobei sich die Längsachse auf einer Rüttlerkreisbahn bewegt.
Durch diese Bewegung des Tiefenrüttlers 1 wird der Baugrund im
Bohrloch verdichtet.
Sowohl im Bereich des oberen Endes als auch im Bereich des unte
ren Endes des Tiefenrüttlers 1 sind im Gehäuse 5 jeweils ein
Paar von Beschleunigungsaufnehmern 13, 14 angeordnet. Jedes Paar
von Beschleunigungsaufnehmern 13, 14 ist in einer Meßebene an
geordnet, wobei die Meßachsen der Beschleunigungsaufnehmer 13,
14 eines Paares rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Mittels
der Beschleunigungsaufnehmer 13, 14 wird die Richtung der Aus
lenkung des Tiefenrüttlers 1 ermittelt. Prinzipiell ist zu Er
mittlung der Richtung der Auslenkung ein Paar Beschleunigungs
aufnehmer ausreichend. Da jedoch zwei Paare von Beschleunigungs
aufnehmern 13, 14 vorgesehen sind, läßt sich zudem die Schwin
gungsform, d. h. neben der Lage der Auslenkung auch der Betrag
der Auslenkung sowie der Winkel der Längsachse 2 des Tiefenrütt
lers 1 gegenüber einer Bohrlochachse ermitteln. Eine Messung der
Auslenkung des Tiefenrüttlers 1 wird durch einen Impulsgeber 15
initiiert. Bei dem Impulsgeber 15 kann es sich beispielsweise um
einen Näherungsschalter handeln, der einen Impuls auslöst, so
bald ein Nocken oder eine Nut, der/die mit der Unwuchtmasse 11
umläuft, den Näherungsschalter passiert.
Fig. 2 zeigt den Tiefenrüttler gemäß Fig. 1 in einem Quer
schnitt entlang der Schnittlinie II-II. Innerhalb des Gehäuses
5 ist der Elektromotor 10 koaxial zur Längsachse 2 angeordnet.
An der Innenfläche des Gehäuses 5 sind zwei Beschleunigungsauf
nehmer 13, 13' befestigt. Die Meßachsen X, Y der Beschleuni
gungsaufnehmer 13, 13' liegen in der Schnittebene und sind
rechtwinklig zueinander angeordnet. Mittels der Beschleunigungs
aufnehmer 13, 13' läßt sich somit die Bewegung des Tiefenrütt
lers 1 in der Meßebene, die durch die Meßachse X, Y aufgespannt
wird, ermitteln.
Fig. 3 zeigt einen schematische Darstellung des Tiefenrüttlers
gemäß Fig. 1 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie III-
III. Übereinstimmende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen
versehen und bei Fig. 1 beschrieben.
Fig. 3 zeigt die Schwingung des Tiefenrüttlers 1 in einer Meß
ebene, welche mit der Schnittebene aufeinanderfällt. Die Längs
achse 2 des Tiefenrüttlers 1 bewegt sich in der Meßebene auf
einer Rüttlerkreisbahn 17. In der Darstellung ist die Unwucht
masse 11 mit der Welle 6 entgegen dem Uhrzeigersinn rotierend
angtrieben, so daß sich der Tiefenrüttler 1 ebenfalls entgegen
dem Uhrzeigersinn auf der Rüttlerkreisbahn 17 bewegt.
Die Rüttlerkreisbahn 17 zeigt die Bahn, auf der die Längsachse
2 des Tiefenrüttlers 1 in der Meßebene bewegt wird. Wenn der
Tiefenrüttler 1 eine Verdichtungsleistung zum Verdichten des
Bodens aufbringt, ergibt sich ein Vorlaufwinkel ϕ zwischen der
Auslenkung des Tiefenrüttlers 1 und der Unwuchtmasse 11. Der
Vorlaufwinkel ϕ läßt sich zwischen einer ersten Geraden 18, die
durch den Mittelpunkt 19 der Rüttlerkreisbahn 17 des Tiefenrütt
lers 1 und der Längsachse 2 des Tiefenrüttlers 1 im
schwingenden Zustand verläuft, und einer zweiten Geraden 20, die
durch die Längsachse 2 des Tiefenrüttlers 1 im schwingenden
Zustand und den Exzenterschwerpunkt 16 der Unwuchtmasse 11 ver
läuft, ermitteln. Bei einer freien Schwingung des Tiefenrüttlers
1 liegen die erste Gerade 18 und die zweite Gerade 20 aufein
ander, so daß der Vorlaufwinkel ϕ den Wert Null annimmt. Wird
vom Tiefenrüttler 1 eine Verdichtungsarbeit geleistet, läuft die
Unwuchtmasse 11 vor und die erste Gerade 18 und die zweite Gera
de 20 schließen einen Vorlaufwinkel ϕ ein. Der Vorlaufwinkel
ist somit eine Renngröße für den Verdichtungsgrad, wobei in
Abhängigkeit vom Vorlaufwinkel ϕ die vom Tiefenrüttler 1 in den
Baugrund eingebrachte Verdichtungsleistung gesteuert wird.
Fig. 4 zeigt den Verlauf des Vorlaufwinkels ϕ über der Zeit t
für den Fall, daß der Tiefenrüttler nach Erreichen einer Endtie
fe stufenweise in Rüttelintervallen rüttelnd aus dem Baugrund
gezogen wird. Im Zeitpunkt A befindet sich der Tiefenrüttler in
der Endtiefe und der Vorlaufwinkel ϕ weist einen Maximalwert
auf. Während eines ersten Rüttelintervalls vom Zeitpunkt A bis
zum Zeitpunkt B nimmt der Vorlaufwinkel ϕ aufgrund einer zuneh
menden Verdichtung des Baugrundes stetig ab. Im Zeitpunkt B ist
ein vorbestimmter Grenzwert ϕmin erreicht. Der Tiefenrüttler wird
daraufhin im Zeitraum vom Zeitpunkt B bis zum Zeitpunkt C ein
Stück aus dem Baugrund gezogen. Zum Zeitpunkt C erreicht der
Tiefenrüttler eine Tiefe, in der der Baugrund noch nicht ver
dichtet ist und der Vorlaufwinkel ϕ wiederum einen Maximalwert
annimmt. Während des folgenden Rüttelintervalls vom Zeitpunkt C
bis zum Zeitpunkt D nimmt der Vorlaufwinkel ϕ ananlog zum ersten
Rüttelintervall stetig ab, bis der Grenzwert ϕmin zum Zeitpunkt
D wieder erreicht ist und vom Zeitpunkt D bis zum Zeitpunkt E
wird der Tiefenrüttler um ein weiteres Stück aus dem Baugrund
gezogen. Weitere Rüttelintervalle schließen sich an, bis der
Baugrund über den gewünschten Tiefenbereich verdichtet ist.
Das Diagramm in Fig. 5 zeigt den Verlauf des Vorlaufwinkels
und den Verlauf der Ziehgeschwindigkeit V über der Tiefe T für
den Fall, daß der Tiefenrüttler kontinuierlich rüttelnd aus dem
Baugrund gezogen wird. Die Tiefe T nimmt auf der horizontalen
Achse von links nach rechts ab. Die Endtiefe des Tiefenrüttlers
ist somit links im Diagramm dargstellt. Zunächst wird der Tie
fenrüttler rüttelnd betrieben, ohne daß der Tiefenrüttler aus
dem Baugrund gezogen wird. Hierbei nimmt der Vorlaufwinkel ϕ mit
steigendem Verdichtungsgrad kontinuierlich ab, bis ein minimaler
Vorlaufwinkel ϕmin erreicht ist. Daraufhin wird der Tiefenrüttler
kontinuierlich mit einer zunächst konstanten Ziehgeschwindigkeit
aus dem Baugrund gezogen. Es ist erkennbar, daß sich der Vor
laufwinkel ϕ während des Ziehens verändert. Im gezeigten Bei
spiel nimmt der Vorlaufwinkel ϕ zunächst kontinuierlich zu, bis
ein Maximalwert ϕmax erreicht ist. Dies bedeutet, daß der Ver
dichtungsgrad im Baugrund einen minimalen Grenzwert erreicht
hat, so daß die Ziehgeschwindigkeit verringert wird, um eine
erhöhte Verdichtung zu erreichen. Während des weiteren Verlaufs
nimmt im gezeigten Beispiel der Vorlaufwinkel ϕ wieder kontinu
ierlich ab, bis ein Minimalwert ϕmin erreicht wird und die Zieh
geschwindigkeit V wieder erhöht wird. Der Vorlaufwinkel ϕ wird
somit zwischen den beiden Grenzwerten ϕmax und ϕmin gehalten, so
daß der Verdichtungsgrad einen maximalen Verdichtungsgrad nicht
übersteigt und einen minimalen Verdichtungsgrad nicht unter
schreitet. Gesteuert wird dies über die Ziehgeschwindigkeit. Bei
einer hohen Ziehgeschwindigkeit wird geringe Verdichtungslei
stung in eine Bodenschicht eingebracht, wohingegen bei einer
geringeren Ziehgeschwindigkeit eine höhere Verdichtungsleistung
in eine Bodenschicht eingebracht wird.
1
Tiefenrüttler
2
Längsachse
3
elastisches Kupplungselement
4
Rohrgestänge
5
Gehäuse
6
Welle
7
Wälzlager
8
Wälzlager
9
Wellenzapfen
10
Elektromotor
11
Unwuchtmasse
12
Schwert
13
Beschleunigungsaufnehmer
14
Beschleunigungsaufnehmer
15
Impulsgeber
16
Exzenterschwerpunkt
17
Rüttlerkreisbahn
18
erste Gerade
19
Längsachse
20
zweite Gerade
A, B, C, D, E Zeitpunkt
T Tiefe
V Ziehgeschwindigkeit
X, Y Meßachse
t Zeit
ϕ, ϕmin
A, B, C, D, E Zeitpunkt
T Tiefe
V Ziehgeschwindigkeit
X, Y Meßachse
t Zeit
ϕ, ϕmin
, ϕmax
Vorlaufwinkel
Claims (9)
1. Verfahren zur Verbesserung eines Baugrundes unter Ermitt
lung des Verdichtungsgrades, bei dem ein rohrförmiger Tie
fenrüttler (1) vertikal in den Haugrund niedergebracht
wird, der mittels einer im Tiefenrüttler (1) um eine Längs
achse (2) des Tiefenrüttlers (1) drehend angetriebenen
Unwuchtmasse (11) bezogen auf eine horizontale Meßebene auf
eine Rüttlerkreisbahn (17) beschleunigt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Vorlaufwinkel (ϕ) zwischen der Winkelposition der
Auslenkung des Tiefenrüttlers (1) in der Meßebene und der
Winkelposition der Unwuchtmasse (11) im Tiefenrüttler (1)
in einer horizontalen Ebene ermittelt wird, der als Kenn
größe zur Bestimmung des Verdichtungsgrades dient, wobei in
Abhängigkeit vom Vorlaufwinkel (ϕ) die vom Tiefenrüttler
(1) in den Baugrund eingebrachte Verdichtungsleistung ge
steuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Impuls, der mittels eines Impulsgebers (15) bei
einer bestimmten Winkelposition der Unwuchtmasse (11) im
Tiefenrüttler (1) erzeugt wird, eine Messung der Winkelpo
sition der Auslenkung des Tiefenrüttlers (1) in der Meß
ebene auslöst.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Winkelposition der Auslenkung des Tiefenrüttlers
(1) in der Meßebene mit einem Paar von Beschleunigungsauf
nehmern (13, 13', 14, 14') ermittelt wird, wobei die Be
schleunigungsaufnehmer (13, 13', 14, 14') auf der Meßebene
angeordnet sind und die Beschleunigung in zwei vertikalen
und senkrecht zueinander angeordneten Ebenen messen.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich die Winkelposition einer Auslenkung des
Tiefenrüttlers (1) in einer weiteren Meßebene mit einem
Paar von Beschleunigungsaufnehmern (13, 13', 14, 14') er
mittelt wird, wobei die Beschleunigungsaufnehmer (13, 13',
14, 14') auf der weiteren Meßebene angeordnet sind und die
Beschleunigung in zwei vertikalen und senkrecht zueinander
angeordneten Ebenen messen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tiefenrüttler (1) nach Erreichen einer Endtiefe stufenweise in Rüttelintervallen rüttelnd aus dem Haugrund gezogen wird und
daß die Rüttlerintervalle bei Unterschreiten eines vor gegebenen minimalen Vorlaufwinkels (ϕmin) beendet werden.
daß der Tiefenrüttler (1) nach Erreichen einer Endtiefe stufenweise in Rüttelintervallen rüttelnd aus dem Haugrund gezogen wird und
daß die Rüttlerintervalle bei Unterschreiten eines vor gegebenen minimalen Vorlaufwinkels (ϕmin) beendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tiefenrüttler (1) nach Erreichen einer Endtiefe
kontinuierlich und rüttelnd aus dem Baugrund gezogen wird
und daß die Geschwindigkeit (V), mit der der Tiefenrüttlers
(1) aus dem Baugrund gezogen wird, umgekehrt proportional
zum Verlauf des Vorlaufwinkels (ϕ) geregelt wird.
7. Tiefenrüttler zum Verbessern eines Baugrundes unter Ermitt
lung des Verdichtungsgrades
mit einem im wesentlichen rohrförmigen vertikal angeordne ten Gehäuse (5),
mit einer im Gehäuse (5) angeordneten um eine Längsachse (2) des Gehäuses (5) rotierend antreibbaren Unwuchtmasse (11) und
mit zumindest einem Paar von Beschleunigungsaufnehmern (13, 13', 14, 14'), welche je Paar in einer horizontalen Meß ebene mit rechtwinklig zueinander angeordneten Meßachsen angeordnet sind, mit denen anhand der gemessenen Beschleu nigungen die Winkelposition der Auslenkung des Tiefenrütt lers (1) in der Meßebene ermittelt werden kann.
mit einem im wesentlichen rohrförmigen vertikal angeordne ten Gehäuse (5),
mit einer im Gehäuse (5) angeordneten um eine Längsachse (2) des Gehäuses (5) rotierend antreibbaren Unwuchtmasse (11) und
mit zumindest einem Paar von Beschleunigungsaufnehmern (13, 13', 14, 14'), welche je Paar in einer horizontalen Meß ebene mit rechtwinklig zueinander angeordneten Meßachsen angeordnet sind, mit denen anhand der gemessenen Beschleu nigungen die Winkelposition der Auslenkung des Tiefenrütt lers (1) in der Meßebene ermittelt werden kann.
8. Tiefenrüttler nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch
einen Impulsgeber (15), der bei einer bestimmten Winkelpo
sition der Unwuchtmasse (11) eine Messung durch die Be
schleunigungsaufnehmer (13, 13', 14, 14') auslöst.
9. Tiefenrüttler nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
gekennzeichnet durch
eine Auswert- und Regeleinheit, mit der in Abhängigkeit von
einem Vorlaufwinkel (ϕ) zwischen der Winkelposition der
Auslenkung des Tiefenrüttlers (1) in einer Meßebene und der
Winkelposition der Unwuchtmasse (11) die vom Tiefenrüttler
(1) in den Baugrund eingebrachte Verdichtungsleistung re
gelbar ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998159962 DE19859962C2 (de) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung eines Baugrundes unter Ermittlung des Verdichtungsgrades |
EP99124258A EP1016759A1 (de) | 1998-12-29 | 1999-12-04 | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung eines Baugrundes unter Ermittlung des Verdichtungsgrades |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE1998159962 DE19859962C2 (de) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung eines Baugrundes unter Ermittlung des Verdichtungsgrades |
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Publication Number | Publication Date |
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DE19859962C2 DE19859962C2 (de) | 2001-07-12 |
Family
ID=7892599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998159962 Expired - Lifetime DE19859962C2 (de) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung eines Baugrundes unter Ermittlung des Verdichtungsgrades |
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EP (1) | EP1016759A1 (de) |
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