DE2012457A1

DE2012457A1 - Verfahren zum Verdichten von Erdboden

Info

Publication number: DE2012457A1
Application number: DE19702012457
Authority: DE
Inventors: Robert D Herz Alvm E Jones Clabeorn Strickland Harold Pittsburgh Pa Wilson William K Mammoth Spring Ark Anderson, (V St A ) P
Original assignee: LB Foster Co
Current assignee: LB Foster Co
Priority date: 1969-07-10
Filing date: 1970-03-17
Publication date: 1971-02-04
Also published as: ES376576A1; NL7004909A; BE748657A; US3621659A; GB1317641A; FR2056441A5

Description

Dr. Ing. E. BERKENFtLD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage ^;

zur Eingabe vom 1 g . ΜβΓΖ 1 970

Aktenzeichen

Named.Anm. L.B. Foster Company

Pittsburgh,

P enn sylvania,15220

Verfahren zum Verdichten von Erdboden

Diese Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Erdbodenbefestigung und insbesondere auf ein Verfahren zur Befestigung des Erdbodens, wobei der Boden mittels einer Sonde, welche sich im wesentlichen in die Tiefe des zu befestigenden Materials hinein erstreckt, Vibrationskräften unterworfen wird.

Der Bedarf an einer befriedigenden Methode für das rasche Verfestigen von Erdboden besteht seit langem und es sind mannigfache verschiedene Methoden vorgeschlagen und angewandt worden. Die meisten angewendeten Verfahren waren zu langsam und zu kostspielig. Beispielsweise ist es eine seit langem geübte Praxis, Erdboden zu verdichten, indem man Gewichte, beispielsweise^:eine Plättwalze ("sheeps foot roller") über diejenige Oberfläche hinwegzieht, wo der Boden im Auf-· schüttungsbereicti gesetzt werden soll. Ähnlich ist bereits vorgeschlagen worden, die Oberfläche eines zu verdichtenden Bereiches einer Stampfwirkungmit Preßlufthämmern und mit Vibrierhämmern, verschiedener Art zu unterwerfen und einer Überbelastung zu unterziehen. Diese Methoden der Verdichtung sind sämtlich langsam und kostspielig.

Diese Erfindung schafft eine Methode zum Verdichten von Erdboden, welche weitaus rascher und viel weniger kostspielig ist als die bisherigen Methoden es sind. Beispielsweise kann ein gleichwertiger Bereich einer Sandauffüllung von etwa

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12 rri Tiefe in einem Bruchteil der Zeit und mit etwa ein Fünfzehntel der Kosten der Vibroflotationsverdichtung oder der Verdichtung mit Schwerausrüstung verdichtet werden. Dies ist offensichtlich eine erstaunliche Herabsetzung der Kosten und des Zeitaufwandes.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Verdichten von Erdboden geschaffen, wobei man unter V_erwendung einer Vibrations-Treibvorrichtung eine öonde in den zu verdichtenden Boden treibt, diese Sonde unter Verwendung einer Vibrations-Abziehvorrichtung wieder herauszieht und die gleichen Schritte in Abständen über den zu verdichtenden Bereich wiederholt.

Vorzugsweise umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren das Treiben einer bonde durch Vibrationskräfte in den zu verdichtenden Erdboden hinein bis zum Grund des zu verdichtenden Bodens, und dann das Herausziehen der Sonde durch Vibrationskraft. Vorzugsweise wird die Sonde über die Oberfläche des zu verdichtenden Bereiches in einem regelmäßigen Gittermuster eingetrieben und herausgezogen. Ein Variieren des Abstandes der Sonden kann die Dichte steigern bzw. herabsetzen. Die Sonde ist vorzugsweise ein Rohrpfahl mit beispielsweise einer Wandstärke von 9»5 mm und einem offenen Rohrende von 76 cm, welcher in einem Gittermuster von 3 m Seitenabstand eingetrieben wird. Diese Abmessungen sind nicht kritisch und man kann verschiedene Rohrwandungsdicken, Rohrdurchmesser und Gitterabstände verwenden, je nach der Art des zu verdichtenden Erdbodens, seiner Tiefe, seiner Vorbehandlung und anderer ähnlicher Betrachtungen, Die Sonde ist nicht notwendigerweise ein Rohr, sondern sie kann die Form eines H—Balkens, eines I-Balkens, von Balken mit breiter Bördelung oder irgendeiner Kombination solcher Balken annehmen; ebenso kann irgendeine andere Form der Sonde gewählt werden, wenn die Sonde hinreichenden Querschnitt und hinreichende Länge besitzt, um bis zu der gewünschten Tiefe vorge-

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trieben und wieder herausgezogen." zu werden. Vorzugsweise ist
die Vibrations-Treibvorrichtung eine solche, welche der Sonde bis zu 10 000 schwingungen je Minute erteilt, wenngleich
700 bzw. 1 500 Schwingungen je Minute, welche der Sonde erteilt werden, bevorzugt sind.

Aue der vorstehenden, allgemeinen Beschreibung sind bestimmte Ziele, Zwecke und Vorteile der Erfindung zu entnehmen. Weitere Ziele, Zwecke und Vorteile ergeben sich aus der\folgenden Beschreibung und den anliegenden Zeichnungen.

Figur 1 ist eine Draufsicht auf einen Bereich, welcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verfestigt wird, wobei
ein typisches Gittermuster gezeigt ist;

Pigur 2 ist ein Querschnitt durch einen zu verfestigenden Bereich, welcher eine Rohrsonde zeigt, die zum Befestigen verwendet wird.

Die Figur 1 veranschaulicht einen Oberflächenbereich 10 einer zu verfestigenden Sandauffüllung. Der Oberflächenbereich ist
als Gittermuster 11 ausgelegt, in welchem eine Sonde 12 (Pig. 2} an jeder Kreuzung der Gitterlinien eingetrieben und herausgezogen wird. Wie in Figur 2 gezeigt, wird die Sonde 12 durch eine Vibrations-Treibvorrichtung 13, beispielsweise einen
I.B. Poster'Go. "PTC Vibro Driver"- bis zum Grund 14 der Auffüllung 15 vorgetrieben und dann mittels des gleichen "PTC
Vibro Driv.er·! herausgezogen, was zu einer Verfestigung des
Erdbodens und zu einer allgemeinen Senkung seiner Oberfläche, beispielsweise bis zur gestrichelten linie in Figur 2, führt.

Das nachfolgende Beispiel veranschaulicht eine praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

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Beispiel

Ein Bereich von 20 ha (50 acre), welcher hydraulisch mit feinem his mittlerem Sand bis zu einer Tiefe von etwa 21 m aufgefüllt worden ist, wird einer Behandlung unterzogen, indem man einen Rohrpfahl von 76 cm Durchmesser und einer Wandung von 9,5 mm mit einem L.B. Foster "PTC Vibro Driver" bis zum Grund der Auffüllung, 21 m unter die Oberfläche, nach abwärts treibt und dann den Rohrpfahl mit der gleichen Antriebsvorrichtung herauszieht, und zwar an jedem Punkt eines Gitters mit 5 m seitlichem Abstand über der Oberfläche des aufgefüllten Bereiches. Der Boden besitzt vor der Behandlung ein Gewicht von 4C,6 bis Λ'ϊ,,Λ kg je 28,3 dm und nach der Behandlung ein Gewicht von 40,9 bis 52,2 kg je 28,3 am⁵. Ein Standard-Durchdringungstest zeigt eine zwei- bis vierfache Steigerung der Dichte des Bodens im aufgefüllten Bereich. Die zur Durchführung erforderliche Zeit ist ein Bruchteil der Zeit, welche man zur Durchführung einer herkömmlichen Verdichtungsmethode benötigt haben würde und die Kosten betragen etwa ein Fünfzehntel bis ein Fünfundzwanzigstel der Kosten bei Anwendung des Vibroflotationsverfahrens, welches auf Gebieten wie in diesem Beispiel häufig angewandt wird.

Die Vibrations-Treibvorrichtung kann elektrisch, hydraulisch oder in anderer "»,'eise angetrieben sein.

Das hier beschriebene Verfahren der Bodenbefestigung kann angewandt werden, um die Bodendichte aller Aufschüttungsarten und Aufschüttungsanordnungen, welche bereits an ihren Ort gebracht sind, zu steigern. Hierzu zählen sowohl Aufschüttungen, welche nach irgendeiner der bekannten Schlagmittel (Fallhammer, Preßlufthammer, Dampfhammer und Dieselhammer) getrieben sind, als auch. Aufschüttungen, welche an ihren/ge spill t worden sind, sowie Kombinationen solcher Aufschüttungen,

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BAD ORIGINAL

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Die Erfindung ist nicht auf die hier "beispielsweise wiedergegebenen Au sführungs formen beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfaltige Abänderungen ohne weite-

j res gegeben.

- Patentansprüche -

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Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD · D i ρ I-Ing. H. B E RKE N FELD, Patentanwälte, Köln

- ζ-

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe /on Name d Anm. L.B. FOStei'

Pittsburgh
Pennsylvania

Verfahren zum Verdichten von Erdboden

Patentansprüche;

J Verfahren zum Verdichten von Erdboden,dadurch gekennzeichnet, daü man:

a) unter Verwendung einer Vibrations-Treibvorrichtung eine Sonde in den zu verdichtenden Erdboden treibt und

b) diese Sonde unter Verwendung einer Vibrations-Abziehvorrichtung herauszieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sonde in einem regelmäßigen Muster über den zu verfestigenden Bereich eintreibt und herauszieht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sonde bis zum Grund des zu verfestigenden Bodens vortreibt und dann herauszieht.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sonde auf einem regelmäßigen Gittermuster vortreibt
und herauszieht, welch letzteres Zentren im Abstand zwischen etwa 0,9 m bis 4,6 m aufweist.

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5. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Vibrations-Treibvorrichtung und -Abziehvorrichtung verwendet, welche eier Sonde 700 bis 1 500 Schwingungen je Minute erteilt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur weiteren Verdichtung eine 2entrumsonde in jeder Gitteranordnun^ des (iittermusters vortreibt und abzieht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Treib- und Abziehvorrichtung verwendet, welche der Sonde bis zu 10 000 Schwingungen je. Minute erteilt.

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