DE2812843A1

DE2812843A1 - Drainagebaender

Info

Publication number: DE2812843A1
Application number: DE19782812843
Authority: DE
Inventors: Henri Delattre
Original assignee: Soletanche SA
Current assignee: Soletanche SA
Priority date: 1977-03-25
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1978-10-05
Also published as: SE433636B; FR2384901B1; SE7803359L; NL7803167A; FR2384901A1

Description

Es sind bereits solche Bänder in unterschiedlicher Form bekannt, die jedoch erhebliche Nachteile aufweisen. Einige umfassen nicht fäulnisbeständige Materialien, andere neigen dazu, von den Bodenteilchen verstopft zu werden, 20 andere wiederum zeigen unter der Einwirkung des Bodendrucks eine Verminderung ihrer transversalen oder longitudinalen Durchlässigkeit, während andere zu große Teilchen durchlassen und wieder andere zu starr oder zu steif oder zu wenig beständig sind.

25 Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine neue Struktur dieser Art zu schaffen, die all diese Nachteile überwindet, leicht herzustellen ist, billig ist und eine große Wirksamkeit zeigt.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein längliches Band mit einer Struktur, die einen Flüssigkeitsaustausch zwischen ihrem zentralen Bereich und einem Medium, in das es eingebracht ist, ermöglicht,und das eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden Kanälen aufweist, deren Außenwände diesen Austausch ermöglichen, gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Band einen durch Strangpressen oder Extrusion eines Polyolefins gebildeten flachen, hohlen Aufbau besitzt, der zwischen seinen abgeflachten Außenwänden in Längsrichtung verlaufende, die Kanäle definierende Trennwände aufweist und dessen Außenflächen in Abhängigkeit von dem Gelände und dem Durchsatz in einem Ausmaß mit öffnungen versehen sind, das dem Druckunterschied der auszutauschenden Flüssigkeit zwischen den

15 Kanälen und dem äußeren Medium entspricht.

Wenngleich im folgenden von Drainageröhren oder -bändern zur Abführung von Wasser aus Bodenformationen die Rede ist, versteht es sich doch, daß die erfindungsgemäßen Bänder oder Strukturen auch für eine Vielzahl von anderen Anwendungszwecken eingesetzt werden können, wobei der Flussigkeitsaustausch von dem Gelände zu dem Band oder der Struktur oder umgekehrt erfolgt.

Die erfindungsgemäßen Bänder umfassen somit jeden Aufbau, ob er nun vertikal, horizontal oder schräg in ein trockenzulegendes oder zu befeuchtendes' Medium oder in ein Medium eingebracht ist, in das man ein Fluid oder eine Flüssigkeit einbringen oder aus dem man ein Fluid oder eine Flüssigkeit abführen will, wobei die Eigenschaften und die Charakteristiken dieses Bandes oder dieser Struktur die gleichen sind, da sie sich durch den Aufbau und die Konstitution dieser Struktur bzw. dieses Bandes ergeben.

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Erfindungsgemäß kann man durch einfaches Strangpressen oder Extrudieren eines Polyolefins, wie Polyäthylen, Hohlstrukturen oder hohle Aufbauten bilden, die in Form eines relativ dünnen, jedoch hohlen Bandes vorliegen, das in Längsrichtung verlaufende und gleichzeitig stranggepreßte Trennwände aufweist, die parallel zur Strangpreßrichtung verlaufende Kanäle bilden.

Damit das erfindungsgemäße Band für den angestrebten Anwendungszweck geeignet ist, müssen seine Außenober-

flächen, die plan sind oder reliefartig gestaltet sind, notwendigerweise öffnungen solcher Form, Größe und Verteilung aufweisen, daß sie den Durchtritt einer Flüssigkeit oder eines Fluids von dem äußeren Medium in die Kanäle, die durch die Außenoberflächen und die Trenn-

15 wände gebildet werden, oder in umgekehrter Richtung ermöglichen.

Eine Methode zur Ausbildung dieser öffnungen besteht darin, beim Strangpressen des Bandes, d.h. in dem Augenblick, da das Band aus der Strangpresse austritt und relativ weich und formbar ist, über mindestens eine Oberfläche des Bandes einen mit Stacheln mit einer Größe im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm versehenen Zylinder, d.h. eine Stachelwalze zu rollen.

In dieser Weise bildet man auf dem erfindungsgemäßen Band ein Muster von öffnungen _r die bezüglich ihrer Abmessungen, ihrer Verteilung und ihrer Häufigkeit so angeordnet sind, daß sie den angestrebten Flüssigkeitsaustausch ermöglichen. Es ist ersichtlich, daß der von dem Gelände auf die abzuführende Flüssigkeit ausgeübte Druck von der Tiefe abhängt, in der das erfindungsgemäße Band angeordnet ist. Weiterhin müssen die öffnungen in

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Abhängigkeit von der Korngröße des zu behandelnden Geländes mehr oder weniger groß sein, um zu verhindern, daß sie durch staubartige oder teilchenförmige Materialien verstopft werden.

Eine wichtige praktische Anwendung der erfindungsgemäßen Bänder besteht in ihrem Einsatz als Drainageröhren, wozu sie vertikal mehrere zehn Meter tief in das Gelände eingelassen werden, so daß der Bodendruck das in dem Gelände enthaltene Wasser in die vertikalen Kanäle des Drainagebandes preßt, wobei dieses Wasser natürlich durch die genannten öffnungen strömt. Die Größe und die Häufigkeit der öffnungen, die in Abhängigkeit von sowohl der Korngröße als auch dem auf die Flüssigkeit einwirkenden Druck, d.h. von der Tiefe, in der das Drainageband eingebracht wird, abhängen, müssen verschieden sein, da der Druck verschieden ist und die Art des Geländes von einem Bereich zum anderen variieren kann.

In der Praxis ist es am bequemsten, mehrere erfindungsgemäße Bänder in den Boden einzulassen, deren öffnungen bezüglich der Größe und ihrer Häufigkeit unterschiedlich angeordnet sind, so daß eine gleichmäßige Drainage des Geländes bewirkt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man an Stelle von punktartigen öffnungen auf mindestens einer der Oberflächen des Bandes Flussigkeitsdurchtrittszonen schaffen, die durch die Einwirkung eines Laserstrahls geeigneten Durchmessers gebildet werden, der die Breite des Bandes zum Zeitpunkt des Strangpressens bestreicht.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man in dem strangzupressenden Material einen mikroskopischen Füllstoff gleichmäßig verteilen, der chemisch herausgelöst werden kann, indem man das Band nach dem Strangpressen durch ein geeignetes Lösungsmittel führt. Die statistische Anordnung dieser Füllstoffteilchen stellt nach dem Hersusiösen des Füllstoffs eine statistische Verteilung entsprechender öffnungen sicher.

Selbstverständlich kann man neben der Art der Perforation 1 ο oder der Anordnung der öffnungen an der Oberfläche des

Bandes auch Abänderungen bezüglich der Form und der Verteilung der Trennwände vorsehen, die gleichzeitig mit den Außenoberflächen stranggepreßt werden, wobei diese Trennwände Kanäle mit entweder kreisförmigem oder ovalem Querschnitt bilden können, die miteinander verbunden oder im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Verteilung und die Größe der Kanäle von dem angestrebten Anwendungszweck des Bandes abhängen.

So kann man die erfindungsgemäßen Bänder, statt sie zum 20 Trockenlegen von Gelände zu verwenden, auch dazu einsetzen, Betonmaterialien oder Wände auszutrocknen oder den Erdboden in Gärten oder beliebige andere Materialien, wo dies erforderlich ist, zu befeuchten.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Bänder besteht darin, 25 daß sie nicht nur in beliebigen Abmessungen und mit beliebigen Eigenschaften, die ihrem Anwendungszweck entsprechen, hergestellt werden können, sondern auch darin, daß sie weich sind, schlagunempfindlich sind und nicht nur in beliebiger Länge sondern auch mit unterschiedlichen 30 Farben gebildet werden können, die ihr Auffinden erleichtern. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß sie beliebig miteinander verklebt werden können. Wenn-

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gleich in der bisherigen Beschreibung von Polyolefinen als Material zur Ausbildung der Bänder die Rede gewesen ist, versteht es sich jedoch, daß zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bänder sämtliche verschiedenen Arten von Polyäthylen, Polypropylen oder Polybutylen verwendet werden können, deren physikalische oder chemische Eigenschaften sie besonders gut für den angestrebten Verwendungszweck geeignet machen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Drainagebänder im Vergleich zu bekannten Drainagerohren wurden qualitativ und quantitativ im Laboratorium und Gelände untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend zusammengestellt.

I. Laboratoriumsuntersuchungen

Unter Bedingungen, die die tatsächliche Anwendung der Drainagebänder im Gelände simulieren, wurden die folgenden Eigenschaften bestimmt:

1. Längsdurchlässigkeit und Querdurchlässigkeit bei variablen Bodendrucken und

2. "Durchdringungsvermögen",d.h. die Abmessung von Bodenteilchen, die durch den filtrierenden Bereich der

Drainagebänder zu dringen vermögen.

Zur Bestimmung der Durchlässigkeiten wird das untersuchte

Drainageband mit einer feinen Gummimembran umhüllt

und in einen Behälter eingebracht, in dem es einem variablen Druck ausgesetzt wird, der mit Wasser oder Sand ausgeübt ■wird, wodurch es möglich wird, die Längsdurchlässigkeit oder den Längsdurchsatz zu bestimmen. Anschließend schneidet man eine öffnung in die Kautschukmembran, was ermöglicht, die Querdurchlässigkeit oder den Querdurchsatz zu

30 messen.

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Zur Bestimmung des "DurchdringungsVermögens" bringt man das zu untersuchende Drainageband in ein Bad ein, das eine Suspension von verschiedenen Böden (Schlamm, Bentonit, Kaolin, Sand und Schlamm) in Wasser enthält. Nach Ablauf 5 einer Minimalzeit von 4 Stunden und nach der Entnahme aus dem Bad werden die durch den Filtrierbereich des Drainagebandes zurückgehaltenen Materialien einer Untersuchung bezüglich ihrer Korngröße unterworfen.

Diesen Untersuchungen wurden die folgenden Drainagebänder 10 unterworfen:

0 - Erfindungsgemäßes Drainageband, das 7 Löcher mit einem

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Durchmesser von 0,2 mm pro cm aufweist;

1 - Kraftpapierrohr mit einer Kanäle bildenden Polyäthylen

einlage;

II - Profil aus zwei zusammengefügten, mikroporösen Polyvinylchloridplatten ;
III- Genadeltes Textilfaservlies;
IV- Schwach mit Kanälen versehene Einlage, die sanwich-

artig von zwei nicht genadelten Vliesstoffbändern
umgeben ist.

Die bie diesen Untersuchungen erhaltenen Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen I und II zusammengestellt.

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TABELLE I

CD O CD

Drainageband	Gewicht pro Meter in g	Längsdurchsatz in cm /min bei einem Normaldruck von 0,150 bis 3 bar, welcher Druck ausgeübt wird durch:	Schlamm	! gleichzeitiger Längsdurchsatz ί und Querdurchsatz (in cm /min) : bei einem Druck von 0,5 bar j pro Qt j
0	44	Wasser, wobei das Drainageband mit einer Gummimembran umgeben ist	1140 bis 1010
	164	1455 bis 1180	1540 bis 1480	2600
II	102	1450 bis 1370	700 bis 510	2300
III	60	410 bis 330.	150 bis 40	1300
IV	150	465 bis 100	40 bis 4	— !
90 bis 13

τ. m m

TABELLE II

Druchdringungsvermogen

Ki Sl

co

CD CXD .£-

•ν, O co co cn

Drainageband	Zurückhalteventiögen	restlicher Querdurchsatz Qr in cm 3/sec χ axr
I	hält praktisch alles zurück	ΙΟ"⁴
0	läßt Teilchen mit einem Durch messer von < 20 pm durchdringen	ΙΟ"² mit Ausnahme von pflanzlichen Materialien
II	läßt Teilchen mit einem Durch messer von K 5 pm durchdringen	ΙΟ"⁴
III	läßt Teilchen mit einem Durch messer von < 100 pm durchdringen	10~²
IV	läßt Teilchen mit einem Durch messer von < 50 pm durchdringen	10~²

Ei ω

OO ί

N) OO¹

CO

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Aus den obigen Tabellen geht ohne weiteres hervor, daß das erfindungsgemäße Drainageband den bislang bekannten Drainageeinrichtungen in seinem Verhalten erheblich überlegen ist, mit der Ausnahme, daß der Längsdurchsatz der Draxnageexnrxchtung I besser ist, d.h. der Einrichtung, die aus einem Kraftpapierrohr besteht, das von einem Kanäle bildenden Polyäthylenkern getragen wird. Das erfindungsgemäße Drainageband besitzt jedoch erhebliche Vorteile gegenüber der Drainageeinrichtung I, indem es aus lediglich einem einzigen einfachen Profil besteht, während die Drainageeinrichtung II zwei Bestandteile umfaßt, nämlich den Polyäthylenkern und die Papierhülle. Hierdurch ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Drainageband wesentlich billiger ist und wesentlich einfacher hergestellt werden kann, was sogar zum Zeitpunkt der Anwendung auf dem Baugelände mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung bewirkt werden kann. Auf der anderen Seite ist das Papier der Drainageeinrichtung I sehr empfindlich und zerreißt sowohl bei der Lagerung als auch bei dem Transport sehr leicht, insbesondere dann, wenn es regnet. Schließlich vermag das erfindungsgemäße Drainageband erheblichen Zugkräften zu widerstehen, die eine Verlängerung um bis zu 50 % zur Folge haben können, was es ermöglicht, daß sich das erfindungsgemäße Drainageband sehr gut den Bodenbewegungen anpassen kann, was auf das Papier der Drainageeinrichtung I nicht zutrifft. Somit ist das erfindungsgemäße Drainageband den bislang bekannten Systemen erheblich überlegen.

II. Untersuchungen im. freien Gelände

Diese Untersuchungen wurden im Rahmen von Vergleichsuntersuchungen von öffentlichen Einrichtungen durchgeführt anläßlich des Einlassens von Behältern, die für das Aufnehmen von jeweils 120 000 m flüssigem Methan vorgesehen waren.

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Bei den Baumaßnahmen wurde wegen der Verdichtbarkeit des Geländes, das unterschiedliche Setzbewegungen ermöglicht, eine vertikale Drainage durchgeführt, um das im Boden vorhandene Wasser auszutreiben. Zu diesem Zweck wurden zwei Drainageeinrichtungen verwendet,

nämlich einerseits die Drainageeinrichtung Nr. 1 (Papierhülle auf einem Kanäle bildenden Polyäthylenkern) und das erfindungsgemäße Drainageband.

Die Drainageeinrichtung Nr. 1 umfaßt ein flaches PoIy-10 äthylenband mit einem Querschnitt von 4 χ 97 mm, das mit 56 parallel verlaufenden Längsrillen versehen ist, welches Band mit einer Papierhülle umgeben ist.

Das erfindungsgemäße Drainageband umfaßt ein Band mit einem Querschnitt von 3 χ 95 mm, das aus zwei Polyäthylen-

platten, die mit Löchern mit einem Durchmesser von 0,1

bis 0,2 mm versehen sind, besteht, die über 26 Zwischenstege verbunden sind, die 25 Längskanäle definieren. Zur Überwachung der Bodenverfestigung wurden an der höchsten Stelle dieses Geländes 24 Bodensenkungsmeßgeräte ange-

ordnet, die dazu dienen

a) den Absolutwert der Bodensenkung des drainierten Geländebereiches zu messen und

b) die Verfestigung des unterirdischen Schlamms in Abhängigkeit von der Zeit seit dem Beginn der Behandlung

nachzuweisen.

Das Wirkungsprinzip dieser Bodensenkungsmeßgeräte basiert auf einem Glotzl-Meßfühler, der durch Kompensation mit Druckluft den Druck einer Wassersäule bestimmt, deren sichtbaren Oberrand man durch Nivellieren ausmißt.

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ORIGINAL INSPECTED

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Anfang Oktober 1977 wurde eine Drainage mit einer Höhe von 3,30 m durchgeführt und bis zum Januar 1978 überwacht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt.

5 In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 die Änderung der Drainage (in Meter) in Abhängigkeit von der Zeit (in Tagen) und

Fig. 2 die Änderungen der Bodensenkung (in cm) in Abhängigkeit von der gleichen Zeit (in Tagen).

Die Kurven 4, 5 und 6 der Fig. 2 entsprechen den Drainageeinrichtungen Nr. 1, während die Kurven 7, 8 und 9 den erfindungsgemäßen Drainagebändern entsprechen, die beide jeweils an drei verschiedenen Stellen eingebracht wurden.

Aus den Kurven ist ohne weiteres ersichtlich, daß abgesehen von Änderungen des Geländes, die nummerischen Ergebnisse praktisch äquivalent sind. Wegen der oben angesprochenen Herstellungs- und Handhabungs-Vorteile sind die erfindungsgemäßen Drainagebänder den vorbekannten Drainageeinrichtungen Nr. 1 bei gleich guter Drainagewirkung somit erheblich überlegen.

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Leerseire

Claims

PATENTANSPRÜCHE

( 1.!Längliches Band mit einer Struktur, die einen Flüssigkeitsaustausch zwischen ihrem zentralen Bereich und einem Medium, in das es eingebracht ist, ermöglicht_/ und das eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden Kanälen aufweist, deren Außenwände diesen Austausch ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß das Band einen durch Strangpressen eines Polyolefins gebildeten, flachen, hohlen Aufbau besitzt, der zwischen seinen abgeflachten Außenflächen in Längsrichtung verlaufende, die Kanäle definierende Trennwände

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aufweist und dessen Außenflächen in Abhängigkeit von dem Gelände und dem Durchsatz in einem Außmaß mit öffnungen versehen sind, das dem Druckunterschied der auszutauschenden Flüssigkeit zwischen den Kanälen und dem äußeren Medium entspricht.
2. Band nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die öffnungen der Außenflächen in Form einer Perforation vorliegen, die durch die Einwirkung einer Stachelwalze gebildet worden sind, die am Ausgang der Strangpresse drehbar im Eingriff mit mindestens einer Oberfläche des Bandes angeordnet ist.
3. Band nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die öffnungen durch Einwirkung eines Laserstrahls gebildet worden sind, der das aus der Strangpresse austretende Band transversal überstreicht.
4. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die öffnungen durch chemisches Auflösen eines mikroskopischen Füllstoffs gebildet worden sind, der vor dem Strangpressen in dem Polyolefin verteilt worden ist und in einem Lösungsmittel löslich ist, durch das das Band nach dem Strangpressen geführt wird.
5. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß es in Form eines Drainagerohrs vorliegt, dessen öffnungen hinsichtlich der Größe und der Häufigkeit an die Korngröße und die Tiefe des trockenzulegenden Geländes und den Durchsatz der auszutauschenden Flüssigkeit angepaßt sind.

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6. Verfahren zum Trockenlegen eines Mediums, wie von Erdschichten, Beton oder ähnlichem, dadurch gekennzeichnet , daß man ein Band gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 in dieses Medium einbringt.
7. Verfahren zur Befeuchtung eines Mediums, dadurch gekennzeichnet , daß man ein Band gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 in das Medium einbringt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in das gleiche Medium mehrere Bänder gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, jedoch mit unterschiedlichen Charakteristiken einbringt.

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