DE3002680A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING UNDERLAYING BODIES UNDER FOUNDATIONS OR SEALING MEMBRANES - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING UNDERLAYING BODIES UNDER FOUNDATIONS OR SEALING MEMBRANES

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DE3002680A1 DE19803002680 DE3002680A DE3002680A1 DE 3002680 A1 DE3002680 A1 DE 3002680A1 DE 19803002680 DE19803002680 DE 19803002680 DE 3002680 A DE3002680 A DE 3002680A DE 3002680 A1 DE3002680 A1 DE 3002680A1
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Description

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GKN Keller GmbH, 6o5o Offenbach 3GKN Keller GmbH, 6o5o Offenbach 3

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Unterfangungskörpern unter Fundamenten oder von AbdichtungsmembranenMethod and device for the production of underpinning bodies under foundations or by waterproofing membranes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Unterfangungskörpern unter Fundamenten oder von Abdichtungsmembranen durch Injizieren eines oder mehrerer erhärtender flüssiger Stoffe unter hohem Druck in den Baugrund mittels einer Injektionsvorrichtung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing underpinning bodies under foundations or waterproofing membranes by injecting one or more hardening liquids Substances under high pressure into the subsoil by means of an injection device and a device for implementation of the procedure.

Bei einem derartigen Verfahren besteht das wesentliche Problem darin, einen freien Raum in Form eines Spaltes oder einer Auflockerung im Boden für die zu erhärtenden Stoffe zu schaffen. Es ist ein Verfahren (Zeitschrift "Der Bauingenieur", 1964, S. 25o) bekannt, bei dem durch Einsenken eines Düsenrohres ein Raum unter Hochdruckeinwirkung freigespühlt und beim Hochziehen des Rohres der Raum mit Zementmörtel aufgefüllt wird. Dieses . Verfahren läßt sich jedoch nur bei bestimmten Böden anwenden, da entweder die Spühlung nicht zu einer entsprechenden umfang-In such a method, the main problem is to create a free space in the form of a gap or a To create loosening in the soil for the substances to be hardened. It is a process (magazine "Der Bauingenieur", 1964, p. 25o) is known in which a space is flushed free under the action of high pressure by lowering a nozzle tube and when pulling up of the pipe the space is filled with cement mortar. This . However, this method can only be used for certain soils, since either the flushing does not lead to a corresponding extensive

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reichen Entfernung der umliegenden Erdformationen ausreicht oder aber die Gefahr besteht, daß bereits während des Spü—lens bzw, Vergießens lockerer Boden, z.B. Triebsand, nachrutscht. Darüber hinaus ist dieses Verfahren zur Herstellung von Unterfangungskörpern nicht geeignet.distance of the surrounding earth formations is sufficient or there is a risk that already during the flushing or pouring loose soil, e.g. sand drifts, slides down. In addition, this process is used to manufacture underpinning bodies not suitable.

Wird dagegen der Boden nur teilweise verdrängt, ist es aus wirtschaftlichen Gründen erforderlich, daß der Hochdruckstrahl des erhärtenden flüssigen Stoffes eine große Reichweite aufwöist. Nach dem aus der DE-AS 21 24 3 85 bekannten Verfahren wird dieses Problem dadurch zu lösen versucht, daß mittels eines Injektionsrohres, das mit mindestens zwei koaxialen und unter einem Winkel zur Rohrachse gerichteten Düsen ausgerüstet ist, der erhärtende Stoff oder seine Komponenten unter hohem Druck injiziert und ein Druckluftstrahl durch die äußeren Ringdüsen in den Boden eingebracht wird. Die verwendeten koaxialen Düsen sind jedoch technisch aufwendig und störanfällig. Zudem hat die Praxis gezeigt, daß die Reichweite dieses Verfahrens gegenüber einem solchen, das keine Druckluft verwendet, nicht nennenswert vergrößert wird.If, on the other hand, the ground is only partially displaced, it is necessary for economic reasons that the high-pressure jet of the hardening liquid substance has a large range. According to the method known from DE-AS 21 24 3 85 This problem tries to solve that by means of an injection tube that has at least two coaxial and under nozzle directed at an angle to the pipe axis, the hardening substance or its components under high pressure injected and a compressed air jet is introduced into the ground through the outer ring nozzles. The coaxial nozzles used however, they are technically complex and prone to failure. In addition, the Practice has shown that the range of this method compared to one that does not use compressed air is negligible is enlarged.

D6r Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, mit dem auf einfache Weise eine größere Rdbhweite des Hochdrucksijahles erreicht werden kann.The invention is based on the object of providing a method of the initially described to propose mentioned genus, with which a larger width of the high pressure jet can be achieved in a simple manner can.

Überraschend zeigte sich, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß der flüssige Stoff in Form eines intermittierend verdichteten Strahles injiziert wird.It was surprisingly found that this problem was solved can be that the liquid substance is injected in the form of an intermittently compressed jet.

Angestellte Versuche haben ergeben, daß mit einem intermittierend verdichteten Hochdruckstrahl großer Geschwindigkeit eine zwischen 5o bis 1oo % vergrößerte Reichweite verbunden mit optimaler Durchmischung mit dem anstehenden Material erzielt werden kann. Der intermittierende Hochdruckstrahl kann durch eine Kolbenpumpe, dieAttempts have shown that with an intermittently compressed high pressure jet of high speed between 50 to 100% increased range combined with optimal mixing can be achieved with the pending material. The intermittent high pressure jet can by a piston pump that

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ohne einen Pulsierungsdämpfer bzw. ohne Windkanal arbeitet, erzeugt werden. Möchlich ist jedoch auch eine mechanische Vorrichtung vor den Düsen, die durch wechselseitiges Öffnen und Schließen in Folge Rotation einer geschlitzten, zylinderförmigen Steuervorrichtung mindestens zwei Austrittsdüsen beschickt. works without a pulsation damper or without a wind tunnel, be generated. However, a mechanical device is also possible in front of the nozzles, which by alternating opening and closing as a result of rotation of a slotted, cylindrical Control device charged at least two outlet nozzles.

Eiiß weitere Lösung der Aufgabe besteht darin, daß dem flüssigen Stoff vor dem Austritt aus der Injektionsvorrichtung eine verdichtete gasförmige Phase zugeführt wird.Another solution to the problem is that the liquid Substance is supplied to a compressed gaseous phase before exiting the injection device.

Es hat sich herausgestellt, daß im Hochdruckstrahl des erhärteten flüssigen Stoffes enthaltene Luft die gleiche, wirtschaftlich erwünschte Vergrößerung der Reichweite bei technisch befriedigender Durchmischung mit dem anstehenden Material des Untergrundes ergibt, da die nach Verlassen der Düse expandierende Luft das Zerstören des Gefüges des anstehenden Bodens oder der Aufschüt tung wesentlich unterstützt. Erfindungsgemäß wird die Luft mit einem Hochdruckkompressor oder aus einem Hochdruckbehälter in den zur Austrittsdüse führenden Strom des flüssigen Stoffes eingeleiteIt has been found that the air contained in the high pressure jet of the hardened liquid substance is the same, economically Desired increase in range with technically satisfactory mixing with the material of the subsurface results, since the air expanding after leaving the nozzle destroys the structure of the existing soil or the embankment is supported significantly. According to the invention, the air with a high pressure compressor or from a high pressure container in the to the outlet nozzle leading stream of the liquid substance initiated

Für viele Materialien des Untergrundes, z.B. kohäsive Böden, Einlagerungen grober Bestandteile usw. wird vorteilhaft dem intermittierend verdichteten flüssigen Stoff vor dem Austritt aus der Injektionsvorrichtung eine verdichtete gasförmige Phase zugeführt.For many sub-floor materials, e.g. cohesive floors, Storage of coarse constituents etc. is advantageous to the intermittently compacted liquid substance before it emerges a compressed gaseous phase is supplied from the injection device.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen, mit der unabhängig von der Formation des Bodens der gewünschte Unterfangungskörper bzw. die Abdichtungsmembrane erstellt werden kann.Another object of the invention is to provide a device to propose to carry out the method according to the invention, with the desired regardless of the formation of the soil Underpinning body or the sealing membrane can be created.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,1 daß am unteren Ende des Injektionsrohres ein Düsenträger mit axial, radial und/oder geneigten Düsen angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved in that 1 a nozzle carrier with axially, radially and / or inclined nozzles is arranged at the lower end of the injection tube.

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BAD ORIGINAL- 4 _
BATH ORIGINAL

Der Lösung liegt die Überlegung zugrunde, daß das Verfahren desto besser durchführbar ist, je näher eine oder mehrere Düsen an die aufzuspü.-*lende Bodenschicht herangeführt werden können.The solution is based on the consideration that the closer one or more of the method is, the better it can be carried out Nozzles are brought up to the soil layer to be flushed up can.

Wird, der Düsenträger sowohl beim Absenken des Injektionsrohres als auch vorzugsweise beim Ziehen gedreht, so wird der Boden bzw. der Baugrund nach der Injektion des erhärtenden Stoffes derart imprägniert, daß nach dem Erhärten ein Verfestigungselement mit Abmessungen entsteht, die auf alle Fälle denen des Düsenträgers entsprechen.Will, the nozzle carrier both when lowering the injection tube and preferably rotated while pulling, the soil or the building ground is after the injection of the hardening substance impregnated in such a way that, after hardening, a solidifying element is formed with dimensions that in any case correspond to those of the nozzle carrier.

Der Unterfangungskörper bzw. die Abdichtungsmembrane wird durch Wiederholungen in erforderlicher räumlicher Anordnung hergestellt.The underpinning body or the sealing membrane is through Repetitions made in the required spatial arrangement.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing of exemplary embodiments explained in more detail.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

Fig. 1 eine vorteilhafte Ausführungsform des Düsenträgers und Fig. 1 shows an advantageous embodiment of the nozzle carrier and

Fig. 2Fig. 2

und 3 schematisch die Herstellung eines Unterfangungskörpers. and FIG. 3 schematically shows the production of an underpinning body.

Die Ausführungsform des Düsenträgers 1 weist eine Kreuzform auf und ist mit dem Injektionsrohr 2 verbunden. An den horizontalen Teilen sind axiale und radiale Düsen 3 angeordnet. Ferner sind die unteren äußeren Ecken der horizontalen Teile abgeschrägt und veLsen geneigt angeordnete Düsen auf. Eine weitere Düse ist in dem unteren senkrechten Teil axial angeordnet. Durch diesen Düsenträger ist gewährleistet, daß auch an einem sehr kohäsiven Boden z.B. ein säulenartiger Körper hergestellt werden kann, der mit Sicherheit einen Durchmesser aufweist, der dem des Düsen-The embodiment of the nozzle carrier 1 has a cross shape and is connected to the injection tube 2. Axial and radial nozzles 3 are arranged on the horizontal parts. Further the lower outer corners of the horizontal parts are bevelled and there are nozzles arranged at an angle. Another nozzle is axially arranged in the lower vertical part. This nozzle carrier ensures that even a very cohesive one For example, a columnar body can be produced at the bottom, which is certainly of a diameter that is the same as that of the nozzle

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BAD~ 5 "
BATH

trägers entspricht.carrier corresponds.

Die Form des Düsenträgers ist jedoch nicht auf die dargestellte Form beschränkt.Für relativ lockere Böden hat sich zur Errichtung eines säulenartigen Körpers mit relativ großem Durchmesser ejn DüsenträgEr in Dreiecksform bewährt, der in der Mitte eines Schenkels mit dem Injektionsrohr verbunden ist. An den übrigen Schenkeln und an der dem Befestigungspunkt gegenüberliegenden Spitze sind in geeigneten Abständen voneinander Düsen angeordnet.However, the shape of the nozzle carrier is not limited to the shape shown. For relatively loose soils, it has to be erected a columnar body with a relatively large diameter ejn Triangular shaped nozzle carrier, which is connected to the injection pipe in the middle of a leg. The rest The legs and on the tip opposite the attachment point are nozzles at suitable distances from one another arranged.

Der Durchmesser der Düsen liegt bei 2 bis 4 mm. Die Durchsatzmenge beträgt 8o bis 6oo l/min, bei einem Druck von 1oo bis 3oo bar. Die Strahlgeschwindigkeit liegt bei diesen Verhältnissen zwischen 1oo bis 15o m/s. Die Frequenz der Intermittierenden Verdichtung liegt vorteilhaft zwischen 0,2 und 2 Hz, wobei die Druckdifferenz mindestens 5o bar betragen soll.The diameter of the nozzles is 2 to 4 mm. The throughput rate is 80 to 600 l / min, at a pressure of 100 to 300 bar. The jet speed is at these ratios between 100 to 150 m / s. The frequency of the intermittent Compression is advantageously between 0.2 and 2 Hz, the pressure difference being at least 50 bar target.

Wird eine gasförmige Phase, vorteilhaft Preßluft, dem flüssigen Stoff zugeführt, soll dessen Druck mindestens 5o bar betragen; aber auch flüssige Luft und Flüssigstickstoff sind dafür geeignet.If a gaseous phase, advantageously compressed air, is supplied to the liquid substance, its pressure should be at least 50 bar; but liquid air and liquid nitrogen are also suitable for this.

Zur Injektion wird vorteilhaft ein selbsthärtender flüssiger Stoff auf Zementbasis benutzt, der je nach Erfordernis Zusätze enthalten kann.A self-hardening liquid substance based on cement is advantageously used for the injection, with additives as required may contain.

Im folgenden wird beispielhaft die Herstellung eines Unterfangungskörpers erläutert.The following is an example of the production of an underpinning body explained.

Von der Arbeitsebene A aus wird mit einem Drehbohrgerät B der an einem Rohrstrang C montierte Düsenträger D rotierend in den Boden abgesenkt. Gleichzeitig drückt intermittierend das Pumpenaggregat E das Injektionsmittel mit hohem Druck über den Hochdruckdrehkppf F durch den Rohrstrang und die Düsen in den Boden. In Situ kommt es zu einer innigen undFrom the working level A, the nozzle carrier D mounted on a pipe string C is lowered into the ground while rotating using a rotary drilling device B. At the same time, the pump unit E presses the injection medium intermittently at high pressure via the high-pressure rotary head F through the pipe string and the nozzles into the ground. In S i tu there is an intimate and

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energiereichen Vermischung des Bodens mit dem Injektionsmittels, aus der nach einstellbarer Erhärtung eine Säule der Unterfangungskörper resultiert.Energy-rich mixing of the soil with the injection agent, from which a column after adjustable hardening the underpinning body results.

Durch die Wiederholung des Vorganges ergeben sich die im Schnitt dargestellten Säulen 1 bis 3, die zusammen einen monolithischen Körper bilden.The repetition of the process results in the columns 1 to 3 shown in section, which together form a form monolithic body.

Die Form der Körper für Gebäudeunterfangungen hängt von der Aufaabenstellung und dem erforderlichen statischen
Nachweis der Standsicherheit ab. Zwei typische Beispiele enthält die Figur 3.The shape of the bodies for building underpinnings depends on the location and the required static
Proof of stability. Figure 3 contains two typical examples.

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Claims (4)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Herstellung von ünterfangungskörpern unter Fundamenten oder von Abdichtungsmembranen durch Injizieren eines oder mehrerer erhärtender flüssiger Stoffe unter hohem Druck in den Baugrund mittels einer in den Baugrund einzubringenden Injektionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Stoff in Form eines intermittierend verdichteten Strahles injiziert wird.1. Process for the production of underpinning bodies under Foundations or waterproofing membranes by injecting one or more hardening liquid substances under high pressure Pressure into the subsoil by means of an injection device to be introduced into the subsoil, characterized in that the liquid substance is injected in the form of an intermittently compressed jet. 2. Verfahren zur Herstellung von ünterfangungskörpern unter Fundamenten oder von Abdichtungsmembranen durch Injizieren eines oder mdrerer erhärtender flüssiger Stoffe unter hohem Druck in dem Baugrund mittels einer in den Baugrund einzubringenden Injektionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß dem flüssigen Stoff vor dem Austritt aus der Injektionsvorrichtung eine verdichtete gasförmige Phase zugeführt wird.2. Process for the production of underfunding bodies under foundations or of sealing membranes by injecting one or more hardening liquid substances under high pressure into the Subsoil by means of an injection device to be introduced into the subsoil, characterized in that the liquid Substance is supplied to a compressed gaseous phase before exiting the injection device. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem intermittierend verdichteten flüssigen Stoff vor dem Austritt aus der Injektionsvorrichtung eine verdichtete gasförmige Phase zugeführt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the intermittent compressed liquid material supplied to a compressed gaseous phase before it exits the injection device will. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende eines Injektionsrohres (2) ein Düsenträger (1) mit axial, radial und/ oder geneigten Düsen (3) angeordnet ist.4. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 3, characterized in that at the lower end of an injection pipe (2) a nozzle carrier (1) with axial, radial and / or inclined nozzles (3) is arranged. 1 30031 /02881 30031/0288 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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