DE4125576A1

DE4125576A1 - Verfahren zum einpressen von pulver in weichem boden

Info

Publication number: DE4125576A1
Application number: DE19914125576
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof Dr Ing Gudehus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1991-08-02
Publication date: 1993-02-04

Description

Daß weicher Boden durch Zusetzen von Pulver - z. B. Kalkmehl - in der Regel besser wird, ist bekannt. Sogenannte Kalksäulen werden durch Einfüllen in Bohrlöcher (schwedische Pa tente) oder durch Vermischen mittels Rührwerk (japanische Patente) hergestellt. Bei der vorliegenden Erfindung wird dagegen trockenes Pulver durch dünne Rohre direkt in weiche Bodenbereiche eingepreßt. Soweit dies fördertechnisch gelingt, bilden sich im Untergrund Verdrängungskörper aus, die der Umgebung Wasser entziehen und diese somit verfestigen.

Das Pulver läßt sich pneumatisch fördern, solange es im bodenmechanischen Sinne keine effektive Spannung und damit keine effektive Kohäsion entwickelt. Im Druckbehälter muß daher das Porenvolumen mit Druckluft angereichert werden, ohne die Porenzahl auf ei nen kritischen Wert zu verringern. Wenn anschließend der Luftdruck auf die Pulvermasse erhöht wird, verdichtet sich diese kaum noch und bleibt dadurch fließfähig. Durch peri odische Schwankungen des Luftdrucks, wie sie von jedem Kompressor ungewollt erzeugt werden, wird das Pulver zusätzlich verflüssigt.

Die prinzipielle Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt. Ein Rohr und ein Schlauch (1) mit lösbarer Kappe (2) werden zunächst bis zu einem gewünschten Punkt eingebracht (a). Um das Einpressen von Luft zu vermeiden, steht Pulver bereits bis zur Kappe und ist unter genügendem Druck. Durch Heben des Rohres und des Schlauches löst sich die Kappe, und das Pulver fließt vom Druckbehälter (3) in den nachgebenden Boden. Verstopfungen lassen sich durch einen glatten Kanal und durchgehend druckhaftes Pulver vermeiden; hinzukom men können Vibrationen, Stöße oder Deformationen des Leitungssystems.

Im Boden breitet sich eine Blase aus Pulver aus, die beim gleichzeitigen Ziehen des Ein preßkanals eine längliche Form annimmt (b). Unzulässige Hebungen oder Ausblasungen lassen sich durch Kontrolle der Einpreßmenge vermeiden. Das Pulver zieht sofort Wasser aus dem umgebenden Boden und wird dadurch - auch ohne härtende Zusätze - fester. Diese Konsolidation kann durch Vakuum und/oder Elektroosmose beschleunigt und verstärkt werden.

Durch räumlich und zeitlich kontrolliert verteiltes Einpressen und Entwässern werden Bau grundbereiche planmäßig verfestigt und/oder deformiert. Unter Auffüllungen kommt vor allem ein Raster lotrechter Lanzen oder Schläuche in Frage. Es wird jeweils sowenig Pulver eingepreßt, daß Hebungen darüber in gewünschten Grenzen bleiben. Durch die ansch ließende Entwässerung geht die Hebung wieder zurück, und es kann erneut eingepreßt wer den. Dadurch ist der Untergrund insgesamt steifer und tragfähiger, so daß fortdauernde Setzungen gebremst werden oder zusätzliche Lasten ohne Setzungsschäden aufgebracht wer den können.

Weiche Bodenbereiche unter setzungsempfindlichen Bauwerken lassen sich ebenso stabi lisieren, indem die Einpreßrohre oder -schläuche von der Seite eingeführt werden. Die ses Verfahren eignet sich vor allem für historisch wertvolle Bauwerke, die keine weiteren Setzungen vertragen können, aber auch zur Sicherung von Behältern und für beliebige Flachgründungen.

Durch Einpressen neben Stützwänden kann deren Nachgeben kompensiert werden. Da mit werden benachbarte Baukörper wie Leitungen, Verkehrswege und Hochbauten vor schädlichen ungleichmäßigen Horizontalverschiebungen des Untergrunds bewahrt.

Das gleiche Prinzip eignet sich auch beim Bau von Tunneln. Vor dem Vortrieb kann der Boden über der Firste stabilisiert werden. Während des Vortriebs kommt ein zusätzliches Einpressen von Pulver an der Ortsbrust oder am Mantel in Frage. Während des Einpres sens wirkt das Pulver auch als Gleitmittel.

Die Verpreßkörper können durch feste Stäbe bewehrt werden. Die aus geeignetem Werkstoff bestehenden Stäbe werden beim Einpressen oder danach eingeführt und geben dem Ver preßkörper eine erhöhte Druck-, Zug- oder Biegefestigkeit. Die bewehrten Verpreßkörper können ähnlich wie Pfähle, Anker oder Dübel tragen.

Durch Messung der Einpreßdrücke und -mengen wird der Baugrund zusätzlich erkundet, was insbesondere der weiteren Stabilisierung dient. Außerdem kann das Einbringen der Rohre bzw. Schläuche als zusätzliche Sondierung genutzt werden. Schließlich kann elek trischer Gleichstrom nicht nur elektroosmotisch wirken, sondern durch Messung des Wi derstandes zwischen Elektroden im Untergrund auch Auskünfte über dessen Stabilisierung liefern.

Claims

1. Verfahren zur Stabilisierung und/oder Verdrängung weichen Bodens, dadurch gekenn zeichnet, daß trockenes Pulver durch Leitungen pneumatisch in den Untergrund eingepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließfähigkeit des Pul vers durch Zusetzen von Synthetik-Pulver und/oder elektrisches Aufladen erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zuschläge das Pulver in Verbindung mit dem Bodenwasser härtend und/oder leitfähig machen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Porenluft in das Pulver im Druckbehälter so langsam eingelassen wird, daß die Fließfähigkeit erhalten bleibt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Pulver fördernde Druckluft mit pulsierenden Druck beaufschlagt wird, um die Fließfähigkeit zu verbes sern.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bedarfsweise ein Abschnitt der Pulverleitung elastisch zusammendrückbar ist und zur Kontrolle des Mengen stroms einen einklemmbaren oder einschnürbaren Querschnitt aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einpressen ein Rohr mit lösbarer Endkappe eingedrückt oder einvibriert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim stetigen oder schritt weisen Ziehen des Einpreßrohrs oder -schlauchs mit Kontrolle von Druck und Menge Pulver in den Boden eingepreßt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Boden führende Leitung zur Behebung oder Vermeidung von Verstopfungen erschüttert oder durch gewalkt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Boden durch das ein gepreßte Pulver Wasser entzogen und er dadurch fester wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer daneben ein geführten Lanze durch Vakuum dem eingepreßten Pulver zwecks Kompression Luft und/oder dem Boden Wasser entzogen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels zusätzlicher Elek troden und elektrischem Gleichstrom den Boden verstärkt Wasser entzogen wird, was durch Zusätze zum Pulver gefördert werden kann.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre zum Einpressen des Pulvers lotrecht in einem Raster angeordnet sind oder fächerförmig schräg von Gruben oder Schächten ausgehen.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Abstimmen des räumlich und zeitlich verteilten Einpressens und Entwässerns Hebungen und Sen kungen der Erdoberfläche bzw. aufliegender Bauwerke innerhalb vorgeschriebener Toleranzen bleiben.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Einpressen eine gewünschte Hebung und/oder seitliche Verdrängung der Erdoberfläche oder auflie gender Bauwerke stattfindet.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Hinzufügen fester Stäbe in dem Einpreßkörper anker- oder pfahlartige Tragkörper entstehen.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schild- oder Rohrvor trieb der Boden vor, über oder neben dem Tunnel stabilisiert oder verdrängt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden dabei durch Mes sen von Verpreßmengen und -drücken sowie Wassermengen und elektrische Messungen zusätzlich erkundet wird.