DE4409008C2

DE4409008C2 - Depth compressors

Info

Publication number: DE4409008C2
Application number: DE4409008A
Authority: DE
Inventors: Peter Rudloff
Original assignee: TERRAMIX KG SCHOTTERPRODUKTION
Current assignee: TERRAMIX KG SCHOTTERPRODUKTION
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1999-08-19
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: DE59509455D1; EP0672794A1; DE4409008A1; EP0672794B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Tiefenverdichter für die Verdich tung tiefliegender Bodenschichten, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a depth compressor for the compaction deep layers of soil, according to the generic term of Claim 1.

Aufgrund gestiegener Verkehrslasten besteht häufig das Problem, daß die Tragfähigkeit des Untergrunds nicht mehr aus reichend ist. Dies gilt sowohl bei Neubaustrecken als auch bei Umrüstung auf höherwertige Gleisanlagen, wenn beispielsweise eine Gleisstrecke ICE-tauglich gemacht werden soll, oder nun mehr durch Schwerlast-Güterverkehr befahrbar sein soll.This is often the case due to increased traffic loads Problem that the load-bearing capacity of the subsoil is no longer sufficient is sufficient. This applies to both new lines and Retrofitting to higher quality track systems, if for example a track is to be made ICE-compatible, or now to be accessible by heavy goods transport.

In diesen Fällen ist es erforderlich, eine Verdichtung der tiefliegenden Grundschichten vorzunehmen, wozu bislang stets die oberen Schichten, ggf. einschließlich des bereits liegen den Schotterbetts, abgetragen wurden und jede Schicht in der Höhe von z. B. 30 bis 50 cm separat verdichtet worden ist.In these cases it is necessary to compress the to carry out deep-lying base layers, for which always so far the upper layers, possibly including the one already lying the gravel bed, and every layer in the Height of z. B. 30 to 50 cm has been compressed separately.

Dieses Verfahren ist zum einen sehr arbeitsaufwendig und zeit raubend, zum anderen dann nicht möglich, wenn während der Gleisbauarbeiten auf einem parallel verlaufenden Gleis in unmittelbarer Nähe starker Verkehr herrscht. In solchen Fällen hat man sich häufig mit Hilfskonstruktionen beholfen, indem nämlich eine Spundwand oder ein Verbau vorgesehen wird, was weiteren Aufwand bedingt.On the one hand, this process is very labor-intensive and time-consuming consuming, on the other hand not possible if during the Track construction work on a parallel track in There is heavy traffic in the immediate vicinity. In such cases has often been used with auxiliary constructions by namely a sheet pile or sheeting is provided what further effort required.

Aus der US 3 865 501 ist es bekannt, einen Tiefenverdichter mit einem Schaft auszustatten, an welchem ein Verdichtungs element angeschlossen ist. Bei dieser Vorrichtung wird der Schaft in Schwingungen versetzt und die Verdichtung erfolgt über sechs oder acht sternförmig an einem Rohr nach außen abstehende Platten, die das Verdichtungselement bilden und zur Verdichtung in Resonanzschwingungen versetzt werden. Um während des Eindringens keine allzu hohe Verdichtung zu erzeugen, wird die Schwingfrequenz zu diesem Zeitpunkt halbiert und erst in der gewünschten Zieltiefe wird die Resonanzfrequenz angesteuert. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß das Verdichtungselement nach erfolgtem Verdichten häufig schwer entfernbar ist, zumal durch die Resonanz schwingungen gerade im unmittelbar an die Flügel angrenzenden Bereich Verdichtungszonen erzeugt werden.From US 3 865 501 it is known a depth compressor to be equipped with a shaft on which a compression element is connected. In this device the The shaft vibrates and the compression takes place over six or eight star-shaped on a tube to the outside protruding plates that form the compression element and for Compression can be set in resonance vibrations. Around not too high compression during penetration will generate the oscillation frequency at this time halved and only at the desired target depth Controlled resonance frequency. A disadvantage of this solution is that the compression element after compression is often difficult to remove, especially because of the resonance vibrations in the area immediately adjacent to the wings Area compression zones are generated.

Ein weiteres Problem besteht bei Böden, die eine körnige Grundstruktur aufweisen, so daß Resonanzschwingungen aufgrund der starken Dämpfung durch die Böden nur schlecht übertragen werden können. In solchen Fällen sieht die Lösung gemäß der US 3 865 501 vor, durch Wasserzugabe die Übertragungskräfte zu erhöhen. Diese Maßnahme gelingt jedoch dann nicht, wenn beispielsweise oberhalb der zu verdichtenden Schicht eine was serundurchlässige Schicht, wie eine Tonschicht, liegt, so daß die darunter befindliche Schicht dann nicht ausreichend ver dichtet werden kann. Während die Verdichtungswirkung bei der Lösung gemäß der genannten US-Patentschrift bei einheitlichem Bodengefüge gut ist, ist sie bei geschichteter Bodenstruktur, beispielsweise wenn sich lockere körnige Schichten mit zäheren Schichten (Lehm usw.) abwechseln, unbefriedigend.Another problem is with floors that are grainy Have basic structure so that due to resonance vibrations the strong damping through the floors is poorly transmitted can be. In such cases, the solution is according to the US 3 865 501, by adding water the transmission forces to increase. However, this measure is not successful if for example, a what above the layer to be compressed sera impermeable layer, such as a layer of clay, lies so that the layer underneath is then insufficiently ver can be sealed. While the compression effect in the Solution according to the above-mentioned US patent with uniform Soil structure is good, it is with layered soil structure, for example when loose granular layers with tough ones Alternate layers (clay, etc.), unsatisfactory.

Aus der DE-OS-28 56 144 ist ein Tiefenverdichter bekannt, bei dem die Rüttelwirkung auf rolligen Böden verbessert werden soll, indem ein Kohäsion erzeugendes Material eingepumpt wird. Die verwendeten Flaschenrüttler bilden dabei jeweils für sich eine Rüttlereinheit.A depth compressor is known from DE-OS-28 56 144, at which improve the vibrating effect on uneven floors should be pumped in by pumping a cohesive material. The bottle vibrators used each form for themselves a vibrator unit.

Schließlich zeigt die DD 62 261 einen gattungsgemäßen Tiefen verdichter, bei dem stabförmige Verdichtungsorgane als so genannte Sondenrohre ausgebildet sind, die an ihrem unteren Ende jeweils einen Rüttelkorb mit einer integrierten, elektrisch betriebenen Rüttelflasche aufweisen. Die Sondenrohre sind an einer Grundplatte lose hängend unter einander horizontal und vertikal verstellbar angeordnet. Sie werden mittels eines Einspülsystems auf den Verdichtungshori zont niedergebracht. Finally, the DD 62 261 shows a generic depth compressor, with the rod-shaped compression members as so called probe tubes are formed, which at their lower Each end has a vibrating basket with an integrated, have electrically operated vibrating bottle. The Probe tubes are hanging loosely on a base plate horizontally and vertically adjustable. she are on the compaction level by means of a induction system zoned down.

Beim Verdichten bildet jedes Sondenrohr eine selbständige Verdichtungseinheit. Von Nachteil ist dabei, daß die bekannte Einrichtung nur für locker gelagerte, nicht- oder schwach bündige Böden geeignet ist und eine gleichmäßige Verdichtung über die Fläche des Verdichtungshorizonts nicht möglich ist.When compacting, each probe tube forms an independent one Compression unit. The disadvantage here is that the known Setup only for loose, not weak or weak flush floors is suitable and even compaction over the area of the summarization horizon is not possible.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Tiefenverdichter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, der abhängig von der Bodenstruktur ist und mit welchem eine homogene großflächige Tiefenverdichtung möglich ist.In contrast, the invention is based on the object Depth compressor according to the preamble of claim 1 create that depends on the soil structure and with which enables a homogeneous, extensive deep compaction is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran sprüchen.This object is achieved by claim 1. Advantageous further developments result from the Unteran sayings.

Erfindungsgemäß weist das Verdichtungselement mindestens zwei im wesentlichen gleiche, nach unten hängende Verdichtungsfin ger auf. Die Verdichtung ist im Bereich zwischen den Verdich tungsfingern und in dem hierzu benachbarten Bereich überra schend gut, wobei dem Kompressionsgrad zugute kommt, daß die Verdichtungsfinger beim Eindringen des Tiefenverdichters zu nächst eine horizontale Vorverdichtung bewirken und das ober halb der Verdichtungsfinger befindliche Joch, auch wenn es nicht bis in den Verdichtungsbereich selbst nach unten geführt wird, aufgrund der über seine Stampffläche erzeugten Drücke eine vertikale Nachverdichtung bewirkt. Die Unabhängigkeit der Verdichtwirkung von der Bodenstruktur ist aufgrund der. Kombination horizontaler und vertikaler Verdichtungskräfte verbessert und auch bei körnigem Boden erfolgt kein seitliches Ausweichen der zu verdichtenden Bereiche, nachdem diese von den mindestens zwei sich nach unten erstreckenden Ver dichtungsfingern zangenartig umklammert werden. Dir Ver dichtungsfortschritt kann dabei überlappend erfolgen, so daß der hinterste Verdichtungsfinger je stets in das Loch einge führt wird, das durch den vordersten Verdichtungsfinger be lassen wurde. Ein seitliches Ausweichen der zu verdichtenden Schichten ist dann sicher verhindert, wobei es auch möglich ist, ein elastisch oder zumindest beweglich aufgehängtes Schutzrohr in das vorderste Loch des vorigen Verdichtungs abschnitts einzuführen, so daß der augenblickliche Ver dichtungsvorgang nicht dazu führt, daß Bodenmaterial in das zuvor erstellte Loch hineingedrückt wird.According to the invention, the compression element has at least two essentially the same downward compression fin ger on. The compression is in the area between the compression tion fingers and in the area adjacent to it very good, whereby the degree of compression benefits that the Compression fingers on penetration of the deep compressor next cause a horizontal pre-compression and the top half the compression yoke, even if it is not led down to the compression area itself due to the pressures generated over its ramming surface vertical densification causes. The independence of the Compacting effect of the soil structure is due to the. Combination of horizontal and vertical compaction forces improved and there is no sideways movement even with granular soil Dodge the areas to be compacted after this from the at least two Ver sealing fingers are gripped like pliers. You ver seal progress can be overlapping, so that the rearmost compression finger is always inserted into the hole is led by the foremost compression finger was left. A lateral evasion of those to be compacted Layers are then safely prevented, although it is also possible is an elastic or at least movably suspended Protection tube in the foremost hole of the previous compaction to introduce section so that the current Ver sealing process does not result in soil material in the hole previously created is pushed in.

Ferner ist es von Vorteil, daß mit dem erfindungsgemäßen Verdichtungselement in tiefen Bereichen das Bodenmaterial komprimiert wird, indem es von drei Seiten her verdichtet wird. Durch die beispielsweise von einer Ramme eingeleiteten Schläge auf den Schaft des Tiefenverdichters wird das Ver dichtungselement nicht nur nach unten getrieben, sondern es werden auch Schwingungen der Verdichtungsfinger mit ihrer Eigenfrequenz erzeugt, die auch zur Verdichtung beitragen und die das Herausziehen des Tiefenverdichters erleichtern.It is also advantageous that with the invention Compaction element in deep areas the soil material is compressed by compressing it from three sides becomes. For example, those introduced by a ram The Ver sealing element not only driven down, but it are also vibrations of the compression fingers with their Natural frequency generated, which also contribute to the compression and which make it easier to pull out the depth compressor.

Der erfindungsgemäße Tiefenverdichter ist nicht auf die Ver wendung bei der Verdichtung von Schottergründungen beschränkt. Vielmehr ist es möglich, die erfindungsgemäße Tiefenverdich tung in allen Bereichen des Erdbaus einzusetzen, so beispiels weise für die Erstellung von Dammschüttungen, bei der Erstel lung von Geländeeinschnitten zur Verfestigung der Tiefen schichten sowie bei der Erstellung von zu verfestigenden Un tergründen für den Straßenbau, aber auch beispielsweise für die Bodenmelioration. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren der Tiefenverdichtung eingesetzt wird, läßt sich die Standfläche zum Beispiel für Bohrplattformen oder ähnliche Bauwerke ver bessern und Belastungen durch Hochbauwerke lassen sich in kon struktiv vereinfachter Weise auffangen, wenn erfindungsgemäß die Bodenpressung durch die Tiefenverdichtung erhöht wird.The depth compressor according to the invention is not based on the Ver limited use in the compaction of gravel foundations. Rather, it is possible to use the depth compaction according to the invention use in all areas of earthworks, for example wise for the creation of embankment fillings, at the first Development of terrain cuts to consolidate the depths layers as well as in the creation of un to be consolidated for road construction, but also for example for the soil improvement. If the inventive method of The compaction area can be used for deep compaction for example for drilling platforms or similar structures improvements and burdens caused by building structures can be field in a structurally simplified manner if according to the invention the soil pressure is increased by the deep compaction.

Ferner ist damit daß nicht lediglich natürliches Erdreich verdichtbar, sondern beispielsweise auch Verfüllmaterial aus gemahlenen oder gebrochenen Beton- oder Schlackenstoffen und aus entsprechenden Kunststoffen. Die erfindungsgemäße Tiefen verdichtung läßt sich auch in wasserführenden Schichten und gewünschtenfalls auch unterhalb wasserführender Horizonte erfolgreich einsetzen.Furthermore, this is not just natural soil compressible, but also, for example, backfill material ground or broken concrete or slag materials and made of appropriate plastics. The depths of the invention compaction can also be carried out in water-bearing layers and if desired also below water-bearing horizons use successfully.

Bei der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß An spruch 2 kann die Konizität so gewählt werden, daß es nicht erforderlich ist, daß das Joch den Boden berührt. Der Konus bewirkt eine Vorverdichtung, die um so stärker ist, je größer der Konuswinkel ist, was jedoch die Arbeitsgeschwindigkeit reduziert. Dementsprechend sollte der Konuswinkel bei 135° liegen.In the advantageous embodiment of the invention according to An saying 2, the taper can be chosen so that it does not it is necessary that the yoke touches the ground. The cone causes a pre-compression, the stronger the bigger the cone angle is, however, what the working speed reduced. Accordingly, the cone angle should be at 135 ° lie.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 fußt auf der Erkenntnis, daß der Verdichtungsgrad davon beeinflußt wird, wie groß der Abstand zwischen den Verdichtungsfingern im Verhältnis zu ihrem Durchmesser ist. Bei bereits vorver dichtetem Boden müssen z. B. lediglich wenige Verdichtungs finger mit geringem Durchmesser - bezogen auf ihren Abstand - verwendet werden.The development of the invention according to claim 3 is based on the Realization that the degree of compaction is influenced by what is the distance between the compression fingers in the Ratio to their diameter is. If already pre-ver sealed soil need z. B. only a few compression small diameter fingers - based on their distance - be used.

Durch die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist es möglich, die Anzahl, die Anordnung sowie die Ausgestaltung der Verdichtungsfinger jeweils an die gewünschten Verhältnisse anzupassen.By designing the invention according to claim 7 it is possible, the number, the arrangement and the design the compression finger to the desired conditions adapt.

Den Weiterbildungen nach den Ansprüchen 4 und 6 liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Verhältnis zwischen Vor- und Nachverdichtung über die Länge der Verdichtungsfinger ein stellbar ist und die Nachverdichtung vorteilhaft über eine Stampffläche unten an dem Joch erfolgt, die bevorzugt V-förmig ausgestaltet ist, so daß das Eindringen des Jochs in den Boden erleichtert ist.The further developments according to claims 4 and 6 Based on the knowledge that the relationship between preliminary and Post-compression along the length of the compression fingers is adjustable and the post-compression advantageous over a Stamping surface takes place at the bottom of the yoke, which is preferably V-shaped is designed so that the yoke penetrates into the ground is relieved.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tiefenverdichters ist das Verdichtungs element über den Schaft an einen Vibrationserreger ange schlossen, dessen Frequenz steuerbar ist. Damit läßt sich die Frequenz der eingeleiteten Schwingungen in weiten Grenzen steuern, was zu entsprechenden Ausdehnungsmöglichkeiten des Schwingungsfeldes in alle Richtungen führt. Hierdurch ist auch der Grad der erfindungsgemäß bewirkten Kornumlagerung steuer bar, was unmittelbare Auswirkungen auf die Dichte und Tragfä higkeit der bearbeiteten Massen hat.According to a further advantageous embodiment of the Depth compressor according to the invention is compaction element is attached to a vibration exciter via the shaft closed, whose frequency is controllable. So that the Frequency of the vibrations introduced within wide limits control what leads to corresponding expansion options of the Vibration field in all directions. This is also the degree of grain rearrangement effected according to the invention bar, which has an immediate impact on density and carrying capacity ability of the processed masses.

Bei der weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 12 können die zwei oder mehr Vibrationserreger sowohl einzeln gesteuert werden, wodurch sich die Taktfolge der ein geleiteten Schwingungen erhöhen läßt, als auch zueinander syn chron angesteuert werden, was die Leistung der jeweils einge leiteten und abgegebenen Schwingungen erhöht. Ein derartiges System läßt sich besonders günstig einsetzen, wenn mehrere Vi brationsfinger nicht nur nebeneinander, sondern hintereinander eingesetzt werden. Dabei ist es möglich, die mehrfach einge leiteten Schwingungen dergestalt auszunutzen, daß der im Raum zwischen den Vibrationsfingern unter den Vibrationserregern befindliche Boden einer besonders starken Verdichtung unter zogen wird. Durch die eingeleiteten Schwingungen werden die Verdichtungsfinger auch horizontal ausgelenkt, wobei das umgebene Erdreich allseits besonders stark verdichtet wird.In the further preferred embodiment of the invention according to Claim 12 can both the two or more vibration exciters can be controlled individually, which changes the clock sequence of the conducted vibrations can increase, as well as syn be controlled chronologically, what the performance of each turned on conducted and emitted vibrations increased. Such a thing System can be used particularly cheaply if several Vi brationsfinger not only next to each other, but one behind the other be used. It is possible to enter the multiple times conducted vibrations in such a way that the in the room between the vibration fingers under the vibration exciter existing soil under a particularly strong compaction is pulled. Due to the vibrations introduced, the Compression fingers also deflected horizontally, whereby the surrounding soil is particularly heavily compacted on all sides.

Als Vibrationserreger werden bevorzugt Vibrationsrammen vorgesehen, die gewöhnlich niederfrequent arbeiten, jedoch lassen sich mit Erfolg Hochfrequenz-Vibrationserreger ein setzen, wobei etwaige Interferenzen aufgrund der bestehenden Schwingungsmaxima die Kornumlagerung und damit die Verdichtung besonders fördern.Vibration rams are preferred as vibration exciters provided that usually operate at low frequency, however can successfully emit high-frequency vibration exciters put, with any interference due to the existing Vibration maxima the grain rearrangement and thus the compaction especially encourage.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is described in the following description of a Embodiment explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht eines erfin dungsgemäßen Tiefenverdichters, Fig. 1 is a schematic side view of a deep OF INVENTION to the invention the compressor,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tiefenverdichters, unter Darstellung des unteren Endes eines Verdichtungsfingers in teilwei se aufgebrochener Ansicht und Fig. 2 shows a section through a further embodiment of a depth compressor according to the invention, showing the lower end of a compression finger in partially broken view and

Fig. 3 eine Ansicht entlang der Linie III-III aus Fig. 2. Fig. 3 is a view along the line III-III in FIG. 2.

Ein Tiefenverdichter 10 weist einen Schaft 12 und ein Verdich tungselement 14 auf, das aus einem Joch 18 und im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vier Verdichtungsfingern 20 besteht. Das Joch 18 ist an dem Schaft 12 angeschweißt, wobei die Verbindung zwischen Joch 18 und Schaft 12 zusätzlich über Knickschutzstäbe 22 und 24, die schräg zwischen Schaft und Joch verlaufen, verstärkt ist. Der Schaft 12 besteht aus einem massiven Rohr und hat an seinem Einspannende eine Aufnahme 26 für eine an sich bekannte Vibrationsramme. Es versteht sich, daß anstelle der dargestellten Aufnahme auch andere geeignete Aufnahmen verwendet werden können. Die Aufnahme muß jedoch auch Zugkräfte übertragen können, um den Tiefenverdichter nach erfolgter Verdichtung aus dem Boden entfernen zu können. Wenn zur Lockerung des eingetriebenen Tiefenverdichters für das Vorbereiten des Herausziehens die Aufnahme nach beiden Seiten bewegt wird, wird die Verbindung zwischen Joch und Schaft auf Biegung belastet. In diesem Falle kommen die Knickschutzstäbe 24 zum Einsatz, die so verschweißt sind, daß sie unter Zugbe lastung die jeweiligen Knickkräfte aufzunehmen vermögen.A depth compressor 10 has a shaft 12 and a compression element 14 , which consists of a yoke 18 and, in the case of the present exemplary embodiment, four compression fingers 20 . The yoke 18 is welded to the shaft 12 , the connection between the yoke 18 and the shaft 12 being additionally reinforced by means of anti-kink bars 22 and 24 , which run obliquely between the shaft and the yoke. The shaft 12 consists of a solid tube and has at its clamping end a receptacle 26 for a vibration hammer known per se. It goes without saying that other suitable recordings can also be used instead of the image shown. However, the receptacle must also be able to transmit tensile forces in order to be able to remove the deep compactor from the ground after compaction has taken place. If the receptacle is moved to both sides to loosen the driven deep compressor to prepare for pulling out, the connection between yoke and shaft is subjected to bending. In this case, the anti-kink bars 24 are used, which are welded so that they are able to absorb the respective buckling forces under tensile load.

Das Joch 18 ist als Querbalken ausgebildet und weist an seiner Unterseite Aufnahmen für die Verdichtungsfinger 20 auf. Die Verdichtungsfinger 20 können entweder an dem Joch verschweißt sein oder in stabilen Steckaufnahmen austauschbar gehalten sein. In jedem Falle ist es bevorzugt, eine Lagerung sowohl an dem unteren Ende 30 als auch an dem oberen Ende 32 der Steck aufnahme 34 vorzusehen, um so etwaige seitliche Momente gut abstützen zu können. Seitliche Momente können beim Eindringen in den Boden durch unterschiedliche Bodenstrukturen auf die Verdichtungsfinger 20 eingeleitet werden, so daß es günstig ist, wenn die Höhe der Steckaufnahme 34 nicht weniger als ein Zehntel der Länge des Verdichtungsfingers 20 und bevorzugt etwa ein Viertel dieser Länge beträgt, wenn die Verdichtungs finger 20 lösbar sind, oder ein Achtel, wenn die Verdichtungs finger 20 verschweißt sind.The yoke 18 is designed as a crossbar and has receptacles for the compression fingers 20 on its underside. The compression fingers 20 can either be welded to the yoke or be held interchangeably in stable plug receptacles. In any case, it is preferred to provide storage at both the lower end 30 and at the upper end 32 of the plug-in receptacle 34 , so that any lateral moments can be well supported. Lateral moments can be introduced into the soil through different soil structures on the compression fingers 20 , so that it is advantageous if the height of the plug receptacle 34 is not less than a tenth of the length of the compression finger 20 and preferably about a quarter of this length if the compression fingers 20 are detachable, or an eighth if the compression fingers 20 are welded.

Das erfindungsgemäße Joch weist an seinem unteren Ende seit lich zwischen den Verdichtungsfingern 20 jeweils Stampfflächen 36 auf, die im wesentlichen V-förmig ausgestaltet sind, so daß sich unten an dem Joch 18 eine Eindringkante 38 ergibt. Der Winkel des V soll mehr als 90°, vorzugsweise 135° betragen, wobei auch beliebige andere geeignete Ausgestaltungen möglich sind, beispielsweise auch ein Radius oder eine entsprechende Verjüngung zwischen den Steckaufnahmen 34 über die Breite des Jochs 18. Im Beispielsfalle ist der Abstand der beiden mitt leren Verdichtungsfinger 20 geringer als der Abstand zwischen je einem mittleren und dem je äußeren Verdichtungsfinger. Durch diese Ausgestaltung wird in der Mitte, also unterhalb des Schaftes 12 jeweils die stärkste Kompression erzeugt. Auch eine rastertreue Anbringung der Verdichtungsfinger 20 ist möglich, und auch, daß die Anzahl der Verdichtungsfinger 20 nach den Erfordernissen gewählt wird und beispielsweise sogar auch acht oder zehn betragen kann.The yoke according to the invention has at its lower end since Lich between the compression fingers 20 each stamping surfaces 36 , which are substantially V-shaped, so that there is a penetrating edge 38 at the bottom of the yoke 18 . The angle of the V should be more than 90 °, preferably 135 °, any other suitable configurations also being possible, for example also a radius or a corresponding taper between the plug receptacles 34 over the width of the yoke 18 . In the example case, the distance between the two middle compression fingers 20 is less than the distance between a middle and the outer compression finger. This configuration produces the strongest compression in the middle, that is, below the shaft 12 . Also, a scanning faithful attachment of the compression-fingers 20 is possible, and also that the number of compression-fingers 20 is selected according to the requirements and, for example, can be as even eight or ten.

Jeder Verdichtungsfinger weist an seinem unteren Ende einen Konus 40 auf, mit dem das den Verdichtungsfinger 20 bildende Rohr unten abgeschlossen ist. Der Konus 40 erleichtert das Eindringen jedes Verdichtungsfingers 20 in den Boden.Each compression finger has a cone 40 at its lower end, with which the tube forming the compression finger 20 is closed at the bottom. The cone 40 facilitates the penetration of each compaction finger 20 into the ground.

Im Betrieb wird nun der Tiefenverdichter 10 entweder in Zeich nungsrichtung oder seitlich bewegt. Bei Bewegung in Zeich nungsrichtung ist es bevorzugt, daß die bei einem Verdich tungsvorgang erzeugten Löcher vor Einleitung des nächsten Verdichtungsvorgangs mit Schotter oder dergleichen aufgefüllt werden, um so zu verhindern, daß sie durch den folgenden Ver dichtungsvorgang einbrechen. Bei Bewegung seitlich kann hin gegen auch ein überlappendes Fortschreiten gewählt werden, so daß der zu verdichtende Bereich seitlich stets einegklammert ist und nicht ausbrechen kann.In operation, the depth compressor 10 is now either in the drawing direction or moved laterally. When moving in the drawing direction, it is preferred that the holes generated in a compaction process are filled with ballast or the like before initiating the next compaction process, so as to prevent them from collapsing by the following compaction process. When moving laterally, an overlapping progression can also be selected, so that the area to be compacted is always bracketed on the side and cannot break out.

Bei einer abgewandelten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tiefenverdichters 10 ist es vorgesehen, wenigstens eine Injek tionsdüse 42 an der Spitze mindestens eines Verdichtungsfin gers 20 vorzusehen. Auch mehr als ein Verdichtungsfinger 20 kann verwendet werden und auch mehr als eine Injektionsdüse 42 pro Verdichtungsfinger 20 kann vorgesehen werden. Ferner ist es möglich, daß neben der hier dargestellten verschließbaren Ausgestaltung der Injektionsdüse 42 auch eine unverschlossene, insbesondere, mit einer Abweisfläche versehene Injektionsdüse verwendet wird, die bei der Einleitung der erfindungsgemäß vorgesehenen Vibrationen bzw. Schwingungen nicht leicht verstopft.In a modified embodiment of the depth compressor 10 according to the invention, it is provided to provide at least one injection nozzle 42 at the top of at least one compression fin 20 . More than one compression finger 20 can also be used and more than one injection nozzle 42 per compression finger 20 can also be provided. Furthermore, it is possible that in addition to the closable embodiment of the injection nozzle 42 shown here, an unsealed injection nozzle, in particular one provided with a deflecting surface, is used, which does not easily clog when the vibrations or vibrations according to the invention are introduced.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine Injektionsdüse 42 eine Mehrzahl von Einzeldüsen 44, 46, 48 auf, die jeweils am Umfang und am unteren Ende des Ver dichtungsfingers 20 angeordnet sind. Die Einzeldüsen 44, 46, 48 sind jeweils vertikal schlitzförmig ausgebildet, so daß sie im Verhältnis zu ihrer Querschnittsfläche nur eine geringe Zusatzreibung beim erfindungsgemäßen Verdichten über die eingeleiteten Schwingungen bieten. In dem dargestellten Aus führungsbeispiel enden die Einzeldüsen 44, 46, 48 mit der Oberkante des Spitzenkonus 40 des Verdichtungsfingers 20 und erstrecken sich ca. 15 cm nach oben. Es ist eine Mehrzahl von Einzeldüsen 44, 46, 48 vorgesehen, die jeweils um den Umfang des Verdichtungsfingers 20 verteilt sind, ohne daß eine gleichmäßige Verteilung unbedingt notwendig wäre. According to the embodiment shown here, an injection nozzle 42 has a plurality of individual nozzles 44 , 46 , 48 , each of which is arranged on the circumference and at the lower end of the sealing finger 20 . The individual nozzles 44 , 46 , 48 are each vertically slit-shaped, so that they offer only a small additional friction in relation to their cross-sectional area when compressing according to the invention via the vibrations introduced. In the illustrated exemplary embodiment, the individual nozzles 44 , 46 , 48 end with the upper edge of the tip cone 40 of the compression finger 20 and extend approximately 15 cm upwards. A plurality of individual nozzles 44 , 46 , 48 are provided, which are each distributed around the circumference of the compression finger 20 , without a uniform distribution being absolutely necessary.

Die Injektionsdüse 42 weist einen Verschluß 50 auf, mit wel chem sie verschließbar ist. Auch wenn ein Drehverschluß im Grunde einsetzbar ist und lediglich eine geringe Verdrehung aufgrund der vertikalen Ausrichtung der Schlitze 44 bis 48 er fordert, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein axial verschieblicher Verschluß vorgesehen, der im wesentli chen aus einem Zylinder besteht, der sich an den Innenumfang des Verdichtungsfingers 20 anlehnt. Der Verschluß 50 liegt un ten auf einem Abweiskonus 52 auf, der dem Konus 40 gegenüber liegend am unteren Ende des Verdichtungsfingers 20 angebracht ist und der Ableitung des im Inneren des Verdichtungsfingers 20 befindlichen Injektionsmaterials dient.The injection nozzle 42 has a closure 50 with which it can be closed. Even if a twist lock is basically usable and only a small twist due to the vertical orientation of the slots 44 to 48 he calls, an axially displaceable closure is provided in the illustrated embodiment, which consists in Chen wesentli of a cylinder which is located on the inner circumference the compression finger 20 rests. The closure 50 lies un th on a deflecting cone 52 , which is mounted opposite the cone 40 at the lower end of the compression finger 20 and serves to discharge the injection material located inside the compression finger 20 .

Für die Führung des Verschlusses 50 sind an dem Innenumfang des Verdichtungsfingers 20 Steuerzapfen 54 angeschweißt, deren Ausgestaltung aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Steuerzapfen 54 wirken mit zwei Steuerelementen 56 zusammen, die einander gegenüberliegend am Innenumfang des Verschlusses 50 angebracht sind. Nachdem aufgrund der vertikalen Schwingungen die Halte kräfte für die träge Masse des Verschlusses 50 abgestützt werden müssen, ist es günstiger, zwei einander gegenüber liegende Verankerungen und Steuerelemente 56 zu verwenden.To guide the closure 50 , control pins 54 are welded to the inner circumference of the compression finger 20 , the design of which can be seen in FIG. 3. The control pins 54 cooperate with two control elements 56 , which are mounted opposite one another on the inner circumference of the closure 50 . After due to the vertical vibrations, the holding forces for the inertial mass of the closure 50 must be supported, it is cheaper to use two opposing anchors and controls 56 .

Die Steuerelemente 56 bewirken im Normalzustand eine Arretie rung zwischen Verschluß 50 und Verdichtungsfinger 20. Bei Zug an einem Steuerkabel 58 wird die Verbindung gelöst und über das gleiche Steuerkabel 58 läßt sich der Verschluß 50 so weit anheben, daß die Injektionsdüse 42 vollständig freigegeben wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird lediglich ein Steuerkabel 58 verwendet, und das weitere Steuerelement 56 ist über Mitnehmer 60 mit dem gegenüberliegenden Steuerelement 56 verbunden, so daß eine Schwenkbewegung des Steuerelements 56 um seine Achse 62 auch zu einer entsprechend symmetrischen Schwenkbewegung des gegenüberliegenden Steuerelements 56 führt. Das Steuerelement 56 ist im Grunde als Hebelscheibe ausgebildet, wobei die Ausgestaltung aus Fig. 3 besser er sichtlich ist. Das Steuerelement 56 weist an seinem unteren Ende eine Schließfalle 64 auf, die den Steuerzapfen 54 hinter greift. Oben und unten, aber auch seitlich ist das Steuerele ment 56 jeweils stark angefast, so daß es geringe Angriffs flächen für das eindringende Injektionsmaterial bietet.In the normal state, the control elements 56 cause a locking between the closure 50 and the compression finger 20 . When a control cable 58 is pulled, the connection is released and the closure 50 can be raised so far via the same control cable 58 that the injection nozzle 42 is completely released. In the exemplary embodiment shown, only one control cable 58 is used, and the further control element 56 is connected to the opposite control element 56 via drivers 60 , so that a pivoting movement of the control element 56 about its axis 62 also leads to a correspondingly symmetrical pivoting movement of the opposite control element 56 . The control element 56 is basically designed as a lever disk, the configuration from FIG. 3 being better visible. The control element 56 has a locking latch 64 at its lower end, which engages behind the control pin 54 . Above and below, but also laterally, the Steuerele element 56 is each strongly chamfered, so that it offers small areas of attack for the penetrating injection material.

Die Achse 62 lagert die Hebelscheibe oder das Steuerelement 56 auf dem Verschluß 50. Der Verschluß 50 ist - wie aus Fig. 3 ersichtlich - im Bereich der Schließfalle 64 und unterhalb derselben mit einem Schlitz 66 versehen, der sich nach oben verbreitert und dann spitz zuläuft. Die Verbreiterung des Schlitzes 66 ermöglicht die seitliche Auslenkung der Hebel scheibe 56 beim Zug an dem Steuerkabel 58. Das Eigengewicht des Verschlusses 50 ist so groß im Verhältnis zum Gewicht des Steuerelements 56, daß beim Zug an dem Steuerkabel 58, das an einem Gelenkpunkt 68 an der Hebelscheibe 56 angelenkt ist, die Hebelscheibe 56 zunächst im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, so daß die Schließfalle 64 von dem Steuerzapfen 54 freikommt. Der Schließzapfen 54 weist eine obere Schrägfläche 70 auf, die beim erneuten Absenken des Verschlusses 50 die Auslenkung der Hebelscheibe unter Verschwenkung der Schließfalle 64 erleich tert. Eine entsprechende, für das Gleiten an der Schrägfläche 70 geeignet ausgebildete Schrägfläche 72 findet sich unten rechts an der Schließfalle 64. Der Schlitz 66 läuft oben eben falls der Schrägfläche 70 entsprechend zu. Im verschlossenen Zustand der Schließfalle 64 ist dadurch der Steuerzapfen 54 zwischen der Schließfalle 64 und der oberen Schrägfläche des Schlitzes 66 eingeklemmt, wobei die betreffenden Sitzflächen gewünschtenfalls mit Dämpfungsmaterial, wie mit einer Gummi schicht, beschichtet sein können. Es muß jedoch sichergestellt sein, daß ein freies Ausschwenken der Schließfalle 64 durch das Sitzmaterial nicht beeinträchtigt wird.The axis 62 supports the lever disk or the control element 56 on the closure 50 . The closure 50 - as can be seen in FIG. 3 - is provided in the area of the latch 64 and below it with a slot 66 which widens upwards and then tapers. The widening of the slot 66 enables the lateral deflection of the lever disk 56 when pulling on the control cable 58 . The dead weight of the closure 50 is so great in relation to the weight of the control element 56 that when pulling on the control cable 58 , which is articulated at a pivot point 68 on the lever disk 56 , the lever disk 56 is initially pivoted clockwise, so that the latch 64 comes free from the control pin 54 . The locking pin 54 has an upper inclined surface 70 which, when the closure 50 is lowered again, facilitates the deflection of the lever disk while pivoting the locking latch 64 . A corresponding inclined surface 72 , which is suitable for sliding on the inclined surface 70, can be found at the bottom right on the latch 64 . The slot 66 runs flat even if the inclined surface 70 accordingly. In the closed state of the locking latch 64 , the control pin 54 is thereby clamped between the locking latch 64 and the upper inclined surface of the slot 66 , wherein the relevant seating surfaces can, if desired, be coated with damping material such as a rubber layer. However, it must be ensured that a free pivoting out of the locking latch 64 is not impaired by the seat material.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel erfordert lediglich die Verwendung eines Steuerkabels 54 für die Ausübung der Schließ funktion wie auch für das Anheben des Verschlusses 50. Es versteht sich, daß gewünschtenfalls anstelle des einen Steu erkabels 58 auch zwei einander gegenüberliegende Steuerkabel an den beiden Steuerelementen 56 angebracht sein können. Ferner kann der Verschluß 50 über die axiale Länge im darge stellten Ausführungsbeispiel hinaus verlängert sein um die Verkantungsneigung aufgrund des einseitig angebrachten Steuer kabels 58 beim Heraufziehen zu minimieren. Ferner müssen die Mitnehmer 60 nicht wie dargestellt angefast sein, sondern sie können auch lediglich als Runddrähte ausgebildet sein.The illustrated embodiment only requires the use of a control cable 54 for the exercise of the closing function and for lifting the closure 50th It is understood that, if desired, two opposing control cables can be attached to the two control elements 56 instead of one control cable 58 . Furthermore, the closure 50 can be extended beyond the axial length in the illustrated embodiment to reduce the tendency to tilt due to the control cable 58 attached on one side to minimize when pulled up. Furthermore, the drivers 60 do not have to be chamfered as shown, but they can also be designed only as round wires.

Bei der Montage eines erfindungsgemäßen Steuerelements 56 ist es bevorzugt, zunächst den Verschluß 50 samt dem Steuerelement 56 einzubringen, bevor der Abweiskonus 52 und dann der Konus 40 aufgeschweißt wird. Stattdessen ist auch die Einheit aus Abweiskonus 52 und Konus 40 auf das untere Ende des Ver dichtungsfingers 20 aufschraubbar, wenn zu Wartungszwecken ein freier Zugriff auf den Verschluß 50 ermöglicht werden soll.When assembling a control element 56 according to the invention, it is preferred to first introduce the closure 50 together with the control element 56 before the deflection cone 52 and then the cone 40 is welded on. Instead, the unit of deflecting cone 52 and cone 40 can be screwed onto the lower end of the sealing finger 20 , if free access to the closure 50 is to be made possible for maintenance purposes.

Anstelle des dargestellten Verschlusses kann auch ein beliebiger anderer geeigneter Verschluß verwendet werden. Beispielsweise können die Konusflächen des Konus 40 schwenk beweglich gelagert sein, so daß das Injektionsmaterial, das unter hydraulischem Druck im Inneren des Verdichtungsfingers 20 steht, ein Öffnen des Konus ermöglicht. Wenn der Ver dichtungsfinger herausgezogen wird, verbleibt der Konus dann offen und kann nach dem Herausziehen mechanisch oder ge wünschtenfalls auch mittels eines entsprechenden Elektro magneten verschlossen werden.Instead of the closure shown, any other suitable closure can also be used. For example, the cone surfaces of the cone 40 can be pivotally mounted so that the injection material, which is under hydraulic pressure inside the compression finger 20 , enables the cone to be opened. If the sealing finger is pulled out, the cone then remains open and can be closed mechanically or, if desired, also by means of an appropriate electric magnet.

Claims

1. depth compressor for the compaction of deep-lying soil, with a carrying device with which a central part is connected in particular in one piece and with at least two rod-shaped compacting members that extend away from the central part on the side facing away from the carrying device, characterized in that the carrying device is formed as a shaft (12) and the middle part as a yoke (18) on which the compression means are arranged as with the yoke (18) compression-fingers firmly connected (20) and form, with the yoke (18) has a uniform cooperating compression element (14) .

2. Depth compressor according to claim 1, characterized in that the compression fingers ( 20 ) are substantially cylindrical and end at their lower end in a cone ( 40 ) which has a cone angle of preferably more than 90 °, in particular about 135 ° .

3. Depth compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the compression fingers ( 20 ) are arranged with a clear width from each other, which speaks ent simple to four times, in particular twice their diameter.

4. Depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that each compression finger ( 20 ) has a length that speaks ent three to twenty times, in particular special seven to eight times its diameter ent.

5. Depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that four to eight, in particular four compression fingers ( 20 ) are provided next to each other, the distance between the two middle compression fingers ( 20 ) GE less than the distance of the middle compression fingers ( 20 ) from the lateral compression fingers ( 20 ).

6. Depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the yoke ( 18 ) extends across all the compression fingers ( 20 ) and below has a ramming surface ( 36 ) which is designed suitable for penetration into the ground and in particular downwards tapered.

7. Depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the compression fingers ( 20 ) on the yoke ( 18 ) are releasably attached and the number and thickness of the United compression fingers ( 20 ) to the degree of pre-compression of the soil layers to be compacted ver can be adjusted.

8. depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 12 ) is additionally connected via anti-kink bars ( 22 , 24 ) to the yoke ( 18 ), with which an uneven loading of the compression fingers ( 20 ) due to different ground conditions and a et waige side force can be absorbed when pulling out the depth compressor ( 10 ).

9. depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the lower edge ( 38 ) of the yoke is about half the height of the total extent of the depth compressor ( 10 ).

10. depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the width of the depth compressor ( 10 ) 20 to 150%, preferably 50 to 90% and in particular about 70% of the distance between the clamping end of the shaft ( 12 ) and the lower end of the Compression finger ( 20 ).

11. Depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the compression element ( 14 ) is connected via the shaft to a vibration exciter, the frequency of which is controllable.

12. Depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that two or more vibration exciters are provided which are controlled either independently of one another, out of phase with one another or synchronously with one another, each vibration exciter via the shaft ( 12 ) on the respectively associated compression element ( 14 ) works.

13. Depth compressor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one compression finger ( 20 ) is hollow, which has an injection nozzle ( 42 ).

14. Depth compressor according to claim 13, characterized in that the injection nozzle ( 42 ) is provided in the lower region of the sealing finger ( 20 ) and that it can be closed via a closure ( 50 ) during the introduction of vibrations into the compression element ( 14 ).

15. depth compressor according to claim 14, characterized in that the closure ( 50 ) has a control with which he cher either by the pressure of injection material or by mechanically or electromechanically acting control elements ( 56 ) can be opened if necessary and is thus controllable that it remains open while pulling out the compression finger ( 20 ).