EP0474070A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Schmal- oder Schlitzwand in Erdreich - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus for carrying it out.
- the invention is intended to provide a method and a device by which a tight mutual connection of the successively manufactured sections of a narrow wall or a thicker diaphragm wall and between the individual tracks of each wall section is reliably ensured.
- the vibrating motion of this rearmost vibrating tube only takes place as long as it does not leave the borehole laterally a very low resistance.
- This low resistance to the vibrating movement corresponds to a relatively small current consumption of the associated vibrating motor.
- the current intensity of the current absorbed by the vibrating motor increases suddenly.
- the current consumption is then brought back to a minimum value, which ensures that a tight connection of the wall section produced by the two front vibrating tubes and the guide swords is achieved on the previously produced wall section.
- the seamless connection of the individual sheets also ensures tightness within each section.
- the method according to the invention can already be carried out with only two vibrating tubes carried by a leader.
- the use of three vibrating tubes is preferred, but the invention is not restricted to this, but can also use more parallel vibrating tubes on a common leader without significant disadvantages for the simultaneous creation of longer narrow or diaphragm wall sections.
- the current consumption can be kept at a minimum value both by visually monitoring a current measuring device at the driver's seat of the vehicle carrying the leader or crane and triggering mechanical correction devices, or else according to claim 2 by automatic monitoring by means of control devices which are known per se to the person skilled in the art.
- the monitoring of the current consumption on the motor of the rearmost vibrating tube can also be carried out by means of a registration, e.g. an amps depth recorder.
- Claim 5 relates to a preferred embodiment of the method according to the invention.
- a ram with at least two, preferably three, vibrating tubes is proposed, with guide swords being expediently provided only in the spaces between two vibrating tubes with their lateral ends, which are used to accommodate the differential vibration of the vibrators either via a flexible one Rubber metal sleeve or are connected by loose interlocking, and being a terminal, ie the first or last vibrating tube is provided with a measuring device for the current consumption of the associated vibrating motor.
- the first or last vibrating tube is provided with a measuring device for the current consumption of the associated vibrating motor.
- the middle one has a guide sword pointing forwards and backwards
- the front vibrating tube has only one backwards sword and the rear one only has a guide sword pointing forward.
- the overlap ensures that the pressed injection materials are closed without gaps.
- the lateral ends or edges can interlock according to claim 7 with a type of tongue and groove, so that the vibrating tubes are always held approximately in one plane.
- the interlocking guide swords can also be welded to one another, so that the direction of the ram has to be corrected always be transferred equally to all parts of the same.
- the guide swords While it is sufficient for certain types of soil if the guide swords create cavities which are then also filled by the injection material emerging from the vibrating pipes, in special cases the guide swords can also be connected to the feed devices for the injection material and have nozzles for introducing the injection material .
- the overall effect of the vibrating hammer can be significantly improved when carrying out the method according to the invention if the diameter of a vibrating tube is in the range of approximately 200-250 mm, preferably 230 mm, the vibrating amplitude is in the range of approximately 7-8 mm and the vibration frequency is kept in the range of about 3600 - 4000 rpm.
- the ram generally designated 10, is carried by a leader 12, which in a manner not shown hangs on a cross mast 14 of a crane 16 with a cab 18.
- the crane 16 moves forward on the surface 20 of the soil 22 step by step in the working direction 24.
- the ram 10 has a frame 26 which can be displaced in the vertical direction on the leader 12 and which carries three parallel vibrating tubes I, II, III.
- Each vibrating tube has feed devices for injection material, which are known per se, and vibrating motors with their electrical feed lines.
- the lower ends of the vibrating tubes I, II, III are conical in a manner known per se.
- the middle vibrating tube II has a forward and rearward facing guide sword 28 near its lower end, while the front vibrating tube III carries only a rearward facing guide blade 30 and the rear vibrating tube I carries only a forward facing guide sword 32.
- the lateral ends 34 of the guide swords 30 and 32 engage in corresponding grooves 36 of the guide swords 28 and are welded to them or loosely led the same.
- FIG. 1 shows the ram 10 during the penetration phase in the direction of the arrow 38.
- the three tracks of the previously created narrow wall, generally designated 42 were drilled through the three vibrating tubes and About supply lines and nozzles, not shown, near the lower ends of the vibrating tubes I, II, III and guide swords 28, 30 32 with injection material backfilled, while two intermediate tracks 44 were drilled by guide swords 28, 30, 32 and filled with injection material.
- the crane 16 was moved so far forward in the working direction 24 that the rearmost ram I is above the foremost track 40. Then the penetration movement of the ram 10 begins in the direction of arrow 38.
- the front vibrating tubes II and III penetrate into the soil 22 with their guide swords, while the rearmost vibrating tube I is lowered into the foremost path of the still soft injection material.
- the associated guiding sword 32 also partially penetrates into soil 22.
- the current consumption at the associated vibrating motor is low. However, it immediately rises sharply when the vibrating tube I moves out of the path 40 of the still soft injection material and gets into dense soil 22.
- the direction of the ram 10 is immediately corrected so that the rearmost vibrating tube I is lowered again into soft injection material. In this way, a perfect overlap of the adjacent sections of the narrow wall 42 can always be guaranteed.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung.
- Aus der DE-OS 2 236 901 ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, wobei die hierzu verwendete Ramme drei von einem gemeinsamen Mäkler getragene Rüttelrohre mit Führungsschwertern nahe ihren unteren Enden aufweist. Bei dem bekannten Verfahren kann nicht sicher gewährleistet werden, daß die einzelnen in Erstellrichtung der Schmalwand aufeinander folgenden, jeweils durch ein Eindringen und Ziehen der Ramme verfertigten Wandabschnitte lückenlos aneinander anschließen, um eine durchgehend wasserdichte Schmalwand zu erzielen. Auch ein dichter Abschluß zwischen den jeweils von einem Rüttelrohr verfertigten Bahnen jedes Wandabschnittes ist nicht gwährleistet. Durch geringfügige Richtungsänderungen beim Eindringen der Ramme, die insbesondere durch ungleichmäßige Beschaffenheit des Erdreichs hervorgerufen werden können, können Spalte zwischen den aufeinander folgenden Wandabschnitten bwz. Bahnen auftreten, deren Vorhandensein nicht oder erst nach Fertigstellung der Schmalwand infolge des Durchsickerns von Wasser oder anderen Flüssigkeiten festgestellt werden kann.
- Aus der US-PS 4 906 142 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zwei parallele Erdbohrer Erdreich mit aushärtendem Material vermischen, wobei zum Herstellen einer durchlaufenden verfestigten Wand einer der beiden Erdbohrer beim nächsten Eindringhub in das beim vorhergehenden Hub vom anderen Erdbohrer gebohrte und mit aushärtendem Material versehene Bohrloch eindringt. Dies soll einerseits das gegenseitige Anschließen der bei aufeinanderfolgenden Hüben hergestellten Mauerabschnitte und andererseits eine gute Durchmischung von Erdreich und aushärtendem Material beim nochmaligen Eindringen eines Erdbohrers in das gleiche Bohrloch gewährleisten. Ein unbeabsichtigtes seitliches Abweichen eines oder beider Erdbohrer von der beabsichtigten Parallelität und infolgedessen auftretende Undichtigkeiten der zu erstellenden Wand sind bei diesem Verfahren nicht feststellbar.
- Durch die Erfindung soll ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, durch die ein dichtes gegenseitige Anschließen der nacheinander hergestellten Abschnitte einer Schmalwand oder einer dickeren Schlitzwand sowie zwischen den einzelnen Bahnen jedes Wandabschnittes sicher gewährleistet ist.
- Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 5 gelöst.
- Durch das Einführen des jeweils hintersten Rüttelrohres in die noch weiche Injektionsmasse, beispielsweise Beton oder dgl., des beim vorhergehenden Eindringvorgang der Ramme durch das vorderste Rüttelrohr gebohrten und verfüllten Bohrloches findet die Rüttelbewegung dieses hintersten Rüttelrohres, so lange es das Bohrloch nicht seitlich verläßt, nur einen sehr geringen Widerstand. Dieser geringe Widerstand gegen die Rüttelbewegung entspricht einer verhältnismäßig kleinen Stromaufnahme des zugehörigen Rüttelmotors. Sobald aber das hinterste Rüttelrohr durch zu große Verschiebung der Ramme oder durch Schrägstellung derselben an eine der durch das angrenzende Erdreich gebildeten festeren Wände gelangt, steigt die Stromstärke des vom Rüttelmotor aufgenommenen Stromes sprungartig an. Durch sofortige Korrektur der Lage und/oder Eindringrichtung der Ramme wird sodann die Stromaufnahme wieder auf einen minimalen Wert gebracht, wodurch sichergestellt ist, daß ein dichter Anschluß des durch die beiden vorderen Rüttelrohre und die Führungsschwerter erzeugten Wandabschnitts am vorher hergestellten Wandabschnitt erzielt wird. Durch den lückenlosen Anschluß der einzelnen Bahnen wird darüber hinaus auch die Dichtigkeit innerhalb jedes Abschnitts gewährleistet.
- Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bereits mit nur zwei von einem Mäkler getragenen Rüttelrohren durchführen. Bevorzugt wird die Verwendung von drei Rüttelrohren, jedoch ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt, sondern kann auch zur gleichzeitigen Erstellung längerer Schmal- oder Schlitzwandabschnitte noch mehr parallele Rüttelrohre an einem gemeinsamen Mäkler ohne wesentliche Nachteile verwenden.
- Das Halten der Stromaufnahme auf einem Minimalwert kann sowohl durch visuelles Überwachen eines Strommeßgerätes am Fahrersitz des den Mäkler tragenden Fahrzeugs bzw. Krans und Auslösen von mechanischen Korrektureinrichtungen, oder aber gemäß Anspruch 2 durch selbsttätige Überwachung mittels dem Fachmann an sich geläufiger Regeleinrichtungen vorgenommen werden.
- Der Austritt von Injektionsmaterial des hintersten Rüttelrohrs beim Ziehen regelt sich meist von selbst durch die herrschenden Druckverhältnisse. Um aber ein Überquellen von Injektionsmaterial und einen zu hohen Druckanstieg beim hintersten Rüttelrohr zu vermeiden, kann gemäß Anspruch 3 auch der Austritt von Injektionsmaterial zumindest vorübergehend, beispielsweise gegen das obere Ende des Ziehvorgangs hin, gesperrt werden.
- Gemäß Anspruch 4 kann die Überwachung der Stromaufnahme am Motor des hintersten Rüttelrohrs auch durch Registrierung mittels eines Schreibers, z.B. eines Ampere-Tiefenschreibers, erfolgen.
- Anspruch 5 betrifft eine bevorzugte Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gemäß Anspruch 6 eine Ramme mit mindestens zwei, vorzugsweise drei Rüttelrohren vorgeschlagen, wobei zweckmäßigerweise nur in den Zwischenräumen zwischen je zwei Rüttelrohren mit ihren seitlichen Enden Führungsschwerter vorgesehen sind, die zur Aufnahme der differenziellen Schwingung der Rüttler entweder über eine flexible Gummi-Metallbüchse oder durch loses Ineinandergreifen miteinander verbunden sind, und wobei ein endständiges, d.h. das erste oder letzte Rüttelrohr mit einem Meßgerät für die Stromaufnahme des zugehörigen Rüttelmotors versehen ist. Bei drei Rüttelrohren hat also nur das mittlere je ein nach vorn und hinten weisendes Führungsschwert, während das vordere Rüttelrohr nur ein nach hinten und das hinterste nur ein nach vorn weisendes Führungsschwert besitzt. Durch die Überlappung wird ein lückenloses Aneinanderschließen der ausgepreßten Injektionsmaterialien gewährleistet. Die seitlichen Enden oder Ränder können nach Anspruch 7 mit einer Art von Nut- und Federführung ineinandergreifen, so daß die Rüttelrohre stets etwa in einer Ebene gehalten werden.
- In bestimmten Fällen können nach Anspruch 8 die ineinandergreifenden Führungsschwerter auch miteinander verschweißt sein, so daß vorzunehmende Richtungskorrekturen der Ramme stets auf sämtliche Teile derselben gleichmäßig übertragen werden.
- Während es bei gewissen Bodenarten genügt, wenn die Führungsschwerter Hohlräume erzeugen, die dann durch das aus den Rüttelrohren austretende Injektionsmaterial mitverfüllt werden, können gemäß Anspruch 9 in besonderen Fällen auch die Führungsschwerter an die Zuführeinrichtungen für das Injektionsmaterial angeschlossen sein und Düsen zur Einleitung des Injektionsmaterials aufweisen.
- Die Eindringgeschwindigkeit eines Rüttelrohrs in den Untergrund ist umso größer, je kleiner sein Durchmesser, je größer seine Rüttelfrequenz und je größer seine Schwingungsamplitude ist. Bisher bekannte Rüttelrammen wurden sowohl auf Eindringgeschwindigkeit als auch auf Verdichtungswirkung optimiert. Für die Verdichtung ist aber ein großer Durchmesser und eine kleine Frequenz wünschenswert. Üblicherweise wurden daher im Stand der Technik für die Rüttelrohre Durchmesser im Bereich von 300 - 400 mm, eine Rüttelamplitude von 8 - 23 mm und eine Rüttelfrequenz von bis zu 3000 U/min gewählt. Gemäß den Ansprüchen 5 und 10 läßt sich die Gesamtwirkung der Rüttelramme bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich verbessern, wenn der Durchmesser eines Rüttelrohrs im Bereich von etwa 200 - 250 mm, vorzugsweise 230 mm, die Rüttelamplitude im Bereich von etwa 7 - 8 mm und die Rüttelfrequenz im Bereich von etwa 3600 - 4000 U/min gehalten wird.
- Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeipiel der Erfindung für die Erstellung einer Schmalwand näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- einen schematischen Schnitt durch das Erdreich während des Eindringens einer erfindungsgemäßen Rüttelramme in dasselbe und
- Fig. 2
- einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.
- Die allgemein mit 10 bezeichnete Ramme wird von einem Mäkler 12 getragen, der in nicht gezeigter Weise an einem Quermast 14 eines Krans 16 mit Führerhaus 18 hängt. Der Kran 16 fährt auf der Oberfläche 20 des Erdreichs 22 arbeitsschrittweise in Arbeitsrichtung 24 vorwärts.
- Die Ramme 10 weist einen am Mäkler 12 in vertikaler Richtung verschiebbaren Rahmen 26 auf, welcher drei parallele Rüttelrohre I, II, III trägt. Jedes Rüttelrohr weist in seinem Inneren an sich bekannte Zuführeinrichtungen für Injektionsmaterial sowie Rüttelmotoren mit deren elektrischen Zuleitungen auf. Die unteren Enden der Rüttelrohre I, II, III sind in ebenfalls an sich bekannter Weise konisch ausgebildet. Das mittlere Rüttelrohr II weist je ein nach vorne und nach hinten weisendes Führungsschwert 28 nahe seinem unteren Ende auf, während das vordere Rüttelrohr III nur ein nach hinten weisendes Führungsschwert 30 und das hintere Rüttelrohr I nur ein nach vorn weisendes Führungsschwert 32 trägt. Wie aus der schematischen Darstellung der Fig. 2, in der alle Einzelheiten im Innern der Rüttelrohre weggelassen sind, ersehen werden kann, greifen die seitlichen Enden 34 der Führungsschwerter 30 und 32 in entsprechende Rillen 36 der Führungsschwerter 28 und sind mit diesen verschweißt oder lose in denselben geführt.
- Der in Fig. 1 festgehaltene Zeitpunkt des Verfahrens zeigt die Ramme 10 während der Eindringphase in Richtung des Pfeils 38. Beim vorangehenden Ziehen der Ramme 10 wurden durch die drei Rüttelrohre die drei mit 40 bezeichneten Bahnen der bisher erstellten, allgemein mit 42 bezeichneten Schmalwand gebohrt und über nicht dargestellte Zuleitungen und Düsen nahe den unteren Enden der Rüttelrohre I, II, III und Führungsschwerter 28, 30 32 mit Injektionsmaterial verfüllt, während von den Führungsschwertern 28, 30, 32 zwei dazwischenliegende Bahnen 44 gebohrt und mit Injektionsmaterial verfüllt wurden. Nach Beendigung des Ziehens wurde der Kran 16 in Arbeitsrichtung 24 so weit vorwärts gefahren, daß sich die hinterste Ramme I über der vordersten Bahn 40 befindet. Hierauf beginnt die Eindringbewegung der Ramme 10 in Richtung des Pfeils 38. Die vorderen Rüttelrohre II und III dringen dabei mit ihren Führungsschwertern in das Erdreich 22 ein, während das hinterste Rüttelrohr I in die vorderste Bahn des noch weichen Injektionsmaterials abgesenkt wird. Das zugehörige Führungsschwert 32 dringt dabei teilweise auch in Erdreich 22 ein. So lange das Rüttelrohr I innerhalb der Bahn 40 verbleibt, ist die Stromaufnahme am zugehörigen Rüttelmotor gering. Sie steigt aber sofort stark an, wenn das Rüttelrohr I aus der Bahn 40 des noch weichen Injektionsmaterials herausfährt und in dichtes Erdreich 22 gerät. Bei Feststellung eines Stromanstieges wird daher sofort eine Richtungskorrektur der Ramme 10 vorgenommen, so daß das hinterste Rüttelrohr I wieder in weiches Injektionsmaterial abgesenkt wird. So kann stets eine einwandfreie Überlappung der aneinderandergrenzenden Abschnitte der Schmalwand 42 gewährleistet werden.
Claims (10)
- Verfahren zum Herstellen einer Schmal- oder Schlitzwand in Erdreich mittels einer Ramme mit mindestens zwei von einem gemeinsamen Mäkler getragenen, mit je einem elektrischen Rüttelmotor versehenen Rüttelrohren, die nahe ihrem unteren Ende in Längsrichtung der Schmal- oder Schlitzwand verlaufende Führungsschwerter aufweisen, bei dem die Rüttelrohre mit den Führungsschwertern in das Erdreich eingebracht und nach dem Eindringen in das Erdreich wieder gezogen werden, wobei während des Ziehens durch Öffnungen in den Rüttelrohren ein aushärtendes Injektionsmaterial in die entstehenden Hohlräume im Erdreich eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ziehen der Ramme beim erneuten, gegenüber dem vorhergehenden Ausführungsschritt in Erstellungsrichtung der Schmal- oder Schlitzwand versetzten Eindringen in das Erdreich das in Erstellungsrichtung hinterste Rüttelrohr in das noch nicht ausgehärtete Injektionsmaterial eingeführt wird, welches den beim vorhergehenden Eindringen vom vordersten Rüttelrohr erzeugten Hohlraum ausfüllt, daß während des Eindringens der Ramme die Stromaufnahme des Rüttelmotors des hintersten Rüttelrohrs gemessen wird, und daß die gemessene Stromaufnahme mittels Korrektur der Lage und/oder Eindringrichtung der Ramme auf einem Minimalwert gehalten wird, so daß die von den einzelnen Rüttelrohren und den Führungsschwertern erzeugten und mit Injektionsmaterial verfüllten Hohlräume lückenlos aneinander anschließen.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert selbsttätig mittels einer Regeleinrichtung eingeregelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt von Injektionsmaterial aus dem hintersten Rüttelrohr beim Ziehen der Ramme zeitweise gesperrt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Stromaufnahme mittels eines Schreibers registriert wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rüttelamplitude von etwa 7 - 8 mm und eine Rüttelfrequenz von etwa 3600 - 4000 U/min eingehalten wird.
- Ramme zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mindestens zwei von einem gemeinsamen Mäkler getragene, mit Rüttelmotoren versehene Rüttelrohre mit in Richtung der Schmal- oder Schlitzwand verlaufenden Führungsschwertern aufweist, und bei der Düsen zur Einleitung von Injektionsmaterial an den unteren Enden der Rüttelrohre vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsschwerter (28, 30, 32) nur in den Zwischenräumen zwischen je zwei Rüttelrohren (I, II, III) angeordnet sind, daß die Stirnenden der im gleichen Zwischenraum angeordneten Führungsschwerter (28, 30; 28, 32) entweder über eine flexible Gummi-Metallbüchse oder durch gegenseitiges loses Ineinandergreifen miteinander verbunden sind, und daß der Rüttelmotor eines endständigen Rüttelrohrs (I) mit einem seine Stromaufnahme messenden Strommeßgerät versehen ist.
- Ramme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das Stirnende (34) eines Führungsschwertes (30, 32) nach Art einer Nut- und Federverbindung in einer Rille (36) am Stirnende des zugehörigen anderen Führungsschwertes (28) aufgenommen ist.
- Ramme nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden Enden (34, 36) miteinander verschweißt sind.
- Ramme nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Düsen zur Einleitung von Injektionsmaterial auch an den unteren Enden der Führungsschwerter (28, 30, 32) vorgesehen sind.
- Ramme nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüttelrohre (I, II, III) einen Durchmesser von etwa 200 - 250 mm besitzen.
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