EP4163442A1 - Verfahren und anordnung zum erstellen eines gründungselementes im boden - Google Patents

Verfahren und anordnung zum erstellen eines gründungselementes im boden Download PDF

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EP4163442A1
EP4163442A1 EP21201329.6A EP21201329A EP4163442A1 EP 4163442 A1 EP4163442 A1 EP 4163442A1 EP 21201329 A EP21201329 A EP 21201329A EP 4163442 A1 EP4163442 A1 EP 4163442A1
Authority
EP
European Patent Office
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ground
jet
measuring
hose
foundation element
Prior art date
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Pending
Application number
EP21201329.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Simson
Manfred Rail
Dominik Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Spezialtiefbau GmbH
Original Assignee
Bauer Spezialtiefbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Spezialtiefbau GmbH filed Critical Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority to EP21201329.6A priority Critical patent/EP4163442A1/de
Priority to PCT/EP2022/074144 priority patent/WO2023057136A1/de
Priority to US18/572,089 priority patent/US20250305234A1/en
Publication of EP4163442A1 publication Critical patent/EP4163442A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/46—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making in situ by forcing bonding agents into gravel fillings or the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/06—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers for observation while placing
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    • E02D2250/003—Injection of material
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00—Materials
    • E02D2300/0004—Synthetics
    • E02D2300/0018—Cement used as binder
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00—Miscellaneous
    • E02D2600/10—Miscellaneous comprising sensor means

Definitions

  • the invention relates to a method for creating a foundation element in the ground using a jet grouting device, with a jet grouting linkage of the jet grouting device being introduced into the ground and a hardenable suspension being injected under pressure into the surrounding ground, with the foundation element being created in the ground and spaced from it At least one elongate measuring element is introduced into the ground at an insertion point of the jet grouting device, by means of which measured values are recorded when the foundation element is created by the jet grouting device, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to an arrangement for creating a foundation element in the ground with a jetting device with jetting rods, with which the foundation element can be created in the ground while injecting a hardenable suspension into the ground, and at a distance from an insertion point of the jetting rods at least one elongate measuring element is introduced into the ground is, by which measured values can be recorded by the nozzle jet device when creating the foundation element, according to the preamble of claim 9.
  • a generic prior art is from EP 2 843 137 B1 out.
  • a pendulum rod is introduced into the ground as a measuring element at a distance from a ground column produced using the jet grouting method.
  • the distance between the pendulum rod and the nozzle jet linkage provided is smaller than a set maximum range of the nozzle jet.
  • the nozzle jet thus generated passes through a rotational movement of the nozzle jet linkage regularly the level rod. This causes the level rod to vibrate, which is recorded as a measurement signal.
  • a pendulum rod can also be composed of several segments.
  • the number and type of connections between the individual segments change the vibration behavior of the pendulum rod overall, making it difficult to record and evaluate measurement signals and, in certain cases, almost impossible.
  • the vibration behavior is fundamentally also influenced by environmental conditions, such as whether such a pendulum rod is placed in a suitable or oversized borehole. If a pendulum rod is in full contact with the surrounding soil, the vibration behavior is fundamentally different than if the pendulum rod were only partially or intermittently in contact over the length of the borehole. All of this can lead to a more difficult evaluation of vibration signals in the known measuring arrangement.
  • the invention is based on the object of specifying a method and an arrangement with which a foundation element in the ground can be created particularly efficiently using a jet grouting method.
  • the object is achieved on the one hand by a method having the features of claim 1 and on the other hand by an arrangement having the features of claim 9 .
  • the method according to the invention is characterized in that a deformable tube which is filled with a measuring liquid is used as the measuring element is filled, and that changes in the state of the measuring liquid, in particular a pressure and/or a fill level in the hose, are recorded as a measured value.
  • a basic idea of the invention is to use a deformable, in particular elastically deformable, hose as the measuring element, which is filled with a measuring liquid.
  • a hose of almost any length can be transported on a drum and inserted into a borehole in the ground.
  • a measuring element can thus also be used without further ado for measuring foundation elements which have a length or depth of 10 meters to 30 meters and more in the ground.
  • the hose is filled with an incompressible measuring liquid, preferably water.
  • the tube is closed at its lower end and can preferably be provided with an insertion tip.
  • the flexible measuring hose formed in this way is arranged in the ground at a defined distance from the point at which a nozzle jet linkage is introduced.
  • the distance is selected in such a way that a generated nozzle jet, when passing through the hose, leads to a deformation of the hose, in particular to the hose being pressed in.
  • This preferential impingement of the jet on the measuring tube can be detected by a change in the state of the measuring liquid.
  • this impact or passing can lead to a change in pressure in the measuring liquid and/or to a change in the filling level, in particular a temporary increase in the filling level of the measuring liquid in the narrowed tube and be recorded.
  • Such state changes of a fundamentally incompressible measuring liquid can be reliably detected.
  • the measuring hose can also be routed along the ground surface to a desired measuring location, so that the measurement with a sensitive measuring device does not have to be carried out directly at the installation location of the foundation element.
  • the creation of a foundation element in a jet grouting process can be checked and monitored particularly precisely, so that a foundation element can be produced reliably and precisely in an efficient manner.
  • the hose can be inserted into the ground in any arrangement. According to a development of the invention, it is particularly preferred that the hose is introduced into the ground approximately parallel to the foundation element to be created.
  • one or more bores, which extend vertically, are made approximately parallel to the foundation element to be created. A measuring element can then be introduced into the at least one hole created in this way.
  • a borehole for inserting the hose is first created in the ground and that the foundation element is then created. In this way, right from the start of the creation of the foundation element, the nozzle jet and the foundation element produced with it can be checked and monitored.
  • the distance between the hose and the nozzle jet linkage is selected in such a way that the foundation element reaches close to the hose.
  • the distance can be selected to correspond approximately to a radius of the foundation element to be created. This ensures that when the nozzle jet runs past or sweeps over the measuring hose, a temporary deformation or physical change is produced, which can be detected via the measuring liquid.
  • the distance between the hoses can be slightly smaller or slightly larger than a radius of the foundation element or the expected range of the jet.
  • the foundation element can be created with any peripheral contour in the ground, such as oval or polygonal.
  • a particularly efficient variant of the method results from the fact that the nozzle jet linkage of the nozzle jet device is rotated and moved vertically to create a pile-shaped foundation element.
  • An evaluable suspension in particular a concrete or cement suspension, can be injected under pressure into the ground via a corresponding injection or injection device, with the foundation element being formed in situ by the mixture formed from the loosened soil material is formed with the injected hardenable suspension.
  • the invention is particularly advantageous for creating foundation elements with greater depths for the hose to be unwound from a hose drum and inserted into the ground and for the hose then to be filled with the measuring liquid under pressure.
  • the measuring liquid under pressure By filling in the measuring liquid under pressure, it can also be ensured that the hose lies snugly against the surrounding soil, so that in principle it is also possible to determine whether the jet has passed, even if it does not quite reach the measuring hose.
  • a calibration step can be carried out together with a measuring device, so that a defined initial state is established without the effect of a jet. Based on this calibrated state, the occurrence of a jet and the resulting change in state in the measuring liquid can be determined particularly precisely.
  • a measuring device is particularly advantageous for a measuring device to be arranged at an upper end of the hose, by means of which at least one change in the state of the measuring liquid is recorded.
  • the measuring device can be provided directly at the point at which the hose emerges from the ground or, if the hose is continued, at a location at a distance therefrom.
  • a measuring device which comprises a pressure sensor and/or a filling level sensor.
  • the fill level sensor can provide optical detection via a sight glass or a float or detect a fill level via electrical conductivity.
  • the measuring device can preferably be connected directly to a control device of the jet grouting device, so that the jet grouting device can be controlled directly as a function of the measured values recorded. In particular, an injection pressure and/or an amount of suspension fed into the jet rod assembly can be controlled.
  • the object is also achieved by an arrangement for creating a foundation element in the ground, which is characterized in that as a measuring element a deformable tube is used, which is filled with a measuring liquid, and that a measuring device is provided with which changes in the state of the measuring liquid, in particular a pressure and/or a filling level in the tube, can be detected.
  • the arrangement according to the invention can be used in particular to carry out a method described above. In this way, the advantages described above can be achieved.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is that the measuring device is connected to a computer unit in which the recorded measured values are stored and/or can be analyzed.
  • the computing unit in particular a computer, is provided with appropriate analysis software.
  • the recorded measured values can be evaluated in such a way that a statement can be made about the direction and strength of the jet in the ground and thus about the design of the foundation element in the ground.
  • a further advantageous embodiment of the invention consists in the measuring device and/or the computer unit being connected to a control device for controlling the jet spray device.
  • a feedback to the jet device is effected, so that a desired strength and orientation of the generated jet and thus a defined formation of the foundation element in the ground can be achieved.
  • a basically known jet device 10 with a preferably mobile carrier device 12 is shown schematically.
  • a nozzle jet linkage 14 is mounted on the carrier device 12 so that it can be moved vertically and can be inserted into a floor 5 .
  • the jet rod assembly 14 can in particular comprise a drilling device and be driven in rotation in order to be drilled into the ground 5 .
  • One or more nozzles 16 are arranged at a lower end area of the nozzle jet linkage 14 . From the nozzle 16 can under a predetermined pressure hardenable suspension 20 are injected into the surrounding soil 5 to form a foundation element. The hardenable suspension 20 can loosen the surrounding soil 5 or penetrate into a loose soil formation in order to form a foundation element in the ground 5 in the area of the injected suspension 20 after hardening.
  • a measuring element 30 is installed at a distance A from the nozzle jet linkage 14 introduced into the base 5, approximately parallel thereto.
  • the distance A is selected to be slightly smaller than a radial range of the rotating jet of the suspension 20 from the nozzle 16.
  • the elongate measuring element 30 comprises a flexible or elastic tube 32 which is filled with a measuring liquid 34 .
  • a lower end 36 of the hose 32 is closed and can be designed with a penetrating tip to make it easier for the hose 32 to penetrate into an insertion hole in the floor 5 .
  • a measuring device 40 is arranged at the upper end of the tube 32 and can preferably include a pressure sensor for measuring a pressure of the measuring liquid 34 in the tube 32 .
  • a pressure sensor for measuring a pressure of the measuring liquid 34 in the tube 32 .
  • the measuring device 30 can thus reliably detect whether the rotating nozzle jet has passed or passed by.
  • the level of the recorded pressure can also be used to make a statement about the strength and the range of the nozzle jet via an analysis unit (not shown). A corresponding statement can thus also be made about the foundation element formed in the ground 5 .
  • the measuring device 40 can preferably be coupled to a control device of the jet spray device 10 so that, depending on the recorded measured values of the measuring device 30 , a control with adjustment of the supply of suspension 20 and the injection pressure can take place.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden unter Verwendung einer Düsenstrahlvorrichtung (10), wobei ein Düsenstrahlgestänge (14) der Düsenstrahlvorrichtung (10) in den Boden (5) eingebracht wird und eine aushärtbare Suspension (20) unter Druck in den umgebenden Boden (5) eingedüst wird, wobei das Gründungselement im Boden erstellt wird, und beabstandet von einem Einbringungsort des Düsenstrahlgestänges (14) in den Boden (5) mindestens ein längliches Messelement (30) eingebracht wird, mit welchem Messwerte beim Erstellen des Gründungselementes durch die Düsenstrahlvorrichtung (14) erfasst werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als Messelement (30) ein verformbarer Schlauch (32) eingesetzt wird, welcher mit einer Messflüssigkeit (34) gefüllt wird, und dass als Messwerte Zustandsänderungen der Messflüssigkeit (34), insbesondere ein Druck und/oder eine Füllhöhe, im Schlauch (32) erfasst werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden mittels einer Düsenstrahlvorrichtung, wobei ein Düsenstrahlgestänge der Düsenstrahlvorrichtung in den Boden eingebracht wird, und eine aushärtbare Suspension unter Druck in den umgebenden Boden eingedüst wird, wobei das Gründungselement im Boden erstellt wird, und beabstandet von einem Einbringungsort der Düsenstrahlvorrichtung in den Boden mindestens ein längliches Messelement eingebracht wird, durch welches Messwerte beim Erstellen des Gründungselementes durch die Düsenstrahlvorrichtung erfasst werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden mit einer Düsenstrahlvorrichtung mit Düsenstrahlgestänge, mit welchem unter Eindüsen einer aushärtbaren Suspension in den Boden das Gründungselement im Boden erstellbar ist, und beabstandet von einem Einbringungsort des Düsenstrahlgestänges in den Boden mindestens ein längliches Messelement eingebracht ist, durch welches Messwerte beim Erstellen des Gründungselementes durch die Düsenstrahlvorrichtung erfassbar sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
  • Ein gattungsgemäßer Stand der Technik geht aus der EP 2 843 137 B1 hervor. Bei diesem bekannten Verfahren wird beabstandet zu einer im Düsenstrahlverfahren hergestellten Bodensäule als Messelement eine Pendelstange in den Boden eingebracht. Der Abstand der Pendelstange zu dem vorgesehenen Düsenstrahlgestänge ist dabei kleiner als eine eingestellte maximale Reichweite des Düsenstrahls. Durch eine Drehbewegung des Düsenstrahlgestänges passiert somit der erzeugte Düsenstrahl regelmäßig die Pegelstange. Hierdurch wird die Pegelstange in Schwingungen versetzt, welche als Messsignale erfasst werden.
  • Mit diesem bekannten Verfahren können so die grundsätzlich nicht sichtbaren Vorgänge im Boden beim Erstellen eines Gründungselementes mit einem Düsenstrahlverfahren erfasst und beobachtet werden. Dies erfolgt dadurch, dass eine starre Pendelstange beim Passieren des Düsenstrahles in Schwingung versetzt wird. Frequenz und Amplitude der Schwingung lassen dabei Rückschlüsse auf die Größe, Stärke und Ausrichtung des Düsenstrahles zu.
  • Allerdings ist das Vorsehen und Einbringen einer durchgehenden Pendelstange bei Bohrungstiefen von 5 Metern und größer schwierig und ab einer bestimmten Tiefe insgesamt unmöglich. Grundsätzlich kann eine Pendelstange auch aus mehreren Segmenten zusammengesetzt werden. Allerdings verändern die Anzahl und Art der Verbindungen der einzelnen Segmente das Schwingungsverhalten der Pendelstange insgesamt, so dass eine Erfassung und Auswertung von Messsignalen erschwert und in bestimmten Fällen kaum noch möglich ist. Zudem wird bei einer starren Pendelstange das Schwingungsverhalten grundsätzlich auch noch durch Umgebungsbedingungen beeinflusst, etwa ob eine derartige Pendelstange in einem passenden oder übergroßen Bohrloch angeordnet wird. Liegt eine Pendelstange vollflächig am umgebenden Boden an, ergibt sich grundsätzlich ein anderes Schwingungsverhalten wie bei einem nur teilweisen oder unterbrochenen Anliegen der Pendelstange über die Länge des Bohrlochs. All dies kann zu einer erschwerten Auswertung von Schwingungssignalen bei der bekannten Messanordnung führen.
  • Der Erfindung liegt Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, mit welchen ein Gründungselement im Boden in einem Düsenstrahlverfahren besonders effizient erstellt werden kann.
  • Die Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass als Messelement ein verformbarer Schlauch verwendet wird, welcher mit einer Messflüssigkeit gefüllt wird, und dass als Messwert Zustandsänderungen der Messflüssigkeit, insbesondere ein Druck und/oder eine Füllhöhe im Schlauch, erfasst werden.
  • Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, als Messelement einen verformbaren, insbesondere elastisch verformbaren, Schlauch zu verwenden, welcher mit einer Messflüssigkeit gefüllt wird. Gegenüber einer starren Messstange kann ein Schlauch in einer nahezu beliebigen Länge auf einer Trommel transportiert und in ein Bohrloch im Boden eingebracht werden. Es kann somit ein Messelement ohne Weiteres auch zum Messen von Gründungselementen verwendet werden, welche im Boden eine Länge oder Tiefe von 10 Metern bis 30 Metern und mehr aufweisen. Insbesondere nach dem Einbringen des Schlauches in den Boden wird der Schlauch mit einer inkompressiblen Messflüssigkeit, vorzugsweise Wasser verfüllt. Der Schlauch ist an seinem unteren Ende verschlossen und kann vorzugsweise mit einer Einbringspitze versehen sein.
  • Der so gebildete flexible Messschlauch ist definiert beabstandet zu dem Einbringungsort eines Düsenstrahlgestänges im Boden angeordnet. Der Abstand ist dabei so gewählt, dass ein erzeugter Düsenstrahl bei einem Passieren des Schlauches zu einer Verformung des Schlauches, insbesondere zu einem Eindrücken des Schlauches führt. Dieses vorzugsweise Auftreffen des Düsenstrahles auf den Messschlauch kann durch eine Zustandsänderung der Messflüssigkeit erfasst werden. Insbesondere kann dieses Auftreffen oder Passieren als eine Druckänderung in der Messflüssigkeit und/oder zu einer Änderung der Füllhöhe, insbesondere einem zeitlich begrenzten Anstieg der Füllhöhe der Messflüssigkeit in dem verengten Schlauch führen und erfasst werden. Derartige Zustandsänderungen einer grundsätzlich inkompressiblen Messflüssigkeit können zuverlässig erfasst werden. Insbesondere kann der Messschlauch auch entlang der Bodenoberfläche noch zu einem gewünschten Messort geführt sein, so dass die Messung mit einer empfindlichen Messeinrichtung nicht unmittelbar am Erstellungsort des Gründungselementes durchgeführt werden muss.
  • Insgesamt lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren das Erstellen eines Gründungselementes in einem Düsenstrahlverfahren besonders exakt prüfen und überwachen, so dass in effizienter Weise ein Gründungselement zuverlässig und genau hergestellt werden kann.
  • Grundsätzlich kann der Schlauch in einer beliebigen Anordnung in den Boden eingebracht werden. Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass der Schlauch etwa parallel zu dem zu erstellenden Gründungselement in den Boden eingebracht wird. Vorteilhafterweise werden etwa parallel zu dem zu erstellenden Gründungselement eine oder mehrere Bohrungen eingebracht, welche sich vertikal strecken. In die mindestens eine so erstellte Bohrung kann dann ein Messelement eingeführt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung, dass zunächst eine Bohrung zum Einbringen des Schlauches in dem Boden erstellt wird und dass anschließend das Gründungselement erstellt wird. Auf diese Weise kann von Beginn an die Erstellung des Gründungselementes eine Prüfung und Überwachung des Düsenstrahles und des damit erzeugten Gründungselementes erfolgen.
  • Besonders zweckmäßig ist es weiterhin, dass der Abstand zwischen dem Schlauch und dem Düsenstrahlgestänge so gewählt wird, dass das Gründungselement nahe an den Schlauch heranreicht. Der Abstand kann insbesondere etwa entsprechend einem Radius des zu erstellenden Gründungselementes gewählt sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass bei einem Vorbeilaufen oder Überstreichen des Düsenstrahles an dem Messschlauch eine zeitweise Verformung oder physikalische Änderung erzeugt wird, welche über die Messflüssigkeit erfasst werden kann. Der Abstand des Schlauches kann dabei etwas kleiner oder etwas größer als ein Radius des Gründungselementes oder die erwartete Reichweite des Düsenstrahles sein.
  • Grundsätzlich kann das Gründungselement mit einer beliebigen Umfangskontur im Boden erstellt werden, etwa oval oder polygonförmig. Eine besonders effiziente Verfahrensvariante ergibt sich nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch, dass das Düsenstrahlgestänge der Düsenstrahlvorrichtung zum Erstellen eines pfahlförmigen Gründungselementes gedreht und vertikal verfahren wird. Hierdurch ergibt sich ein im Wesentlichen zylindrisches Gründungselement im Boden, wobei an bestimmten Stellen, insbesondere in einem Fußbereich des Gründungselementes, auch Durchmesserweiterungen vorgesehen werden können. Über eine entsprechende Einspritz- oder Injektionsvorrichtung kann eine auswertbare Suspension, insbesondere eine Beton- oder Zementsuspension, unter Druck in den Boden injiziert werden, wobei das Gründungselement in situ durch die gebildete Mischung aus dem gelockerten Bodenmaterial mit der eingedüsten aushärtbaren Suspension gebildet wird.
  • Insbesondere zum Erstellen von Gründungselementen mit größeren Tiefen ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, dass der Schlauch von einer Schlauchtrommel abgewickelt und in den Boden eingebracht wird und dass anschließend der Schlauch mit der Messflüssigkeit unter Druck verfüllt wird. Durch das Einfüllen der Messflüssigkeit unter Druck kann auch sichergestellt werden, dass der Schlauch gut am umgebenden Boden anliegt, so dass grundsätzlich auch ein Passieren des Düsenstrahls feststellbar ist, selbst wenn dieser nicht ganz an den Messschlauch heranreicht. Nach dem Befüllen des Schlauches mit der Messflüssigkeit kann zusammen mit einer Messeinrichtung ein Kalibrierschritt durchgeführt werden, so dass ein definierter Ausgangszustand ohne Einwirkung eines Düsenstrahls festgelegt ist. Ausgehend von diesem kalibrierten Zustand kann ein Auftreten eines Düsenstrahles und die dadurch bewirkte Zustandsänderung in der Messflüssigkeit besonders exakt festgestellt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, dass an einem oberen Ende des Schlauches eine Messeinrichtung angeordnet wird, durch welche mindestens eine Zustandsänderung der Messflüssigkeit erfasst wird. Die Messeinrichtung kann dabei unmittelbar am Austrittsort des Schlauches aus dem Boden oder bei einer Weiterführung des Schlauches an einem davon beabstandeten Ort vorgesehen sein.
  • Besonders zweckmäßig ist es dabei, dass eine Messeinrichtung verwendet wird, welche einen Drucksensor und/oder einen Füllstandsensor umfasst. Der Füllstandsensor kann dabei über ein Schauglas eine optische Erfassung oder einen Schwimmer vorsehen oder einen Füllstand über eine elektrische Leitfähigkeit erfassen. Die Messeinrichtung kann vorzugsweise unmittelbar mit einer Steuereinrichtung der Düsenstrahlvorrichtung verbunden sein, so dass abhängig von den erfassten Messwerten eine unmittelbare Steuerung der Düsenstrahlvorrichtung erfolgen kann. Insbesondere kann ein Injektionsdruck und/oder eine Zuführmenge an Suspension in das Düsenstrahlgestänge gesteuert werden.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Anordnung zum Erstellen eines Gründungselements im Boden gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass als Messelement ein verformbarer Schlauch eingesetzt ist, welcher mit einer Messflüssigkeit gefüllt ist, und dass eine Messeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher Zustandsänderungen der Messflüssigkeit, insbesondere ein Druck und/oder eine Füllhöhe im Schlauch, erfassbar sind.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung kann insbesondere zum Durchführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens eingesetzt werden. Dabei können die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Messeinrichtung mit einer Rechnereinheit verbunden ist, in welcher die erfassten Messwerte gespeichert und/oder analysierbar sind. Die Rechnereinheit, insbesondere ein Computer ist dabei mit einer entsprechenden Analysesoftware versehen. Die erfassten Messwerte können dabei so ausgewertet werden, dass hieraus eine Aussage über Richtung und Stärke des Düsenstrahles im Boden und damit zur Ausgestaltung des Gründungselementes im Boden getroffen werden kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Messeinrichtung und/oder die Rechnereinheit mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Düsenstrahlvorrichtung verbunden ist. Somit wird eine Rückkopplung zu der Düsenstrahlvorrichtung bewirkt, so dass eine gewünschte Stärke und Ausrichtung des erzeugten Düsenstrahles und damit eine definierte Ausbildung des Gründungselementes im Boden erreicht werden kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben, welches schematisch in der Zeichnung dargestellt ist.
  • In der einzigen Figur ist schematisch eine grundsätzlich bekannte Düsenstrahlvorrichtung 10 mit einem vorzugsweise mobilen Trägergerät 12 dargestellt. An dem Trägergerät 12 ist ein Düsenstrahlgestänge 14 vertikal verfahrbar und in einen Boden 5 einbringbar gelagert. Das Düsenstrahlgestänge 14 kann insbesondere eine Bohreinrichtung umfassen und drehend angetrieben sein, um in den Boden 5 abgebohrt zu werden.
  • An einem unteren Endbereich des Düsenstrahlgestänges 14 sind eine oder mehrere Düsen 16 angeordnet. Aus der Düse 16 kann unter einem vorgegebenen Druck eine aushärtbare Suspension 20 in den umgebenden Boden 5 zum Bilden eines Gründungselementes eingedüst werden. Die aushärtbare Suspension 20 kann dabei umgebenden Boden 5 lösen oder in eine lockere Bodenformation eindringen, um so im Bereich der eingedüsten Suspension 20 nach dem Aushärten ein Gründungselement im Boden 5 zu bilden.
  • Gemäß der Erfindung ist mit einem Abstand A zu dem in den Boden 5 eingebrachten Düsenstrahlgestänge 14 etwa parallel dazu ein Messelement 30 eingebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abstand A etwas kleiner gewählt als eine radiale Reichweite des rotierenden Düsenstrahles aus der Suspension 20 aus der Düse 16.
  • Das längliche Messelement 30 umfasst einen flexiblen oder elastischen Schlauch 32, welcher mit einer Messflüssigkeit 34 gefüllt ist. Ein unteres Ende 36 des Schlauches 32 ist dabei verschlossen und kann mit einer Eindringspitze zum erleichterten Eindringen des Schlauches 32 in eine Einbringbohrung im Boden 5 ausgebildet sein.
  • Am oberen Ende des Schlauches 32 ist eine Messeinrichtung 40 angeordnet, welche vorzugsweise einen Drucksensor zum Messen eines Drucks der Messflüssigkeit 34 im Schlauch 32 umfassen kann. Bei einem Passieren oder Überstreichen des um eine vertikale Drehaches des Düsenstrahlgestänges14 drehenden Düstenstrahls aus der Suspension 20 aus der Düse 16 wird eine Verformung des flexiblen Schlauches 32 bewirkt. Dies führt zu einem Druckanstieg in der Messflüssigkeit 34, was mit hoher Zuverlässigkeit von der Messeinrichtung 40 erfasst werden kann.
  • Durch die Messeinrichtung 30 kann somit ein Passieren oder Vorbeilaufen des rotierenden Düsenstrahles zuverlässig erfasst werden. Durch die Höhe des erfassten Drucks kann zudem über eine nicht-dargestellte Analyseeinheit eine Aussage über die Stärke und die Reichweite des Düsenstrahles getroffen werden. Damit lässt sich auch eine entsprechende Aussage über das im Boden 5 ausgebildete Gründungselement treffen. Die Messeinrichtung 40 kann vorzugsweise mit einer Steuereinrichtung der Düsenstrahlvorrichtung 10 gekoppelt sein, so dass abhängig von den erfassten Messwerten der Messeinrichtung 30 eine Steuerung mit Einstellung der Zufuhr von Suspension 20 und des Einspritzdruckes erfolgen kann.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden unter Verwendung einer Düsenstrahlvorrichtung (10), wobei
    - ein Düsenstrahlgestänge (14) der Düsenstrahlvorrichtung (10) in den Boden (5) eingebracht wird und eine aushärtbare Suspension (20) unter Druck in den umgebenden Boden eingedüst wird, wobei das Gründungselement im Boden (5) erstellt wird, und
    - beabstandet von einem Einbringungsort des Düsenstrahlgestänges (14) in den Boden (5) mindestens ein längliches Messelement (30) eingebracht wird, mit welchem Messwerte beim Erstellen des Gründungselementes durch die Düsenstrahlvorrichtung (10) erfasst werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass als Messelement (30) ein verformbarer Schlauch (32) eingesetzt wird, welcher mit einer Messflüssigkeit (34) gefüllt wird, und
    - dass als Messwerte Zustandsänderungen der Messflüssigkeit (34), insbesondere ein Druck und/oder eine Füllhöhe im Schlauch (32), erfasst werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schlauch (32) etwa parallel zu dem zur erstellenden Gründungselement in den Boden (5) eingebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zunächst eine Bohrung zum Einbringen des Schlauches (32) in dem Boden (5) erstellt wird und
    dass anschließend das Gründungselement erstellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abstand (A) zwischen dem Schlauch (32) und dem Düsenstrahlgestänge (14) so gewählt wird, dass das Gründungselement nahe an den Schlauch (32) heranreicht.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Düsenstrahlgestänge (14) der Düsenstrahlvorrichtung (10) zum Erstellen eines pfahlförmigen Gründungselementes gedreht und vertikal verfahren wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schlauch (32) von einer Schlauchtrommel abgewickelt und in den Boden (5) eingebracht wird und
    dass anschließend der Schlauch (32) mit der Messflüssigkeit (34) unter Druck gefüllt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an einem oberen Ende des Schlauches (32) eine Messeinrichtung (40) angeordnet wird, durch welche mindestens eine Zustandsänderung der Messflüssigkeit (34) erfasst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Messeinrichtung (40) verwendet wird, welche einen Drucksensor und/oder einen Füllstandsensor umfasst.
  9. Anordnung zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden (5), insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    mit
    - einer Düsenstrahlvorrichtung (10) mit einem Düsenstrahlgestänge (14), mit welchem unter Eindüsen einer Suspension (20) in den Boden (5) das Gründungselement in dem Boden (5) erstellbar ist, und
    - beabstandet von einem Einbringungsort des Düsenstrahlgestänges (14) in den Boden (5) mindestens ein längliches Messelement (30) eingebracht ist, mit welchem Messwerte beim Erstellen des Gründungselementes durch die Düsenstrahlvorrichtung (10) erfassbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass als Messelement (30) ein verformbarer Schlauch (32) eingesetzt ist, welcher mit einer Messflüssigkeit (34) gefüllt ist, und
    - dass eine Messeinrichtung (30) vorgesehen ist, mit welcher Zustandsänderungen der Messflüssigkeit (34), insbesondere ein Druck und/oder eine Füllhöhe im Schlauch (32), erfassbar sind.
  10. Anordnung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Messeinrichtung (40) mit einer Rechnereinheit verbunden ist, in welcher die erfassten Messwerte gespeichert und/oder analysierbar sind.
  11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Messeinrichtung (40) und/oder die Rechnereinheit mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Düsenstrahlvorrichtung (10) verbunden ist.
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