NL8006784A

NL8006784A - METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING FOUNDATION BODIES OR SEALING MEMBRANES

Info

Publication number: NL8006784A
Application number: NL8006784A
Authority: NL
Original assignee: Gkn Keller Gmbh
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-12-15
Publication date: 1981-08-17
Also published as: GB2068038B; BE886355A; DE3002680C2; DE3002680A1; AT375986B; GB2068038A; ATA546180A

Description

* .-4 803357/Ti/CB/CP .*.-4 803357 / Ti / CB / CP.

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting ter vervaardiging van stutlichamen voor fundamenten of van dichtingsmem-branen.Short designation: Method and device for the production of support bodies for foundations or of sealing membranes.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter vervaardiging van stutlichamen voor fundamenten of van dichtings-membranen waarbij men een of meerdere verharde vloeibare stoffen onder hoge druk in de bouwgrond door middel van een in-5 spuitinrichting inspuit alsmede op een inrichting ter uitvoering van de werkwijze.The invention relates to a method for manufacturing support bodies for foundations or of sealing membranes in which one or more hardened liquid substances are injected into the building ground under high pressure by means of an injector 5 and to a device for carrying out the method .

Bij bovenbeschreven werkwijze bestaat het probleem, om een vrij ruimte in de vorm van een spleet of het losmaken van de bodem voor het verharde stof te verschaffen. Bekend is een 10 werkwijze (Tijdschrift "Der Bauingenieur" 1964, p. 250), waarbij door het verzinken van een pijp met spuitopening(en) een ruimte onder hoge drukwerking wordt vrijgespoeld en waarbij bij het omhoogtrekken van de pijp de ruimte met cementmortel wordt opgevuld. Deze werkwijze is slechts bij een bepaalde 15 bodemsoort te gebruiken, omdat ofwel de spoeling niet tot een voldoende omvangrijke verwijdering van de omliggende bodemfor-maties voert ofwel omdat het gevaar bestaat dat reeds gedurende het spoelen respektievelijk het ingieten instortende rulle bodem, bijvoorbeeld drijfzand naglijdt. Bovendien is deze werk-20 wijze ter vervaardiging van stutlichamen niet geschikt.The method described above has the problem of providing a free space in the form of a slit or loosening of the bottom for the hardened dust. A method is known (Magazine "Der Bauingenieur" 1964, p. 250), in which a space under high pressure action is flushed by galvanizing a pipe with spray opening (s) and in which the space is cement-cemented when the pipe is raised. padded. This method can only be used with a certain type of soil, because either the rinsing does not lead to a sufficiently extensive removal of the surrounding soil formations or because there is a risk that loose, loosening soil, for example quicksand, will already slip during the rinsing and pouring process, respectively. Moreover, this method of manufacturing prop bodies is not suitable.

Wordt daarentegen de bodem slechts gedeeltelijk verdrongen, dan is het op wetenschappelijke gronden noodzakelijk, dat de hogedrukstraal van de verharde vloeibare stof een grote rijk-wijdte heeft. Volgens de uit de DE - AS 21 24 385 bekende werk-25 wijze wordt dit probleem getracht op te lossen door middel van een inspuitpijp, die met minstens twee coaxiale en onder een hoek ten opzichte van de pijpas gerichte inspuitstukken uitgerust is, die de verharde stof of zijn componenten onder een hoge druk inspuit en een luchtdrukstraal die door de buitenste 30 inspuitmondring in de bodem gebracht wordt. De gebruikte coaxiale spuitmondstukken zijn echter technisch gecompliceerd en storingsgevoelig. Bovendien heeft de praktijk getoond, dat het bereik van deze werkwijze tegenover een, die geen luchtdruk gebruikt, niet noemenswaardig vergroot wordt.If, on the other hand, the soil is only partially displaced, it is scientifically necessary that the high-pressure jet of the hardened liquid substance has a large empire width. In the method known from DE - AS 21 24 385, this problem is attempted to be solved by means of an injection pipe, which is equipped with at least two injection nozzles coaxial and angled relative to the pipe axis, which cover the hardened injects dust or its components under a high pressure and an air pressure jet that is introduced into the soil through the outer nozzle ring. However, the coaxial nozzles used are technically complicated and prone to failure. In addition, practice has shown that the range of this method is not significantly increased compared to one that does not use air pressure.

35 De uitvinding beoogt een werkwijze van bovengenoemde soort te verschaffen, waarmee op eenvoudige wijze een groot bereik 8 0 0 6 78 4 -2- van de hogedrukstraal bereikt kan worden.The object of the invention is to provide a method of the above type, with which a large range of high-pressure jet 8 0 0 6 78 4 -2- can be achieved in a simple manner.

Verrassenderwijze wordt dit doel bereikt, wanneer de vloeibare stof als een onderbroken samengeperste straal ingespoten wordt.Surprisingly, this object is achieved when the liquid substance is injected as an interrupted compressed jet.

5 Proefnemingen hebben opgeleverd, dat met een onderbroken samengeperste hogedrukstraal met grotere snelheid, een tussen de 50 en 100% grotere rijkwijdte, verbonden met optimale door-menging met het vast gesteente materiaal, bereikt kan worden.5 Experiments have shown that with an interrupted compressed high-pressure jet at a higher speed, a range between 50 and 100% wider, coupled with optimum mixing with the solid rock material, can be achieved.

De onderbroken hogedrukstraal kan door een plunjerpomp, die 10 zonder een pulseringsdemper bijvoorbeeld zonder luchtkanaal werkt, geproduceerd worden. Het is echter ook mogelijk door middel van een mechanische inrichting voor het spuitmondstuk, welke door afwisselend openen en sluiten ten gevolge van het ronddraaien van een gespleten, cilindervormige stuurinrichting 15 die over tenminste twee uitstroommondstukken beschikt. Ook kan men aan de vloeibare stof voor het uitstromen van de inspuitin-richting een samengeperste gasvormige fase toevoeren.The interrupted high-pressure jet can be produced by a plunger pump, which works without a pulsation damper, for example, without an air duct. However, it is also possible by means of a mechanical device for the spray nozzle, which is opened and closed alternately as a result of the rotation of a split, cylindrical control device 15 having at least two outflow nozzles. It is also possible to supply a compressed gaseous phase to the liquid material before the injection device flows out.

Het is gebleken dat in de hogedrukstraal de verhardende vloeibare stof bevattende lucht de gelijke economisch gewenste 20 vergroting van de rijkwijdte bij een technisch bevredigende doormenging van het aanwezige materiaal van de ondergrond geeft omdat de na het verlaten van het mondstuk expanderende lucht de verstoring van de structuur van de vast gesteente bodem of de ophoping wezenlijk ondersteunt. Volgens de uitvinding wordt 25 de lucht met een hogedrukcompressor of uit een hogedrukreservoir in de naar de uitstroommondstuk voerende stroom vloeibare stof binnengeleid.It has been found that in the high-pressure jet the hardening liquid substance-containing air gives the equal economically desirable enlargement of the range with a technically satisfactory mixing of the material present in the substrate because the air expanding after leaving the nozzle causes the disturbance of the structure of the bedrock bedrock or its accumulation. According to the invention, the air is introduced with a high-pressure compressor or from a high-pressure reservoir into the flow of liquid material leading to the outflow nozzle.

Voor veel materialen van de ondergrond, bijvoorbeeld cohesive bodems met inliggende grove delen enz. wordt bij voorkeur 30 aan de onderbroken samengeperste vloeibare stof voor het uitstromen uit inspuitinrichting een samengeperste gasvormige fase toegevoerd.For many materials of the substrate, for example cohesive soils with in-lying coarse parts, etc., a compressed gaseous phase is preferably supplied to the interrupted compressed liquid material for outflowing from the injection device.

De uitvinding beoogt verder een inrichting ter uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding voor te stellen, waarmee 35 onafhankelijk van de bodemformatie het gewenste stutlichaam bijvoorbeeld de dichtingsmembraan aangebracht kan worden.Another object of the invention is to propose an apparatus for carrying out the method according to the invention, with which the desired prop body, for example the sealing membrane, can be applied independently of the soil formation.

Deze inrichting omvat daartoe aan het ondereinde van de inspuitpijp een spuitmondstukdrager met axiale, radiale en/of 8006784 -3- gebogen spuitmondstukken.To this end, this device comprises a spray nozzle support with axial, radial and / or 8006784 -3-bent spray nozzles at the lower end of the injection pipe.

Hieraan ligt de overweging ten grondslag, dat de werkwijze des te beter uitvoerbaar is, naarmate een of meerdere spuit-mondstukken dichterbij de op te spoelen bodemlaag gebracht kun-5 nen worden.This is based on the consideration that the method is all the more feasible when one or more spray nozzles can be brought closer to the bottom layer to be washed up.

Wordt de spuitmondstukdrager zowel bij het afzinken van de •inspuitpijp alsook bij voorkeur bij het ophalen gedraaid, dan wordt de bodem respektievelijk de bouwgrond na het inspuiten van de verharde stof zodanig geïmpregneerd, dat na het verharden 10 een verstevigingselement met afmetingen ontstaat, welke in elk geval overeenkomen met die van de mondstukdrager.If the spray nozzle carrier is rotated both when the injection pipe is • sunk down, and preferably during collection, the soil or the building ground is impregnated after the hardened substance has been injected, such that after hardening 10 a reinforcing element with dimensions is formed, which in each case match that of the mouthpiece carrier.

Het stutlichaam respektievelijk de dichtingsmembraan wordt door herhalen der bewerkingen in de vereiste ruimtelijke plaatsing vervaardigd.The prop body and the sealing membrane are produced by repeating the operations in the required spatial arrangement.

15 De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de teke ningen.The invention is elucidated on the basis of the drawings.

Fig. 1 toont een gunstige uitvoeringsvorm van spuitmondstukdrager enFig. 1 shows a favorable embodiment of spray nozzle carrier and

Fig. 2 en fig. 3 tonen schematisch de vervaardiging van 20 een stutlichaam.Fig. 2 and FIG. 3 schematically show the manufacture of a prop body.

De uitvoeringsvorm van de spuitmondstukdrager 1 is kruisvormig ; deze is met een inspuitbuis 2 verbonden. Aan de horizontale delen zijn axiale en radiale spuitmondstukken 3 aangebracht. Verder zijn de onderste buitenhoeken van de horizon-25 tale delen afgekant met schuin aangebrachte spuitmondstukken.The embodiment of the spray nozzle carrier 1 is cross-shaped; this is connected to an injection tube 2. Axial and radial spray nozzles 3 are arranged on the horizontal parts. Furthermore, the lower outer corners of the horizontal parts are edged with spray nozzles arranged at an angle.

Een ander spuitmondstuk is in het onderste vertikale deel axiaal aangebracht. Door deze spuitmondstukdrager is verzekerd, dat ook bij een zeer cohesive bodem bijvoorbeeld een zuilvormig lichaam gevormd kan worden, dat met zekerheid een diameter heeft, 30 die overeenkomt met die van de spuitmondstukdrager. De vorm van de mondstukdrager is echter niet tot de aangegeven vorm beperkt. Voor een relatief lossere bodem is ter oprichting van een zuilachtig lichaam met relatief grote diameter een spuitmondstukdrager in driehoeksvorm proefondervindelijk goed bruik-35 baar gebleken, die in het midden van een been met de inspuitpijp verbonden is. Aan de overige benen en aan tegenover het bevestigingspunt gelegen top zijn op geschikte afstanden van elkaar spuitmondstukken aangebracht.Another spray nozzle is arranged axially in the lower vertical part. This spray nozzle support ensures that, even with a very cohesive bottom, a column-shaped body can be formed, which certainly has a diameter which corresponds to that of the spray nozzle support. However, the shape of the mouthpiece carrier is not limited to the indicated shape. For a relatively looser bottom, a triangular-shaped spray nozzle support has been found experimentally to be used for erecting a columnar body of relatively large diameter, which is connected to the injection pipe in the middle of one leg. Spray nozzles are arranged at suitable distances from each other on the other legs and at the top opposite the fixing point.

8 00 6 78 4 -4-8 00 6 78 4 -4-

De diameter van het spuitmondstuk ligt tussen de 2 tot 4 mm. De doorstroomhoeveelheid bedraagt 80 tot 600 liter per minuut bij een druk van 100 tot 300 bar. De doorstroomsnelheid ligt bij deze verhoudingen tussen de 100 tot 150 m per seconde.The diameter of the spray nozzle is between 2 to 4 mm. The flow rate is 80 to 600 liters per minute at a pressure of 100 to 300 bar. The flow velocity is at these ratios between 100 to 150 m per second.

5 De frequentie van de onderbroken samenpersing is bij voorkeur 0,2 tot 2 Hz, waarbij het drukverschil minstens 50 bar zal bedragen.The frequency of the interrupted compression is preferably 0.2 to 2 Hz, the pressure difference being at least 50 bar.

Wordt een gasvormige fase, bij voorkeur perslucht, aan de vloeibare stof toegevoegd, dan zal deze druk minstens 50 bar 10 bedragen; ook vloeibare lucht en vloeibare stikstof zijn daar-, voor geschikt.If a gaseous phase, preferably compressed air, is added to the liquid, this pressure will be at least 50 bar 10; liquid air and liquid nitrogen are also suitable for this.

Voor het inspuiten wordt bij voorkeur een zelfhardende vloeibare stof op cementbasis gebruikt, die ook de vereiste toevoegingen bevatten kan.A self-hardening cement-based liquid is preferably used for injection, which may also contain the required additives.

15 In het nuvolgende wordt bijvoorbeeld de vervaardiging van een stutlichaam verklaard.In the following, for example, the manufacture of a prop body is explained.

Van het werkvlak A uit wordt met een drilboorwerktuig B het aan een buiskolom C gemonteerde spuitmondstuk D roterend in de bodem afgezonken. Gelijktijdig drukt onderbroken het 20 pompaggregaat E het inspuitmiddel met hoge druk via de hoge-drukdraaikop F door de buiskolom en het spuitmondstuk in de bodem. In deze toestand komt het tot een hechte en energierijke vermenging van de bodem met het inspuitmiddel, waaruit na een instelbare verharding een zuil van het stutlichaam resul-25 teert.The spray nozzle D mounted on a tubular column C is sunk into the ground by rotary drilling tool B from a working surface A. At the same time, the pump set E interrupts the high-pressure injection means through the high-pressure rotary head F through the tube column and the spray nozzle in the bottom. In this condition, a tight and energy-rich mixing of the soil with the injection agent is obtained, from which, after an adjustable hardening, a column of the prop body results.

Door het herhalen van het proces vormen zich de in de tekening getoonde zuilen 1 tot 3, die tezamen een monolitisch lichaam vormen.By repeating the process, the columns 1 to 3 shown in the drawing form, which together form a monolithic body.

De vorm van het lichaam, bestemd voor gebouwonderstutting 30 hangt van de eisen en het vereiste statistisch bewijs der stabiliteit af.The shape of the body intended for building scaffolding 30 depends on the requirements and the required statistical evidence of stability.

Fig. 3 toont twee typische voorbeelden.Fig. 3 shows two typical examples.

80067848006784

Claims

1. A method for the production of support bodies for foundations or of sealing membranes by injecting one or more hardening liquid substances under high pressure into the building ground by means of an injection device introduced into the building ground, characterized in that the liquid substances are in the form of injected with an interrupted beam.

2. Method for the production of prop bodies under foundations or of sealing membranes by injecting one or more hardening liquid substances under high pressure into the building ground by means of an injection device introduced into the building ground, characterized in that the liquid material is discharged before it flows out a compressed gaseous phase is supplied from the injection device. 15

3. A method according to claim 1, characterized in that a compressed gaseous phase is supplied to the interrupted compressed liquid material for outflowing from the injection device. h. Device for carrying out the method according to claims 1-3, characterized in that at the lower end of the injection tube (2) a spray nozzle support (1) with one or more axial, radial and / or inclined spray nozzle (s) ) (3) is (are). 8 00 6 78 4