DE2052250A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Be Stimmung des Verdichtungseffektes von Ruttelwalzen, Rutteiplatten und Boden Schwingverdichtern wahrend der Ver dichtungsarbeit - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen Be Stimmung des Verdichtungseffektes von Ruttelwalzen, Rutteiplatten und Boden Schwingverdichtern wahrend der Ver dichtungsarbeit

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DE2052250A1 DE19702052250 DE2052250A DE2052250A1 DE 2052250 A1 DE2052250 A1 DE 2052250A1 DE 19702052250 DE19702052250 DE 19702052250 DE 2052250 A DE2052250 A DE 2052250A DE 2052250 A1 DE2052250 A1 DE 2052250A1
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/046Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00Investigation of foundation soil in situ
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    • E02D1/022Investigation of foundation soil in situ before construction work by investigating mechanical properties of the soil

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Description

  • Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung des Verdichtungseffektes von Ruttelwalzen, Ruttelplatten und SQ-denschwingverdichtern wahrend der Verdichtungsarbeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren, womit die Verdichtungswirkung von Vibrationswalzen, -platten und anderen Vibrationsverdichtungsgeräten unmittelbar während der V erdichtungs arbeit vom Bedienungsmann der Vibrationßmaschine an einem batteriegespeisten Meßgerät abgelesen werden kann.
  • Nach den bekannten Verfahren erfolgt die UberpruSung der Verdichtung auf der Baustelle nur stichpröbenartig entweder mittels direkter Kontrollen der erzielten Xrockenrohdichte oder mittels indirekter Prüfmethoden, wobei stets eine vorhergehende Eichung auf das zu verdichtende Lockergestein erforderlich ist. Als Maßstab für die erreichte Verdichtung von Lockergesteinen wird international die durch eine bestimmte Verdichtungsarbeit bei verschiedenen Wassergehalten ermittelte optimale Trockenrohdichte (Standarddichte) zugrundegelegt. Die in der Praxis verwendeten Prüfmethoden orientieren daher vornehmlich darauf, 100 % Xrockearohdichte (als Prozentzahl auf die Standarddichte ausgedrückt) zu erhalten Die Bestimmung der Trockenrohdichte erfordert in der Praxis zwei Prüfungen 1. die Bestimmung der Feuchtrohdichte 2. die Bestimmung des Wassergehalts.
  • Es gibt eine große Zahl von Prüfmethoden, die für die Bestimmung der Feuchtrohdichte und des Wassergehalts geeignet ist. Als modernste und schnellste Prüfmethode ist die Prüfung mittels radiometrischer Einstichsonden zu nennen, wobei Dichte und Wassergehalt unmittelbar hintereinander gemessen werden können.
  • Ueber Bichtabellen kann für den punktförmigen Aufschluß die erreichte Trockenrohdichte bestimmt werden.
  • Die Prüfung dauert mit Auf- und Abbau ca. 10 min.
  • Reine Oberflächensonden sind im Erdbau im allgemeinen nicht geeignet, da sie nur einen sehr geringen Tiefenbereich erfassen, die Oberfläche der mit Rüttelmaschinen verdichteten Schicht aber stets aufgelockert ist.
  • Als indirekte Methoden der Verdichtungsprüfung werden Schlagsonden, Spitzendrucksonden oder Plattendruckbelastungen angewendet, die ebenfalls nur eine punktförmige Vberprffung gestatten und meist sehr aufwendig sind. Die seismische Untersuchungsmethode gestattet bei großem Aufwand relative Dichtebestimmungen.
  • Die bisher bekannten Verdichtungsprüfmethoden im Erdbau haben den Nachteil, daß sie nur stichprobenartige Kontrollen gestatten. Sie erfordern speziell ausgebildetes Personal. Prüfmethoden, die eine direkte oder indirekte Uberprufung des Verdichtungsgrades während der Verdichtungsarbeiten ermöglichen, sind aus der Literatur nicht bekannt0 Der moderne Erdbau mit seinen großen Förder- und Einbauleistungen erfordert einen großen Aufwand an Personal und Meßgeräten für die Verdichtungsüberpräfungen. Zur Zeit sind diese Überprüfungen nur stichprobeMrtige Kontrollen, mit denen eine unzureichende Verdichtung nur nachgewiesen aber nicht in jedem Falle verhindert werden kann. Der Prüfort ist häufig schon durch weitere Schüttungen verdeckt. Trotz des großen Prüfaufwandes bleibt der Nutzen einer nachträglichen Kontrolle relativ gering.
  • Bei vielen Verdichtungsmaschinen läßt sich die Erregerfrequens verstellen. Ein Optimum in der Verdichtungswirkung und damit eine Reduzierung der Zahl der Verdichtungßübergänge läßt sich erreichen, wenn die Erregerfrequenz auf die Jeweilige Erdart abgestimmt ist. Die Einstellung der Frequenz obliegt häufig dem Bedienungsann, der 2. Z.
  • keine Möglichkeit hat, die Wirkung der Frequenzverstellung zu kontrollieren. Aus Unkenntnis wird die Frequenz meist gedrosselt (um die Maschine zu scllonen), wobei die Verdichtungsvirknng auf weniger als 50 % absinken kann. Ähnliche Fehler werden bei zu hoher Arbeitsgeschwindigkeit begangen, ohne daß der Bedienungsmann die Auswirkungen kennt. Die Folgen sind nicht nur ungenügend verdichtete Flächen, sondern auch große Streuungen im Verdichtunsgsgrad.
  • Das wirkt sich besonders im Verkehrsbau schädlich auf den Verkehr und die Lebensdauer der Verkehrswege aus.
  • Mit der Erfindung sollen die vorgenannten Mangel bei der Verdichtung mit Vibrati onsverdichtungsmas chinen weitgehend beseitigt werden.
  • Der Erf1adungr liegt die Aufgabe zugrunde, dem Bedienungsmann einer Vibrationsverdichtungsmaschine die Möglichkeit zu geben, in einfacher Weise, wahrend der Verdichtung und ohne Unterbrechung derselben, die Wirkungsweise mit jedem Übergang zu kontrollieren, um eine Unterverdichtung aber auch eine unökonomische Überverdichtung zu vermeiden. Es soll ferner bei Vibrationsmaschinen mit verstellbarer Frequenz die optimale Frequenz durch Vergleich der Wirkungsweise bestimmt werden können.
  • Dazu ist ein physikalischer Vorgang zu finden, dessen Verändernng direkt abhängig ist von der Dichteänderung des verdichteten Erdstoffes. Dazu wird das Verhalten der vom Verdichtungsgerät erzeugten elastischen Wellen im Verdichtungsguts deren Schwingungsparameter von der Dichteänderung unmittelbar verändert werden, benutzt.
  • Erfindungsgernaß geschieht das dadurch, daß die Schwingungsbewegung des Verdichtungsgerätes auf dem Verdichtungsgut gemessen wird und die Veränderung der Amplitude der wirksamen Frequenz ggf. unter Verwendung eines Filters als Maß für den Zustand der Verdichtung benutzt wird.
  • Es kann auch die vom Verdichtungsgerät im Boden erzeugte Welle in bestimmter Entfernung vom Gerät gemessen werden. Die Absorption der Wellenenergie im Boden ist abhängig vom Verdichtungsgrad. Damit ist die Messung der Schwingungsamplitude an einer vom Verdichtungsgerät immer gleich weit entfernten Stelle ebenfalls ein Maß für die erreichte Verdichtung.
  • Auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der vom Verdichtungsgerät erzeugten Wellen im Boden kann als Maß für den Grad der Verdichtung benutzt werden. Die Messung dieses Parameters kann durch Erfassung der Phasenlage der am Gerät erzeugten Schwingungen und der Phasenlage der Schwingung in einer immer gleichen Entfernung vom Gerät geschehen.
  • Auch die Wirkung der Absorption der Schwingungsenergie und die Veränderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit können durch Messung vor und hinter dem laufenden Verdichtungsgerät erfaßt werden. Durch Bildung des Quotienten oder der Differenz der gemessenen Werte im unverdichteten und verdichteten Boden kann die Verdichtungswirkung unmittelbar eingeschätzt werden. Es ist kein Verdichtungseffekt mehr zu erzielen, wenn entweder die Differenz sich Null nähert oder der Quotient nach eins geht.
  • Es kann mit Hilfe der o. g. Verfahren auch die optimale Frequenz der Verdichtungamaschine gefunden werden.
  • Die Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens besteht aus einer Meßvorrichtung a) für Amplitudezimessung b) für Differenz- oder Quotientenseasung c) für Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit mittels Phas anvergl eich Bei der Messung der Bewegung des Verdiohtungegerätes ist der Schwingungsaufnebmer auf deu V Verdichtungsgerät befestigt, während die übrigen elektronischen Bausteine in einer Tasche beim Bedienungsmann untergebracht sind.
  • Bei der Messung der Absorption der Wellen ist ein Schwingungsaufnehmer auf einer Schleppe befestigt, die in immer gleichem Abstand hinter dem Verdichtungsgerät hergezogen wird. Die restlichen elektronischen Bausteine befinden sich in der Tragetasche beim Bedienungsmaan.
  • Bei der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit ist die Phasenmarkierung am Verdichtungsgerät und der Schwingungsaufrehmer auf der Schleppe befestigt. Die restlichen elektronischen Bausteine werden in der Tragetasche beim Bedienungsmann untergebracht.
  • Wenn eine Differenz- oder Quotientenmessung durchgeführt wird, wird mit einer Schleppe vor dem Verdichtungsgerät und einer Schleppe hinter dem Verdichtungsgerät mit je einem Schwingungsaufnehmer gearbeitet.
  • Mit der Erfindung wird erreicht, daß das Verdichtungsgerät solange vom Geräteführer über das zu verdichtende Material gefuhrt wird, bis der mit dem Gerät mögliche Verdichtungsgrad erreicht ist. Andererseits drd vermieden, daß das Verdichtungsgerät mehr als nötig über die zu verdichtende Fläche geführt wird, wenn kein Verdichtungseffekt erreicht werden kann. Mit der Erfindung läßt sich eine wesentliche ualitätsverbesserung der Herstellung gleichmaßig verdichteter Erdbauwerke erreichen und der bisher erforderliche Aufwand an Prüfkapazität auf einzelne Stichproben reduzieren. Kontrollen lassen sich unmittelbar während der Verdichtung durch den Bedienungsmann mit Hilfe des Prüfgerät es ausführen.
  • Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: In der Zeichnung zeigt Figur 1'die Anwendung der Amplitudenmessung an einer Rütt elpl att e Figur 2' die Anwendung der Absorptionsmessung an einer RLittelwalz e Nach Figur 1' wird an der Bodenplatte 5 der Ruttelplatte 1 der Schwingungsaufnehmer 2 befestigt und durch das Verbindungskabel 6 mit der Meßvorrichtung 3 beim Bedienungsmann 4 verbunden.
  • Während der Verdichtungsarbeit beobachtet der Bedienungsmann 4 die Meßvorr htung 3. Zeigt das Meßgerät bei einem erneuten uebergang des Verdichtungagerätes über das Verdichtungsgut keine Vergrößerung der Amplitude mehr an, dann kann die Verdichtungsarbeit eingestellt werden.
  • Es ist dann mit diesem Verdichtungsgerät keine größere Verdichtungswirkung mehr zu erzielen.
  • In Figur 2' wird von einem Raupenschlepper 1 eine Rüttelwalze 2 gezogen. An die Rüttelwalze wird mittels eines Verbindungselementes 7 eine Schleppe 6 angehängt, so daß der Abstand Rüttelwalze - Schleppe gewährleistet ist, aber keine Schwingungen übertragen werden.
  • Auf der Schleppe 6 ist der Schwingungsaufnehmer 3 befestigt und über das Kabel 5 mit der Meßvorrichtung 4 im Bahrerhaus des Schleppers 1 verbunden. Die Rüttelwalze wird solange über das Verdichtungsgut geführt, bis am Anzeigegerät keine Vergrößerung der Amplitude (entspricht der geringsten Absorption der Wellenenergie) mehr angezeigt wird. Es ist dann mit dieses Gerät keine weitere Verdichtung mehr zu erzielen und die Verdichtungsarbeit mit dem Gerät kann in diesem Bereich eingestellt werden.

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    Verfahren zur tJberprüfung der Verdichtungswirkuxig und des erreichten Verdichtungsgrades bei der Bodenverdichtung mittels Vibrationswalzen, -platten und Bodenschwingverdichtern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsbewegung des Verdichtungsgerätes auf dem Verdichtuilgsgut gemessen wird und die Veränderung der Amplitude der wirksamen Frequenz beispielsweise mittels eines Filters als Maß für den Zustand der Verdichtung benutzt wird.
    2e Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Verdichtungsgerät im Boden erzeugte Welle in bestimmter Entfernung vom Gerät gemessen wird, und die auf Grund der Absorption der Wellenenergie im Boden entsprechend der Verdichtung verschieden stark ankommende Schwingungsamplitude als Maß für die Verdichtung genommen wird.
    3e Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit der vom Verdichtungsgerät im Boden erzeugten Wellen als Maß für den Grad der Verdichtung benutzt wird, indem die Phasenlage der am Verdichtungsgerät entstehenden Schwingungen und die Phasenlage der in bestimmter Entfernung vom Verdichtungsgerät ankommenden Schwingungen gemessen werden.
    4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Absorption und die Veränderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit durch gleichzeitige Messung vor und hinter dem Verdichtungsgerät erfaßt wird, und ein Quotient oder eine Differenz vom Meßgerät angezeigt wird.
DE19702052250 1969-12-10 1970-10-24 Verfahren zur kontinuierlichen Be Stimmung des Verdichtungseffektes von Ruttelwalzen, Rutteiplatten und Boden Schwingverdichtern wahrend der Ver dichtungsarbeit Pending DE2052250A1 (de)

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DE2052250A1 true DE2052250A1 (de) 1971-06-16

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FR2343864A1 (fr) * 1976-03-12 1977-10-07 Thurner Heinz Procede et dispositif d'appreciation du degre de compactage obtenu lors du compactage d'un soubassement, par exemple d'un sol, a l'aide d'un appareil de compactage par vibrations
CN111608163A (zh) * 2020-05-27 2020-09-01 赵六鱼 一种大坝工程察验装置

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