DE4312231A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von flächigen Bauelementen im Boden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von flächigen Bauelementen im BodenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung von flächigen Bauelementen im Boden; sie
betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung von gegebenenfalls bewehrten, wandförmigen,
mittels Injektion erzeugten Formkörpern, insbesondere zum
Baugrubenverbau.
Zum nächstkommenden Stand der Technik ist die DE-OS
41 11 604 zu nennen, die ein Verfahren zum Herstellen von
wand- oder deckenförmigen Beton- oder Zementkörpern im Boden
beschreibt, bei dem zueinander parallele, einander
mindestens tangierende Injektionssäulen im
Düsenstrahlverfahren aus einem Injiziergestänge heraus, das
in den Boden vorgetrieben wird, nacheinander erstellt werden
und nach dem Aushärten den Beton- oder Zementkörper bilden
und bei dem gleichzeitig mit einem Injiziergestänge
Spundwand- oder Bewehrungselemente jeweils einzeln oder
gruppenweise innerhalb jeweils einer Injektionssäule
abgeteuft werden, die beim Ziehen des Injiziergestänges in
der Injektionssäule verbleiben.
Der Stand der Technik ist mit dem technischen Problem
behaftet, daß in zahlreichen Fällen die statische
Belastbarkeit der erzielten Boden- bzw. Wandelemente für
bestimmte Anwendungsweisen, insbesondere für den
Baugrubenverbau nicht ausreichen.
Dieses technische Problem wird bei einem Verfahren der
eingangs genannten Gattung erfindungsgemaß dadurch gelöst,
daß stabförmige Bauelemente 5 im Bereich der
herzustellenden flächigen Bauelemente 6 in den Boden
eingebracht werden und zwischen den stabförmigen
Bauelementen 5 mit einem Hochdruckinjektions-Gestänge 8
der anstehende Boden erodiert und mit einem Bindemittel
vermischt wird.
Zahlreiche bevorzugte Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens sowie das neue und
erfinderische, zur Durchführung des Verfahrens einzusetzende
Hochdruckinjektions-Gestänge sind in den Unteransprüchen,
die Teil dieser Offenbarung sind, beschrieben.
In der Fachsprache werden die erfindungsgemäß hergestellten,
flächigen Bauelemente, insbesondere die Wandelemente auch
als Hochdruckinjektions-Lamellen (= HDI-Lamellen) bezeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von
vorzugsweise vertikalen oder horizontalen, flächenförmigen
Betonformkörpern oder Zementformkörpern im Boden, die im HDI-
Verfahren hergestellt werden und in Verbindung mit
längsförmigen Stahl- oder Betonprofilen als stabförmige
Bauelemente eine kraftschlüssige Einheit bilden, werden
zahlreiche, überraschende Fortschritte erzielt, die weiter
unten dargelegt werden.
Bei Verwendung geschlossener Profile kann die
erfindungsgemäße Wand wasserdicht ausgeführt werden.
Die Besonderheit der Erfindung liegt neben der Kombination
HDI-Lamelle/Trägerprofil ferner auch in der Schaffung eines
neuen Düsenstocks des Hochdruckinjektionsgestänges, der
statt der üblichen 1 bis 2 Düsen bei runden Düsenstöcken
nunmehr 4 bis 8 Düsen aufnehmen kann.
Durch diese Erhöhung der Düsenanzahl und durch die auf den
jeweiligen Anwendungsfall abgestimmte Ausbildung des
Düsenstocks ist es möglich, erfindungsgemäße Lamellen mit
einer Stärke von ca. 20 bis 30 cm herzustellen, wohingegen nach
den Verfahren des nächstkommenden Standes der Technik
Lamellen von maximal 10 cm Stärke herstellbar waren.
Neben der Aufnahme der Lamellenkräfte und der Weiterleitung
in den Boden, haben die erfindungsgemäß einzusetzenden
Begrenzungsprofile die Aufgabe, eine wasserdichte,
definierte Begrenzung der Lamellen zu ermöglichen.
Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Fig. 1-8
in jeweiliger Abhängigkeit von variierbaren
Aufgabenstellungen, beschrieben:
Es wird im S, D oder T-Verfahren ein Injiziergestänge in den
Boden vertikal oder gegen die Vertikale geneigt
vorgetrieben. Danach beginnt der Injiziervorgang vom
Bohrlochtiefsten nach oben. Der hierbei in Richtung der
Achsen der Profile ausgerichtete Düsenstock kann dann
entsprechend der Anordnung der Düsen die vorgeschriebene
Breite sicher erodieren und einen Bodenmörtel erzeugen.
Im nächsten Arbeitsgang wird ein Bewehrungskörper in den
noch nicht erhärteten Bodenmörtel abgesenkt, der auf einem
Führungsrahmen fixiert ist. Dieser Führungsrahmen greift in
die Führungsprofile 7 ein, so daß eine definierte Lage des
Bewehrungskörpers erreicht wird.
In Abhängigkeit des anstehenden Bodens wird der
Abtauchvorgang durch einen zuschaltbaren Rüttler mittels
Spülsuspension oder mittels Spülluft unterstützt.
Diese Ausführungsform ist in der beiliegenden Figur
dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 1 ist der Führungsrahmen
1 bezeichnet, auf dem der Rüttler 2 montiert ist; das
Spülmedium 3 tritt am unteren Ende des Führungsrahmens
vertikal und/oder horizontal aus.
Der Bewehrungskörper ist mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet.
Durch das Eigengewicht und durch die zuvor beschriebenen
Eintauchhilfen sinkt der Führungsrahmen 1 in den
Bodenmörtel.
Die Bewehrungskörper 4 können gegebenenfalls verlängert
werden, so daß auch größere Tiefen bewehrbar sind.
Hat der Bewehrungskörper 4 die Endtiefe erreicht, so wird
eine Verriegelung mechanisch gelöst, so daß der
Führungsrahmen 1 gezogen werden kann, während der
Bewehrungskörper im Bodenmörtel verbleibt.
Durch die optimale Verankerung der Träger und Lamellen
entsteht eine standsichere Verbauwand.
Die oben erwähnten Symbole S, D und T-Verfahren bedeuten
folgendes:
Beim sogenannten Simplex-Verfahren, das als S-Verfahren
bezeichnet wird, wird nur eine Suspension, in der Regel eine
Wasser-Zement-Suspension mit sehr hohem Druck von
beispielsweise 400 - 600 bar injiziert.
Beim sogenannten Duplex-Verfahren, das als D-Verfahren
bezeichnet wird, wird ein Suspensions-Schneidstrahl eines
Drucks von 400-600 bar in der Weise eingesetzt, daß
gleichzeitig über eine weitere Austrittsöffnung Luft
ausgepreßt wird, die den Suspensions-Schneidstrahl mit Luft
ummantelt; in der Regel liegt dabei der Luftdruck bei etwa
5 bar.
Beim Triplex-Verfahren, das als T-Verfahren bezeichnet wird,
wird über eine erste Düse nur Wasser mit einem Druck von
beispielsweise 300-600 bar, mittels einer zweiten Düse,
die als Ringdüse ausgebildet sein kann, die Luftummantelung
und mittels einer dritten Düse die Suspension bei
vorzugsweise einem Druck von 40 bar ausgepreßt.
Das vorliegende Beispiel 2 beschreibt eine Abwandlung des
Gegenstandes des Beispiels 1 , wobei der Bohr- und
Injiziervorgang prinzipiell der gleiche ist, jedoch wird
gemäß vorliegendem Beispiel 2 mit einem modifizierten
Düsenstock 9 gearbeitet. Dieser Düsenstock 9 hat die
Querschnittsgestalt eines gleichseitigen Trapezes, wie dies
beispielsweise in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. An
den geneigten, d. h. an den nicht parallelen Seitenflächen
des Trapezes sind die Hochdruckinjektionsdüsen 10
angeordnet.
Durch diese Neigung der Seitenflächen des Düsenstocks 9
und gegebenenfalls durch die Neigung der an ihm angeordneten
Düsen, kann auch eine gewölbeähnliche Lamelle hergestellt
werden.
Wegen der statisch höher belastbaren Gewölbewand kann in
vielen Fällen auf eine Bewehrung verzichtet werden.
Bei vorliegendem Beispiel 3 wird derart gearbeitet, daß
statt eines vertikalen, in der Bohrachse angeordneten
Düsenstocks 9 ein horizontal liegendes Injektionsgestänge
12 mit dem Führungsgestänge 13 verbunden ist. Durch
mehrere, vorzugsweise im unteren Bereich des horizontal
liegenden Injektionsgestänges 12 angeordnete
Hochdruckinjektionsdüsen 10 wird eine horizontale
Schneidwirkung erreicht. Durch diese im horizontal liegenden
Injektionsgestänge 12 angeordneten
Hochdruckinjektionsdüsen 10 wird das Erodieren des Bodens,
das Injizieren und das Vortreiben des Injektionsgestänges
12 bewirkt.
Es besteht dabei die Möglichkeit, bereits beim
Vortreiben/Injizieren einen Bewehrungskörper mitzuziehen,
so daß bei Erreichen der gewünschten Lamellentiefen auf der
gesamten durchfahrenen Strecke bereits eine Bewehrung
vorhanden ist.
Beim Ziehen des Injektionsgestänges löst sich ein
gegebenenfalls eingeführter Bewehrungskörper ab und
verbleibt im Boden.
Das Wesen vorliegender Erfindung wird anhand der
beiliegenden Fig. 1 bis 8 weiterhin erläutert, wobei in
allen Figuren die gleichen Elemente durch gleiche
Bezugsziffern gekennzeichnet sind.
Bezugszeichenliste
1 Führungsrahmen
2 Rüttler
3 Spülmedium
4 Bewehrungskörper
5 Stabförmige Bauelemente
6 Hochdruckinjektions-Lamelle
7 Führungsprofil für die Bewehrung im stabförmigen Bauelement (5)
8 Hochdruckinjektionsgestänge
9 Düsenstock
10 Hochdruckinjektionsdüsen
11 Bohrkopf
12 Horizontal liegendes Injektionsgestänge
13 Führungsgestänge
Winkel α.
2 Rüttler
3 Spülmedium
4 Bewehrungskörper
5 Stabförmige Bauelemente
6 Hochdruckinjektions-Lamelle
7 Führungsprofil für die Bewehrung im stabförmigen Bauelement (5)
8 Hochdruckinjektionsgestänge
9 Düsenstock
10 Hochdruckinjektionsdüsen
11 Bohrkopf
12 Horizontal liegendes Injektionsgestänge
13 Führungsgestänge
Winkel α.
Claims (18)
1. Verfahren zur Herstellung von flächigen Bauelementen im
Boden,
dadurch gekennzeichnet,
daß stabförmige Bauelemente (5) im Bereich der
herzustellenden, flächigen Bauelemente (6) in den Boden
eingebracht werden
und zwischen den stabförmigen Bauelementen (5) mit einem
Hochdruckinjektions-Gestänge (8) der
anstehende Boden erodiert und mit einem Bindemittel
vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß als stabförmige Bauelemente (5) Stahlprofile
und/oder Stahlbetonfertigteile verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die stabförmigen Bauelemente (5) in den Boden
eingerammt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die stabförmigen Bauelemente (5) in zuvor
hergestellte verrohrte oder unverrohrte Bohrlöcher
eingestellt werden und der verbleibende Hohlraum vor der
Hochdruckinjektion mit Bodenmaterial wiederverfüllt
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Hochdruckinjektions-Gestänge (8) ein gel-
bildendes Bindemittel in den Boden eingebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß als gel-bildendes Bindemittel Siloxan eingebracht
wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Hochdruckinjektions-Gestänge (8) ein
hydraulisches Bindemittel in den Boden eingebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Hochdruckinjektions-Gestänge (8) Zement in
den Boden eingebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den noch nicht erhärteten Bodenmörtel ein
Bewehrungselement (4) eingebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bewehrungselement (4) an einem Führungsrahmen
(Grundrahmen) (1) befestigt wird, der beim Absenken in
Führungsprofilen (7), die an den stabförmigen
Bauelementen (5) befestigt sind, geführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Führungsrahmen (1) eine Rütteleinrichtung (2)
befestigt ist, die beim Einbringen des
Bewehrungselementes (4) in den noch nicht erhärteten
Bodenmörtel in Betrieb gesetzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-11,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Führungsrahmen (1) Vorrichtungen zum Zuführen von
Spülsuspension und/oder Spülluft befestigt sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spülsuspension aus Wasser und/oder einer
Bentonit-Suspension und/oder einer Zement-Suspension
besteht.
14. Hochdruckinjektions-Gestänge zur Durchführung des
Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß, im Grundriß betrachtet, mindestens zwei um einen
Winkel α verschwenkte Injektionsöffnungen (= Düsen)
(10) angeordnet sind, durch welche gleichzeitig
Bindemittel in den Boden eingebracht wird.
15. Hochdruckinjektions-Gestänge nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel α 180 Grad beträgt.
16. Hochdruckinjektions-Gestänge nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel α weniger als 180 Grad beträgt, so daß,
im Querschnitt betrachtet, bogenförmige oder
satteldachförmige Bauelemente (6) herstellbar sind.
17. Hochdruckinjektions-Gestänge zur Durchführung des
Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einem Führungsgestänge (13) ein
hierzu querliegendes Injektionsgestänge (12) angeordnet
ist, mit dem beim Vortreiben der anstehende Boden
gleichzeitig erodiert und mit Bindemittel durchmischt
wird.
18. Hochdruckinjektions-Gestänge nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß gleichzeitig mit der Herstellung des Bodenmörtels
das Bewehrungselement (4) einbringbar ist, wobei dieses
am querliegenden Injektionsgestänge (12) befestigt und
nach Erreichen der Endteufe lösbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934312231 DE4312231C2 (de) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von flächigen Bauelementen im Boden |
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