EP1009884B1

EP1009884B1 - Verfahren und umhüllung zur herstellung einer bodensäule zur abtragung von bauwerks- oder verkehrslasten

Info

Publication number: EP1009884B1
Application number: EP98951345A
Authority: EP
Inventors: Werner Möbius
Original assignee: Josef Mobius Bau-Gesellschaft (gmbh & Co)
Current assignee: Josef Mobius Bau-Gesellschaft (gmbh & Co)
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2001-10-10
Anticipated expiration: 2018-09-03
Also published as: ATE206787T1; NL1010001C2; DK1009884T3; HK1020443A1; WO1999011870A1; EP1009884A1; DE59706689D1; AU9741098A; NL1010001A1; EP0900883B1; EP0900883A1; DE59801707D1; DK0900883T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Bodensäule zur Abtragung von Bauwerks- und Verkehrslasten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus DE 195 18 830 ist ein Verfahren zur Stabilisierung des Untergrunds und zur Abtragung von Bauwerks- und Verkehrslasten bekannt geworden, bei dem an diskreten Stellen ein säulenförmiger Bereich nicht ausreichend tragfähigen Bodenmaterials ausgehoben wird, in das ausgehobene Loch eine Ummantelung aus dehnbarem, relativ zugfestem, filterartig wirkendem Material eingebracht wird. Die Ummantelung wird mit körnigem Material gefüllt, das anschließend verdichtet wird unter Aufweitung der Ummantelung derart, daß der umgebende Boden durch Teilverfestigung die Horizontalspannung auffängt. Die Umhüllung besteht aus flachem Material, insbesondere bewehrten oder unbewehrten Geotextilien. Das körnige Material ist ein hartes komabgestuftes Material, wie Kiessand, Gestein, Brechkkorn, Schlacken. Bergematerial, Recyclingstoffe oder dgl. Das Verdichten des eingefüllten Materials erfolgt durch Rütteln, Vibrieren oder Schlagen der Schalung, ggf. auch mit Hilfe von Rammeinrichtungen oder dgl.

Im nicht tragfähigen Boden entsteht so eine Materialsäule mit großer Steifigkeit, die in den tragfähigen Untergrund abgesetzt ist. Die Bauwerks- und Verkehrslasten werden zum einen in den tragfähigen Boden übertragen und zum anderen durch Lastabstrahlung in den umgebenden Boden aufgenommen. Der umgebende Boden wird bei dem beschriebenen Verfahren verdichtet und teilverfestigt und ist daher in der Lage, auch Horizontalkräfte aufzunehmen.

Zur Herstellung einer Säule wird bei dem bekannten Verfahren so vorgegangen, daß ein Mantelrohr in den Boden eingetrieben und anschließend im Inneren geleert wird. Anschließend wird die Umhüllung auf einem im Durchmesser kleineren Innenrohr in das Mantelrohr eingeführt. Das körnige Material wird in das Innenrohr eingegeben, wonach dann das Mantelrohr unter Verdichtungswirkung herausgerüttelt wird und anschließend auch das Innenrohr. Aus der genannten Druckschrift ist auch bekannt, ein offenes Mantelrohr in den Boden einzutreiben, es anschließend zu leeren und dann das körnige Material einzugeben.

Aus GB-A-1 315 075 ist ein Verfahren zur Gründung bekannt geworden, bei dem Rohre in den Boden eingetrieben und anschließend geleert werden. In das Rohr wird ein verformbarer Sack aus Fasermaterial, das für Wasser durchlässig ist, eingegeben. Anschließend wird flüssiger Beton eingefüllt bei gleichzeitigem Ziehen des Rohres. Die sackartige Umhüllung hat mithin die Aufgabe, bei der Ausdehnung des Sackes beim Einfüllen gleichwohl eine Formhaltung zu gewährleisten, so daß eine Betonsäule gebildet werden kann. Nach dem Aushärten des Betons hat die Umhüllung keine Aufgabe mehr.

Aus GB-A-410 280 sowie der US-A-3 805 535 sind ähnliche Verfahren bekannt geworden. Aus US 3 805 535 ist im übrigen auch bekannt, ein sog. Verdrängungsrohr zu verwenden, um anschließend in das Verdrängungsrohr eine sackartige Umhüllung zur Aufnahme von Beton einzuführen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Bodensäule zur Abtragung von Bauwerks- und Verkehrslasten zu schaffen, das mit einem geringeren Aufwand betrieben werden kann und zu besonders günstigen Ergebnissen führt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Erfindung wurde erkannt, daß für die Erstellung einer Bodensäule ein einzelnes Rohr ausreicht. Bei der Lösung nach Patentanspruch 1 wird ein einzelnes Mantelrohr in den Boden getrieben und wie üblich durch Ausgreifen geleert. Anschließend wird eine sackartige Umhüllung aus dehnweichem Material in das leere Mantelrohr eingeführt. Die sackartige Umhüllung hängt daher mehr oder weniger tief in das Mantelrohr hinein und hat eine unregelmäßige, in diesem Fall noch nicht aufgeweitete Gestalt. Durch Einfüllen des körnigen Materials kann die sackartige Umhüllung jedoch bis zum Boden des Mantelrohres, der von der tragfähigen Schicht gebildet ist, vorbewegt werden. Weiteres Auffüllen des körnigen Materials führt dazu, daß die sackartige Umhüllung sich allmählich vollständig gegen die Sohle und die Wand des Mantelrohres anlegt. Gegebenenfalls muß am oberen Ende der sackartigen Umhüllung, das aus dem oberen Ende des Mantelrohres herausragt, ständig für eine gewisse Spannung gesorgt werden, damit es nicht zu unnötigen Faltenbildungen kommt. Trotz der Spannung muß jedoch für eine Nachgiebigkeit gesorgt werden, damit eine satte Anlage der Umhüllung an der Sohle und an der Wand des Mantelrohres gewährleistet ist. Erfindungswesentlich ist jedoch, daß die Umhüllung einen größeren Durchmesser aufweist als der Innendurchmesser des Mantelrohres. Beim Ziehen des Mantelrohres aus dem Boden und gleichzeitigem Verdichten des körnigen Materials in der Umhüllung erfolgt auch ein horizontales oder radiales Aufweiten der Säule, die bei noch nicht gedehntem Material der sackartigen Umhüllung bereits einen größeren Durchmesser hat als der Innendurchmesser des Mantelrohres. Das intensive Verdichten des Füllmaterials führt im weiteren zu einer Dehnung des Geotextilmaterials, was eine zusätzliche horizontale Ausdehnung der Säule zur Folge hat. Der beschriebene Vorgang führt zu einer entsprechenden Verdichtung des umgebenden, sonst nicht tragfähigen Materials, bis ein Gleichgewicht entsteht zwischen den beim Verdichten aufgebrachten horizontalen Kräften und den erzeugten Gegenkräften im umgebenden Boden, wobei ein Teil der Spannungen, die durch das Verdichten gebildet werden, von dem Material der Umhüllung aufgefangen wird. Auf diese Weise ist eine Säule geschaffen, die auch bei sehr weichen nicht tragfähigen Böden eine wirksame Abtragung von Bauwerks- und Verkehrslasten gewährleistet.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bodensäulen werden auch bei Untergründen mit hohem Grundwasserpegel eingesetzt. Es besteht dann die Gefahr, daß das Grundwasser unter starkem Druck in die Säule eindringt und das Material nach oben drückt bzw. spült Um auch bei derartigen Verhältnissen eine intakte Bodensäule herzustellen, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß im unteren Bereich der Umhüllung über eine gewisse Höhe eine Mischung aus Sand und Bentonit eingefüllt wird, beispielsweise mit einem Volumenanteil von 6 bis 15 % Bentonit. Bentonit hat bekanntlich wasserabdichtende Eigenschaften. Beim Eintritt von Wasser in die Säule bildet sich mithin ein wasserdichter Pfropfen im unteren Bereich der Bodensäule, durch den ein weiteres Eindringen von Wasser verhindert wird.

Häufig befindet sich der wenig tragfähige Boden, der mit Hilfe der Bodensäulen stabilisiert werden soll, unterhalb einer tragfähigen Schicht, die entweder bereits existiert oder später aufgebracht worden ist. Bei der Herstellung der Bodensäule ist erforderlich, das Rohr durch diese Schicht in den tragunfähigen Boden bis in eine untere tragfähige Schicht einzutreiben. Andererseits würde es ausreichen, die Bodensäule nur über die tragunfähige Bodenschicht sich erstrecken zu lassen. Wird jedoch die Umhüllung bis zum oberen Ende des Schalungsrohrs geführt, wird mithin mehr Geotextilmaterial benötigt als für die Bodensäule erforderlich. Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Umhüllung auf ein Innenrohr aufgeschoben und im Abstand vom oberen Ende reibschlüssig am Innenrohr befestigt wird derart, daß die Umhüllung beim Befüllen mit dem körnigen Material und beim Hochziehen des Innenrohrs an dessen Außenseite abrutscht. Bei diesem Verfahren kann dafür gesorgt werden, daß die Umhüllung nur eine Länge hat, wie sie für die Bodensäule auch wirklich erforderlich ist. Es wird daher eine erhebliche Menge an Geotextilmaterial eingespart, das wegen der geforderten Zugfestigkeit mit relativ hohem Material- und Fertigungsaufwand hergestellt wird. Ein Innenrohr hat den weiteren Vorteil, daß es mit einem Trichter versehen werden kann, über den das körnige Material leichter in die Umhüllung eingefüllt werden kann.

Das Eintreiben des Rohrs bei dem Verfahren nach der Erfindung findet vorzugsweise mit Hilfe eines in der Amplitude und der Frequenz veränderbaren Rüttlers statt, der zudem die Fähigkeit hat, den Eintreibvorgang zu optimieren. Es wird während des Eintreibvorgangs der Vortrieb pro Zeiteinheit ermittelt und festgestellt, bei welcher Amplitude bzw. welcher Frequenz ein optimales Ergebnis erreicht wird. Da die Herstellung von Bodensäulen u. a. davon abhängt, wie schnell die Rohre in den Boden eingetrieben werden können, ist es ferner vorteilhaft, auf den Rüttler eine Vorspannung aufzubringen, die bis zu 20 bis 25 t betragen kann. Es hat sich herausgestellt, daß mit Hilfe einer derartigen Vorspannung der Eintreibvorgang zeitlich drastisch reduziert werden kann.

Der Durchmesser der Bodensäulen hängt naturgemäß ab von dem Durchmesser der in Frage kommenden Rohre. Es sind Durchmesser von 1,2 bis 1,5 m möglich. Dementsprechend ergibt sich der Durchmesser für die mit Geotextil ummantelten Säulen aus Sand oder ähnlichem rolligem Material. Daraus läßt sich dann auch die Festigkeit des verbesserten Bodens bestimmen, welche sich aus der Anordnung der Bodensäulen nach einem vorgegebenen Raster ergibt Es ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn nach dem Einbringen von Bodensäulen mit einem Geotextilmantel nach dem beschriebenen Verfahren anschließend weitere Bodensäulen eingebracht werden, die jeweils zwischen den bereits eingebrachten Bodensäulen angeordnet werden. Sie bestehen einzig aus Sand, haben mithin keine Umhüllung aus Geotextilmaterial. Das Einbringen erfolgt in gleicher Weise wie oben beschrieben, indem ein Rohr verwendet wird, das anschließend mit geeignetem körnigem Material, vorzugsweise Sand, aufgefüllt wird und bei dem unter gleichzeitigem Verdichten das Rohr herausgezogen wird zur Bildung einer verdichteten Bodensäule aus Sand. Sand hat den Vorteil, daß er in seinem Volumen kaum verändert wird, wenn die Verdichtung stattfindet.

Das beschriebene Verfahren ist insofern von Vorteil, als eine bestimmte Bodenfestigkeit mit einem Minimum an Bodensäulen mit Geotextilummantelung erreicht wird. Der Herstellungs- und auch der Materialaufwand wird daher drastisch verringert.

Bei der Erstellung von Bauwerken oder Verkehrswegen, wie z. B. bei einem Damm, kann geschehen, daß z. B. bei einer Verbreiterung auch eine merkliche horizontale Kraftkomponente auftritt. Die erfindungsgemäßen Bodensäulen können zwar Horizontalbelastungen aufnehmen, jedoch nur bis zu einem bestimmten Ausmaß. Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß im Bereich einer nennenswerten Horizontalkomponente die Bodensäulen im Winkel zur Vertikalen eingebracht werden. Derartige geneigte Bodensäulen sind daher eher geeignet, Scherbelastungen entgegenzuwirken. Es versteht sich, daß die Neigung in einer Richtung erfolgt, die der auftretenden Horizontalkomponente entgegenwirkt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Umhüllung aus einem geeigneten Geotextilmaterial, nämlich aus einem Gewebe oder einem Gitter, gegebenenfalls im Verbund mit Vliesstoff. Es ist mit einer ausreichend großen Festigkeit zu versehen, die zwischen 20 bis 500 kN/m bei solchen Umhüllungen liegt, die eine Naht aufweisen. Bekanntlich ist eine Naht eine Schwachstelle, so daß für die Auslegung der Nenn-Festigkeit der Nahtabminderungsfaktor entscheidend ist. Wird hingegen die Umhüllung im Rundverfahren hergestellt, kann ein Material mit etwa der Hälfte der erforderlichen Nenn-Festigkeit für eine Umhüllung mit Naht eingesetzt werden. Vorzugsweise ist eine Festigkeit von mindestens 150 kN/m bei Umhüllungen mit Nähten und etwa die Hälfte davon bei im Rundverfahren hergestellten Umhüllungen vorzusehen. Vorzugsweise werden derartige Umhüllungen im Rundverfahren, d. h. nahtlos hergestellt.

Die Beanspruchung der Umhüllung aus Geotextilmaterial ist in der Höhe unterschiedlich. Daher ist es vorteilhaft, die Festigkeit der Belastung anzupassen. Eine Möglichkeit besteht nach der Erfindung darin, daß die Kettfäden des Gewebes in Längsrichtung der Umhüllung und die Schußfäden quer dazu verlaufen und Zonen unterschiedlicher Festigkeit dadurch erhalten werden, daß der Abstand der Schußfäden variiert wird. Liegen die Schußfäden eng beieinander, ist die Festigkeit bekanntlich höher als wenn sie weiter auseinanderliegen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, über die schlauchartige Umhüllung eine Hülle begrenzter Länge ebenfalls aus Geotextilmaterial zu ziehen, die dann in diesem Bereich die Festigkeit erhöht

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 bis 4: zeigen schematisch verschiedene Phasen bei der Herstellung einer Bodensäule mit dem Verfahren nach der Erfindung.
Fig. 5: zeigt einen Teil des Gewebes einer Umhüllung für eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bodensäule.
Fig. 6: zeigt schematisch das Einbringen einer Umhüllung in ein im Boden befindliches Rohr mit Hilfe eines Innenrohrs.
Fig. 7: zeigt schematisch die Anordnung von Bodensäulen nach der Erfindung.
Fig. 8: zeigt schematisch das Einbringen von Bodensäulen bei einer Dammverbreiterung.

In Fig. 1 ist zu erkennen, wie ein Mantelrohr 10, das beispielsweise ein Durchmesser von 1 m hat, in eine Bodenschicht 12 eingetrieben ist, die aus nicht tragfähigem Material besteht. Das Mantelrohr 10 ist bis in eine tragfähige Schicht 14 unterhalb der Schicht 12 vorgetrieben, beispielsweise 1,5 m. Das Mantelrohr 10 erstreckt sich jedoch ein gewisses Maß oberhalb der Schicht 12. Das Eintreiben des Mantelrohrs 10 erfolgt in bekannter Weise durch entsprechende Rüttelgeräte. Darauf wird weiter unten noch näher eingegangen.

Wie ferner in Fig. 1 zu erkennen, hängt eine sackartige Umhüllung 16 im Rohr 10, das zuvor durch Ausgreifen bis auf das Niveau 20 geleert wurde, das von der tragfähigen Schicht 14 gebildet ist. Bei vollständig aufgespannter sackartiger Umhüllung 16 ist deren Durchmesser größer als der Innendurchmesser des Mantelrohrs 10, beispielsweise bis 10 %. Durch einfaches Herablassen der Umhüllung 16 hängt diese mehr oder weniger ungeregelt im Inneren des Mantelrohrs 10, wobei das obere Ende 22 um den Rand des Mantelrohrs 10 herumgelegt und durch geeignete Mittel festgehalten wird, z. B. durch ein Spannband. Anschließend wird körniges Material, wie z. B. Sand, wie dies in der DE 195 18 830 beschrieben ist, eingefüllt. Das Einfüllen der ersten Mengen führt dazu, daß die Umhüllung 16 unter vertikale Spannung gesetzt wird, so daß sie durch Nachgeben am Rand auf das Niveau 20 absacken kann. Weiteres Auffüllen mit körnigem Material führt dazu, daß die Umhüllung 16 nach und nach gegen den Boden 20 und die Wand des Mantelrohrs 10 angedrückt wird, wobei durch Festhalten des oberen Randes 22 der Umhüllung 16 dafür gesorgt wird, daß diese unter mehr oder weniger Spannung steht. Das vollständige Auffüllen des Mantelrohres bei gleichzeitigem Anlegen der Umhüllung 16 ist in Fig. 2 gezeigt. Das Niveau des eingefüllten Materials 24 ist etwas unterhalb der oberen Kante des Mantelrohres 10, in jedem Fall oberhalb des Niveaus der Schicht 12.

In Fig. 3 ist gezeigt, wie in Richtung Pfeil 26 das Mantelrohr 10 herausgezogen wird. Dies geschieht unter Verdichtung des eingefüllten Materials 24. Die Verdichtung kann entweder ausschließlich durch die Vibration des herausgezogenen Mantelrohrs 10 erfolgen und/oder durch Anwendung herkömmlicher Verdichtungstechniken. Da die Ummantelung 16 einen größeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Mantelrohrs 10 hat, erfolgt eine entsprechende Aufweitung der auf diese Weise gebildeten Säule, wobei eine zusätzliche Aufweitung horizontal oder radial dadurch geschieht, daß das Material der Umhüllung 16 entsprechend seiner Spannungs-Dehnungs-Kennlinie nachgibt. Nach dem vollständigen Herausziehen des Mantelrohrs 10 und entsprechender Verdichtung ergibt sich gemäß Fig. 4 eine Bodensäule 28, deren oberes Ende mit dem Niveau der Schicht 12 übereinstimmt. Sie dient zur Abtragung von Bauwerks- und Verkehrslasten gemeinsam mit weiteren nicht gezeigten Bodensäulen, die nach einem bestimmten Raster erstellt sind. Es versteht sich, daß auf die stabilisierte Bodenschicht eine vergleichmäßigend wirkende Tragschicht von z. B. 1 bis 1,5 m Dicke aufgetragen werden kann, was hier nicht gezeigt ist.

In Fig. 3 ist zu erkennen, daß aufgrund der Verdichtung des Materials 24 eine Kraft auf das umgebende Material 12 ausgeübt wird, angedeutet durch Pfeil 30. Das umgebende Material 12 wird seinerseits verdichtet und baut eine Reaktionskraft 32 auf. Nach der endgültigen Erstellung der Säule 28 sind die Kräfte 30, 32 im Gleichgewicht, wobei ein Teil der Kräfte 30 durch die Spannung der Umhüllung 16 aufgefangen werden kann.

Bei dem Erstellen einer Bodensäule nach dem Verdrängungsverfahren wird ahnlich vorgegangen, wobei jedoch das Rohr im Verdrängungsverfahren eingetrieben wird, so daß ein Entleeren des Rohres nicht mehr erforderlich ist. Bei dem Verdrängungsverfahren hat jedoch das Rohr einen etwas geringeren Außendurchmesser als beim oben beschriebenen Verfahren, beispielsweise nur bis zu 0,8 m.

Im unteren Bereich des Materials 24 ist in den Fig. 2 bis 4 angedeutet, daß eine Art Stopfen gebildet ist mit Hilfe einer Mischung aus körnigem Material, z. B. Sand und Bentonit, wobei letzterer in einem Anteil von 6 bis 15 % zugefügt ist. Es hat die Eigenschaft, daß bei Eindringen von Wasser ein Aufquellen und eine Verdichtung erfolgt, so daß weiteres Eindringen von Wasser, beispielsweise Grundwasser, in das Material der Säule vermieden wird.

Die Umhüllung für die Säule wird vorzugsweise im Rundverfahren erstellt, so daß Nähte, welche naturgemäß Schwachstellen sind, vermieden werden. Es wird ein geeignetes Kunststoffmaterial verwendet, das erhebliche Belastungen bis zu 500 kN/m aufzunehmen imstande ist. Vorzugsweise wird eine gitter- oder gewebeartige Struktur verwendet, welche so beschaffen ist, daß zum einen der Eintritt von Wasser möglich ist, nicht jedoch der Hindurchtritt von Material des umgebenden Bodens. Die Filterwirkung kann durch die Verwendung von eingebauten Vliesmaterial noch verbessert werden. In Fig. 5 ist ein Ausschnitt 36 einer derartigen Umhüllung dargestellt. In vertikaler Richtung verlaufen die Kettfäden 38, während die Schußfäden 40 in horizontaler Richtung verlaufen. Wie in Fig. 5 erkennbar, ist der Abstand der Schußfäden 40 in vertikaler Richtung unterschiedlich. Dadurch kann in der Umhüllung eine Zone erhöhter Festigkeit geschaffen werden.

Das Material der Umhüllung ist so gewählt, daß es eine erhebliche Zugbeanspruchung aufnehmen kann, jedoch eine gewisse Dehnung zuläßt, um den umgebenden Boden zu verdichten zwecks Aufbau einer Reaktionskraft bis zum Gleichgewicht. Dieser Vorgang geht relativ rasch vonstatten. Spätere Setzungen treten so gut wie gar nicht auf.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, erstreckt sich die Umhüllung über das obere Ende des Rohrs hinaus. In vielen Fällen befindet sich jedoch oberhalb der zu stabilierenden Bodenschicht bereits eine Tragschicht von ausreichender bzw. geeigneter Beschaffenheit. Das Schalungsrohr muß daher zunächst durch diese Schicht hindurchgebracht und anschließend durch die zu stabilisierende Schicht hindurch bis auf die tragfähige Schicht werden. Die Bodensäule braucht sich jedoch andererseits nur über die Höhe der zu stabilisierenden Schicht zu erstrecken. Das anhand von Fig. 1 und 2 beschriebene Verfahren benötigt daher eine größere Menge an Geotextilmaterial als für die Bodensäule letztlich erforderlich. In Fig. 6 ist nun dargestellt, wie das Rohr 10 gemäß den Fig. 1 und 2 durch eine auf der zu stabilierenden Schicht 12 aufgelegte Tragschicht 42 hindurchgetrieben worden ist. Das untere Ende des Rohrs 10 ist nicht dargestellt. Wie ferner zu erkennen, ist ein Innenrohr 44 vorgesehen, über das die Umhüllung 16 gezogen ist, so daß die Umhüllung 16 mit dem Innenrohr 44 in das Rohr 10 eingebracht werden kann. Das Besondere ist, daß das obere Ende der Umhüllung 16 im Abstand zum oberen Ende des Innenrohrs 44 an dessen Außenwand angebracht ist, beispielsweise mit einem Spannband 46 oder ähnlichem. In dem endgültig eingeführten Zustand reicht die Umhüllung 16 daher nur bis zur Oberseite der zu stabilierenden Schicht 12. Das Innenrohr 44 weist am oberen Ende einen Trichter 48 auf, über das körniges Material eingefüllt werden kann. Mit dem Einfüllen wird das Innenrohr 44 herausgezogen, wobei die Umhüllung 16 jedoch an ihrem Platz verbleibt. Die Befestigung 46 ist lediglich reibschlüssig und gleitet auf dem Innenrohr 44 bei dessen Herausziehen. Nach dem vollständigen Auffüllen der Umhüllung 16, wie dies anhand der Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, kann dann das Rohr 10 in der bereits beschriebenen Art und Weise mit Hilfe eines Rüttlers oder dergleichen entfernt werden.

In Fig. 7 ist zu erkennen, wie Bodensäulen der z. B. in Fig. 4 gezeigten Art in einem quadratischen Raster angeordnet sind. Die Säulen sind dort mit 72 bezeichnet. Das Raster ist durch gestrichelte Linien 74 angedeutet Wie ferner zu erkennen, sind weitere Säulen 76 jeweils mittig zwischen vier Säulen 72 angeordnet. Das entsprechende Raster ist strichpunktiert bei 78 angedeutet. Die Säulen 76 sind reine Sandsäulen, d. h. sie werden mit Hilfe eines Verdrängungs- oder eines anderen Rohrs in den Erdboden eingebracht, ohne daß jedoch eine Geotextilumhüllung verwendet wird. Die Bodensäulen aus Sand haben zwar nicht die Festigkeit der Säulen 72, tragen jedoch ebenfalls zur Stabilisierung bei, insbesondere, wenn sie zeitlich nach den Säulen 72 eingebracht werden, nachdem der Boden bereits eine Stabilisierung erfahren hat. Mit Hilfe eines derartigen Prinzips läßt sich bei einer gewünschten Bodenfestigkeit eine besonders wirtschaftliche Vorgehensweise ermöglichen.

In Fig. 8 ist ein Damm 80 dargestellt, der sich auf einem relativ wenig tragfähigen Boden 82 befindet. Der Damm 80 soll verbreitert werden, wie sich durch den Abschnitt 84 zeigt Zur Stabilisierung des Bodens und zur Unterstützung des Abschnitts 84 sind Bodensäulen 86 eingebracht, wie dies etwa anhand der Fig. 1 bis 4 gezeigt ist. Man erkennt, daß weitere Bodensäulen 88 in einem Winkel zur Vertikalen eingebracht sind, und zwar in dem Bereich des Damms, in dem aufgrund der Erweiterung Horizontalkomponenten auftreten. Mit Hilfe der Schräganordnung der Säulen 88 lassen sich diese Kräfte besonders gut auffangen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Bodensäulen zur Abtragung von Bauwerks- und Verkehrslasten, bei dem für jede Bodensäule ein einzelnes Mantelrohr (10) in den standfesten Bereich (14) des Bodens (12) eingetrieben wird, das Mantelrohr (10) durch Ausgreifen geleert wird, eine sackartige Umhüllung (16) aus Geotextilmaterial in das Mantelrohr (10) eingelegt und mit tragfähigem körnigem rolligem Material gefüllt wird, das tragfähige Material beim Herausziehen des Mantelrohrs (10) so weit verdichtet wird, daß die Umhüllung (16) über ihren Ursprungsdurchmesser hinaus gedehnt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der sackartigen Umhüllung (16) größer ist als der Innendurchmesser des Mantelrohrs (10) und das körnige Material beim Einfüllen die Umhüllung gegen die stehengebliebene Tragschicht (14) und die Innenwand des Mantelrohrs (10) fortschreitend andrückt und die Umhüllung (16) beim Verdichten bis zum annähernden Gleichgewicht mit den vom ebenfalls verdichteten umgebenden Boden (12) erzeugten Gegenkräften gedehnt wird, wobei das Material der Umhüllung (16) in seiner Durchlässigkeit so beschaffen ist, daß im wesentlichen kein umgebender Boden in die gebildete Säule eindringt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich der Umhüllung (16) über eine gewisse Höhe eine Mischung (34) aus Sand und Bentonit eingefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil an Bentonit 6 bis 15 %, vorzugsweise 8 bis 12 %, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (16) auf ein Innenrohr (44) aufgeschoben und im Abstand vom oberen Ende reibschlüssig am Innenrohr (44) befestigt wird derart, daß die Umhüllung (16) beim Befüllen mit dem körnigen Material und dem Hochziehen des Innenrohres (44) an dessen Außenseite abrutscht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für das Eintreiben des Rohrs (66) ein selbst optimierender in der Amplitude und Frequenz veränderbarer Rüttler (64) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttler (64) gegenüber dem Rohr (66) in Eintriebsrichtung vorgespannt wird, vorzugsweise 20 bis 25 t.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt mit Geotextil umhüllte Bodensäulen (72) in einem vorgegebenen Raster (74) in den Boden eingebracht werden und in einem zweiten Schritt ein zweites Raster (78) nur aus körnigem Material bestehende Bodensäulen (76) in den Boden eingebracht werden, wobei die zweiten Bodensäulen (76) jeweils zwischen den ersten angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich mit einer nennenswerten durch die Auflast (84) hervorgerufenen Horizontalkomponente die Bodensäulen (88) im Winkel zur Vertikalen eingebracht werden.
Umhüllung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aus Geotextilmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (36) aus einem Gewebe oder Gitter gegebenenfalls im Verbund mit Vliesstoff besteht, dessen Kurzzeitfestigkeit bei einer Verwendung von Nähten 20 bis 500 kN/m oder bei Verwendung einer nahtlosen Umhüllung 20 bis 250 kN/m beträgt, daß die Kettfäden (38) des Gewebes (36) in Längsrichtung der Umhüllung und die Schußfäden (40) quer dazu verlaufen und Zonen unterschiedlicher Festigkeit durch engeren oder weiteren Abstand der Schußfäden gebildet sind oder dadurch, daß die Schußfäden (40) im höherer belasteten Bereich der Umhüllung enger liegen als im Bereich darüber oder darunter.
Umhüllung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Umhüllung begrenzter Länge über einen Abschnitt der Umhüllung gezogen wird.