SE459189B - Foerfarande och anordning foer att paaverka samverkan mellan ett jordlager och en i anslutning till jordlagret befintlig konstruktion - Google Patents

Description

459 189 mindre cellerna gör madrassen mindre känslig för punkte- ring. Madrassen är avsedd att anordnas i huvudsak vertikalt med de långsträckta cellerna horisontellt. I jorden förekommande vibrationer som infaller mot y madrassen under i huvudsak rät vinkel eller i det närmaste rät vinkel dämpas effektivt. Däremot är madrassen sämre lämpad för dämpning av vibrationer i sin längdriktning. Hadrassens kraftupptagande förmåga i nämnda riktning är dessutom begränsad.

Med föreliggande uppfinning tillhandahálles nu ett för- farande och en anordning för att påverka samverkan mellan ett jordlager och en konstruktion. Det för förfarandet kännetecknande år att ett schakt formas i jordlagret i direkt anslutning till nämnda konstruktion över och/eller bredvid och/eller under denna, att nämnda schakt fylles med material och att ett mediefyllt hölje anordnas i nämnda ma- terial så att detta omsluter höljet och så att materialet och höljet tillsammans uppbär t.ex. en ovanför belägen kon- struktion.

Anordníngen kännetecknas av ett i jordlagret. applicerat, mediefyllt hölje och ett höljet omslutande ma- terial där höljet och materialet tillsammans uppbär t.ex. en ovanför belägen konstruktion.

Med påverkad samverkan mellan jordlagret och konstruk- tionen ifråga avses här i första hand möjligheten att med sättet och anordningen enligt uppfinningen kompensera eller taga upp rörelser i jorden mellan jorden och konstruktionen. Hed sättet och anordningen uppnås med andra ord rörelseutjämnande och deformationsutjämnande egenskaper. Vidare besitter anordningen betydande värme- isolerande egenskaper.

Väsentligt är att det mediefyllda höljet uppvisar en sådan flexibilitet och sådana fjädrande egenskaper att höljets volym vid ökat tryck minskar och vid minskat tryck ökar. Étt för ändamålet lämpligt hölje kan utgöra 3 459 189 såväl tidigare kända enskiktsmadrasser som tidigare kända flerskiktsmadrasser. Dessa kan bestá av en eller ett fler- tal celler fyllda av ett medium i form av en gas, en vätska, ett skummaterial eller liknande. Även andra höljen är tänkbara och olika exempel kommer att beskrivas i det följande.

Ett för föreliggande uppfinning väsentligt särdrag år att höljet inneslutes i ett material som avskärmar höljets kon- takt med den omkringliggande jorden. Materialet ifråga är lämpligen bentonit eller en blandning av bentonit med andra material, exempelvis vatten, sand, cement, asfalt eller liknande. Ett av syftena med bentonitskärmen är att åstad- komma en vätskeogenomtränglig barriär, som gör det möjligt att anordna höljet nära markytan.

Genom att man med förfarandet och anordningen enligt upp- finningen kan påverka samverkan mellan jorden och konstruk- tionen, det vill säga jordens rörelsedämpande respektive vârmeöverförande egenskaper, kan uppfinningen appliceras inom en mängd vitt skilda områden av vilka vissa kommer att beskrivas i det följande i anslutning till bifogade rit- ningar. Sålunda kan anordningen användas i anslutning till byggnader av vitt skilda slag ävensom maskinkonstruktioner och jårnvägsspâr. Anordningen kan vidare användas i direkt anslutning till tunnelbyggnader eller liknande konstruk- tioner för att tillåta jorden att röra sig i viss grad i förhållande till konstruktionen ifråga.

En av fördelarna med anordningen enligt uppfinningen är sålunda att den utgör en aktiv rörelsedâmpare och/eller värmeísolerare.

En ytterligare fördel med anordningen enligt uppfinningen är att den kan anordnas väsentligen horisontellt och är mycket lämpad för dämpning av jordrörelser. Anordningens 459 189 utformning gör den även lämpad för upptagning av dragkrafter, varvid en jordarmering åstadkommes.

Ytterligare för uppfinningen väsentliga kännetecken framgår av de efterföljande patentkraven.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj i anslutning till bifogade ritning på vilken: Figurerna 1-3 visar ett tvärsnitt av föredragna utförings- former av i anordningen enligt uppfinningen ingående mediefyllda höljen; figur 4 visar i en perspektivvy ett parti av höljet enligt figur 3 utan tillhörande slangar; figurerna 5-11 visar olika tillämpningar av anordningen enligt uppfinningen i anslutning till olika konstruk- tioner.

På figur 1 visas ett i och för sig tidigare känt hölje 1 av encellstyp i ett skikt avsett att innesluta ett medium. Nämnda encellshölje kan även förses med ett inre hölje, såsom antyds med streckade linjer, för att på sà vis ytterligare förbättra höljets hållfasthetsegenskaper.

På figur 2 visas en alternativ utföringsform av ett hölje 3 av flercellstyp. Ett yttre dubbelskikt hålls samman av tvärgående element, exempelvis trådar, pinnar, skilje- väggar eller liknande. Nämnda element 5 avgränsar rum för mediefyllda slangar eller celler 6. Dessa kan bestå av ett eller ett flertal skikt såsom antyds vid 7 i en av slangarna eller cellerna 6. I det nedre utrymmet 8 kan en tyngd vara anordnad i syfte att hålla höljet på plats då detta appliceras i ett omslutande material såsom kommer att anges i det följande. Även andra typer av flercelliga 459 189 höljen är tänkbara inom uppfinningens ram.

I figurerna 3-4 visas ytterligare en alternativ utföringsform av ett hölje 9. Det yttre höljet består företrädesvis av en vävd textil, en plastfolie eller ett liknande dukmaterial. Tre dukar 10,1l,12 är i plant till- stånd anordnade parallellt i förhållande till varandra det ena ovanpå det andra. Därigenom bildar en duk 10 en övre avgränsande yta och en duk ll en undre avgränsande yta för höljet. Duken ll är anordnad mellan den övre duken 10 och den undre duken 12 och är sammanvävd eller pà annat lämpligt sätt förbunden med dessa i ett sícksack- format mönster, sä att mellanduken 11 ömsom står i för- bindelse med den övre duken 10 och ömsom med den undre duken l2. De tre dukarna bildar därigenom rader av avgränsade cellhöljen 13 på sà sätt att tvâ varandra närliggande cellhöljen något överlappar varandra sett i ett vertikalplan.

I figur 3 visas höljet 9 i ett tvärsnitt framifrån med en cell eller slang 14 företrädresvis av flerskiktstyp anordnad i var och en av de enskilda cellhöljena 13.

Slangen 14 består företrädesvis av en alumíniumfolie, som på båda sidor är laminerad eller pá annat sätt överdragen av ett plastfolieskikt så att slangens ändar är samman- svetsningsbara. Samtidigt fàs en slang som är korrosionsbeständig. Genom att till aluminiumfolien anordna exempelvis en förstegspolyeten fås en slang, vilken är både stötupptagande och icke-diffunderande.

Varje slang 14 har företrädesvis cylindrísk form och till- verkas i längder som motsvarar dukens bredd och med en diameter som något överstiger diametern hos respektive cellhölje. Slangarna införes i cellhöljena 13 ouppblàsta eller lätt uppblàsta. genom att slangens diameter är något större än cellhöljets diameter kommer slangen att fylla 459 189 upp cellhöljets hela utrymme i det uppblàsta tillståndet.

Genom att tillverka den yttre duken av en kraftig väv f kan i varje slang dessutom skapas ett kraftigt övertryck.

Genom arrangemanget med överlappande luftfyllda cell- höljen erhålles ett hölje som uppvisar en kontinuerlig luftslits även då höljet utsättas för mycket stora drag- pàkänningar P. Tack vare kontinuiteten i luftspalten för- hindras dessutom effektivt materialkontakt tvärs höljet.

Såsom tidigare omnämnts kan anordningen enligt uppfinnin- gen appliceras inom en mängd olika omràden och i det följande kommer några av dessa att exemplifieras i anslutning till figurerna 5-ll.

I anslutning till nämnda figurer kommer anordningens rörelsedämpande och värmeisolerande egenskaper att _ _ ' framgå.

Anordningen enligt uppfinningen tillämpas på följande sätt. En för ändamålet lämplig avpassad längd av höljet fylles med ett medium, vilket kan vara en gas, en vätska eller även ett fast ämne. Ett schakt 15 grävs i jorden, vilket schakt under grävníngsförloppet lämpligen kontinu- erligt fylls med ett material, företrädesvis en tung vätska såsom exempelvis bentonit eller blandningar med detta. I det färdiggrävda, nu materialfyllda schaktet nedsänkes ett mediefyllt hölje så att en materíalspalt bildas mellan höljet och det omkringliggande jordskiktet. Överskottsmaterial motsvarande det mediefyllda höljets volym avlägsnas samtidigt på lämpligt sätt. Därefter tillförs exempelvis cement, asfalt eller annat lämpligt fyllmedel till bentoniten i sådana mängder att ' blandningen mer eller mindre stabiliseras. Till blandningen kan även sand eller andra liknande fyllma- 459 189 terial tillsättes. Givetvis är det även tänkbart att redan från början tillsätta sand och/eller cement till bentoniten. En fördel med att fylla utrymmet med en bentonit/bentonitblandning är att hela det grävda utrymmet utfylles och att inga luftfíckor bildas mellan höljet och jordlagret. En ytterligare fördel är att bentonitblandningen bildar ett skyddande skikt runt madrassen även då denna appliceras mycket ytligt i ett horisontalplan. Pa figur 5 visas ett hölje anordnat i ett horisontalläge i ett schakt 15 omgivet av ett material, företrädesvis en bentonit-cement-blandning 16 i anslutning till en jârnvägsbank 17 med tillhörande järn- vägsräls 18. flöljet är här anordnat i direkt anslutning till vibrationskällan, varigenom en aktiv rörelsedämpande anordning erhålles som mycket effektivt dämpar rörelserna i det närliggande jordskiktet.

I figur 6 visas en liknande installation i anslutning till ett maskinfundament l9.

Vid de ovan visade utföringsexempelen, speciellt i anslut- ning till höljet enligt figurerna 3-4, är det enligt upp- finningen enkelt att tillhandahålla ett hölje, vars tryck är avstämt mot de på höljet rådande dynamiska belastnin- garna. Beroende på slangarnas 14 diameter och/eller trycket i dessa är det nu möjligt att avstämma höljet för olika dynamiskt belastade konstruktioner. Tack vare det omgivande ytterhöljet kan trycket i slangarna göras högre än det omgivande jordtrycket utan risk för punktering.

Vid höljets ändar upprätthålls ett sidotryck mot dessa via bentonit-cementfyllningen. Det är sålunda enkelt att på förhand avstämma trycket i slangarna mot den rådande belastningen, exempelvis från ett förbipasserande tåg, så att rörelserna blir begränsade. Resultatet blir sålunda att man erhåller ett hölje, vars tryck är avstämt för den 459 189 på madrassen uppkomna dynamiska belastningen.

Ett ytterligare tillämpningsområde beskrivs i anslutning till figur 7, vilken visar ett hölje anordnat direkt under en byggnad 20 i ett material företrädesvis av ben- tonit eller en bentonitblandning. Därigenom kan horison- tellt utbredda svängningar, vilka exempelvis härrör från en jordbävning, effektivt dämpas. I anslutning till huskroppar påverkar anordningen även jordens värmeöver- förande egenskaper.

För att ytterligare förstyva höljet är det vidare tänk- bart att fylla en eller ett flertal av höljets celler eller slangar med ett fast material exempelvis betong såsom visas vid hänvísningsbeteckningen 21 i figur 8.

Som tidigare nämnts är anordningen enligt uppfinningen så flexibel i horisontalriktníngen att jordlagren tillåtes röra sig i förhållande till den ovanpåliggande huskroppen utan att huset utsättes för nämnvärda vibrationer. Det inses således att man med anordningen enligt uppfinningen och med höljen vars tryck i de olika cellerna kan anpassas efter en víbrationskällas belastningstryck, skapar jordmaterial med nya, kontroller- bara dynamiska egenskaper.

I anslutning till figur 7 torde vidare påpekas att man med anordningen enligt uppfinningen på ett enkelt sätt skapar en så kallad "lätt grund" under en byggnad. Tidiga- re har man sökt lösa detta problem med så kallad kompen- serad grundläggning, det vill säga att jord av en vikt motsvarande vikten av byggnaden schaktas bort. Därigenom skulle den underliggande jorden ej känna av belastningen av den uppförda byggnaden, eftersom denna motsvarar vik- ten av den bortschaktade jorden. Effekten härav blir att 459 189 byggnaden kan uppföras på jordar med mycket dålig bär- kraft. Med föreliggande anordning skapas nu en lätt grund i sig själv varför den erforderliga bortschaktningen kan bli överflödig.

Ytterligare ett för uppfinningen väsentligt tillämpnings- område är att anordningen kan komma till användning som utfyllnadsmaterial i exempelvis bullervallar 22, se figur 9. Dagens bullervallar är dyrbara och kräver stora mängder fyllmassa. Bullervallens belastning på det underliggande jordlagret är störst i vallens centrala parti. Genom att anordna en eller ett flertal höljen, företrädesvis gasfyllda, i nämnda centrala parti, erhålles en lättare fyllmassa, varvid risken för sätt- ningari_detunderliggandejordskiktet undanröjes. Även vid stödmurar 23, se figur 10, där belastningen mot muren är mycket stor kan en lätt fyllning skapas genom att en eller ett flertal höljen appliceras i jorden i nära anslutning till stödmuren i ett omslutande materialskikt.

På figur ll visas en under marken anordnad tunnel 24.

Det är allmänt känt att tunnlar måste konstrueras så att de klarar av påfrestningarna från det horisontella jord- trycket, vilket tryck ökar med ökat djup. Ett sätt är att kraftigt armera tunneln. Genom att applicera en anordning enligt uppfinningen i jorden, såsom visas på figuren, tillåtas jorden röra sig något i riktning mot tunneln, varigenom jordtrycket mot tunnelns väggar minskas. Med föreliggande anordning kan man med förutvalt tryck i cellerna eller slangarna låta jorden framför höljet röra sig i större eller mindre utsträckning. På detta sätt skapas ett flexibelt skikt framför tunnelväggen, vari- genom armeringen i tunnelkonstruktionen kan minskas betydligt. Ett dylikt flexibelt skikt är givetvis även applicerbart i anslutning till vertikala sponter, betong- 459 189 väggar med mera. Da höljet anordnas vertikalt är det lämpligt att anordna en eller ett flertal tyngder 8 till detta så att höljet ej “flyter upp' under tiden bento- niten eller bentonitblandningen stabiliseras.

Det är sålunda uppenbart att man med förfarandet och anordningen enligt föreliggande uppfinning pà ett enkelt sätt påverkar samverkan mellan ett jordlager och en i anslutning till jordlagret befintlig konstruktion.

Ytterligare tillämpningsomrâden är tänkbara inom ramen för föreliggande uppfinning. Sålunda kan anordningen appliceras i jordar som riskerar att svälla, exempelvis ökenomráden, vilka utsätts för kraftig bevattning, samt i jordar som riskerar att sjunka med risk för sättníngs- skador.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 459 189 -

1. Förfarande för att paverka samverkan mellan ett iordlager och en i anslutning till jordlagret befintlig konstruktion, k ä n n e t e c k n a t av att ett schakt (18) formas i jordlagret i direkt anslutning till nämnda konstruktion över och/eller bredvid och/eller under denna, att nämnda schakt (15) fylles med material (16) och att ett mediefyllt hölje (1,3,9) anordnas i nämnda material (16) sa att detta omsluter höljet (1,3,9) och sa att materialet (16) och höljet (1,3,9) tillsammans uppbär t.ex. en ovanför belägen konstruktion.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda material (16) ifylles samtidigt som schaktet (15) formas.

3. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda material (16) ifylles efter det att scnaktet (15) formats.

4. Anordning för att påverka samverkan mellan ett iordlager och en i anslutning till jordlagret befintlig konstruktion, k ä n n e t e c k n a d av ett i åordlagret applicerat, mediefyllt hölje (1,3.9) och ett höljet (1,3,9) omslutande material (16) där höljet (1,3,9) och materialet (16) tillsam- mans uppbär t.ex. en ovanför belägen konstruktion.

5. S. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att höliet (1,3,9) och materialet (16) är applicerat i jordlagret i nära anslutning till nämnda konstruktion över och/eller bredvid och/eller under denna.

6. Anordning enligt krav 4 eller S, k ä n n e t e c k n a d av att höljet'(1,3,9) och materialet (16) är applicerat i ett i jordlagret för ändamålet utgrävt schakt (15) eller hàirum, 459 189 10 15 20 25 P2 så att de tillsammans utfyller nämnda schakt (15) eller hàlrum.

7. Anordning enligt nagot av kraven 4 till 6, k ä n n e - t e c k n a d av att höljet (1,3,9) innefattar åtminstone en f mediefylld Cell <6,14).

8. Anordning enligt något av kraven 4 till 6, tk ä n n e - t e c k n a d av att höliet (3,9) innefattar ett flertal mediefyllda celler (6,14).

9. Anordning enligt nagot av kraven 7 till 8, t e c K n a d av att nämnda celler (6,14) är 1 nämnda hölie <1,3,9J. k ä n n e - löst anordnade

10. Anordning enligt nagot eller nagra av kraven 4 till 9, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda medium är en gas, en vätska eller ett fast ämne.

11. Anordning enligt nagot av kraven 4 till 6. k ä n n e - t e c k n a d av att det nöljet (1,3,9) omslutande materialet (16) bestar av bentonit eller en blandning av bentonit med andra material.

12. Anordning enligt krav 11, K ä n n e t e c k n a d av att nämnda andra material består av cement, sand. asfalt eller en blandning av dessa andra material.