DE2817252A1

DE2817252A1 - Drainagevorrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE2817252A1
Application number: DE19782817252
Authority: DE
Inventors: Abraham Francois Van Weele
Original assignee: KONINKL NEDERHORST BOUW BV
Current assignee: KONINKL NEDERHORST BOUW BV
Priority date: 1977-04-22
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 1978-11-02
Also published as: NL7704461A; SE7804178L; NL164921C; NL164921B

Description

Drainagevorrichtung und -verfahren.
Bei der Gründung von Bauwerken bedient man sich zur schnellen Entwässerung dicker Schichten aus. Ton und Torf der sogenannten Sand-Drainage, welche aus mit Sand verfüllten, die zu entwässernde Bodenschicht im wesentlichen senkrecht durchstoßenden Löchern besteht. Diese Löcher lassen sich dadurch herstellen, daß ein Stahlrohr mit einer lose sitzenden unteren Abdichtung in den Boden getrieben, dann mit Sand gefüllt und abschließend wieder herausgezogen wird. Man kann die Löcher auch bohren, wobei das Bohrloch gleichzeitig mit Wasser ausgespült wird und dieses wassergefüllte senkrechte Loch dann mit Sand gefüllt wird. Die Erdlöcher lassen sich auch mit Hilfe eines Pulsators herstellen.
Die in diesen Drainagevorrichtungen enthaltenen Sandsäulen haben im wesentlichen die Form eines Kreiszylinders.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mittels welcher bzw. mittels elchem diese sogenannte Sand-Drainage wirtschaftlicher und wirkungsvoller erzielbar ist.
Gekennzeichnet ist eine erfindungsgemäße Drainagevorrichtung zur schnellen Entwässerung dicker Schichten aus Ton und Torf, bestehend aus mit Sand verfüllten, die zu entwässernde Bodenschicht im wesentlichen senkrecht durchstoßenden Löchern, im wesentlichen durch ein praktisch senkrecht verlaufendes Ablaufteil, innerhalb welchem sich ein perforiertes Drainagerohr erstreckt und an welches sich wenigstens ein seitlich abstehender Flügel mit im Verhältnis zu seiner Dicke großer Spannweite anschließt, welcher sich im wesentlichen über die gesamte Höhe des Ablaufteiles erstreckt.
Die Erfindung beruht auf der Einsicht, daß die Verwendung einer Sandsäule mit rundem Querschnitt für Drainagezwecke tatsächlich unlogisch ist, da ihr Fassungsvermögen, d.h. die Sandfüllung, sehr groß ist, während ihr Umfang und damit ihre Drainage-Oberfläche sehr gering ist. Die Erfindung schafft nunmehr eine sogenannte Sand-Drainage mit einem wesentlich günstigeren Verhältnis zwischen Fassungsvermögen und wirksamer Oberflache.
Um einen angemessenen Wasserabfluß zu erreichen, wird ein perforiertes Drainagerohr verwendet. Das überspannte Grundwasser wird beschleunigt durch den Sand diesem perforierten Drainagerohr zugeführt, welches infolge seines großen Längsabflusses sehr schnell relativ große Erdmassen bedienen kann. Die Erfindung kombiniert infolgedessen eine große Drainagefläche aus Sand mit einem großen Längsausfluß eines perforierten Drainagerohres. Die gegenseitigen Abstände zwischen den einzelnen Sand-Drainagen lassen sich entsprechend der Form und Dimensionierung des Sandkörpers bestimmen. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung kann die Anzahl der für eine gegebene Grundfläche benötigten Sand-Drainagen gegenüber der bisher üblichen und bekannten Ausführung wesentlich verringert werden.
Man kennt bereits eine im wesentlichen senkrecht verlaufende Drainagevorrichtung, welche aus dünnen Streifen plastischen Materials wie imprägniertem Papier oder dgl. besteht, welche in den Erdboden mittels einer metallischen Führungsröhre eingebracht werden. Diese dünnen Streifen haben gewöhnlich eine Dicke von einigen Millimetern und eine Breite von 10-30 cm.
Diese bekannten Drainagevorrichtungen haben zwar ebenso wie die erfindungsgemäßen Vorrichtungen eine relativ große Drainageoberfläche und einen geringen Rauminhalt. Da jedoch der Umfang dieser bekannten Streifen relativ klein ist, müssen sie in sehr großer Anzahl verwendet werden, sodaß ihre Anwendung kostenaufwendig ist.
Bekannt sind auch an sich bereits perforierte Drainagerohre, doch werden diese lediglich bisher für die Horizontal-Drainage verwendet. Bei den für diesen Zweck verwendeten Drainagerohren handelt es sich um im wesentlichen zylindrische Röhren aus plastischem Material mit einer gewellten Wandung, um zusammen mit sehr geringer Materialstärke die erforderliche Festigkeit zu erhalten.
Beim Einsatz derartiger Drainagerohre liegen die Perforationen in den tiefsten Teilen der Wellungen. Diese gewellten Drainagerohre haben zwar einen sehr großen Abfluß in Längsrichtung, doch eine relativ geringe Drainageoberfläche, sodaß sie im allgemeinen in sehr großen Längen von beispielsweise 100 m oder darüber verlegt werden müssen.
Erfindungsgemäß kann das Drainagerohr mit einem Überzug versehen sein, welcher wasserdurchlässig ist, während vorzugsweise die vorerwähnte gewellte Ausführung verwendet wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das Ablaufteil in der Mitte von mehreren gleichmäßig verteilten seitlich abstehenden Flügeln. Zweckmäßigerweise beträgt die Spannweite der seitlich abstehenden Flügel wenigstens das 5-fache der lichten Weite des Ablaufteiles.
In verfahrensmäßiger Hinsicht schlägt die Erfindung zur Herstellung einer Sand-Drainage vor, daß ein Metallprofil, bestehend aus einem Rohr mit wenigstens einer in Längsrichtung verlaufenden seitlich abstehenden Flosse, im wesentlichen senkrecht in den Boden getrieben wird, in das Rohr dann ein am unteren Ende verschlossenes perforiertes Drainagerohr eingesetzt wird, und schließlich das Metallprofil unter Zurücklassung des Drainagerohres aus dem Boden herausgezogen wird, während eine Mischung aus Sand und Wasser zur Auffüllung des beim Herausziehen des Metallprofiles entstehenden Hohlraumes so lange eingebracht wird, bis der gesamte Hohlraum rund um das Drainagerohr nach Möglichkeit mit Sand gefüllt ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert; es zeigt Fig.1 einen wagerechten Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drainagevorrichtung; Fig.2 einen schematischen wagerechten Schnitt durch eine Anzahl von in den Erdboden eingebrachten erfindungsgemäßen Drainagevorrichtungen; und Fig.3 einen wagerechten Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Metallprofiles zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Drainagevorrichtung, d.h. eine senkrechte sogenannte Sand-Drainage, besteht, wie Fig.l zeigt, aus einem senkrecht verlaufenden Anlaufteil 1, an welches sich vier seitlich abstehende Flügel 2 anschließen, welche sich über die gesamte Höhe erstrecken und über den Umfang des Ablaufteiles 1 gleichmäßig verteilt sind. Die Spannweite dieser seitlich abstehenden Flügel 2 ist im Verhältnis zu ihrer Dicke groß. Ein an der Unterseite durch einen nicht dargestellten Deckel verschlossenes perforiertes Drainagerohr 3 erstreckt sich innerhalb des Ablaufteiles 1. Dieses Drainagerohr 3 kann einen wasserdurchlässigen Überzug tragen. Vorzugsweise wird ein gewelltes Drainagerohr 3 verwendet. Die seitlich abstehenden Flügel 2 haben eine Spannweite, welche wenigstens gleich dem 5-fachen der Weite des Ablaufteiles 1 ist, sodaß diese erfindungsgemäße Sand-Drainage eine besonders große Oberfläche mit einem relativ geringen Rauminhalt kombiniert.
Fig.2 zeigt eine Anzahl von im wesentlichen senkrecht in den Boden eingebrachten erfindungsgemäßen Sand-Drainagen, deren jede aus einem zentralen Ablaufteil 1 und drei gleichmäßig über den Umfang desselben und mit ihm verbundenen seitlich abstehenden Flügeln 2 besteht.
Zur Herstellung erfindungsgemäßer Sand-Drainagen im Erdboden wird ein Metallprofil 4 verwendet, wie es beispielsweise in Fig.3 dargestellt ist, und mittels welchem Sand-Drainagen entsprechend der in Fig.2 dargestellten Anordnung erzielt werden können. Dieses Metallprofil 4 besteht aus einem Rohr 5, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei in Längsrichtung verlaufende, seitlich abstehende Flossen 6 trägt. Im Anschluß an oder während des Einbringens dieses Metallprofiles 4 mit einem am unteren Ende lose befestigten Deckel in den Boden wird das Rohr 5 dieses Metallprofiles 4 ein am unteren Ende mit einem Deckel verschlossenes Drainagerohr 3 eingesenkt. Das Metallprofil 4 wird dann wieder herausgezogen, wobei das Drainagerohr 3 ebenso wie der lose am Metallprofil sitzende Bodendeckel im Boden zurückbleibt, während eine Mischung aus Sand und Wasser eingebracht wird, um den beim Herausziehen des Metallprofiles unter demselben entstehenden Hohlraum auszurüllen, und zwar so lange, bis der gesamte Hohlraum rund um das Drainagerohr nach Möglichkeit mit Sand gefüllt ist.
Die Mischung dus Sand und Wasser kann unter Druck von der Unterseite des Metallprofiles 4 aus in den Hohlraum eingespritzt werden. Das Raumgewicht der eingespritzten Mischung aus Sand und Wasser ist ausreichend groß, um die Wandungen des durch das Metallprofil im Boden hergestellten Loches zu stabilisieren.
Sobald das Metallprofil 4 vollkommen aus dem Boden herausgezogen ist, wird die noch erforderliche Sandmenge von oben her eingebracht, woraufhin der Sand sich absetzen kann. Wichtig ist, daß sich ausreichend Sandkörnchen als Ganzes absetzen, um das Raumgewicht der Mischung aus Sand und Wasser ziemlich weit über 1,00 t/m³) zu halten, was für die Stabilität der Lochwandungen unbedingt erforderlich ist.
Wenn ein Metallprofil 4 mit hohlen seitlich abstehenden Flossen 6 verwendet wird, wie es in Fig.3 dargestellt ist, kann das Gemisch aus Sand und Wasser während oder nach dem Einbringen des Metallprofils 4 in den Boden in diese Seitenflossen 6 eingefüllt werden.
Während oder kurz nach dem Herausziehen des Metallprofils 4 kann das Drainagerohr 3 auch an eine nicht dargestellte Saugleitung angeschlossen werden, sodaß es während dieser Phase als Saugleitung dienen kann, um das überschüssige Wasser zu entfernen.
Dadurch wird die Sandkonzentration verstärkt, bis der gesamte Hohlraum rund um das Drainagerohr 3 nach Möglichkeit mit Sand gefüllt ist.
Die Geschwindigkeit, mit welcher das Profil 4 wieder aus dem Boden herausgezogen wird, die Zufuhr der Mischung aus Sand und Wasser und das Teilvakuum im Drainagerohr 3 zur Abfuhr überschüssigen Wassers werden vorzugsweise derart aufeinander abgestellt, daß der Hohlraum unterhalb des Metallprofils 4 rund um das Drainagerohr 3 herum ständig vollkommen mit Sand gefüllt bleibt.
Außerdem kann das durch das Drainagerohr 3 abgesaugte Wasser erneut zur Herstellung einer Sand- und Wassermischung verwendet werden, sodaß ein geschlossener Wasserkreislauf erhalten wird.
Da die Saugleitung, welche kurzzeitig an das Drainagerohr 3 angeschlossen ist, unabhängig von der Länge der vertikalen Drainage niemals mehr als 5 m über der Grundhöhe liegen darf, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein Metallprofil 4 verwendet wird, welches im Rohr 5 einen Längsschlitz aufweist, welcher von der Oberkante bis kurz über der Unterkante des Rohres 5 verläuft, sodaß die Saugleitung während des Herausziehens des Metallprofils 4 aus diesen Längsschlitz nach außen geführt werden kann.
Dabei kann das Metallprofil 4, welches einen derartigen Längsschlitz im Rohr 5 auSweist, mit einer nachgiebigen Abdichtung für diesen Schlitz versehen sein.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: 1.) Drainagevorri chtung, d.h. sogenannte Sand-Drainage, zur schnellen Entwässerung dicker Schichten aus Ton und Torf, bestehend aus mit Sand verfüllten, die zu entwässernde Bodenschicht im wesentlichen senkrecht durchstoßenden Löchern, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein im wesentlichen senkrecht verlaufendes Ablaufteil (1), innerhalb welchem sich ein perforiertes Drainagerohr (3) erstreckt und an welches sich wenigstens ein seitlich abstehender Flügel (2) mit im Verhältnis zu seiner Dicke großer Spannweite anschließt, welcher sich im wesentlichen über die gesamte Höhe des Ablaufteiles erstreckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drainagerohr (3) einen wasserdurchlässigen Überzug trägt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drainagerohr (3) eine gewellte Wandung besitzt und seine Perforationen an den tiefsten Stellen der Wellungen angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaufteil (1) in der Mitte von seitlich abstehenden Flügeln (2) liegt, welche mit ihm verbunden gleichmäßig um das Anlaufteil herum verteilt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannweite der seitlich abstehenden Flügel (2) wenigstens gleich der 5-fachen Weite des Ablaufteiles (1) ist.
6. Verfahren zur Herstellung einer Sand-Drainage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallprofil (4), bestehend aus einem Rohr (5) mit wenigstens einer in Längsrichtung verlaufenden seitlich abstehenden Flosse (6), im wesentlichen senkrecht in den Boden getrieben wird, in das Rohr dann ein am unteren Ende verschlossenes perforiertes Drainagerohr (3) eingesetzt wird, das Metallprofil unter Zurücklassung des Drainagerohres aus dem Boden herausgezogen wird, während eine Mischung aus Sand und Wasser zur Auffüllung des beim Herausziehen des Metallprofiles entstehenden Hohlraumes so lange eingebracht wird, bis der gesamte Hohlraum rund um das Drainagerohr nach Möglichkeit mit Sand gefüllt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Sand und Wasser unter Druck von der Unterkante des Metallprofiles (4) in den entstehenden Hohlraum eingespritzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallprofil (4) mit hohlen Seitenflossen (6) verwendet wird und die Mischung aus Sand und Wasser nach dem oder während des Einbringens des Metallprofils in den Erdboden in diese hohlen Seitenflossen eingefüllt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Drainagerohr (3) während des Herausziehens des Metallprofiles (4) an eine Saugleitung angeschlossen wird und dadurch der eingefüllten Mischung aus Sand und Wasser das Wasser entzogen wird, bis der gesamte Hohlraum rund um das Drainagerohr mit Sand gefüllt ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das Metallprofil (4) aus dem Boden wieder herausgezogen wird, die Zufuhr der Mischung aus Sand und Wasser und das Teilvakuum im Drainagerohr (3) derart aufeinander abgestimmt werden, daß der Hohlraum unter dem Metallprofil rund um das Drainagerohr ständig vollkommen mit Sand gefüllt bleibt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das über das Drainagerohr (3) abgesaugte Wasser im geschlossenen Kreislauf für die Herstellung der Mischung aus Sand und Wasser verwendet wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallprofil (4) mit einem von der Oberkante des Rohres (5) bis kurz oberhalb dessen Unterkante verlaufenden Längsschlitz verwendet wird und die an die Oberkante des Drainagerohres angeschlossene Saugleitung beim Herausziehen des Metallprofiles aus dem Erdboden durch diesen Längsschlitz seitlich herausgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz im Rohr (5) durch eine nachgiebige Dichtung verschlossen ist.