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EP1328687B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Materialsäulen im Boden von Gewässern - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Materialsäulen im Boden von Gewässern Download PDF

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Publication number
EP1328687B1
EP1328687B1 EP01988804A EP01988804A EP1328687B1 EP 1328687 B1 EP1328687 B1 EP 1328687B1 EP 01988804 A EP01988804 A EP 01988804A EP 01988804 A EP01988804 A EP 01988804A EP 1328687 B1 EP1328687 B1 EP 1328687B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
material tank
closure
opening
chamber
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01988804A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1328687A1 (de
Inventor
Alexander Degen
Wilhelm Degen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vibroflotation BV
Original Assignee
Vibroflotation BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7661349&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1328687(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Vibroflotation BV filed Critical Vibroflotation BV
Publication of EP1328687A1 publication Critical patent/EP1328687A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1328687B1 publication Critical patent/EP1328687B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D15/00—Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
    • E02D15/02—Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
    • E02D15/06—Placing concrete under water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/46—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making in situ by forcing bonding agents into gravel fillings or the soil

Definitions

  • the present invention relates to a device for producing columns of material in the soil, in particular in the soil of waters, e.g. on the seabed.
  • a device with a deep vibrator for the production of columns of material in the ground is for example from DE 197 07 687 Cl known.
  • the 198 14 021 A1 describes a device for the production of columns of material in the soil, which has a Tiefenillerttler and connected to the depth shaker extension tube, which can be acted upon by an overpressure.
  • Upstream of the extension tube is a lock chamber having a first closure disposed between the lock chamber and the extension tube and having a second closure on a side remote from the extension tube.
  • the material to be introduced into the soil for example concrete or gravel, passes via the second closure into the first lock chamber, from where it passes into the overpressure extension pipe when the first and the second closure are closed.
  • the overpressure in the extension tube serves to counteract a water pressure at the tip of the deep vibrator and thereby expel the material at the vibrator tip.
  • Such deep vibrators are also referred to as lock vibrators.
  • the DE 198 14 021 A1 describes a device for introducing a foreign substance in soils or for compaction of the soil.
  • the device has a deep vibrator, which is coupled via an extension tube to a lock chamber.
  • the lock chamber has a lower closure between the chamber and the extension tube and an upper closure between the chamber and a funnel used to supply the material.
  • DE 30 24 791 A1 describes a device for the treatment of substandard ground having a plurality of agitator shafts driven by a drive unit so that adjacent stirrer shafts rotate in opposite directions and serve to mix a solidifying agent introduced into the ground with the subfloor.
  • the present invention has for its object to provide a device for the production of columns of material in the soil of waters, especially in waters with great depths available.
  • the apparatus comprises a first and a second material tank, which are connected to each other, and a deep vibrator for discharging material into the ground, which is connected to the second material tank on.
  • a first closure is arranged between the first and second material tanks.
  • a first supply line for supplying material and a second supply line or a pressure equalization line for effecting a pressure equalization in the first material tank is connected.
  • the deep vibrator and the first and second material tank are under water, so they are under a pressure which is higher than the air pressure at the water surface.
  • the first feed tube serves to convey the material to be introduced into the soil from a reservoir on the water surface, for example on a ship, under pressure into the first material tank.
  • the second tube which is preferably also led to the water surface, allows a pressure equalization between the air pressure at the water surface and the first material tank.
  • the pressure in the first supply line for feeding the material, such as gravel or concrete must therefore be chosen only high enough to promote the material at atmospheric pressure with sufficient speed. This pressure is usually less than 7.5 bar. The prevailing in the water ambient pressure of the first material tank is irrelevant.
  • the pressure equalization in the first material tank by means of the second line causes the first supply line to be fed to the material under atmospheric pressure first material tank can be used a hose designed for pressures sufficient for conveying material ashore. There is no need to use expensive special hoses designed for high pressures.
  • floats are preferably arranged in this area of the line.
  • At least one further closure exists between the first and second Supply line and at least a portion of the first material tank is arranged.
  • second and third shutters are disposed between the first supply line and the first material tank and between the second supply line and the first material tank, each being opened when material is supplied to the first material tank via the first supply line.
  • the first closure between the first and second material tanks can be opened, the material via the latter usually being supplied to the deep vibrator via a pipe reaching into the depth.
  • a compressor is connected to the second material tank in order to build up a pressure in the second material tank which is greater than the water pressure at the tip of the deep vibrator, whereby the material can escape at the tip of the deep vibrator.
  • the closing of the second and third shutters upon opening the first closure causes the pressure in the second material tank to be maintained - a pressure equalization takes place only with the limited volume of the first chamber instead of - so that no dirt from the soil, in which the tip of the deep vibrator is located, is sucked.
  • the compressor is also connected to the first material tank, whereby in the first material tank after closing the first and second closures, a pressure can be built up corresponding to the pressure in the second material tank.
  • the supports of the first closure between the first and second material tanks which is designed, for example, as a slide, are thereby relieved when the first closure is opened. This is particularly useful and may be necessary when working at great depths and a correspondingly large pressure in the second material tank for discharging the material is required.
  • the first material tank has a first chamber into which the first and second supply line open, and a second chamber, wherein a further closure between the first and second chamber is arranged and wherein the first closure between the second Chamber of the first material tank and the second material tank is arranged.
  • the further closure is thus arranged between the first and second supply lines and the second chamber of the first material tank. Closures between each of the supply lines and the first material tank may be dispensed with in this embodiment.
  • the first chamber of the first material tank is in this embodiment permanently under atmospheric pressure, which is generated by the pressure equalization line.
  • the second chamber of the first material tank which is separated from the first chamber by the further closure, acts as a pressure lock, into which material is introduced from the first chamber during operation with the other closure open and the first closure closed. After closing the further closure, the material passes from the second Chamber in the second material tank, via which it passes, usually via a delivery pipe, to the top of the Tiefenrüttlers and is introduced from there into the ground.
  • the amount of material that is supplied at a time to the second material tank and discharged from there into the ground determined by the volume of the second chamber, which fills completely when opening the other closure, when the volume of the in the first chamber reserved material is greater than the maximum volume of the second chamber.
  • the first closure between the first and second material tanks and / or the further closure between the first and second chambers of the first material tank are preferably designed as slides or have a displaceable closure element.
  • a first pressure compensation element between the first and second Material tank and a second pressure compensation element between the first and second chambers of the first material tank arranged.
  • the first pressure compensation element is designed to effect a pressure equalization between the second material tank and the first material tank or the second chamber of the first material tank before opening the first closure
  • the second pressure compensation element is configured before opening the further closure between the first and second chamber of the first material tank to effect a pressure equalization between these two chambers.
  • the subject matter of the present invention is furthermore a process for the production of columns of material in the soil of waters according to claims 15 to 18.
  • FIG. 1 shows an overall view of a device for introducing columns of material, in particular gravel columns, in the soil of water, especially in the seabed. Such columns serve to stiffen a soft soil layer 14 and are usually propelled in depth to an underlying solid soil layer 15.
  • the consolidation of the seabed is required, for example, for the construction of drilling platforms with foundations on the seabed.
  • the device according to the invention is in the example according to FIG. 1 by means of a rope 12 suspended in height movable on the boom 20 of a cable 2, the crawler 2 floats on a pontoon 1 on the water surface 100.
  • the device has a first material tank 8 and a second material tank 10, wherein between the first and second material tank 8, 10, a first closure 9 is arranged.
  • a delivery pipe 10a connects at the bottom, at the end of a deep vibrator 11 is arranged, wherein in the bottom 14 to be introduced material via a pipe 17 a Trottlerspitze 18 can be supplied.
  • a first supply line 5 is connected, which is connected at an end facing away from the first material tank 8 to a material reservoir 3 with a pressure tank 4, which is also located on the pontoon 1 in the embodiment.
  • a pressure tank 4 which is also located on the pontoon 1 in the embodiment.
  • second supply line 6 is connected, the end facing away from the first material tank 8 in the embodiment above the water surface 100 opens.
  • a snorkel 7 is arranged in the embodiment, which prevents the entry of water into the supply line 6 and is formed for example as a ball valve.
  • float 13a, 13b which consist for example of styrofoam or other material with high buoyancy, arranged on the supply lines 5, 6.
  • any further measures are conceivable for the end of the pressure equalization line 6 facing away from the first material tank 8 above the water surface hold. This end may for example also be attached to the pontoon above the water surface. On a ball valve can be omitted.
  • a second closure 16b is provided between the first supply line 5 and the first material tank 8, and a third closure 16a is provided between the second supply line 6 and the first material tank 8.
  • the second (air) supply line or pressure equalization line 6 allows a pressure equalization of the interior of the first material tank 8 with the atmospheric pressure at the water surface 100, wherein the first closure 9 between the first and second material tank 8, 10 is preferably closed.
  • the second closure 16b is open, the material to be introduced into the soil, for example gravel, can be introduced into the first material tank 8 via the first supply line 5.
  • the depth of water in which it is possible to work with the device according to the invention is limited only by the stability of the first and second supply lines 5, 6, which are usually designed as hoses.
  • hoses are used in which metal spirals are incorporated between a rubber sheath and a rubber sheath, wherein the metal spirals increase the stability of the hose against crushing due to the water pressure and allow working depths of over 100m.
  • special hoses working depths of 200m and more are possible.
  • a standard for the Kiesransport hose is for example the model FS3320 Semperit.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of a portion of the device according to the invention comprising the first material tank 8 and the upper portion of the second material tank 10.
  • the first and second tubes open at the top into the first material tank and can be closed by first and second closures 16b, 16a.
  • closures 16b, 16a are in FIG. 2 shown as flaps, but they can have any other configuration.
  • a closure assembly 9 which has a partition wall 97 with an opening 98, wherein a sliding in the partition wall closure element 90 is provided.
  • the closure element is displaceably mounted transversely to a material flow direction R, which is predetermined by the direction of a material flowing from the first into the second material tank when the closure 9 is open.
  • the closure element is as out FIG. 3 can be seen in the embodiment in plan view rectangular and has an opening 91 in one half.
  • shifting the closure element 90 can either half without opening in the opening 98 of the partition 97 are pushed to close the closure, or the opening can be made at least partially with the opening 98 of the partition to cover to open the shutter 9.
  • the closure element 90 is hydraulically displaceable.
  • two hydraulic units 93, 95 are provided in the example, each having a hydraulic cylinder 92, 94, wherein in each case a hydraulic cylinder 92, 94 is attached to one end of the closure element 90.
  • FIG. 5 shows in plan view another embodiment in which the hydraulic units 93, 95 are arranged transversely to the direction of movement B offset next to the closure element 90.
  • a hydraulic cylinder 92, 94 is coupled via a coupling element 92 ', 94' to one of the narrow sides of the closure element.
  • the hydraulic units are designed such that their hydraulic cylinders engage on the same narrow side of the closure element 90.
  • a method for producing columns of material in the ground 14 by means of the in FIG. 2 illustrated device will be explained briefly with reference to the figure.
  • material is pumped under pressure from the reservoir 3.4 via the first supply line 5 into the first material tank 8.
  • a usual pressure for conveying the material in the first supply line 5 is about 3-6 bar.
  • the second and third shutters 16b, 16a are closed and then the third shutter 9 is opened, to bring the material of the first material tank in the second material tank 10 and from there via the conveying pipe 10 a and the connecting line 17 to the top of the deep vibrator 11, where it exits into the ground and is compacted by means of the vibrator 11.
  • the connected conveyor pipe 10a and the feed tube 17 there is a pressure which is greater than the ambient pressure at the material outlet opening 18 at the tip of the deep vibrator 11, to cause the material to exit. This pressure is generated by means of a compressor not shown in detail in the figure, which is connected to the second material tank 10.
  • this compressor or a second compressor is connected to the first material tank 8, after closing the second and third shutters 16b, 16a to the supply lines 5, 6 and before opening the first shutter 9 to the second material tank 10, a pressure in the first material tank 8, which corresponds to the higher pressure in the second material tank 10.
  • this does not result in a pressure drop in the second material tank when the first closure 9 is opened, and on the other hand, the bearings of the first closure 9 or of the closure element 90 become in accordance with FIG FIG. 2 less loaded in a non-existing pressure difference between the first and second material tank 8, 10.
  • this Druckau stresses between the first and the second material tank 8, 10 may even be necessary, since at large pressure differences hydraulic cylinder for moving the slider 9 may provide sufficient force available.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the inventive device for producing columns of material in the soil of waters.
  • the first material tank 8 has a first chamber 81, into which the first and second supply lines 5, 6 open, and a second chamber, wherein a further closure 46 is arranged between the first and second chambers, and wherein the first closure 9 between the second chamber 82 of the first material tank 8 and the second material tank 10 is arranged.
  • the structure of the further closure 46 corresponds in the illustrated embodiment, the first closure, its structure and operation already above in connection with the Figures 2 . 3 and 5 was explained.
  • the closure likewise has a partition wall 47 with an opening 48 and a closure element 40 which can be displaced in the dividing wall by means of hydraulic units 43, 42 and 45, 44 and has an opening 41.
  • FIG. 4 In the embodiment according to FIG. 4 , whose operation will be explained below, can be dispensed with separate closures for the supply lines 5, 6.
  • the function of this in the FIGS. 1 and 2 16b, 16a designated closures is taken over by the further closure 46 between the first and second chambers 81, 82.
  • the first chamber 81 in which there is atmospheric pressure via the pressure equalization line, is supplied with material, in particular sand, gravel or the like.
  • the material supply can take place uninterrupted and is only limited by the maximum capacity of the first chamber 81.
  • the further closure 46 is opened when the first closure 9 is closed, in order to introduce material from the first chamber 81 into the second chamber 82 located therebelow.
  • the further closure 46 preferably remains open until the second chamber is completely filled and is then closed.
  • the first closure 9 is opened in order to introduce the material from the second chamber of the first material tank 8 into the second material tank 10 under overpressure and from there into the ground.
  • the amount of material entering the second material tank after opening the second closure is approximately determined by the volume of the second chamber 82.
  • the volume of this second chamber 82 is preferably less than that of the first chamber 81 to hold sufficient material in the first chamber 81 for rapidly filling the second chamber 82 after opening the other closure.
  • a first pressure compensation element between the second material tank 10 and the second chamber 82 is provided which FIG. 4 is shown only schematically as a line connection 50 with a valve 51.
  • a pressure equalization between the second material tank 10 and the second chamber 82 is made before opening the first closure.
  • the resulting pressure loss in the second material tank is usually small, since the volume of the second chamber 82 is usually much smaller than that of the second material tank 10.
  • the pressure in the second material tank 10 is permanently readjusted by the compressor.
  • a pressure which is usually much higher than atmospheric pressure is present between the first and second chamber, which in FIG. 4 schematically is shown as a conduit 60 with a valve 61 and which serves, after emptying of the second chamber 82 and reclosing the first closure 9 to make a pressure equalization between the first chamber 81 and the second chamber 10 before the closure 46 for re-material supply in the second chamber 82 is opened again. This measure reduces the load on the bearings and the hydraulics of the closure 46.
  • a non-illustrated, connected to the hydraulic device is present, which causes an operation, in particular an opening of the closures can only take place when a pressure equalization has taken place.
  • closures 9, 46 between the first and second material tank 8, 10 and between the first and second chambers 81, 82 as closures with sliding closure elements 90, 40 represents only one possible embodiment of the closures. Of course, any other closures in Useful in connection with the invention.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Materialsäulen im Boden, insbesondere im Boden von Gewässern, z.B. am Meeresgrund.
  • Eine Vorrichtung mit einem Tiefenrüttler zur Herstellung von Materialsäulen im Boden ist beispielsweise aus der DE 197 07 687 Cl bekannt.
  • Des weiteren ist in der 198 14 021 A1 eine Vorrichtung zur Herstellung von Materialsäulen im Boden beschrieben, die einen TiefenrÜttler und ein mit dem Tiefenrüttler verbundenes Verlängerungsrohr aufweist, welches mit einem Überdruck beaufschlagt werden kann. An das Verlängerungsrohr schließt sich nach oben eine Schleusenkammer an, die einen ersten Verschluss aufweist, der zwischen der Schleusenkammer und dem Verlängerungsrohr angeordnet ist, und die einen zweiten Verschluss an einer dem Verlängerungsrohr abgewandten Seite aufweist. Über den zweiten Verschluss gelangt bei der bekannten Vorrichtung das in den Boden einzubringende Material, beispielsweise Beton oder Kies, in die erste Schleusenkammer, von wo es bei geschlossenem ersten und geöffnetem zweiten Verschluss in das unter Überdruck stehende Verlängerungsrohr gelangt. Der Überdruck in dem Verlängerungsrohr dient dazu, einem Wasserdruck an der Spitze des Tiefenrüttlers entgegenzuwirken und dadurch das Material an der Rüttlerspitze auszubringen. Derartige Tiefenrüttler werden auch als Schleusenrüttler bezeichnet.
  • Die DE 198 14 021 A1 beschreibt ein Gerät zum Einbringen eines Fremdstoffes in Böden oder zur Verdichtung des Bodens. Das Gerät weist einen Tiefenrüttler auf, der über ein Verlängerungsrohr an eine Schleusenkammer angekoppelt ist. Die Schleusenkammer weist einen unteren Verschluss zwischen der Kammer und dem Verlängerungsrohr und einen oberen Verschluss zwischen der Kammer und einem der Materialzufuhr dienenden Trichter auf.
  • DE 30 24 791 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Behandlung von minderwertigem Untergrund, die mehrere Rührerwellen aufweist, die von einer Antriebseinheit so angetrieben werden, dass einander benachbarte Rührerwellen sich in entgegengesetzter Richtung drehen und die dazu dienen, ein in den Boden eingebrachtes Verfestigungsmittel mit dem Unterboden zu vermischen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Herstellung von Materialsäulen im Boden von Gewässern, insbesondere in Gewässern mit großen Tiefen zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen ersten und einen zweiten Materialtank, die miteinander verbunden sind, und einen Tiefenrüttler zum Ausbringen von Material in den Boden, der mit dem zweiten Materialtank verbunden ist, auf. Zwischen dem ersten und zweiten Materialtank ist dabei ein erster Verschluss angeordnet. An den ersten Materialtank ist eine erste Zuführleitung zum Zuführen von Material und eine zweite Zuführleitung bzw. eine Druckausgleichsleitung zum Bewirken eines Druckausgleichs in dem ersten Materialtank angeschlossen.
  • Bei dem Einbringen von Materialsäulen im Boden von Gewässern befinden sich der Tiefenrüttler und der erste und zweite Materialtank unter Wasser, sie stehen damit unter einem Druck, der höher als der Luftdruck an der Wasseroberfläche ist. Der erste Zuführschlauch dient dabei dazu, das in den Boden einzubringende Material von einem Reservoir an der Wasseroberfläche, beispielsweise auf einem Schiff, unter Druck in den ersten Materialtank zu fördern. Der zweite Schlauch, der vorzugsweise ebenfalls bis an die Wasseroberfläche geführt ist, ermöglicht einen Druckausgleich zwischen dem Luftdruck an der Wasseroberfläche und dem ersten Materialtank. Der Druck in der ersten Zuführleitung zur Zuführung des Materials, beispielsweise Kies oder Beton, muss somit nur ausreichend hoch gewählt werden, um das Material bei atmosphärischem Luftdruck mit ausreichender Geschwindigkeit zu fördern. Dieser Druck liegt üblicherweise bei weniger als 7,5 bar. Der im Wasser herrschende Umgebungsdruck des ersten Materialtanks ist dabei unerheblich.
  • Der Druckausgleich in dem ersten Materialtank mittels der zweiten Leitung bewirkt, dass für die erste, Zuführleitung zur Zuführung das Materials in den unter Atmosphärendruck stehenden ersten Materialtank ein Schlauch verwendet werden kann, der für Drücke ausgelegt ist, die für Förderung von Material an Land genügen. Es müssen keine teuren Spezialschläuche verwendet werden, die für hohe Drücke ausgelegt sind.
  • Um das dem ersten Materialtank abgewandte Ende der zweiten Zuführleitung an der Wasseroberfläche zu halten sind vorzugsweise Schwimmer in diesem Bereich der Leitung angeordnet.
  • Um zu verhindern, dass der in dem zweiten Materialtank während des Betriebs vorhandene und für das Ausbringen des Materials in den Boden erforderliche Überdruck bei Öffnen des ersten Verschlusses über die Druckausgleichleitung abgebaut wird, ist vorzugsweise wenigstens ein weiterer Verschluss vorhanden, der zwischen der ersten und zweiten Zuführleitung und wenigstens einem Bereich des ersten Materialtanks angeordnet ist.
  • Bei einer Ausführungsform sind zwischen der ersten Zuführleitung und dem ersten Materialtank und zwischen der zweiten Zuführleitung und dem ersten Materialtank zweite und dritte Verschlüsse angeordnet, die jeweils geöffnet sind, wenn Material über die erste Zuführleitung dem ersten Materialtank zugeführt wird. Werden der zweite und dritte Verschluss geschlossen, kann der erste Verschluss zwischen dem ersten und zweiten Materialtank geöffnet werden, wobei das Material über letzteren üblicherweise über ein in die Tiefe reichendes Rohr dem Tiefenrüttler zugeführt wird. An den zweiten Materialtank ist dabei ein Kompressor angeschlossen, um in dem zweiten Materialtank einen Druck aufzubauen, der größer als der Wasserdruck an der Spitze des Tiefenrüttlers ist, wodurch das Material an der Spitze des Tiefenrüttlers austreten kann. Das Schließen der zweiten und dritten Verschlüsse bei Öffnen des ersten Verschlusses bewirkt, dass der Druck in dem zweiten Materialtank aufrecht erhalten bleibt - ein Druckausgleich findet nur mit dem begrenzten Volumen der ersten Kammer statt - so dass kein Schmutz aus dem Boden, in dem sich die Spitze des Tiefenrüttlers befindet, eingesaugt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kompressor auch an den ersten Materialtank angeschlossen ist, wodurch in dem ersten Materialtank nach dem Schließen der ersten und zweiten Verschlüsse ein Druck aufgebaut werden kann, der dem Druck in dem zweiten Materialtank entspricht. Die Auflager des ersten Verschlusses zwischen dem ersten und zweiten Materialtank, der beispielsweise als Schieber ausgebildet ist, sind beim Öffnen des ersten Verschlusses dadurch entlastet. Dies ist insbesondere dann sinnvoll und unter Umständen notwendig, wenn in großen Tiefen gearbeitet wird und ein entsprechend großer Druck in dem zweiten Materialtank zum Ausbringen des Materials erforderlich ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Materialtank eine erste Kammer, in die die erste und zweite Zuführleitung münden, und eine zweite Kammer aufweist, wobei ein weiterer Verschluss zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordnet ist und wobei der erste Verschluss zwischen der zweiten Kammer des ersten Materialtanks und dem zweiten Materialtank angeordnet ist. Der weitere Verschluss ist damit zwischen den ersten und zweiten Zuführleitungen und der zweiten Kammer des ersten Materialtanks angeordnet. Auf Verschlüsse zwischen jeder der Zuführleitungen und dem ersten Materialtank kann bei dieser Ausführungsform verzichtet werden. Die erste Kammer des ersten Materialtanks befindet sich bei dieser Ausführungsform dauerhaft unter Atmosphärendruck, der durch die Druckausgleichsleitung erzeugt wird. Die zweite Kammer des ersten Materialtanks, die durch den weiteren Verschluss von der ersten Kammer getrennt ist, wirkt als Druckschleuse, in die während des Betriebs Material aus der ersten Kammer bei geöffnetem weiteren Verschluss und geschlossenem ersten Verschluss eingebracht wird. Nach dem Schließen des weiteren Verschlusses gelangt das Material aus der zweiten Kammer in den zweiten Materialtank, über welchen es, üblicherweise über ein Förderrohr, an die Spitze des Tiefenrüttlers gelangt und von dort in den Boden eingebracht wird.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die Materialmenge, die jeweils auf einmal dem zweiten Materialtank zugeführt und von dort in den Boden ausgebracht wird, bestimmt durch das Volumen der zweiten Kammer, die sich bei Öffnen des weiteren Verschlusses vollständig füllt, wenn das Volumen des in der ersten Kammer vorgehaltenen Materials größer als das maximale Volumen der zweiten Kammer ist. Hierdurch kann auf einfache Weise die Menge des bereits in den Boden ausgebrachten Materials ermittelt werden.
  • Der erste Verschluss zwischen dem ersten und zweiten Materialtank und/oder der weitere Verschluss zwischen der ersten und zweiten Kammer des ersten Materialtanks sind vorzugsweise als Schieber ausgebildet bzw. weisen eine verschiebbares Verschlusselement auf.
  • Um die Lager dieser Schieber bzw. verschiebbaren Verschlusselemente beim Öffnen durch die Druckunterschiede zwischen dem ersten und zweiten Materialtank und/oder zwischen der ersten und zweiten Kammer des ersten Materialtanks nicht zu überlasten, sind bei einer Ausführungsform der Erfindung ein erstes Druckausgleichselement zwischen dem ersten und zweiten Materialtank und ein zweites Druckausgleichselement zwischen der ersten und zweiten Kammer des ersten Materialtanks angeordnet. Das erste Druckausgleichselement ist dazu ausgebildet, vor dem Öffnen des ersten Verschlusses einen Druckausgleich zwischen dem zweiten Materialtank und dem ersten Materialtank bzw. der zweiten Kammer des ersten Materialtanks zu bewirken, und das zweite Druckausgleichselement ist dazu ausgebildet vor dem Öffnen des weiteren Verschlusses zwischen der ersten und zweiten Kammer des ersten Materialtanks einen Druckausgleich zwischen diesen beiden Kammern zu bewirken.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur Herstellung von Materialsäulen im Boden von Gewässern gemäß den Ansprüchen 15 bis 18.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Figuren näher erläutert. In den Figuren zeigt:
    • Figur 1
    eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Materialsäulen im Boden in Gesamtdarstellung,
    Figur 2
    einen Abschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem ersten und zweiten Materialtank gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Figur 3
    eine Draufsicht auf ein verschiebbares Verschlusselement und dessen Betätigungseinrichtung,
    Figur 4
    einen Abschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem ersten und zweiten Materialtank gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Figur 5
    eine Draufsicht auf ein verschiebbares Verschlusselement und dessen Betätigungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung. Figur 1 zeigt in Gesamtdarstellung eine Vorrichtung zum Einbringen von Materialsäulen, insbesondere von Kiessäulen, in den Boden von Gewässern, insbesondere in den Meeresboden. Derartige Säulen dienen zum versteifen einer weichen Bodenschicht 14 und werden in der Tiefe üblicherweise bis zu einer darunter liegenden festen Bodenschicht 15 vorangetrieben. Die Verfestigung des Meeresbodens ist beispielsweise für den Bau von Bohrplattformen mit Fundamenten am Meeresgrund erforderlich.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in dem Beispiel gemäß Figur 1 mittels eines Seils 12 in der Höhe verfahrbar am Ausleger 20 eines Seilbaggers 2 aufgehängt, wobei der Seilbagger 2 auf einem Ponton 1 auf der Wasseroberfläche 100 schwimmt.
  • Die Vorrichtung weist einen ersten Materialtank 8 und einen zweiten Materialtank 10 auf, wobei zwischen dem ersten und zweiten Materialtank 8, 10 ein erster Verschluss 9 angeordnet ist. An den zweiten Materialtank 10 schließt sich nach unten ein Förderrohr 10a an, an dessen Ende ein Tiefenrüttler 11 angeordnet ist, wobei in den Boden 14 einzubringendes Material über ein Rohr 17 einer Rüttlerspitze 18 zugeführt werden kann.
  • An den ersten Materialtank 8 ist eine erste Zuführleitung 5 angeschlossen, die an einem dem ersten Materialtank 8 abgewandten Ende an ein Materialreservoir 3 mit einem Drucktank 4 angeschlossen ist, das sich in dem Ausführungsbeispiel ebenfalls auf dem Ponton 1 befindet. An den ersten Materialtank 8 ist des weiteren eine als Druckausgleichsleitung dienende zweite Zuführleitung 6 angeschlossen, deren dem ersten Materialtank 8 abgewandtes Ende in dem Ausführungsbeispiel oberhalb der Wasseroberfläche 100 mündet. An diesem Ende der Zuführleitung 6 ist in dem Ausführungsbeispiel ein Schnorchel 7 angeordnet, der den Eintritt von Wasser in die Zuführleitung verhindert 6 und beispielsweise als Kugelventil ausgebildet ist.
  • Um Abschnitte der Zuführleitungen 5, 6 an der Wasseroberfläche 100 zu halten sind Schwimmer 13a, 13b, die beispielsweise aus Styropor oder einem anderen Material mit großem Auftrieb bestehen, an den Zuführleitungen 5, 6 angeordnet.
  • Neben einem Schwimmer sind beliebige weitere Maßnahmen denkbar, um das dem ersten Materialtank 8 abgewandte Ende der Druckausgleichsleitung 6 oberhalb der Wasseroberfläche zu halten. Dieses Ende kann beispielsweise auch an dem Ponton oberhalb der Wasseroberfläche befestigt sein. Auf ein Kugelventil kann dabei verzichtet werden.
  • Bei einer Ausführungsform, die insbesondere in Figur 2 im Detail dargestellt ist, ist zwischen der ersten Zuführleitung 5 und dem ersten Materialtank 8 ein zweiter Verschluss 16b und zwischen der zweiten Zuführleitung 6 und dem ersten Materialtank 8 ein dritter Verschluss 16a vorgesehen. Bei geöffnetem zweiten Verschluss 16a ermöglicht die zweite (Luft)zuführleitung oder Druckausgleichsleitung 6 einen Druckausgleich des Inneren des ersten Materialtanks 8 mit dem Atmosphärendruck an der Wasseroberfläche 100, wobei der erste Verschluss 9 zwischen dem ersten und zweiten Materialtank 8, 10 dabei vorzugsweise geschlossen ist. Bei geöffnetem zweiten Verschluss 16b kann das in den Boden einzubringende Material, beispielsweise Kies, über die erste Zuführleitung 5 in den ersten Materialtank 8 eingebracht werden.
  • Wegen des in dem ersten Materialtank 8 herrschenden Atmosphärendrucks kann die Förderung des Materials in der ersten Zuführleitung 5 unabhängig von der Wassertiefe bei denselben Druckverhältnissen wie an Land erfolgen. Dies bedeutet, dass zur Erzeugung eines geeigneten Förderdrucks in dem Vorratstank 4 handelsübliche Kompressoren verwendet werden können, die beispielsweise in der Lage sind maximal einen Druck von etwa 7,5 bar in dem Vorratstank 4 aufzubauen. Müsste mit dem Förderdruck des Materials auch der Wasserdruck in der Tiefe des ersten Materialtanks 8 überwunden werden, wären teure Spezialkompressoren für hohe Drücke zur Förderung des Materials erforderlich. Außerdem ist es vorteilhaft, den Kies in der Zuführleitung 5 bei möglichst geringen Drücken zu fördern, da zum Fördern des Kieses ein möglichst großer Luftstrom erforderlich ist, der aufgrund der Kompressibilität der Luft bei hohen Drücken nicht mehr ausreichend zur Verfügung steht. Das Vorherrschen von Atmosphärendruck in dem ersten Materialtank 8 während des Einbringens von Material ist damit aus mehreren Gründen besonders vorteilhaft.
  • Der Wassertiefe, in der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gearbeitet werden kann, ist nur durch die Stabilität der ersten und zweiten Zuführleitung 5, 6, die üblicherweise als Schläuche ausgebildet sind, Grenzen gesetzt. Vorzugsweise werden Schläuche verwendet, bei denen Metallspiralen zwischen einen Gummimantel und eine Gummiseele eingearbeitet sind, wobei die Metallspiralen die Stabilität des Schlauches gegenüber Quetschungen aufgrund des Wasserdrucks erhöhen und Arbeitstiefen von über 100m ermöglichen. Bei Verwendung von Spezialschläuchen sind Arbeitstiefen von 200m und mehr möglich. Ein für den Kiestransport üblicher Schlauch ist beispielsweise das Modell FS3320 der Firma Semperit.
  • Figur 2 zeigt in Querschnittsdarstellung einen Abschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der den ersten Materialtank 8 und den oberen Bereich des zweiten Materialtanks 10 umfasst. Der erste und zweite Schlauch münden an der Oberseite in den ersten Materialtank und sind durch erste und zweite Verschlüsse 16b, 16a verschließbar. Diese Verschlüsse 16b, 16a sind in Figur 2 als Klappen dargestellt, sie können jedoch eine beliebige andere Ausgestaltung besitzen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist zwischen dem ersten und zweiten Materialtank eine Verschlussanordnung 9 vorgesehen, die eine Trennwand 97 mit einer Öffnung 98 aufweist, wobei ein in der Trennwand verschiebbares Verschlusselement 90 vorgesehen ist. Das Verschlusselement ist dabei quer zu einer Materialflussrichtung R, die durch die Richtung eines bei geöffnetem Verschluss 9 von dem ersten in den zweiten Materialtank fließenden Materials vorgegeben ist, verschiebbar gelagert.
  • Das Verschlusselement ist, wie aus Figur 3 ersichtlich ist, in dem Ausführungsbeispiel in Draufsicht rechteckig ausgebildet und weist in einer Hälfte eine Öffnung 91 auf. Durch Verschieben des Verschlusselementes 90 kann entweder die Hälfte ohne Öffnung in die Öffnung 98 der Trennwand 97 geschoben werden, um den Verschluss zu schließen, oder die Öffnung kann wenigstens teilweise mit der Öffnung 98 der Trennwand zur Deckung gebracht werden, um den Verschluss 9 zu öffnen.
  • Das Verschlusselement 90 ist hydraulisch verschiebbar. Hierzu sind in dem Beispiel zwei Hydraulikeinheiten 93, 95 vorgesehen, die jeweils einen Hydraulikzylinder 92, 94 aufweisen, wobei jeweils ein Hydraulikzylinder 92, 94 an einem Ende des Verschlusselements 90 befestigt ist.
  • Bei dem Beispiel gemäß Figur 3 sind die Hydraulikeinheiten 93, 95 in der Bewegungsrichtung B in Verlängerung zu dem Verschlusselement 9, 40 angeordnet. Figur 5 zeigt in Draufsicht eine andere Ausgestaltung, bei welcher die Hydraulikeinheiten 93, 95 quer zu der Bewegungsrichtung B versetzt neben dem Verschlusselement 90 angeordnet sind. Je ein Hydraulikzylinder 92, 94 ist über ein Kopplungselement 92', 94' an eine der schmalen Seiten des Verschlusselements gekoppelt. Die Hydraulikeinheiten sind bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform, so ausgebildet dass deren Hydraulikzylinder an derselben schmalen Seite des Verschlusselements 90 angreifen.
  • Ein Verfahren zur Herstellung von Materialsäulen in dem Boden 14 mittels der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Figur kurz erläutert. Zunächst wird bei geschlossenem ersten Verschluss 9 und geöffneten zweiten und dritten Verschlüssen 16b, 16a Material unter Druck aus dem Reservoir 3,4 über die erste Zuführleitung 5 in den ersten Materialtank 8 gepumpt. In dem ersten Materialtank 8 herrscht aufgrund der Verbindung über die zweite Zuführleitung 6 zur Wasseroberfläche 100 Atmosphärendruck. Ein üblicher Druck zur Förderung des Materials in der ersten Zuführleitung 5 beträgt etwa 3-6 bar.
  • Anschließend werden die zweiten und dritten Verschlüsse 16b, 16a geschlossen und danach der dritte Verschluss 9 geöffnet, um das Material des ersten Materialtanks in den zweiten Materialtank 10 und von dort über das Förderrohr 10a und die Verbindungsleitung 17 an die Spitze des Tiefenrüttlers 11 zu bringen, wo es in den Boden austritt und mittels des Rüttlers 11 verdichtet wird. In dem zweiten Materialtank 10, dem angeschlossenen Förderrohr 10a und dem Zuführrohr 17 herrscht dabei ein Druck, der größer ist als der Umgebungsdruck an der Materialaustrittsöffnung 18 an der Spitze des Tiefenrüttlers 11, um das Austreten des Materials zu bewirken. Dieser Druck wird mittels eines in der Figur nicht näher dargestellten Kompressors erzeugt, der an den zweiten Materialtank 10 angeschlossen ist. Vorzugsweise ist dieser Kompressor oder ein zweiter Kompressor an den ersten Materialtank 8 angeschlossen, um nach dem Schließen der zweiten und dritten Verschlüsse 16b, 16a zu den Zuführleitungen 5, 6 und noch vor dem Öffnen des ersten Verschlusses 9 zu dem zweiten Materialtank 10 einen Druck in dem ersten Materialtank 8 aufzubauen, der dem höheren Druck in dem zweiten Materialtank 10 entspricht. Dadurch kommt es zum einen nicht zu einem Druckabfall in dem zweiten Materialtank bei Öffnen des ersten Verschlusses 9 und zum anderen werden die Lager des ersten Verschlusses 9 bzw. des Verschlusselements 90 gemäß Figur 2 bei einem nicht vorhandenen Druckunterschied zwischen dem ersten und zweiten Materialtank 8, 10 weniger belastet. Beim Arbeiten in großen Tiefen kann dieser Druckaugleich zwischen dem ersten und dem zweiten Materialtank 8, 10 sogar erforderlich sein, da bei großen Druckunterschieden Hydraulikzylinder zum Bewegen des Schiebers 9 unter Umständen keine ausreichende Kraft zur Verfügung stellen.
  • Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Materialsäulen im Boden von Gewässern. Bei dieser Ausführungsform weist der erste Materialtank 8 eine erste Kammer 81, in welche die erste und zweite Zuführleitung 5, 6 münden, und eine zweite Kammer auf, wobei ein weiterer Verschluss 46 zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordnet ist und wobei der erste Verschluss 9 zwischen der zweiten Kammer 82 des ersten Materialtanks 8 und dem zweiten Materialtank 10 angeordnet ist.
  • Der Aufbau des weiteren Verschlusses 46 entspricht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem ersten Verschluss, dessen Aufbau und Funktionsweise bereits oben im Zusammenhang mit den Figuren 2,3 und 5 erläutert wurde. Der Verschluss weist ebenfalls eine Trennwand 47 mit einer Öffnung 48 und einem in der Trennwand mittels Hydraulikeinheiten 43, 42 und 45, 44 verschiebbaren, eine Öffnung 41 aufweisenden Verschlusselement 40 auf.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4, dessen Funktionsweise im folgenden erläutert wird, kann auf gesonderte Verschlüsse für die Zuführleitungen 5, 6 verzichtet werden. Die Funktion dieser in den Figuren 1 und 2 mit 16b, 16a bezeichneten Verschlüssen wird durch den weiteren Verschluss 46 zwischen der ersten und zweiten Kammer 81, 82 übernommen.
  • Während des Betriebs wird der ersten Kammer 81, in der über die Druckausgleichsleitung Atmosphärendruck herrscht, Material, insbesondere Sand, Kies oder dergleichen, zugeführt. Die Materialzufuhr kann dabei ununterbrochen erfolgen und ist nur durch das maximale Fssungsvermögen der ersten Kammer 81 begrenzt. In einem nächsten Verfahrenschritt wird der weitere Verschluss 46 bei geschlossenem ersten Verschluss 9 geöffnet, um Material aus der ersten Kammer 81 in die darunter liegende zweite Kammer 82 einzubringen. Der weitere Verschluss 46 bleibt vorzugsweise so lange geöffnet, bis die zweite Kammer vollständig gefüllt ist und wird dann geschlossen.
  • Nach dem Schließen des weiteren Verschlusses 46 wird der erste Verschluss 9 geöffnet, um das Material aus der zweiten Kammer des ersten Materialtanks 8 in den unter Überdruck stehenden zweiten Materialtank 10 und von dort in den Boden einzubringen. Die nach dem Öffnen des zweiten Verschlusses in den zweiten Materialtank gelangende Materialmenge ist in etwa bestimmt durch das Volumen der zweiten Kammer 82. Das Volumen dieser zweiten Kammer 82 ist vorzugsweise geringer als das der ersten Kammer 81, um in der ersten Kammer 81 genügend Material zum raschen Füllen der zweiten Kammer 82 nach dem Öffnen des weiteren Verschlusses vorhalten zu können. Mit jedem Öffnen des ersten Verschlusses 9 wird dem zweiten Materialtank 10 die gleiche in den Boden auszubringende Materialzange zugeführt, was vorteilhaft bei der Ermittlung des zu einem bestimmten Zeitpunkt bereits in den Boden eingebrachten Materials ist.
  • Nach der Materialzufuhr und dem Schließen des weiteren Verschlusses 46 herrscht in der zweiten Kammer zunächst Atmosphärendruck oder zumindest ein Druck, der geringer als der Druck in .dem zweiten Materialtank ist. Um Lager des ersten Verschlusses 9, in dem Beispiel nach Figur 4 das Lager des Verschlusselements 90, und die Hydraulik durch den bestehenden Druckunterschied in der zweiten Kammer 82 und dem zweiten Materialtank 10 nicht zu überlasten, ist vorzugsweise ein erstes Druckausgleichselement zwischen dem zweiten Materialtank 10 und der zweiten Kammer 82 vorgesehen, das in Figur 4 lediglich schematisch als Leitungsverbindung 50 mit einem Ventil 51 dargestellt ist. Über dieses Druckausgleichselement wird vor dem Öffnen des ersten Verschlusses ein Druckausgleich zwischen dem zweiten Materialtank 10 und der zweiten Kammer 82 hergestellt. Der daraus resultierende Druckverlust in dem zweiten Materialtank ist üblicherweise gering, da das Volumen der zweiten Kammer 82 üblicherweise wesentlich kleiner als das des zweiten Materialtanks 10 ist. Im übrigen wird durch den Kompressor der Druck in dem zweiten Materialtank 10 permanent nachgeregelt.
  • Nach dem Öffnen des ersten Verschlusses 9 bzw. nach dem Druckausgleich herrscht in der zweiten Kammer ein Druck, der üblicherweise wesentlich höher als Atmosphärendruck ist. Vorzugsweise ist auch zwischen der ersten und zweiten Kammer ein Druckausgleichelement vorhanden, das in Figur 4 schematisch als Leitung 60 mit einem Ventil 61 dargestellt ist und das dazu dient, nach dem Leeren der zweiten Kammer 82 und dem Wiederschließen des ersten Verschlusses 9 einen Druckausgleich zwischen der ersten Kammer 81 und der zweiten Kammer 10 herzustellen, bevor der Verschluss 46 zur erneuten Materialzuführung in die zweite Kammer 82 wieder geöffnet wird. Diese Maßnahme reduziert die Belastung für die Lager und die Hydraulik des Verschlusses 46.
  • Vorzugsweise ist eine nicht näher dargestellte, an die Hydraulik angeschlossene Einrichtung vorhanden, die bewirkt, dass eine Betätigung, insbesondere ein Öffnen der Verschlüsse erst dann erfolgen kann, wenn ein Druckausgleich stattgefunden hat.
  • Die in den Figuren 2 und 4 dargestellte Ausbildung der Verschlüsse 9, 46 zwischen dem ersten und zweiten Materialtank 8, 10 bzw. zwischen der ersten und zweiten Kammer 81, 82 als Verschlüsse mit verschiebbaren Verschlusselementen 90, 40 stellt lediglich eine mögliche Ausbildung der Verschlüsse dar. Selbstverständlich sind beliebige andere Verschlüsse im Zusammenhang mit der Erfindung verwendbar.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Baugerät
    3, 4
    Materialreservoir
    5
    erste Zuführleitung
    6
    Zweite Zuführleitung
    7
    Schnorchel
    8
    erster Materialtank
    9
    erster Verschluss
    10
    zweiter Materialtank
    11
    Tiefenrüttler
    12
    Seil
    13a, 13b
    Schwimmer
    14
    Weicher Boden
    15
    Fester Boden
    16a
    dritter Verschluss
    16b
    zweiter Verschluss
    17
    Zuführleitung
    18
    Spitze des Tiefenrüttlers
    20
    Ausleger
    46
    weiterer Verschluss
    40, 90
    Verschlusselemente
    41, 91
    Öffnungen der Verschlusselemente
    42, 44
    Hydraulikzylinder
    43, 45
    Hydraulikeinheiten
    47, 97
    Trennwände
    48, 98
    Öffnungen
    92, 94
    Hydraulikzylinder
    93, 95
    Hydraulikeinheiten
    100
    Wasseroberfläche
    R
    Materialflussrichtung

Claims (18)

  1. Vorrichtung zur Herstellung von Materialsäulen im Boden von Gewässern, die folgende Merkmale aufweist:
    - einen ersten Materialtank (8) und einen mit dem ersten Materialtank verbundenen zweiten Materialtank (10),
    - einen mit dem zweiten Materialtank (10) verbundenen Tiefenrüttler (11),
    - einen an den zweiten Materialtank (10) angeschlossenen Kompressor,
    - eine an den ersten Materialtank (8) angeschlossene erste Zuführleitung (5) zur Materialzufuhr, gekennzeichnet durch
    - eine an den ersten Materialtank (8) angeschlossene zweite Zuführleitung (6) zur Bewirkung eines Druckausgleichs in dem ersten Materialtank (8),
    - einen zwischen dem ersten Materialtank (8) und dem zweiten Materialtank (10) ausgebildeten ersten Verschluss (9).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Schwimmer (13a) im Bereich eines dem ersten Materialtank (8) abgewandten Ende der zweiten Zuführleitung (6) angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der wenigstens ein weiterer Verschluss (16b, 16a; 46) vorhanden ist, der zwischen der ersten und zweiten Zuführleitung (5, 6) und wenigstens einem Bereich (8; 82) des ersten Materialtanks (8) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der zwischen dem ersten Materialtank (8) und der ersten Zuführleitung (5) ein zweiter Verschluss (16b) und zwischen der zweiten Zuführleitung (6) und dem ersten Materialtank (8) ein dritter Verschluss (16a) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der erste Materialtank (8) eine erste Kammer (81), in welche die erste und zweite Zuführleitung (5, 6) münden, und eine zweite Kammer (82) aufweist, wobei ein weiterer Verschluss (46) zwischen der ersten und zweiten Kammer (80, 81) angeordnet ist und wobei der erste Verschluss (9) zwischen der zweiten Kammer (82) des ersten Materialtanks (8) und dem zweiten Materialtank (10) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Materialfördereinrichtung (3, 4) an das dem ersten Materialtank (8) abgewandte Ende der ersten Zuführleitung (5) angeschlossen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Kompressor auch an den ersten Materialtank (8) angeschlossen ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die erste und zweite Zuführleitung (5, 6) für Förderdrücke von weniger als 7,5 bar ausgelegt sind.
  9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der dritte Verschluss (9) ein Verschlusselement (90) aufweist, das quer zu einer Materialflussrichtung (R) von dem ersten zu dem zweiten Materialtank (8, 9) verschiebbar gelagert ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der dritte Verschluss zwischen dem ersten und zweiten Materialtank (8, 10) eine Trennwand (97) mit einer Öffnung (98) aufweist, wobei das Verschlusselement (90) verschiebbar in der Trennwand (97) gelagert ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der das Verschlusselement (90) plattenförmig ausgebildet ist und einen geschlossenen Bereich und einen Bereich mit einer Öffnung (91) aufweist, wobei das Verschlusselement (90) derart gelagert ist, dass die Öffnung (98) mit der Öffnung der Trennwand zum Öffnen des Verschlusses (9) wenigstens teilweise zur Deckung gebracht werden kann.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der weitere Verschluss (46) ein Verschlusselement (40) aufweist, das quer zu einer Materialflussrichtung (R) von der ersten Kammer (81) zu der zweiten Kammer (82) des ersten Materialtanks (8) verschiebbar gelagert ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der weitere Verschluss zwischen der ersten und zweiten Kammer (81, 82) des ersten Materialtanks (8) eine Trennwand (47) mit einer Öffnung (48) aufweist, wobei das Verschlusselement (40) verschiebbar in der Trennwand (47) gelagert ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der das Verschlusselement (90) plattenförmig ausgebildet ist und einen geschlossenen Bereich und einen Bereich mit einer Öffnung (91) aufweist, wobei die Öffnung (98) mit der Öffnung der Trennwand zum Öffnen des Verschlusses (46) wenigstens teilweise zur Deckung gebracht werden kann.
  15. Verfahren zur Herstellung von Materialsäulen im Boden von Gewässern, das folgende Merkmale aufweist:
    - Bereitstellen einer Vorrichtung mit einem ersten Materialtank (8), einem mit dem ersten Materialtank (8) verbundenen zweiten Materialtank (10), einem mit dem zweiten Materialtank (10) verbundenen Tiefenrüttler (11), einem an den zweiten Materialtank (10) angeschlossenen Kompressor, einer an den ersten Materialtank (8) angeschlossenen ersten und zweiten Zuführleitung (5, 6), und einem zwischen dem ersten und zweiten Materialtank (8, 10) angeordneten ersten Verschluss (9),
    - Zuführen von Material über die erste Zuführleitung (5) zu dem ersten Materialtank (8),
    - Schließen von ersten und zweiten Verschlüssen (16a, 16b) zwischen den ersten und zweiten Zuführleitungen (5, 6) und dem ersten Materialtank (8),
    - Herstellen eines Überdrucks in dem zweiten Materialtank (10),
    - Öffnen des ersten Verschlusses (9) zwischen dem ersten und zweiten Materialtank (8, 10).
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem nach dem Schließen des ersten und zweiten Verschlusses (16a, 16b) und vor dem Öffnen des dritten Verschlusses (9) ein Überdruck in dem ersten Materialtank (8) erzeugt wird.
  17. Verfahren zur Herstellung von Materialsäulen im Boden von Gewässern, das folgende Merkmale aufweist:
    - Bereitstellen einer Vorrichtung mit einem ersten Materialtank (8), einem mit dem ersten Materialtank (8) verbundenen zweiten Materialtank (10), einem mit dem zweiten Materialtank (10) verbundenen Tiefenrüttler (11), einem an den zweiten Materialtank (10) angeschlossenen Kompressor, einer an den ersten Materialtank (8) angeschlossenen ersten und zweiten Zuführleitung (5, 6), und einem zwischen dem ersten und zweiten Materialtank (8, 10) angeordneten ersten Verschluss (9), wobei der erste Materialtank (8) eine erste Kammer (81), in welche die erste und zweite Zuführleitung (5, 6) münden und eine zweite Kammer (82) und einen zwischen der ersten und zweiten Kammer (81, 82) angeordneten weiteren Verschluss (46) aufweist,
    - Zuführen von Material über die erste Zuführleitung (5) in die erste Kammer (81) des ersten Materialtanks (8),
    - Öffnen des weiteren Verschlusses (46) bei geschlossenem ersten Verschluss (9), um Material der zweiten Kammer (82) zuzuführen,
    - Herstellen eines Überdrucks in dem zweiten Materialtank (10),
    - Öffnen des ersten Verschlusses (9) zwischen dem ersten und zweiten Materialtank (8, 10) und Schließen des weiteren Verschlusses (46) vor dem Öffnen des ersten Verschlusses (9).
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem der in dem ersten und/oder zweiten Materialtank (8, 10) erzeugte Druck größer ist als Wasserdruck an einer Materialaustrittsöffnung an einer Spitze (18) des Tiefenrüttlers (11).
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