DE4409008C2 - Tiefenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tiefenverdichter für die Verdich­ tung tiefliegender Bodenschichten, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aufgrund gestiegener Verkehrslasten besteht häufig das Problem, daß die Tragfähigkeit des Untergrunds nicht mehr aus­ reichend ist. Dies gilt sowohl bei Neubaustrecken als auch bei Umrüstung auf höherwertige Gleisanlagen, wenn beispielsweise eine Gleisstrecke ICE-tauglich gemacht werden soll, oder nun­ mehr durch Schwerlast-Güterverkehr befahrbar sein soll.

In diesen Fällen ist es erforderlich, eine Verdichtung der tiefliegenden Grundschichten vorzunehmen, wozu bislang stets die oberen Schichten, ggf. einschließlich des bereits liegen­ den Schotterbetts, abgetragen wurden und jede Schicht in der Höhe von z. B. 30 bis 50 cm separat verdichtet worden ist.

Dieses Verfahren ist zum einen sehr arbeitsaufwendig und zeit­ raubend, zum anderen dann nicht möglich, wenn während der Gleisbauarbeiten auf einem parallel verlaufenden Gleis in unmittelbarer Nähe starker Verkehr herrscht. In solchen Fällen hat man sich häufig mit Hilfskonstruktionen beholfen, indem nämlich eine Spundwand oder ein Verbau vorgesehen wird, was weiteren Aufwand bedingt.

Aus der US 3 865 501 ist es bekannt, einen Tiefenverdichter mit einem Schaft auszustatten, an welchem ein Verdichtungs­ element angeschlossen ist. Bei dieser Vorrichtung wird der Schaft in Schwingungen versetzt und die Verdichtung erfolgt über sechs oder acht sternförmig an einem Rohr nach außen abstehende Platten, die das Verdichtungselement bilden und zur Verdichtung in Resonanzschwingungen versetzt werden. Um während des Eindringens keine allzu hohe Verdichtung zu erzeugen, wird die Schwingfrequenz zu diesem Zeitpunkt halbiert und erst in der gewünschten Zieltiefe wird die Resonanzfrequenz angesteuert. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß das Verdichtungselement nach erfolgtem Verdichten häufig schwer entfernbar ist, zumal durch die Resonanz­ schwingungen gerade im unmittelbar an die Flügel angrenzenden Bereich Verdichtungszonen erzeugt werden.

Ein weiteres Problem besteht bei Böden, die eine körnige Grundstruktur aufweisen, so daß Resonanzschwingungen aufgrund der starken Dämpfung durch die Böden nur schlecht übertragen werden können. In solchen Fällen sieht die Lösung gemäß der US 3 865 501 vor, durch Wasserzugabe die Übertragungskräfte zu erhöhen. Diese Maßnahme gelingt jedoch dann nicht, wenn beispielsweise oberhalb der zu verdichtenden Schicht eine was­ serundurchlässige Schicht, wie eine Tonschicht, liegt, so daß die darunter befindliche Schicht dann nicht ausreichend ver­ dichtet werden kann. Während die Verdichtungswirkung bei der Lösung gemäß der genannten US-Patentschrift bei einheitlichem Bodengefüge gut ist, ist sie bei geschichteter Bodenstruktur, beispielsweise wenn sich lockere körnige Schichten mit zäheren Schichten (Lehm usw.) abwechseln, unbefriedigend.

Aus der DE-OS-28 56 144 ist ein Tiefenverdichter bekannt, bei dem die Rüttelwirkung auf rolligen Böden verbessert werden soll, indem ein Kohäsion erzeugendes Material eingepumpt wird. Die verwendeten Flaschenrüttler bilden dabei jeweils für sich eine Rüttlereinheit.

Schließlich zeigt die DD 62 261 einen gattungsgemäßen Tiefen­ verdichter, bei dem stabförmige Verdichtungsorgane als so­ genannte Sondenrohre ausgebildet sind, die an ihrem unteren Ende jeweils einen Rüttelkorb mit einer integrierten, elektrisch betriebenen Rüttelflasche aufweisen. Die Sondenrohre sind an einer Grundplatte lose hängend unter­ einander horizontal und vertikal verstellbar angeordnet. Sie werden mittels eines Einspülsystems auf den Verdichtungshori­ zont niedergebracht.

Beim Verdichten bildet jedes Sondenrohr eine selbständige Verdichtungseinheit. Von Nachteil ist dabei, daß die bekannte Einrichtung nur für locker gelagerte, nicht- oder schwach­ bündige Böden geeignet ist und eine gleichmäßige Verdichtung über die Fläche des Verdichtungshorizonts nicht möglich ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Tiefenverdichter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, der abhängig von der Bodenstruktur ist und mit welchem eine homogene großflächige Tiefenverdichtung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Erfindungsgemäß weist das Verdichtungselement mindestens zwei im wesentlichen gleiche, nach unten hängende Verdichtungsfin­ ger auf. Die Verdichtung ist im Bereich zwischen den Verdich­ tungsfingern und in dem hierzu benachbarten Bereich überra­ schend gut, wobei dem Kompressionsgrad zugute kommt, daß die Verdichtungsfinger beim Eindringen des Tiefenverdichters zu­ nächst eine horizontale Vorverdichtung bewirken und das ober­ halb der Verdichtungsfinger befindliche Joch, auch wenn es nicht bis in den Verdichtungsbereich selbst nach unten geführt wird, aufgrund der über seine Stampffläche erzeugten Drücke eine vertikale Nachverdichtung bewirkt. Die Unabhängigkeit der Verdichtwirkung von der Bodenstruktur ist aufgrund der. Kombination horizontaler und vertikaler Verdichtungskräfte verbessert und auch bei körnigem Boden erfolgt kein seitliches Ausweichen der zu verdichtenden Bereiche, nachdem diese von den mindestens zwei sich nach unten erstreckenden Ver­ dichtungsfingern zangenartig umklammert werden. Dir Ver­ dichtungsfortschritt kann dabei überlappend erfolgen, so daß der hinterste Verdichtungsfinger je stets in das Loch einge­ führt wird, das durch den vordersten Verdichtungsfinger be­ lassen wurde. Ein seitliches Ausweichen der zu verdichtenden Schichten ist dann sicher verhindert, wobei es auch möglich ist, ein elastisch oder zumindest beweglich aufgehängtes Schutzrohr in das vorderste Loch des vorigen Verdichtungs­ abschnitts einzuführen, so daß der augenblickliche Ver­ dichtungsvorgang nicht dazu führt, daß Bodenmaterial in das zuvor erstellte Loch hineingedrückt wird.

Ferner ist es von Vorteil, daß mit dem erfindungsgemäßen Verdichtungselement in tiefen Bereichen das Bodenmaterial komprimiert wird, indem es von drei Seiten her verdichtet wird. Durch die beispielsweise von einer Ramme eingeleiteten Schläge auf den Schaft des Tiefenverdichters wird das Ver­ dichtungselement nicht nur nach unten getrieben, sondern es werden auch Schwingungen der Verdichtungsfinger mit ihrer Eigenfrequenz erzeugt, die auch zur Verdichtung beitragen und die das Herausziehen des Tiefenverdichters erleichtern.

Der erfindungsgemäße Tiefenverdichter ist nicht auf die Ver­ wendung bei der Verdichtung von Schottergründungen beschränkt. Vielmehr ist es möglich, die erfindungsgemäße Tiefenverdich­ tung in allen Bereichen des Erdbaus einzusetzen, so beispiels­ weise für die Erstellung von Dammschüttungen, bei der Erstel­ lung von Geländeeinschnitten zur Verfestigung der Tiefen­ schichten sowie bei der Erstellung von zu verfestigenden Un­ tergründen für den Straßenbau, aber auch beispielsweise für die Bodenmelioration. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren der Tiefenverdichtung eingesetzt wird, läßt sich die Standfläche zum Beispiel für Bohrplattformen oder ähnliche Bauwerke ver­ bessern und Belastungen durch Hochbauwerke lassen sich in kon­ struktiv vereinfachter Weise auffangen, wenn erfindungsgemäß die Bodenpressung durch die Tiefenverdichtung erhöht wird.

Ferner ist damit daß nicht lediglich natürliches Erdreich verdichtbar, sondern beispielsweise auch Verfüllmaterial aus gemahlenen oder gebrochenen Beton- oder Schlackenstoffen und aus entsprechenden Kunststoffen. Die erfindungsgemäße Tiefen­ verdichtung läßt sich auch in wasserführenden Schichten und gewünschtenfalls auch unterhalb wasserführender Horizonte erfolgreich einsetzen.

Bei der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß An­ spruch 2 kann die Konizität so gewählt werden, daß es nicht erforderlich ist, daß das Joch den Boden berührt. Der Konus bewirkt eine Vorverdichtung, die um so stärker ist, je größer der Konuswinkel ist, was jedoch die Arbeitsgeschwindigkeit reduziert. Dementsprechend sollte der Konuswinkel bei 135° liegen.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 fußt auf der Erkenntnis, daß der Verdichtungsgrad davon beeinflußt wird, wie groß der Abstand zwischen den Verdichtungsfingern im Verhältnis zu ihrem Durchmesser ist. Bei bereits vorver­ dichtetem Boden müssen z. B. lediglich wenige Verdichtungs­ finger mit geringem Durchmesser - bezogen auf ihren Abstand - verwendet werden.

Durch die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist es möglich, die Anzahl, die Anordnung sowie die Ausgestaltung der Verdichtungsfinger jeweils an die gewünschten Verhältnisse anzupassen.

Den Weiterbildungen nach den Ansprüchen 4 und 6 liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Verhältnis zwischen Vor- und Nachverdichtung über die Länge der Verdichtungsfinger ein­ stellbar ist und die Nachverdichtung vorteilhaft über eine Stampffläche unten an dem Joch erfolgt, die bevorzugt V-förmig ausgestaltet ist, so daß das Eindringen des Jochs in den Boden erleichtert ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tiefenverdichters ist das Verdichtungs­ element über den Schaft an einen Vibrationserreger ange­ schlossen, dessen Frequenz steuerbar ist. Damit läßt sich die Frequenz der eingeleiteten Schwingungen in weiten Grenzen steuern, was zu entsprechenden Ausdehnungsmöglichkeiten des Schwingungsfeldes in alle Richtungen führt. Hierdurch ist auch der Grad der erfindungsgemäß bewirkten Kornumlagerung steuer­ bar, was unmittelbare Auswirkungen auf die Dichte und Tragfä­ higkeit der bearbeiteten Massen hat.

Bei der weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 12 können die zwei oder mehr Vibrationserreger sowohl einzeln gesteuert werden, wodurch sich die Taktfolge der ein­ geleiteten Schwingungen erhöhen läßt, als auch zueinander syn­ chron angesteuert werden, was die Leistung der jeweils einge­ leiteten und abgegebenen Schwingungen erhöht. Ein derartiges System läßt sich besonders günstig einsetzen, wenn mehrere Vi­ brationsfinger nicht nur nebeneinander, sondern hintereinander eingesetzt werden. Dabei ist es möglich, die mehrfach einge­ leiteten Schwingungen dergestalt auszunutzen, daß der im Raum zwischen den Vibrationsfingern unter den Vibrationserregern befindliche Boden einer besonders starken Verdichtung unter­ zogen wird. Durch die eingeleiteten Schwingungen werden die Verdichtungsfinger auch horizontal ausgelenkt, wobei das umgebene Erdreich allseits besonders stark verdichtet wird.

Als Vibrationserreger werden bevorzugt Vibrationsrammen vorgesehen, die gewöhnlich niederfrequent arbeiten, jedoch lassen sich mit Erfolg Hochfrequenz-Vibrationserreger ein­ setzen, wobei etwaige Interferenzen aufgrund der bestehenden Schwingungsmaxima die Kornumlagerung und damit die Verdichtung besonders fördern.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht eines erfin­ dungsgemäßen Tiefenverdichters,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tiefenverdichters, unter Darstellung des unteren Endes eines Verdichtungsfingers in teilwei­ se aufgebrochener Ansicht und

Fig. 3 eine Ansicht entlang der Linie III-III aus Fig. 2.

Ein Tiefenverdichter 10 weist einen Schaft 12 und ein Verdich­ tungselement 14 auf, das aus einem Joch 18 und im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vier Verdichtungsfingern 20 besteht. Das Joch 18 ist an dem Schaft 12 angeschweißt, wobei die Verbindung zwischen Joch 18 und Schaft 12 zusätzlich über Knickschutzstäbe 22 und 24, die schräg zwischen Schaft und Joch verlaufen, verstärkt ist. Der Schaft 12 besteht aus einem massiven Rohr und hat an seinem Einspannende eine Aufnahme 26 für eine an sich bekannte Vibrationsramme. Es versteht sich, daß anstelle der dargestellten Aufnahme auch andere geeignete Aufnahmen verwendet werden können. Die Aufnahme muß jedoch auch Zugkräfte übertragen können, um den Tiefenverdichter nach erfolgter Verdichtung aus dem Boden entfernen zu können. Wenn zur Lockerung des eingetriebenen Tiefenverdichters für das Vorbereiten des Herausziehens die Aufnahme nach beiden Seiten bewegt wird, wird die Verbindung zwischen Joch und Schaft auf Biegung belastet. In diesem Falle kommen die Knickschutzstäbe 24 zum Einsatz, die so verschweißt sind, daß sie unter Zugbe­ lastung die jeweiligen Knickkräfte aufzunehmen vermögen.

Das Joch 18 ist als Querbalken ausgebildet und weist an seiner Unterseite Aufnahmen für die Verdichtungsfinger 20 auf. Die Verdichtungsfinger 20 können entweder an dem Joch verschweißt sein oder in stabilen Steckaufnahmen austauschbar gehalten sein. In jedem Falle ist es bevorzugt, eine Lagerung sowohl an dem unteren Ende 30 als auch an dem oberen Ende 32 der Steck­ aufnahme 34 vorzusehen, um so etwaige seitliche Momente gut abstützen zu können. Seitliche Momente können beim Eindringen in den Boden durch unterschiedliche Bodenstrukturen auf die Verdichtungsfinger 20 eingeleitet werden, so daß es günstig ist, wenn die Höhe der Steckaufnahme 34 nicht weniger als ein Zehntel der Länge des Verdichtungsfingers 20 und bevorzugt etwa ein Viertel dieser Länge beträgt, wenn die Verdichtungs­ finger 20 lösbar sind, oder ein Achtel, wenn die Verdichtungs­ finger 20 verschweißt sind.

Das erfindungsgemäße Joch weist an seinem unteren Ende seit­ lich zwischen den Verdichtungsfingern 20 jeweils Stampfflächen 36 auf, die im wesentlichen V-förmig ausgestaltet sind, so daß sich unten an dem Joch 18 eine Eindringkante 38 ergibt. Der Winkel des V soll mehr als 90°, vorzugsweise 135° betragen, wobei auch beliebige andere geeignete Ausgestaltungen möglich sind, beispielsweise auch ein Radius oder eine entsprechende Verjüngung zwischen den Steckaufnahmen 34 über die Breite des Jochs 18. Im Beispielsfalle ist der Abstand der beiden mitt­ leren Verdichtungsfinger 20 geringer als der Abstand zwischen je einem mittleren und dem je äußeren Verdichtungsfinger. Durch diese Ausgestaltung wird in der Mitte, also unterhalb des Schaftes 12 jeweils die stärkste Kompression erzeugt. Auch eine rastertreue Anbringung der Verdichtungsfinger 20 ist möglich, und auch, daß die Anzahl der Verdichtungsfinger 20 nach den Erfordernissen gewählt wird und beispielsweise sogar auch acht oder zehn betragen kann.

Jeder Verdichtungsfinger weist an seinem unteren Ende einen Konus 40 auf, mit dem das den Verdichtungsfinger 20 bildende Rohr unten abgeschlossen ist. Der Konus 40 erleichtert das Eindringen jedes Verdichtungsfingers 20 in den Boden.

Im Betrieb wird nun der Tiefenverdichter 10 entweder in Zeich­ nungsrichtung oder seitlich bewegt. Bei Bewegung in Zeich­ nungsrichtung ist es bevorzugt, daß die bei einem Verdich­ tungsvorgang erzeugten Löcher vor Einleitung des nächsten Verdichtungsvorgangs mit Schotter oder dergleichen aufgefüllt werden, um so zu verhindern, daß sie durch den folgenden Ver­ dichtungsvorgang einbrechen. Bei Bewegung seitlich kann hin­ gegen auch ein überlappendes Fortschreiten gewählt werden, so daß der zu verdichtende Bereich seitlich stets einegklammert ist und nicht ausbrechen kann.

Bei einer abgewandelten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tiefenverdichters 10 ist es vorgesehen, wenigstens eine Injek­ tionsdüse 42 an der Spitze mindestens eines Verdichtungsfin­ gers 20 vorzusehen. Auch mehr als ein Verdichtungsfinger 20 kann verwendet werden und auch mehr als eine Injektionsdüse 42 pro Verdichtungsfinger 20 kann vorgesehen werden. Ferner ist es möglich, daß neben der hier dargestellten verschließbaren Ausgestaltung der Injektionsdüse 42 auch eine unverschlossene, insbesondere, mit einer Abweisfläche versehene Injektionsdüse verwendet wird, die bei der Einleitung der erfindungsgemäß vorgesehenen Vibrationen bzw. Schwingungen nicht leicht verstopft.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine Injektionsdüse 42 eine Mehrzahl von Einzeldüsen 44, 46, 48 auf, die jeweils am Umfang und am unteren Ende des Ver­ dichtungsfingers 20 angeordnet sind. Die Einzeldüsen 44, 46, 48 sind jeweils vertikal schlitzförmig ausgebildet, so daß sie im Verhältnis zu ihrer Querschnittsfläche nur eine geringe Zusatzreibung beim erfindungsgemäßen Verdichten über die eingeleiteten Schwingungen bieten. In dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel enden die Einzeldüsen 44, 46, 48 mit der Oberkante des Spitzenkonus 40 des Verdichtungsfingers 20 und erstrecken sich ca. 15 cm nach oben. Es ist eine Mehrzahl von Einzeldüsen 44, 46, 48 vorgesehen, die jeweils um den Umfang des Verdichtungsfingers 20 verteilt sind, ohne daß eine gleichmäßige Verteilung unbedingt notwendig wäre.

Die Injektionsdüse 42 weist einen Verschluß 50 auf, mit wel­ chem sie verschließbar ist. Auch wenn ein Drehverschluß im Grunde einsetzbar ist und lediglich eine geringe Verdrehung aufgrund der vertikalen Ausrichtung der Schlitze 44 bis 48 er­ fordert, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein axial verschieblicher Verschluß vorgesehen, der im wesentli­ chen aus einem Zylinder besteht, der sich an den Innenumfang des Verdichtungsfingers 20 anlehnt. Der Verschluß 50 liegt un­ ten auf einem Abweiskonus 52 auf, der dem Konus 40 gegenüber­ liegend am unteren Ende des Verdichtungsfingers 20 angebracht ist und der Ableitung des im Inneren des Verdichtungsfingers 20 befindlichen Injektionsmaterials dient.

Für die Führung des Verschlusses 50 sind an dem Innenumfang des Verdichtungsfingers 20 Steuerzapfen 54 angeschweißt, deren Ausgestaltung aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Steuerzapfen 54 wirken mit zwei Steuerelementen 56 zusammen, die einander gegenüberliegend am Innenumfang des Verschlusses 50 angebracht sind. Nachdem aufgrund der vertikalen Schwingungen die Halte­ kräfte für die träge Masse des Verschlusses 50 abgestützt werden müssen, ist es günstiger, zwei einander gegenüber­ liegende Verankerungen und Steuerelemente 56 zu verwenden.

Die Steuerelemente 56 bewirken im Normalzustand eine Arretie­ rung zwischen Verschluß 50 und Verdichtungsfinger 20. Bei Zug an einem Steuerkabel 58 wird die Verbindung gelöst und über das gleiche Steuerkabel 58 läßt sich der Verschluß 50 so weit anheben, daß die Injektionsdüse 42 vollständig freigegeben wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird lediglich ein Steuerkabel 58 verwendet, und das weitere Steuerelement 56 ist über Mitnehmer 60 mit dem gegenüberliegenden Steuerelement 56 verbunden, so daß eine Schwenkbewegung des Steuerelements 56 um seine Achse 62 auch zu einer entsprechend symmetrischen Schwenkbewegung des gegenüberliegenden Steuerelements 56 führt. Das Steuerelement 56 ist im Grunde als Hebelscheibe ausgebildet, wobei die Ausgestaltung aus Fig. 3 besser er­ sichtlich ist. Das Steuerelement 56 weist an seinem unteren Ende eine Schließfalle 64 auf, die den Steuerzapfen 54 hinter­ greift. Oben und unten, aber auch seitlich ist das Steuerele­ ment 56 jeweils stark angefast, so daß es geringe Angriffs­ flächen für das eindringende Injektionsmaterial bietet.

Die Achse 62 lagert die Hebelscheibe oder das Steuerelement 56 auf dem Verschluß 50. Der Verschluß 50 ist - wie aus Fig. 3 ersichtlich - im Bereich der Schließfalle 64 und unterhalb derselben mit einem Schlitz 66 versehen, der sich nach oben verbreitert und dann spitz zuläuft. Die Verbreiterung des Schlitzes 66 ermöglicht die seitliche Auslenkung der Hebel­ scheibe 56 beim Zug an dem Steuerkabel 58. Das Eigengewicht des Verschlusses 50 ist so groß im Verhältnis zum Gewicht des Steuerelements 56, daß beim Zug an dem Steuerkabel 58, das an einem Gelenkpunkt 68 an der Hebelscheibe 56 angelenkt ist, die Hebelscheibe 56 zunächst im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, so daß die Schließfalle 64 von dem Steuerzapfen 54 freikommt. Der Schließzapfen 54 weist eine obere Schrägfläche 70 auf, die beim erneuten Absenken des Verschlusses 50 die Auslenkung der Hebelscheibe unter Verschwenkung der Schließfalle 64 erleich­ tert. Eine entsprechende, für das Gleiten an der Schrägfläche 70 geeignet ausgebildete Schrägfläche 72 findet sich unten rechts an der Schließfalle 64. Der Schlitz 66 läuft oben eben­ falls der Schrägfläche 70 entsprechend zu. Im verschlossenen Zustand der Schließfalle 64 ist dadurch der Steuerzapfen 54 zwischen der Schließfalle 64 und der oberen Schrägfläche des Schlitzes 66 eingeklemmt, wobei die betreffenden Sitzflächen gewünschtenfalls mit Dämpfungsmaterial, wie mit einer Gummi­ schicht, beschichtet sein können. Es muß jedoch sichergestellt sein, daß ein freies Ausschwenken der Schließfalle 64 durch das Sitzmaterial nicht beeinträchtigt wird.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel erfordert lediglich die Verwendung eines Steuerkabels 54 für die Ausübung der Schließ­ funktion wie auch für das Anheben des Verschlusses 50. Es versteht sich, daß gewünschtenfalls anstelle des einen Steu­ erkabels 58 auch zwei einander gegenüberliegende Steuerkabel an den beiden Steuerelementen 56 angebracht sein können. Ferner kann der Verschluß 50 über die axiale Länge im darge­ stellten Ausführungsbeispiel hinaus verlängert sein um die Verkantungsneigung aufgrund des einseitig angebrachten Steuer­ kabels 58 beim Heraufziehen zu minimieren. Ferner müssen die Mitnehmer 60 nicht wie dargestellt angefast sein, sondern sie können auch lediglich als Runddrähte ausgebildet sein.

Bei der Montage eines erfindungsgemäßen Steuerelements 56 ist es bevorzugt, zunächst den Verschluß 50 samt dem Steuerelement 56 einzubringen, bevor der Abweiskonus 52 und dann der Konus 40 aufgeschweißt wird. Stattdessen ist auch die Einheit aus Abweiskonus 52 und Konus 40 auf das untere Ende des Ver­ dichtungsfingers 20 aufschraubbar, wenn zu Wartungszwecken ein freier Zugriff auf den Verschluß 50 ermöglicht werden soll.

Anstelle des dargestellten Verschlusses kann auch ein beliebiger anderer geeigneter Verschluß verwendet werden. Beispielsweise können die Konusflächen des Konus 40 schwenk­ beweglich gelagert sein, so daß das Injektionsmaterial, das unter hydraulischem Druck im Inneren des Verdichtungsfingers 20 steht, ein Öffnen des Konus ermöglicht. Wenn der Ver­ dichtungsfinger herausgezogen wird, verbleibt der Konus dann offen und kann nach dem Herausziehen mechanisch oder ge­ wünschtenfalls auch mittels eines entsprechenden Elektro­ magneten verschlossen werden.

Claims (15)

1. Tiefenverdichter für die Verdichtung tiefliegender Boden­ schichten, mit einer Tragvorrichtung, mit welcher ein Mittelteil insbesondere einstückig verbunden ist und mit mindestens zwei stabförmigen Verdichtungsorganen, die sich an der von der Tragvorrichtung abgewandten Seite von dem Mittelteil wegerstrecken, dadurch gekennzeich­ net, daß die Tragvorrichtung als Schaft (12) und das Mittelteil als Joch (18) ausgebildet ist, an dem die Verdichtungsorgane als mit dem Joch (18) fest verbundene Verdichtungsfinger (20) angeordnet sind und mit dem Joch (18) ein einheitlich zusammenwirkendes Verdichtungselement (14) bilden.

2. Tiefenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsfinger (20) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind und an ihrem unteren Ende in einem Konus (40) enden, der einen Konuswinkel von vorzugsweise mehr als 90°, insbesondere etwa 135°, aufweist.

3. Tiefenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verdichtungsfinger (20) mit einer lichten Weite voneinander angeordnet sind, die dem einfachen bis vier­ fachen, insbesondere dem doppelten ihres Durchmessers ent­ spricht.

4. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verdichtungsfinger (20) eine Länge aufweist, die dem dreifachen bis zwanzigfachen, insbe­ sondere dem sieben- bis achtfachen seines Durchmessers ent­ spricht.

5. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vier bis acht, insbesondere vier Verdichtungsfinger (20) nebeneinander vorgesehen sind, wobei der Abstand der beiden mittleren Verdichtungsfinger (20) ge­ ringer als der Abstand der mittleren Verdichtungsfinger (20) von den seitlichen Verdichtungsfingern (20) ist.

6. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (18) sich quer über alle Verdichtungsfinger (20) erstreckt und unten eine Stampffläche (36) aufweist, die für das Eindringen in den Boden geeignet ausgestaltet ist und insbesondere nach unten spitz zuläuft.

7. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsfinger (20) an dem Joch (18)lösbar befestigt sind und Anzahl und Dicke der Ver­ dichtungsfinger (20) an den Vorverdichtungsgrad der zu ver­ dichtenden Bodenschichten anpassbar ist.

8. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (12) zusätzlich über Knickschutzstäbe (22, 24) mit dem Joch (18) verbunden ist, mit welchen eine ungleiche Belastung der Verdichtungsfinger (20) aufgrund unterschiedlicher Bodengegebenheiten sowie eine et­ waige Seitenkraft beim Herausziehen des Tiefenverdichters (10) abfangbar ist.

9. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante (38) des Jochs etwa auf halber Höhe der Gesamterstreckung des Tiefenverdichters (10) liegt.

10. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Tiefenverdichter (10) 20 bis 150%, vorzugsweise 50 bis 90% und insbesondere etwa 70% des Abstands zwischen dem Einspannende des Schaftes (12) und dem unteren Ende der Verdichtungsfinger (20) beträgt.

11. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungselement (14) über den Schaft an einen Vibrationserreger angeschlossen ist, dessen Frequenz steuerbar ist.

12. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Vibrations­ erreger vorgesehen sind, die entweder unabhängig voneinander, phasenverschoben gegeneinander oder synchron zueinander an­ gesteuert sind wobei jeder Vibrationserreger über den Schaft (12) auf das jeweils zugeordnete Verdichtungselement (14) ein­ wirkt.

13. Tiefenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Verdichtungsfinger (20) hohl ausgebildet ist, der eine Injektionsdüse (42) auf­ weist.

14. Tiefenverdichter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsdüse (42) im unteren Bereich des Ver­ dichtungsfinger (20) vorgesehen ist und daß sie über einen Verschluß (50) während der Einleitung von Schwingungen in das Verdichtungselement (14) verschließbar ist.

15. Tiefenverdichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verschluß (50) eine Steuerung aufweist, mit wel­ cher er entweder durch den Druck von Injektionsmaterial oder durch mechanisch oder elektromechanisch wirkende Steuerungs­ elemente (56) bei Bedarf öffenbar ist und so steuerbar ist, daß er während des Herausziehens des Verdichtungsfinger (20) offen bleibt.