DE69426150T2

DE69426150T2 - Groundwater drainage device

Info

Publication number: DE69426150T2
Application number: DE1994626150
Authority: DE
Inventors: Jesse Yang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 2001-06-07
Anticipated expiration: 2014-06-25
Also published as: DE69426150D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Grundwasserdrainagesystem, in dem ein unterirdisches Netzwerk mit Drainagestreifen Verwendung findet, das ein dreidimensionales Netzwerk zur Ableitung von Wasser im Boden bildet, sodass in der Erde angesammeltes Regen- und Grundwasser über diese Drainagevorrichtung ableitbar ist und somit in der Erde entstehender Wasserdruck vermindert, die Bodenstabilität erhöht wird und es zu keinen Erdbewegungen beispielsweise auf einem Baugelände kommt (vgl. WO 92/10615).The invention relates to a groundwater drainage system in which an underground network with drainage strips is used, which forms a three-dimensional network for draining water in the ground, so that rainwater and groundwater collected in the ground can be drained via this drainage device, thus reducing the water pressure that develops in the ground, increasing the stability of the ground and preventing any earth movements, for example on a construction site (cf. WO 92/10615).

Als Material für Netzwerke im Grundbau dient ein synthetisches Polymer, das ein Gitter oder eine Maschenstruktur bildet, wobei das synthetische Gitter aus dünnen, mittels einer Streckvorrichtung gemäß Fig. 1 gereckten Polymerstreifen gebildet wird, oder aus hochzugfesten Polyester- Faserbündeln hergestellt ist, die mit einer Polyethylenschicht gemäß den Fig. 2 und 3 umwickelt sind. Die zwischen Boden und Netzwerk entstehende Reibung verhindert Verwerfungen im Boden und Erdbewegungen auf einer Baustelle.The material used for networks in foundation engineering is a synthetic polymer that forms a grid or mesh structure, the synthetic grid being formed from thin polymer strips stretched using a stretching device as shown in Fig. 1, or from high-tensile polyester fiber bundles wrapped with a polyethylene layer as shown in Figs. 2 and 3. The friction that occurs between the ground and the network prevents distortions in the ground and earth movements on a construction site.

Bei der Verwendung von herkömmlichen Drainagegittern im Grundbau führt diese Form der Drainage zwischen dem Drainagegitter und dem Boden häufig zu gravierenden Veränderungen im Boden hinsichtlich Bodendruck, Bodenstabilität und zu Erdebewegungen auf einer Baustelle.When using conventional drainage grids in foundation engineering, this form of drainage between the drainage grid and the ground often leads to serious changes in the ground in terms of ground pressure, ground stability and earth movements on a construction site.

Wenn bei einem Grundbauprojekt im Boden angesammeltes Regen- und Grundwasser durch ein herkömmliches Gittersystem entfernt werden soll, um den Wasserdruck im Boden zu verringern, damit eine höhere Stabilität im Boden erreicht und Erdbewegungen auf dem Baugelände vermieden werden sollen, sind in der Regel Grundwasser-Drainagevorrichtungen, wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt, an der Sohle des Bauwerkes erforderlich, sodass das Wasser wirksam aus dem Erdreich abgeleitet werden kann.In a foundation engineering project, when rainwater and groundwater accumulated in the soil are to be removed through a conventional grid system in order to reduce the water pressure in the soil, achieve greater stability in the soil and avoid earth movements on the construction site, groundwater drainage devices, such as those shown in Fig. 4, are usually required at the base of the structure so that the water can be effectively drained from the soil.

Aus Kostengründen haben die im Boden verlegten Drainagerohre meist einen Abstand von drei bis vier Meter, was insofern ungünstig ist, als das Einbringen dieser Rohre aufwändig ist und das Wasser mit diesen Rohren wegen des zwischen ihnen vorhandenen Abstandes nicht effektiv entfernt werden kann, Hierdurch wird der Boden aufgeweicht und das sich schnell bildende drückende Wasser führt zu Erdbewegungen auf der Baustelle.For cost reasons, the drainage pipes laid in the ground are usually spaced three to four meters apart, which is disadvantageous because installing these pipes is laborious and the water cannot be effectively removed with these pipes due to the distance between them. This softens the ground and the rapidly forming water pressure leads to earth movements on the construction site.

Angesichts der aufgezählten Schwierigkeiten soll durch die vorliegende Erfindung ein Drainagegitter im Grundbau geschaffen werden, in dem jeder im Gitter vorhandene Streifen einen oder mehrere Drainagestränge aufweist, die in die Erde eingebettet werden und so ein dreidimensionales Drainagenetzwerk im Erdreich bilden, das im Boden angesammeltes Regen- und Grundwasser entfernt, um dadurch den auf den Boden wirkenden Wasserdruck zu mindern, sodass die Bodenstabilität erhöht und Erdbewegungen auf einer Baustelle vorgebeugt wird.In view of the difficulties listed, the present invention seeks to provide a drainage grid in foundation engineering, in which each strip present in the grid has one or more drainage strands which are embedded in the soil, thus forming a three-dimensional drainage network in the soil which removes rainwater and groundwater accumulated in the soil, thereby reducing the water pressure acting on the soil, thus increasing soil stability and preventing earth movements on a construction site.

Durch die Erfindung soll vornehmlich ein Drainagegitter geschaffen werden, mit Hilfe dessen ein effektives dreidimensionales Drainagesystem im Erdreich herstellbar ist.The invention is primarily intended to create a drainage grid with the aid of which an effective three-dimensional drainage system can be produced in the ground.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Drainagenetzwerkes, das wirksam anstelle einer üblichen herkömmlichen Rohranordnung, wie die sogenannten "Sickerrohre", einbringbar ist und mit dem Regen- und Grundwasser schnell und so gut wie vollständig abgeleitet werden kann.A further aim of the invention is to create a drainage network that can be effectively installed instead of a conventional pipe arrangement, such as the so-called "seepage pipes", and with which rainwater and groundwater can be drained quickly and almost completely.

Die Erfindung sieht eine Anordnung zur Grundwasserentwässerung vor, bestehend aus einer Anzahl von im Boden zu verlegenden Streifen, die ein wasserdurchlässiges Netzwerk oder eine Maschenstruktur bilden und ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drainagestreifen ein oder mehrere Bündel aus hochzugfesten Fasern umfasst und einen oder mehrere Drainagestränge, wobei ein oder mehrere der hochzugfesten Faserbündel in einem polymeren Material im Wege eines Formverfahrens eingebettet sind und einen Streifen bilden, wobei der Streifen mindestens einen eine Ausnehmung oder einen Kanal aufweisenden Abschnitt aufweist und ein oder mehrere Drainagestränge darin eingebracht sind.The invention provides an arrangement for groundwater drainage, consisting of a number of strips to be laid in the ground, which form a water-permeable network or mesh structure and is characterized in that each drainage strip comprises one or more bundles of high-tensile fibers and one or more drainage strands, wherein one or more of the high-tensile fiber bundles are embedded in a polymeric material by means of a molding process and form a strip, wherein the strip has at least one section having a recess or a channel and one or more drainage strands are introduced therein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben und dargestellt. Es zeigen:The invention is described and illustrated in more detail below with reference to the drawings of two embodiments. They show:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bekannte Ausführung eines Drainagesystems unter Verwendung eines aus länglichen dünnen Streifen aus einem polymeren Material gebildeten Gitters,Fig. 1 is a plan view of a known design of a drainage system using a grid formed from elongated thin strips of a polymeric material,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein bekanntes Gitter aus hochzugfesten Polyester-Faserbündeln, die mit einer Polyethylenschicht umwickelt sind,Fig. 2 is a plan view of a known grid made of high-tensile polyester fiber bundles wrapped with a polyethylene layer,

Fig. 3 einen Querschnitt des in Fig. 2 gezeigten Gitters,Fig. 3 is a cross-section of the grid shown in Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht eines bekannten "Sickerrohres",Fig. 4 a perspective, partially broken view of a known "drain pipe",

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Drainagegitters nach Beispiel 1 dieser Erfindung,Fig. 5 is a perspective view of a drainage grid according to Example 1 of this invention,

Fig. 5-1 eine Einzelansicht eines Drainagestreifens des Gitters aus Fig. 5,Fig. 5-1 a detailed view of a drainage strip of the grid from Fig. 5,

Fig. 6 eine Explosivansicht des Drainagestreifens aus Fig. 5-1,Fig. 6 is an exploded view of the drainage strip from Fig. 5-1,

Fig. 6-1 einen Querschnitt des Drainagestreifens aus Fig. 6,Fig. 6-1 a cross-section of the drainage strip from Fig. 6,

Fig. 6-2 ein Diagramm des Verhältnisses zwischen Dehnung und Zugfestigkeit der einzelnen Streifen aus unterschiedlichem Material, worin A Weichstahl, B das Drainagegitter gemäß der Erfindung, C Vliesmaterial und D ein Kunststoffgitter sind,Fig. 6-2 is a diagram of the relationship between elongation and tensile strength of the individual strips of different material, where A is mild steel, B is the drainage grid according to the invention, C is nonwoven material and D is a plastic grid,

Fig. 7 ein erfindungsgemäßes Drainagegitter nach Beispiel 1 in einer Stützwand eingebracht,Fig. 7 shows a drainage grid according to the invention according to Example 1 installed in a retaining wall,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Drainagestreifens im Drainagegitter gemäß Beispiel 2 der Erfindung,Fig. 8 is a perspective view of the drainage strip in the drainage grid according to Example 2 of the invention,

Fig. 8-1 eine Einzelansicht eines Drainagestreifens des Gitters aus Fig. 8,Fig. 8-1 a detailed view of a drainage strip of the grid from Fig.8,

Fig. 9 eine Explosivdarstellung des Drainagestreifens aus Fig. 8-1, undFig. 9 is an exploded view of the drainage strip from Fig. 8-1, and

Fig. 9-1 einen Querschnitt des Drainagestreifens aus Fig. 9.Fig. 9-1 a cross-section of the drainage strip from Fig. 9.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf die Fig. 5 bis 9-1 wird die Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben.With reference to the drawings and in particular to Figs. 5 to 9-1, the invention is described in more detail using examples.

example 1

Wie die Fig. 5 und 7 zeigen besteht das erfindungsgemäße Drainagegitter 5 aus einer Vielzahl von Drainagestreifen 50 in einer Netzwerkanordnung, wobei alle Streifen in einer gemeinsamen Ebene parallel zueinander im Abstand angeordnet sind und eine Matte mit querverlaufenden darunterliegenden Stützlatten 51 bilden, die Querträger bilden und mit den Streifen 50 an den Kreuzungspunkten verbunden sein können. Die Verbindung kann hier mit mechanischen Mitteln erfolgen wie Stiften oder durch Verschweißen oder Kleben. Wie die Fig. 5 und 5-1 zeigen, umfasst jeder Drainagestreifen einen mit einer Ausnehmung versehenen Streifen 511, zwei Paare hochzugfester Faserbündel 512 und 513 und einen Drainagestrang 514. Gemäß den Fig. 6 und 6-1 weisen die Teile des Streifens 501, die die Ausnehmung 502 begrenzen, zwei Satz hochzugfester Polyester-Faserbündel 512 und 513 auf, die in den Streifen 511 eingebettet sind und dies wird, wie Fig. 6-1 zeigt, über ein Formverfahren mit einer Formvorrichtung erreicht, in der die beiden Paare hochzugfester Polyester-Faserbündel 512 und 513 mit geeignetem Abstand in ein Polyethylenmaterial eingebettet sind. Mittig in dem Streifen 501 ist die Ausnehmung 502 vorgesehen, in der ein Drainagestrang 514 mit einem geeigneten Gerät eingebracht wird, sodass der komplette Drainagestreifen 50 entsteht.As shown in Figures 5 and 7, the drainage grid 5 according to the invention consists of a plurality of drainage strips 50 in a network arrangement, all of the strips being arranged parallel to one another in a common plane and forming a mat with transverse supporting slats 51 underneath which form cross beams and can be connected to the strips 50 at the crossing points. The connection can be made here by mechanical means such as pins or by welding or gluing. As shown in Figs. 5 and 5-1, each drainage strip comprises a recessed strip 511, two pairs of high tensile strength fiber bundles 512 and 513 and a drainage strand 514. According to Figs. 6 and 6-1, the parts of the strip 501 which define the recess 502 have two sets of high tensile strength polyester fiber bundles 512 and 513 embedded in the strip 511 and this is achieved, as shown in Fig. 6-1, by a molding process with a molding device in which the two pairs of high tensile strength polyester fiber bundles 512 and 513 are embedded in a polyethylene material at a suitable distance. The recess 502 is provided in the strip 501, into which a drainage strand 514 is inserted using a suitable device, so that the complete drainage strip 50 is created.

Polyethylen ist das Material für den die beiden Sätze der hochzugfesten Polyester-Faserbündel 512 und 513 aufnehmenden Körper, wobei erstere in einem geeigneten Abstand liegen und zwischen sich die Ausnehmung aufweisen. Die hochzugfesten Faserbündel 512 und 513 innerhalb des Streifens 501 weisen exzellente zweckdienliche Eigenschaften wie Dauerhaftigkeit, UV-Beständigkeit, chemische Beständigkeit, Bio-Beständigkeit und Zugfestigkeit auf. Wie Fig. 6-2 zeigt, besitzt das Fasermaterial eine mit Stahl vergleichbare Zugfestigkeit bei Dehnung bis auf etwa 20%. Aufgabe des Polyethylenstreifens 511 ist es, den Streifen formstabil zu halten und zu verhindern, dass die hochzugfesten Polyester-Faserbündel 512 und 513 bei ihrem Einsetzen beschädigt werden. Der Drainagestrang 514 in der Ausnehmung 502 in der Mitte des Streifens ist dazu da, Oberflächenwasser und Grundwasser aus dem Boden abzuleiten.Polyethylene is the material for the body accommodating the two sets of high-tensile polyester fiber bundles 512 and 513, the former being suitably spaced apart and having the recess between them. The high-tensile fiber bundles 512 and 513 within the strip 501 have excellent functional properties such as durability, UV resistance, chemical resistance, bio-resistance and tensile strength. As shown in Fig. 6-2, the fiber material has a tensile strength comparable to steel when stretched up to about 20%. The function of the polyethylene strip 511 is to keep the strip dimensionally stable and to prevent the high-tensile polyester fiber bundles 512 and 513 from being damaged during their insertion. The drainage line 514 in the recess 502 in the middle of the strip is designed to drain surface water and groundwater from the soil.

Das erfindungsgemäße Drainagegitter bietet folgende Vorteile:The drainage grid according to the invention offers the following advantages:

Die Gitterstruktur der Vorrichtung ermöglicht, dass es sich mit dem Boden fest verbindet und so eine Einheit bildet. Außerdem können im Boden auftretende Kräfte leicht in das Netzwerk abgeleitet und von diesem über die hochzugfesten Faserbündel aufgenommen werden.The grid structure of the device enables it to firmly bond with the ground and thus form a unit. In addition, forces occurring in the ground can easily be diverted into the network and absorbed by it via the high-tensile fiber bundles.

Herkömmliche hochzugfeste Materialien sind so ausgelegt, dass sie den Boden in Schichten teilen. Eine derartige Anordnung ist unerwünscht, weil Wasser und Luft im Boden unterhalb des hochzugfesten Materials verbleiben. Als Folge hiervon wird der Boden nicht nur nicht verfestigt, sondern die Sicherheit und die Stabilität des gesamten Bauwerks ist ebenfalls gefährdet. Bei Verwendung des vorliegenden Netzwerkes wird die Beschaffenheit nicht beeinträchtigt und die Homogenität des Bodens bleibt erhalten. Die oben beschriebenen Probleme werden vermieden.Conventional high-tensile materials are designed to divide the soil into layers. Such an arrangement is undesirable because water and air remain in the soil beneath the high-tensile material. As a result, not only is the soil not consolidated, but the safety and stability of the entire structure is also compromised. When using the present network, the quality is not affected and the homogeneity of the soil is maintained. The problems described above are avoided.

Example 2

Wie die Fig. 8 und 8-1 zeigen, besteht das Drainagegitter 8 aus diesem Beispiel aus einer Vielzahl von Drainagestreifen 80. Wie beim Beispiel 1 sind die Streifen 80 untereinander durch die Latten 51 verbunden. Gemäß den Fig. 9 und 9-1 weist der Drainagestreifen 80 eine seitliche Ausnehmung 802 im Streifen 811 auf, ein Paar hochzugfester Polyester-Faserbündel 812 und einen Drainagestrang 813. Der Streifen 801 mit einem darin eingebetteten Paar hochzugfester Polyester-Faserbündel 812 wird gemäß Fig. 9-1 durch ein Formverfahren gebildet unter Verwendung einer Formvorrichtung, in der die hochzugfesten Polyester-Faserbündel 812 in ein Polyethylenmaterial eingebettet werden. An einer Seite des Streifens 801 ist der Kanal 802 vorgesehen und ein Drainagestrang 813 wird direkt in diesen Kanal 802 in dem Streifen 801 eingebracht, um so den kompletten Drainagestreifen 80 zu ergeben.As shown in Figs. 8 and 8-1, the drainage grid 8 of this example consists of a plurality of drainage strips 80. As in Example 1, the strips 80 are connected to each other by the slats 51. As shown in Figs. 9 and 9-1, the drainage strip 80 has a side recess 802 in the strip 811, a pair of high-tensile polyester fiber bundles 812, and a drainage strand 813. The strip 801 with a pair of high-tensile polyester fiber bundles 812 embedded therein is formed as shown in Fig. 9-1 by a molding process using a molding device in which the high-tensile polyester fiber bundles 812 are embedded in a polyethylene material. On one side of the strip 801, the channel 802 is provided and a drainage strand 813 is introduced directly into this channel 802 in the strip 801 to form the complete drainage strip 80.

Die in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Drainagegitter liefern im wesentlichen identische Ergebnisse und unterscheiden sich nur hinsichtlich Form und Anordnung des Drainagesteifens. Der in den vorliegenden Drainagegittern verwendete Drainagestrang besteht aus einem porösen Material, durch das Wasser frei durchfließen kann und kann aus Polypropylen oder Polyethylen als durchlässigem Schaum oder Schwamm bestehen. Ist das Drainagegitter 5 mit dem genannten Drainagestrang in den Boden 72 eingelassen, wie beispielsweise Fig. 7 zeigt, kann einsickerndes Regenwasser und Grundwasser in die Rohre 70 abgeleitet und schnell durch den Sammeldrain 71 mit vorgefertigter Betonkante 73 entfernt werden, sodass sich der Wasserdruck im Boden verringert, die Bodenstabilität erhöht wird und Erdbewegungen auf der Baustelle vermieden werden. Das Netzwerk besteht aus mehreren jeweils übereinander angeordneten Einheiten 5.The drainage grids described in Examples 1 and 2 provide essentially identical results and differ only in the shape and arrangement of the drainage strip. The drainage strip used in the present drainage grids consists of a porous material, through which water can flow freely and can be made of polypropylene or polyethylene as a permeable foam or sponge. If the drainage grid 5 with the drainage line mentioned is embedded in the ground 72, as shown for example in Fig. 7, seeping rainwater and groundwater can be drained into the pipes 70 and quickly removed through the collecting drain 71 with prefabricated concrete edge 73, so that the water pressure in the ground is reduced, the ground stability is increased and earth movements on the construction site are avoided. The network consists of several units 5 arranged one above the other.

Das komplette Netzwerk ist so konstruiert, dass zum Versand an den Einsatzort das Gitter großflächig aufgewickelt werden kann und anschließend dort durch Abwickeln eingebracht wird.The entire network is designed in such a way that the grid can be rolled up over a large area for shipping to the site and then unrolled to be installed there.

Das Drainagegitter mit dem in den Drainagestreifen eingebetteten Drainagestrang hat noch weitere Vorteile. Insbesondere kann der Grund, in den das erfindungsgemäße Drainagenetzwerk eingebracht ist, von Regenwasser und Grundwasseransammlungen freigehalten werden. Außerdem erübrigt sich die Verlegung von unterirdischen Drainagerohren (Sickerrohre), was die Herstellungskosten verringert.The drainage grid with the drainage line embedded in the drainage strip has further advantages. In particular, the ground into which the drainage network according to the invention is installed can be kept free of rainwater and groundwater accumulations. In addition, the laying of underground drainage pipes (seepage pipes) is no longer necessary, which reduces production costs.

Die obenstehenden praktischen Beispiele sind besondere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drainagenetzwerkes. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese praktischen Beispiele beschränkt.The above practical examples are particular embodiments of the drainage network according to the invention. The invention is, however, not limited to these practical examples.

Claims

1. Arrangement for groundwater drainage consisting of a number of strips to be laid in the ground, which form a water-permeable network or a mesh structure, characterized in that each drainage strip (50, 80) comprises one or more bundles of high-tensile fibers (512, 513; 812) and one or more drainage strands (514; 813), wherein one or more of the high-tensile fiber bundles (512, 513; 812) are embedded in a polymeric material (511; 811) by means of a molding process and form a strip, wherein the strip (50, 80) has at least one section (502; 802) having a recess or channel and one or more drainage strands (514; 813) are introduced therein.

2. Arrangement for groundwater drainage according to claim 1, characterized in that a multiplicity of strips (50, 80) are arranged in a common plane parallel to one another at a distance and are connected to one another to form a mat.

3. Arrangement for groundwater drainage according to claim 2, characterized in that the strips (50, 80) are connected by crossbars (51) in a parallel arrangement and at a distance.

4. Arrangement for groundwater drainage according to one of the preceding claims, characterized in that each drainage strip (50, 80) has two parallel longitudinally extending fiber bundles (512, 513; 812), and that the strip is connected by a molding process which encloses the bundles.

5. Arrangement for groundwater drainage according to one of the preceding claims, characterized in that the strip (80) has a recess (802) on one side in the longitudinal direction for receiving the strand (813).

6. Arrangement for groundwater drainage according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the strip (50) has a channel (502) on its upper side for receiving the strand (514).

7. Arrangement for groundwater drainage according to claim 6, characterized in that two pairs of parallel fiber bundles (512 and 513) are provided, one on each side of the channel (502).

8. Arrangement for groundwater drainage according to one of the preceding claims, characterized in that the network is supplied in roll form and can be unwound at the place of use.

9. A ground surface comprising a plurality of drainage nets according to any preceding claim, wherein the nets are embedded in the ground in the same plane spaced and vertically superimposed.