| WO1993005242A2 | 1993-03-18 |
| US3746100A | 1973-07-17 | |||
| US3914948A | 1975-10-28 | |||
| US3647003A | 1972-03-07 | |||
| US4685832A | 1987-08-11 | |||
| DE1189602B | 1965-03-25 | |||
| US4498813A | 1985-02-12 |
| 1. | Verfahren zum Anlegen von horizontalen, vertikalen, geneigten und einschwenkenden Einschnitten, genannt Bodeneinschnitte, c.B. Furchen, Gräben, Rinnen und Schlitzen in Böden, mittels eines messerförmig als Massivbauteil oder druckbehäl terfesten Hohl¬ körper gestalteten Arbei tsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß drehgelenkig gelagerte, kinematisch translatoriseh und ein¬ schwenkend geführte Bodenmesser — zur Erlangung des Vortriebes im Boden und dessen Stabilisierung mit einer steuerbaren in Messerebene wirkenden Stoß und ςrhl arjcrhuii nπnππpn und hei iranendruckfester Hohlköroerauführunα zusätzlich die Mantelflächen querbewegenden, druckpulsierenden Schwingungen beaufschlagt werden, zusätzlich unterstützt durch die Fahrbewegung der Baumaschine einschließlich der das Boden¬ messer führenden, maschinell oder gravimetriseh wirkenden Stellkräfte, und die hierbei vom Bodenmesser geschaffenen und freigelegten Wandflächen des Bodeneinschnittes stabilsierend verdichtet , allein, oder mehrfach in Reihe, oder mehrfach parallel arbeitend und bei ♦ Reihenanordnung einschnittig eine veränderte Schnittiefe und breite bei zunehmender Bodenverdichtung erreichen oder * Parallelanordnung mehrschnittig die Voraussetzungen für einen gleichzeitigen oder in Folge zu erreichenden Bodenaushub schaffen. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenmesser durch Zusatzeinrichtungen eine bautechnologische Funktionserweiterung erfährt, indem durch kontinuierliche und/oder diskontinuierliche Zuführung und Abgabe pastöser und/oder fester Baustoffe und Bauelemente eine baukonstruktive Verfüllung des geschaffenen Bodeneinschnitts erfolgen kann. *& 3. |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen des Bodenmessers beim Anlegen von Bodeneinschnitten in Böden mit bodenstabi1iserenden Dispersionen benetzt werden, die bei entsprechender Mengenzuführung und Bedarf zusätzlich als wandstützende Flüssigkeit dienen. H . Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anεpruch 1 und 2, dadurch gel ennzeichnet , daß bei Ausführung ls Hohl oder Massivkörper zusätzliche Einrichtungen ein oder 'und angebaut sind, welche Magazinfuπktion mit kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Zuführung und Abgabe von fließfähigen und/oder pastösen und/oder festen Baustoffen und Bauelementen mit unterschiedlichen geometrischen Formen besitzen. Vorrichtung ;ur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehgeleπl i g, kinematisch geführtes Bodenmesser konstruktiv alε Hohl oder Massivkörper ausgebildet ist und je nach Ausführung=form stoß und schlagschwingende Antriebssystεme und/oder den pulsierenden Innendruck erzeugende Aggregate im Bodenmesser intern eingebaut oder/und extern angebaut sind. *& 6. |
| 3. | Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben der kinematischen Führung eine auf der Erdoberfläche, die* Einschnittiefe selbständig einhaltende horizontale Roll oder Gleitführung vorhanden ist.*& 7. |
| 4. | Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bauform des Bodenmessers Bautiefe ' ' Baubreite ' Baulänge daε kurvenförmige Anlegen von Furchen, Gräben und Schlitzungen in Böden mit kleinen Trassierungsradien ermöglicht werden. S. Vorrichtung nach Anεpruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß τιi t dem Bodeneinschnitt durch \ αntinuierl iches oder diskontinuierliches, in Technologiefolge gerechtes Zu— und Abführen pastöser und/oder fester Baustoffe und Bauelemente aushubfrei , baukonstrukti ,' verfüllbar iεt und der zu verfüllende Bodeneinschnitt eine wand¬ flächige Drainagefuπktion aufweist, welche die Bodenfeucht^ in flüssiger Form sammelt und ableitet oder durch belüftbare, Kanalplatten, mit z.B. windradbetriebenen Lüftuπgεschächt^n wand¬ flächig gereiht, im Drainsyεtem verdunsten läßt, zur Außenluft abführt und je nach anfallender Bodenwassermenge nicht verdunst bareε Wasser in Draiπrohren zu den Sammelschachten , hier auch Lüftungsschächten, ableitet *& 9. |
| 5. | Vorrichtung nach Anεpruch °. , dadurch gekennzsichnet , JafS das Drainagesystem nicht nur lie üodenentWässerung unter1aufiger Wasserführungen Böden erfaßt, sondern durch erdober*1 ächennahe t geneigt verlegte feuchtesperrende Sahnen πberflSihenwβsser der Drainage zuführt, damit darunter befindliche Böden austrocknen, dadurch verfestigt werden und, sofern Erdbauwerke *rirgebunden sind, diese in den Trockenlegungsprnzeß ohne unmittelbare Frei ■ legung des Grundmauerwerkes mit einbe∑ogen sind. *& 10. |
| 6. | Vorrichtung nach Anεpruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß der Trassierungsverlauf in Distanz von Bauwerken inaεchinenbefahrbar angelegt werden kann. |
Die ErfindLing betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anlegen von Furchen, Gräben, Rinnen und Schlitzen in Böden, im weiteren genannt Bodeneinschnitte, gemäß Oberbegri-ff deε Anspruchs 1 und 3.
Bodeneinschnitte in gewachsenen oder geschütteten Böden werden gemäß Stand der Technik durch Aushub mit Bodenbearbeitungsmaschi - nen angelegt.
Dia Bodenmassen werden au-fgenommen, mittels Werkzeugen die auf- wer-fen, -Fräsen, kratzen, schaufeln, bohren, lö-f-feln, schrammen, schrauben, mit Lu-ft und Wasser saugen, zwischengelagern oder an anderer Stelle wieder verfullen.
Die entstehenden, erdober-flächig angelegten Grabenwände εind auf- gelockert. Die Bodenstruktur wurde zerstört und muß je nach Tie-fe, Breite, Wandneigung Lind Bodenart zusätzlich verbaut werden.
Die Arbeitsmittel sind im Regel-fall Zusatzgeräte von Rad- oder Kettenfahrzeugen Lind werden in einer kinematischen Kette ge-führt. Ihre Leistungs-fähigkeit bestimmt sich aus der Dimeπ- •-ionierung der Antriebe, übertragungs- und Stellglieder.
Es sind Maschinen dokumentiert, welche im Erdboden ober-f1 ächennah und in geringer Tiefe durch Verziehen entsprechender Geräte aus- hubfrei Rohrquerschnitte -für Drainagen anlegen-
Die Au-fbruchschneiden oder -kanten alε Elemente deε Bσdenbear— beitungsgerätes arbeiten
- passiv als starre WerkzeLige, z.B. Pflug
- aktiv als bewegtes Werkzeug über kinematische Antriebssysteme, z.B. Löffel-, Kettenbagger, Ketten-, Scheibenfräse.
Die Erdaushub-Arbeitsmittel erhalten ihre erforderlichen Reißkräfte extern zugeführt.
Sie besitzen keine technischen Voraussetzungen, selbsttätig z.B. durch Eigenerregung, in den Boden durch dessen aushubfreie Verdrängung, das Erdreich im Einschnittbereich verfestigend einzudringen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, sin Verfahren darzu¬ stellen, mit dem aushubfrei und bodenverdichtend sehr tiefe Bodeneinschnitte in gewachsenen und aufgeschütteten Böden angelegt werden können, die
- schmale Schnittbreiten aufweisen,
- je nach Bodenart selbsttragend εind, d.h. keinen Verbau benötigen und
- keinen Aushub verursachen oder erdoberflächige AufwerfLingen zur Folge haben.
Erfindungsgemäß wird die tVifgabe mit den in den Ansprüchen genannten und in den Ausführungsbeispielen näher erläuterten Mitteln gelöst.
Durch die Beaufschlagung eineβ an einem kinematisch geführten, drehgelenkig gelagerten, messer— oder sichelartig ausgebildeten Bodenbearbeitungswerkzeugeε unterschiedlicher Querschnittεformen mit geringer Bautiefe, größerer-Baubreite und großer Baulänge, im weiteren genannt "Bodenmesser", mit einer um einen Belenkdreh- punkt erzeugten Schlagschwingung, augebildet als als Massiv- oder Hohlkörper, dringt das Bodenmeεser schlag- und εtoßschwingend senkrecht, horizontal oder einschwenkend in den Boden ein, 'er¬ drängt diesen und führt gleichzeitig eine erdstabilisierende Verdichtung der angelegten Wandflächen des Bodeneinschnittes durch.
Eine Hohlkörpervariante ist daε "pulsierende Bodenmesser" bei welchem der geschlossene Hohlkörper als Druckbehälter ausgebildet ist.
Hierbei wird der mit einem flüssigen oder gasförmigem Medium ausgefüllte Innenraum intern oder extern mit einem pulsierend wirkendem Innendruck beaufschlagt. Die auftretenden Gestaltεän- derungen des bauflachen Bodenmesser—Hohlkörpers bewirken vor allem in der Bautiefe eine quer zur Messerebene gerichtete Bewe¬ gung der Mantelflächen.
Das hat zur Folge, daß mit Innendruckerhöhung die Expansion der Mantelflächen des Bodenmessers das außen anliegende Erdreich zusätzlich zu der bereits anstehenden Schlag- und Stoßschwingung verdrängt, somit verdichtet wird und bei Innendruckabsenkung zwischen Wandfläche-Erdreich und Mantelfläche-Bodenmesser ein schmaler Luftspalt entsteht.
Die Variante "pulsierendes Bodenmesser" iεt in Verbindung mit den Stellkräften der Arbeitsmaschine und/oder der gravimetrisehen Wirkung auε deεsen drehgelentiger Aufhängung auch ohne die fremderregte Schlagstαßschwingung für das Anlegen von Bodenein-
schnitten wirksam.
Die bodenverdrängende Stoß- und Schlagschwingung des Bodenmeεserε kann durch die Steuerbärkeit des Schwingungserregers je nach Bodenbeschaffenheit auf energieminimierten Resonanzbetrieb eingestellt werden. Damit ist auch die Zerstörung erdverdeckter Findlinge möglich.
Dtirch die steuerbaren Schwingungserregungen - mechanische Fremd¬ erregung und Innendruckveränderungen - gleitet es stoß-, ≤chlag- und druckschwingend in und quer zur Messerebene, zusätzlich unterstützt durch kinematisch eingebrachten Stellkräfte, tranε- latorische Fahrbewegungen einer Arbeitsmaschine und gravimetriseh ui rlct-nrlor 7ι ic a r -? 1 -iqf nri i ff> JtryHiar, h ? Ht -?r 1 2} . ??t -?i !1 --T.
Bodeneinschnitt.
Die Schnitteffizienz kann ferner durch den Meβserquerschnitt , dem Schnittkaπtenwinkel , der Meridiankurve der Schnittkante und den zusätzlich am Sohlgrund wirkenden Schnittplatten erhöht werden.
Die Gleitwirkung des Arbeitsmittelε im Boden wird vorteilhaft durch zusätzlich bodenstabilisierende, beispielweise aus dem Bodenmesser austretende Dispersionen erhöht.
Bei entsprechender Mengendosierung der austretenden Dispersion kann diese als Stützflüssigkeit, insbeεondere für angelegte Bodenschiitzungen genutzt werden.
Je nach Ausführungsform des Bodenmessers - Massivbauteil oder Hohlkörper - können
- Stoß-, Schlag- und Druckschwingungen erzeugende Antriebs¬ systeme,
- Magazinsysteme für die kontinuierliche Aufnahme und Abgabe gleitfördender und wandverfestigender, pastöser und/oder flie߬ fähiger und/oder Baustoffe und/oder Bauelemente und
- drehgelenkige Lagerungen für die kinematische Bodenmesserführung
im/am Bodenmesser intern eingebaut oder/und extern angebaut εein und damit der geschaffene Hohlraum gleichzeitig oder anschließend mit pastösen und/oder festen Baustoffen und/oder Bauelementen baukonstruktiv verfüllt werden.
Das Bαdenmesser ist ein einzeln oder mehrfach in Reihe oder im Paral1elbetrieb arbeitendes Arbeitsmittel und damit in den Zielparametern des Bodeneinschnittes erweiterbar, z.B. bei
- Reihenbetrieb zur Vertiefung und Verbreiterung der angelegten Bodenschi itzung oder
- Parallelbetrieb zum gleichzeitigen oder anschließenden Boden¬ aushub bei Gräben mit großer Breite und Tiefe.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung kann eine solche funk¬ tionsgebundene Verfüllung des Bodeneinschnittes z.B. das Anlegen eines bewehrten oder unbewehrten Streifenfundamenteε oder die aushubfreie Verlegung eines wandflächiger Drainagesysteme sein.
Solchermaßen angelegte Drainagesysteme sind nicht unmittelbar an ein Bauobjekt gebunden, sondern können in Distanz gegenüber dem Baukörper so angelegt sein, daß mit einer zusätzlichen, f1ächpnderkpnrfpn. prrJoberf1 ärhpnnaheπ Fpiirhtpςpprrn. πhβr— f1 ächenwasser dem Drainagesystem zugeführt wird, damit daε Ein¬ dringen von Ξickerwasser in Böden unterbindet und diese, bei gleichzeitiger Verfestigung, gemeinsam mit den in dieseε Syεtem eingebundenen Erdbauwerken austrocknet.
Die Bodentrockenlegung kann gemäß dem Stand der Technik durch Sammeln und Ableiten vorhandenen Schichtenwassers erfolgen oder als neues Verfahren, durch teilweise oder vollständige Verdun¬ stung des im Erdreich zugeführten Wassers im Erdboden erfαlgen-
Hierzu werden durchlüftbare, in den Bodeneinschnitt eingelassene Kanalplatten verwendet, die in je nach Menge anfallenden Boden¬ wassers erforderlichen Abständen, luftzu- bzw. luftabführende und wassersammelnde Schachtelemente besitzen und gemeinsam mit den Kanalplatten wandflächig gereiht sind.
Die Wasseraufnahme des Draiπsystems erfolgt durch die gelochte oder baustoffporöse Wandflächen.
Die Schachtelemente können zur Erhöhung des Luftdruchsatzes im so angelegten Drainsystem mit druck- oder sogwirksamen Windrädern ausgerüstet sein.
Das im Drainsyεtem gesammelte Bodenwasser verdunstet durch die Luftzirkulation. Bei starken Wasseranfall kann das Bodenmwasser durch zusätzlich eingebaute Drainrohre nach herkömmlicher Art in den Schachtlementen gesammelt und abgeleitet werden.
Die Baugeometrie des Bodenmesserε (Bautiefe<<'Baubreite<Baulänge) begünstigt das kurvenförmige Anlegen von Furchen, Gräben und Schlitzungen in Böden mit \ leinen Traεsierungsradien.
Der Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens besteht darin, daß beim aushublosen Anlegen der Furchen, Gräben und Schlitze durch Verdrängung die Bodenstruktur erhalten bleibt und die Verdich-
tungsfahigkeit der Erd- und Bodeπstoffe zur Stabilisierung der hierbei freigelegten Wände genutzt wird.
Nachstehend wird die erfindungsgemaße Lösung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die Darstellungen zeigen in Blatt 1:
Figur 1:
Kinematisch von einem Fahrzeug aus geführtes Bodenmesser beim
Anlegen eines Bodeneinschnittes
Figur 2
Draufsicht in Reihe betriebener Bodenmesβer unterschiedlicher Schnittbreite beim Anlegen eines Bodeneinschnittes, das folgende Bodenmesser den Bodeneinschnitt mit, Stützf1 Ussigkeit füllend.
Figur 2.1
Draufsicht der als Druckbehälter ausgebi 1deteten Hohlkörper- variante eines die Mantelflächen quer zur Messerebene bewegenden "pulsierenden Bodenmessers" bei gleichzeitiger Ausfüllung des Bodeneinschnittes, z.B. mit Stützflüssigkeit.
Figur 3
Stirnaπsicht parallel betriebener Bodenmesser mit geformten Quermesser für das Anlegen eines Grabens mit ausgerundetem Sohlgrund
Figur 4:
Stirnansicht eines geneigt betriebenen Bodenmessers
Die Darstellungen zeigen in Blatt 2:
Figur 1:
Kinematisch von einem Fahrzeug aus geführtes Bodenmesser beim
Anlegen eines Bodeneinschnittes
Figur 2:
Bodenmesser mit drehgelenkiger Lagerung und Schnittstelle für Montage einer Verlängerung oder Schnittplatte für Linterschied- liche Sohlgrumdgeometrien nach Fig. 3.1 bis 3.4
Figur r-?!
Bodenmesser mit sichelartiger Geometrie und Schnittplatte für
Sohlgrund mit Dorn
Figur CZ) :
Bodenmesser alε Hohl körperkonstruktion mit drehgelenkiger
Lagerung und Schnittstellen für
- Montage einer Verlängerung oder Schnittplatte für unterschiedliche Sohlgrundgeometrien nach Fig 3.1 !-i= 3.4
- integrierte, rotatorische oder oszillierend translatorische Erreger für die Erzeugung der Schlagschwingungen deε Bodenmessers
ohne Darstellung der Medienzuführung für die baukonstruktive Verfüllung des Bodeneinschnitts mit pastösen und/oder festen Baustoffen und Bauelementen
Figur 2.1:
Bodenmesser-Stirnansicht mit parallelen Mantelflächen
Figur 2.2, 2.3, 2.5, 2.6:
Bodenmesser-Stirnansicht mit unterschiedlichen keilförmigen, ebenen Mantelflächen und Schnittstelle für Montage von Stellhebel für die Seitenneigung des Bodenmessers nach Fig. 10
Figur 2.5:
Bodenmeεβer-Sirnansicht mit balligen und ebenen Mantelflächen
Figur 3:
Bodenmesser-Verlängerung mit Schnittstelle für Montage einer Verlängerung gemäß Darstellung oder Schnittplatte für unterschiedliche Sohlgrundgeometrien nach Fig. 3.1 bis 3.4
Figur (3) :
Bodenmesser—Verlängerung als Hohlkörperkonstruktion mit drehgelenkiger Lagerung und Schnittstellen für
- Montage einer Verlängerung oder Schnittplatte für unterschiedliche Sohlgrundgeometrien nach Fig. 3.1 bis 3.4
- integrierte, rotatorisch oder oszillierend translatoriεch Erreger für die Erzeugung der Schlagschwingungen deε Bodenmesserε
ohne Darstellung der möglichen Medienzuführung für die baukonstruktive Verfüllung des Bodeneinschnitts mit pastösen und/oder festen Baustoffen und Bauelementen
Figur 3.1:
Sohlgrund-Schnittplatte horizontal
Figur 3.2:
Sohlgrund-Schnittplatte f ei1förmig
Figur Z. Z^ Sohlgrund-Schnittplatte mit Dorn
Fi gur 4:
Stellhebel für Bodenmeεserbewegung in Schnittrichtung mit möglicher drehgelenkigen Lagerungen für Bodenmesser , uder da selbεt, εowie Schnittstellen für die mögliche externe Montage von
- Bodenführungen durch Kufe nach Fig. 7 oder Rad nach Fig. S,
- rαtatαrische oder oszillierend tranr-latorische Erreger für die Erzeugung der Schlagschwingungen des Bodenmessers
- Bai lastgewichten zur gravimetrischen Unterstützung des Bodenmesservortriebs
Figur 5:
Translatoriseh oszillierender Erreger
- zur Erzeugung der Schlagschwingungen und/oder
- als Innendruckerzeuger
Figur 6: Rotatorisch Erreger
- zur Erzeugung der Schlagschwingungen und/oder
- als Innendruckerzeuger
Figur 7:
Drehgelenkig gelagerte Kufen-Bodenführung
Figur 8:
Drehgelenkig gelagerte Rad-Bodenführung
Figur 9:
Bai1astgewicht zur gravimetrischen Unterstützung des
Bodenmesservortriebs
Figur 10:
Stellhebel für Seitenneigung deε Bodenmesεers mit drehgelenkiger
Lagerung für dessen Stelleinrichtung
Figur 11:
Bodenmesser als Hohlkörperkonstruktion mit
- Verteilungskanal für die Zuführung gleitmindernder und/oder den Bodeneinschnitt stabi 1iεierender Stützmedien,
- Darstellung der intern eingebauten Erreger für die Erzeugung von Schlagschwingungen
- dargestellter baukonstruktiver Verfüllung des angelegten Bodeneinschnitts mit aushärtenden, pastösen Stoffen bei gleichzeitiger Verdichtung durch das schlagschwingende Bodenmesser
Fi gur t 1 . 1
Bodenmesser al s Hohl 5 örper konstrul t i on mi t Darstel l ung der pul si erenden Mantel f l ächen deε Bodcjnmesser '≡
Fi gur 12 :
Bodenmesser alε Masεi vkörperkonstrukti on mit
- Verteilungskanal für die Zuführung gleitmindernder und/oder den Bodeneinschnitt stabilisierender Stützmedien
Figur 13:
Prinzipdarstellung zwei in Reihe arbeitender Bodenmesser mit unterschiedlicher Bautiefe, damit vergrößerter Einschπi ttbroite des Bodeneinschni tteε bei gleichzeitig höherer Bodenvp>rrli r-ht-imπ.
Figur 14:
Stirnanεicht parallel betriebener Bodenmesεer mit Quermesser für das Anlegen eines Grabens mit Rechteckquerschnitt
Figur 15.
Stirnansicht parallel betriebener Bodenmeεser mi t geformten
Quermesser für Jas Anlegen eines Grabens mit ausgerundetem
Sohlgrund
Figur 16:
Stirnansicht eines geneigt betriebenen Bodenmesserε
Die Darstellungen zeigen in Blatt 3:
Figur 1:
Kanalplattenelement, hier mit zwei , die unter- und oberläufige Luftführung mitbestimmende, Stegen und πwei Wandflächen; Lüftungsöffnungen in den Stegen und wasserdurchlässiger Bereicht der Wandflächen sind nicht dargestellt
Figur 2:
Stirnansicht des Kanalplattenelementes mit gelochten Stegen und baufstoffporösen und/oder gelochten Wandflächen. Desweiteren mögliche Zusatzbauelemente zur Erhöhung der ober- und unter— läufigen Windkanalwirkung sowie unter1aufiges Prainrohr
Figur 3:
Seitenansicht wandflächig gereihter Kanalelemente und luftzu-' luftabführenden Schachtelemente mit unterseitig in die Schacht- elemente geführten Drainrohrenj
Schachtelemente hier mit Windrädern 'Jcirgestel 1 r
F i gur Λ :
Draufsicht der :u einem bewindbaren Drainεyεtem wandflächig gereihten Kanalelemeπte
Figur 5:
Draufsieht- sineε bebauten, trockenzulegenden Grunds-tückes mit bauwerksferner, optimal maschinenbefahrbarer Anordnung r)e r .
Drainεyεtems
Figur ή:
Schni ttdarεtel 1 ung einer trockenzulegenden Bauwerksgründung mit einem bauwerksfern, wandflächig angelegten, baukonstrukti ■ / mit einem belüfteten Drainεystem ausgefüllten Bodeneinschnitt !α/ 3μtir r fe yeyeii Cuer-flöclieiiwässer
( b) verrottungεfester , wasserdurchlässiger Flächenfilter
( c) SammelSchacht mit luftzu-/luftabführeπden Windrad M> Drainrohr
Figur 7:
Schni ttdarεtellung eines bauwerksfern angelegten, baukonstruktiv mit ainer wassersammelnden, wandflächig angelegten Drainpl utten und wasserabführendem Drainrohr
Next Patent: METHODS AND APPARATUS FOR EXCAVATING A SOLID MATERIAL