<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Betonbohrpfählen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bohrpfählen aus Beton und besteht darin, dass nach Einbringen eines Vortreibrohres unter letzterem mittels entsprechender Geräte auf mechanischem Wege ein Hohlraum in bestimmbarer Grösse hergestellt wird. Durch das Ausbetonieren dieses Hohlraumes wird eine sichere Fussverbreiterung von vorher festgelegten Abmessungen für den Pfahl gebildet, die die Tragfähigkeit des letzteren stark erhöht. Der Bankettfussgrundriss von vorher bestimmbarer Grösse gestattet es, die Last auf den Baugrund durch direkten Druck zu übertragen, wogegen bei den bekannten Pfählen diese Übertragung ganz oder zum allergrössten Teil durch die Reibung zwischen Pfahl und Erdreich erfolgt.
Die Übertragung der Last auf den Baugrund durch Reibung allein führt jedoch wegen der Unbestimmbarkeit und Veränderlichkeit der Grösse der Reibung häufig zu gefährlichen Setzungen.
Der Bankettfuss kann nach dem erfindungsgemässen Verfahren leicht auf ein Mass gebracht werden, das eine Belastung des Baugrundes zulässt, die die Tragfähigkeit der üblichen Pfähle um das Mehrfache übersteigt.
Um diesen durch den Bankettfuss gebotenen Vorteil auszunutzen, kann das Vortreibrohr als Mantelrohr zur Umschliessung des Betonsehaftes im Boden belassen werden, wodurch auch die Tragkraft des Pfahlschaftes noch bedeutend erhöht wird.
Es ist bereits bekannt, Pfähle aus Beton in einem Vortreibrohr herzustellen. Bei den bekannten Verfahren wird die Betonmasse durch Wasserdruck oder Rammschläge in den Boden gepresst, wobei sich unter dem Rohre eine sockelartig Verbreiterung durch Zurückweichen des Bodens von selbst bilden soll. Diese Sockelbildung ist aber in den bekannten Fällen eine unbestimmte, vom Zufall und der jeweiligen Beschaffenheit des Bodens abhängige Erscheinung. In guten Bodenschichten tritt eine Sockelbildung von selbst überhaupt nicht ein. Demgegenüber wird gemäss der Erfindung der Bankettfuss zielbewusst und in der jeweilig für erforderlich erachteten, vorher bestimmten Grösse auf mechanischem Wege hergestellt, indem der für den Sockel vorgesehene Hohlraum in jeder Bodenart mit Sicherheit erhalten wird.
Endet das Vortreibrohr in fliessenden oder treibenden Bodenschichten, wie Treibsand u. dgl., so dringen die treibenden Bodenschichten in den Hohlraum des Rohres oder des herzustellenden Bankettfusses ein, wodurch der Pfahlfuss und das Pfahlende in ihrer tragenden Wirkung sehr beeinträchtigt werden können.
Um dies zu verhindern, wird erfindungsgemäss im Vortreibrohr über dem Grundwasserstand nach oben eine so hohe Wassersäule aufgebracht, als erforderlich ist, um die treibenden Bodenschichten zurückzudrängen und nicht in den Hohlraum des Betonfusses und nach oben dringen zu lassen. Zu diesem Zwecke wird nötigenfalls das Vortreibrohr nach oben über das Terrain hinaus verlängert. Die Rohrverlängerung bleibt beim Bohren und Betonieren mit der erhöhten Wassersäule aufgefüllt, um den erzielten grösseren Druck auf die treibenden Bodenschichten und dadurch die Form des Soekelhohlraumes aufrechtzuerhalten. Naeh Ausfüllen des Betonfusses und eines Ansatzstutzens im Mantelrohr mit Beton erfolgt alsdann das weitere Einpressen der Betonfüllung unter Wasser mittels eines für solche Zwecke geschaffenen besonderen Unterwasserstampfbären.
Nach Fertigstellung des Pfahles oder nach gewisser Erhärtung des Pfahlfusses wird die Rohrverlängerung abgenommen. Demgegenüber war bei den bisher angewandten Verfahren noch keine Massnahme gegen das Einstürzen des Bankettfusshohlraumps oder gegen das Eindringen treibender Bodenschichten in diesen vorgesehen worden.
<Desc/Clms Page number 2>
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung versinnbildlicht. Fig. l. 2 und 3 veranschaulichen die Herstellung des Pfahles mit Bankettfuss und Mantelrohr. Fig. 4 und 5 stellen ein Bohrgerät zum Ausbohren des Bankettfusshohlraumes dar. Fig. 6 und 7 zeigen den Unterwasserstampfbären im Senkreehtsehnitt in zwei verschiedenen Lagen, und Fig. 8 und 9 sind Querschnitte des Bären. Fig. 10 zeio-t
EMI2.1
Bohrgerät.
Das Verfahren gemäss der Erfindung wird derart ausgeführt, dass zunächst in bekannter Weise ein Mantelrohr A für den herzustellenden Pfahl bis auf die vorgesehene Tiefe eingebracht wird. Alsdann wird ein Erweiterungsbohrer herabgelassen, der den Banketthohlraum unterhalb des Mantelrohres ausschneidet. Dieser Erweiterungsbohrer besteht nach Fig. 4 und 5 aus zwei oder mehr elastischen Feder- stahlsehneiden s, die von der Fussplatte w zur Kopfplatte l'reichen und an ihren Enden o gelenkig an diesen Platten befestigt sind. Die Kopfplatte l'ist mit einem einfachen Bohrgestänge p in fester Ver- bindung, während die Tragplatte : f an der Gestängehülse v angebracht ist. Das Gestänge p fahrt mit
EMI2.2
sich aber stets gleichzeitig drehen.
Die Drehung des Bohrgestänges p wird auf die Kopfplatte r und durch die Gestängehülse v und Verlängerung M auch auf die Fussplatte 10 bei jeder Verschiebung des Gestänges in der Hülse übertragen und die Bohrwirkung somit fest und sicher ausgeübt, so dass die äussere Dreh- kraft stets sowohl am Kopf y wie am Fussende w und damit an beiden Enden jeder Federstahlsclneide s bei den verschiedenen Einstellungen zuverlässig zur Wirkung gelangt.
An der Gestängehiilse f od. dgl. ist ein Entfernungshalter t so angebracht, dass die elastischen Federstahlsehneider s etwas weiter wie an ihren Befestigungsenden auseinandergehalten werden, wodurch diese bei Belastung nur nach aussen ausbiegen können. Ferner ist an dem sich überschiebende Gestänge zwischen der Hülse L'und der Platte l'oder 10 eine Einstellschelle q so angebracht, dass beim Auseinandergehen der Federn s die Hülse r auf die Schelle q aufstösst und damit die grösste Weite der Federn voneinander begrenzt.
Durch Ver- ändern der Entfernung der Einstellsehelle von dem Hülsenende kann die grösste Weite der Federentfernung mit demselben Bohrer für verschiedene Grössen eingestellt und damit die Grösse des zu bildenden Bankett- fusses genau vorher bestimmt werden. Die Federstahlschneiden s können trotz der Auflast des Gestänges p und andern Belastungen nur so weit auseinander, wie es die Einstellschelle q zulässt. Beim Bohren ist das Aufsitzen auf der Sehelle und damit die gewünschte Grösse der hergestellten Ausbohrung deutlich erkennbar. Die Schneiden können behufs besseren Angriffes etwas versetzt gegen die Kreisbahn ange- ordnet sein.
Nach dem Ausschneiden des Hohlraumes für den Bankettfuss wird der ausgeschnittene Boden mittels geeigneter Spezialwerkzeuge ausgebaggert und ausgehoben. Man kann aber auch den Erweiterungs- bohrer nach Fig. 4 und 5 mit einem Sack od. dgl. ausstatten, so dass dies Bohrwerkzeug gleichzeitig zum Herausfördern des Bohrgutes benutzt werden kann. Ein solcher mit einem Sack x versehener
Erweiterungsbohrer ist in Fig. 10 dargestellt. Der Sack hat, in der Ebene ausgebreitet, mehr oder weniger die Form eines Dreiecks, dessen eine Seitenkante, wie in Fig. 11 veranschaulicht, mit einem Verstärkung- streifen versehen ist und mittels Schrauben z und Unterlagscheiben an der stumpfen Kante der Schneide s befestigt ist. Die andere Seitenkante ist um die Hülse v herumgebunden.
Der Sack reicht von unten bis zur Mitte des Erweiterungsbohrers, etwa bis zum Entfernungshalter t und passt sich den verschie- denen Einstellungen des Bohrers an. Der Sack wird so zur Aufnahme des Bohrgutes stets offen gehalten.
Soll der Banketthohlraum in fliessenden oder treibenden Bodenschichten hergestellt werden. so besteht die Gefahr, dass sie in den Hohlraum und sogar bis in das Mantelrohr eindringen, wodurch die beabsichtigte Sockelbildung illusorisch würde.
Um dies mit Sicherheit zu verhindern und eine Gewähr zu haben, dass der herzustellende Sockel- hohlraum in seiner vorgesehenen Form und Grösse erhalten wird und für die Einfüllung des Betons frei- bleibt, wird erfindungsgemäss in dem nach oben reichenden Mantelrohr und dessen etwaiger Verlängerung schon beim Bohren des Sockels eine genügend hohe Wassersäule aufrechterhalten, deren Gegendruck das Eindringen der treibenden Bodenschichten unterbindet. Der Beton wird hierauf in den Bankett- hohlraum mittels Senkkastens eingebracht.
Sobald dieser Hohlraum und das untere Ende des Mantel- rohres ausgefüllt sind, wird die Betonfüllung mittels des dargestellten besonderen Unterwasserstampf- bären durch eine Anzahl von Eammschlägen zusammengestampft und in die Bodensehiehten fest ein- gepresst.
Der Stampfbär a ist aus Eisen, Schwerbeton od. dgl. hergestellt und mit einem zentrisch ange- ordneten Rohr b versehen. Das Rohr b nimmt eine Stange g auf, an welcher der Sockel aufgehängt ist.
Der Sockel selbst besteht aus einem Rohrstutzen m mit kreuzweise angeordneten Rippen m sowie aus der oberen Platte I und der geschlossenen Grundplatte k. Das zentrale Rohr k besitzt unten eine Ein- engung e, während die Stange g am oberen Ende eine Verdiekung aufweist, so dass beim Herausziehen
EMI2.3
dickung der Stange g bewegt werden, ohne den Sockel mitzunehmen.
Das Rohr b ragt oben über den Bären um ein geringes heraus und ist an ihm die Aufhängevorrichtung f befestigt, mittels welcher der ganze Bär gehoben und gesenkt werden kann. Der am oberen Ende
<Desc/Clms Page number 3>
der Stange g angebrachte kleine Bügel i hat lediglich den Zweck, den Sockel mit dem Bären beim Transport wie auch beim Versenken im zusammengeschobenen Zustande zu halten. Der Bär a ist von kreisrundem oder sonstigem Querschnitt. Sein unteres Ende cl ist jedenfalls verjüngt. Auch die Platte i ! des
Sockels besitzt einen geringeren Durchmesser als dessen Grundplatte k. Wie ersichtlich, ist der Sockel nicht massiv hergestellt, vielmehr besitzt er die Hohlräume, in welchen bei der Auf-und Abwärtsbewegung des Bären das Wasser seine Wirbelbewegungen ausführen kann.
Die Stampfvorrichtung gemäss der Erfindung soll, wie erwähnt, in Vortreibrohren zur Anwendung kommen, in denen gewöhnlich der eingefüllte Beton unter Wasser steht, und ihre Konstruktion ist daher für diesen Verwendungszweck besonders erdacht. Ist der Beton-unter Wasser mittels Trichter oder Senkbüchse-in den Bankettfuss und einen Ansatzstutzen im Mantelrohr eingebracht, so wird diese
Füllung mit dem Unterwasserstampfbären festgestampft. Der Bär a wird samt dem Sockel so weit in das Vortreibrohr versenkt, dass die Grundplatte k des Sockels auf dem Beton aufsitzt. Die äusseren
Umrisse dieser Platte entsprechen ungefähr dem Querschnitt des Vortreibrohres.
Während der Sockel in seiner unteren Lage bleibt, wird durch Heben und Fallenlassen des Bären die Betonfüllung gestampft. Selbstverständlich wird hiebei auch das zwischen dem Bären und dem Sockel befindliche Wasser nach oben zwischen der Mantelfläche des Bären und dem Vortreibrohr verdrängt bzw. zurück nach unten gesaugt. Damit der Bär das seine Abwärtsbewegung hindernde Wasser leichter verdrängen kann, ist er am unteren Ende verjüngt ausgebildet.
Bei dem Stampfvorgang entstehen durch die Wasserbewegung sowie durch die Bewegungsumkehr des Wassers in den schmalen Zwischenräumen ausserordentliche heftige Strömungen. In den Hohlräumen des nach oben verjüngten Sockels können sich diese starken Strömungen auswirken und sie üben, da der Beton von der Grundplatte des Sockels zugedeckt ist, auf diesen keinerlei schädlichen Einfluss aus, sie können weder auflockern, noch ausspülen. Sobald der zusammengestampfte Beton etwas erhärtet ist, kann auch die belastende Wassersäule und die etwaige Rohrverlängerung nach oben entfernt werden. Das Wasser kann dann ausgepumpt und die Betonierung des Pfahlschaftes unter Verwendung eines leichten Stampfers im Trockenen vorgenommen werden. Das Mantelrohr wird zur Verstärkung des Pfahls im Erdreich belassen.
In manchen Fällen kann man es jedoch auch herausziehen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Betonpfählen, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb eines eingetriebenen Rohres mittels eines geeigneten Bohrwerkzeuges ein Hohlraum von vorher bestimmter
Grösse für den Bankettfuss ausgehoben wird, dessen Form bei lockerem Boden mittels einer Wassersäule bis zum Ausbetonieren aufrechterhalten wird.