AT2424U1

AT2424U1 - Materialsäule im boden

Info

Publication number: AT2424U1
Application number: AT66897U
Authority: AT
Original assignee: Keller Grundbau Gmbh
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 1998-10-27
Also published as: FR2756853A1; ITMI972599A1; DE29621109U1; IT1296491B1; FR2756853B1

Abstract

Materialsäule im Boden zur Lastabtragung oder zur Bodenverdichtung mit einem in situ erzeugten Pfahlfuß (13) mit einem ersten größeren Durchmesser und einem in situ erzeugten Pfahlschaft (14) mit einem zweiten gegenüber dem ersten geringeren Durchmesser. Dabei ist der Pfahlfuß (13) ein eingerüttelter Kies- oder Schotterfuß und ist der Pfahlschaft (14) ein Betonschaft, der sich zumindest teilweise in den Pfahlfuß (13) hineinerstreckt.

Description

AT 002 424 Ul

Die Erfindung betrifft eine Materialsäule im Boden zur Lastabtragung oder zur Bodenverdichtung mit einem in situ erzeugten Pfahlfuß mit einem ersten größeren Durchmesser und einem in situ erzeugten Pfahlschaft mit einem zweiten gegenüber dem ersten geringeren Durchmesser, für die ein Verfahren zur Herstellung mittels einer Rüttlervorrichtung mit einem Vortriebskopf und mit einer antreibbaren Unwuchtmasse und mit einem zumindest einem Materialzuführungskanal angegeben wird. Weiterhin wird eine spezielle Rüttlervorrichtung zur Herstellung der vorgenannten Materialsäulen und zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens beschrieben. Säulenförmige Bodenverdichtungskörper der genannten Art und die entsprechenden Verfahren zu ihrer Herstellung sind in einer Vielzahl von Ausgestaltungsf ormen bekannt. Nur beispielhaft werden hier mittels Rüttelvorrichtungen hergestellte Kies- und Schottersäulen genannt, die durch entsprechende Zugabemengen und Stopfverdichtungsschritte auch mit einem Pfahlfuß mit vergrößertem Durchmesser hergestellt werden können.

Wird anstelle von Kies ein Mörtel verwendet und mittels einer Rüttelvorrichtung ausgebracht, so entstehen vermörtelte Stopf-säulen bzw. Fertigstopfsäulen.

Die genannten Säulen lassen aufgrund der langwierigen Stopfvorgänge nur eine geringe Erzeugungsrate pro Vorrichtung und Zeiteinheit zu. Das Verfahren ist somit relativ unwirtschaftlich. Darüber hinaus entsteht jeweils ein Aufwurf bzw. ein Anheben der 2 AT 002 424 Ul

Arbeitsebene in der Größenordnung von ca. Im3. Der hierbei anfallende Abraum ist somit zu beseitigen. Dies erzeugt zusätzliche Kosten. Der Einbau eines Bewehrungskorbes oder eines Bewehrungsstabes ist nicht möglich. Die genannten Materialsäulen sind daher ungeeignet für die Aufnahme von Zug- oder Querkräften und von Momenten.

Nach ähnlichen Verfahren kann Beton mittels einer Rüttelvorrichtung ausgebracht werden, wobei sogenannte Betonrüttelsäulen entstehen. Diese Betonsäulen sind für die Herstellung in rolligen Böden ohne nennenswerte bindige Anteile geeignet, wobei eine relativ hohe Erzeugungsrate möglich ist. Bei bindigen Böden in der Aufstands- bzw. Einbindungsbodenschicht im Bereich des Pfahlfußes kann ein vergrößerter Pfahlfuß wegen der Konsistenz des Pumpbetons nur bedingt erzeugt werden. In der Regel wird der Pfahlfuß im Querschnitt im wesentlichen der Rüttlervorrichtung entsprechen.

Schließlich sind reine Betonsäulen bekannt, bei denen z. B. durch eine explosive Verdrängung eine erweiterte Bodenöffnung am Ende eines Bohrlochs erzeugt wird und durch Verfüllen mit Beton ein erweiterter Pfahlfuß unter einem schlankeren Pfahlschaft erzeugt werden kann.

Weiter sind Soilcrete-Säulen bekannt, bei denen durch Bemessung von Injektionsstrahlen hinsichtlich Zeit und Menge erweiterte Pfahlfüße und demgegenüber geringere Pfahlschaftdurchmesser erzeugt werden können.

Es ist auch bereits ein pfahlförmiger Lastabtragskörper bekannt geworden, bei dem mittels des Soilcrete-Verfahrens ein erweiterter Pfahlfuß hergestellt wird, in den ein vorgefertigter Betonpfahl eingestellt wird. 3 AT 002 424 Ul

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Bodenkörpers bzw. einen entsprechenden Bodenkörper bereitzustellen, der sich wirtschaftlich mit großer Leistung pro Geräteinsatz hersteilen läßt und insbesondere gleichermaßen für bindige wie rollige Böden gut geeignet ist.

Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, daß der Vortriebskopf ungefähr bis zur bestimmungsgemäßen Fußtiefe der Materialsäule niedergebracht wird, der Vortriebskopf unter Ausbringen von Kies oder Schotter um einen Teilbetrag der Materialsäulentiefe gezogen wird, der Vortriebskopf unter Stopfen und Verdrängen des Kies oder Schotter in den Boden höchstens um den genannten Teilbetrag wieder abgesenkt wird, und der Vortriebskopf unter Ausbringen von Beton bis zur Bodenoberfläche gezogen wird. Besonders wirtschaftlich ist es, den Pfahlfuß in einem einmaligen Absenken des Vortriebskopfes zu erweitern. Je nach Bodenwiderstand oder gewünschte Fußgröße kann es auch vorteilhaft sein, daß die Verfahrensschritte des Ziehens des Vortriebskopfes unter Ausbringen von Kies oder Schotter und des nachfolgenden Absenkens des Vortriebskopfes unter Stopfen und Verdrängen des Kies oder Schotter zumindest einmal wiederholt werden.

Der erfindungsgemäße, nach dem vorhergehenden Verfahren hergestellte Materialsäule zeichnet sich somit dadurch aus, daß der Pfahlfuß ein eingerüttelter Kies- oder Schotterfuß ist und daß der Pfahlschaft ein Betonschaft ist, der sich zumindest teilweise in den Pfahlfuß hineinerstreckt.

Das Erzeugnis weist also einen für bindige Böden wie rollige Böden gleichermaßen geeigneten Pfahlfuß auf, der die gewünschte Erweiterung zum verbesserten Lastabtrag hat, dessen relativ zeitaufwendige Herstellung jedoch auf eben den Pfahlfuß begrenzt ist. Fest in diesen eingebunden ist der betonierte Pfahlschaft, 4 AT 002 424 Ul der zügig herstellbar ist und der gegenüber dem Pfahlfuß eine Übergangszone mit Betonanteilen im verdichteten Kies oder Schotter aufweist.

In einer bevorzugten Ausführung kann der Pfahlschaft durch Einstellen eines Bewehrungskorbes oder eines Bewehrungsstabes armiert werden, so daß insbesondere Zug- und Biegekräfte problemlos aufgenommen werden können. Die Herstellung des Pfahlschaftes kann mit erhöhter Leistung gegenüber Schotterpfählen erfolgen. Hierbei ist es insbesondere günstig, daß kein nennenswerter Aufwurf um die Bodenöffnung herum erfolgt. Nach Fertigstellung kann der Kopf des Pfahlschaftes freigelegt und auf eine gewünschte Länge gekürzt werden.

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und zur Herstellung der genannten Materialsäulen ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Betonierrohr an oder in der Vorrichtung angeordnet ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß vorhandene Vorrichtungen hiernach erfindungsgemäß aufgerüstet werden können, gegebenenfalls auch nur vorübergehend für den speziellen Einsatzfall umgerüstet werden können.

Der Materialzuführungskanal größeren Querschnitts für den Kies bzw. den Schotter kann in an sich bekannter Weise ausgebildet und mit einem verlorenen Stopfen versehen werden. Es ist auch eine schleusenartige Ausbildung des Materialzuführungkanals für den Kies bzw. den Schotter möglich, nach der beim Niederbringen der Vorrichtung der unten unverschlossene Kanal mit Überdruck beaufschlagt wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. 5 AT 002 424 Ul

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Materialsäule im Vertikalschnitt;

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Materialsäule im Querschnitt;

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Aufriß in Gesamtdarstellung;

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Querschnitt durch den Vortriebskopf;

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Bodenkörper im gleichen Maßstab wie den Vortriebskopf in Fig. 4.

In Figur 1 ist ein vertikaler Schnitt durch das Erdreich unter einer Aufstandsfläche 11 mit einer Materialsäule 12 gezeigt. Diese besteht aus einem Pfahlfuß 13 aus Kies oder Schotter sowie einem Pfahlschaft 14 aus Beton. Der Pfahlschaft 14 ragt wesentlich in den Bereich des Pfahlfußes 13 hinein. In den Pfahlschaft 14 ist ein Bewehrungskorb 15 und/oder ein zentraler Bewehrungsstab 16 eingesetzt.

In Figur 2 sind die gleichen Einzelheiten der Materialsäule 12 in der Schnittebene A-A aus Figur 1 mit gleichen Ziffern bezeichnet, so daß auf die Beschreibung der Figur 1 Bezug genommen werden kann. Der Pfahlschaft 14 ist mit dem Bewehrungskorb 15 und/oder dem Bewehrungsstab 16 sitzt etwa mittig im Pfahlfuß 13.

In Figur 3 ist ein Raupengerät 21 mit senkrechtem Traggestell 22 auf der Aufstandsfläche 11 erkennbar. Am Traggestell 22 hängt eine säulenförmige Rüttlervorrichtung 23, an deren vorderem Ende ein Vortriebskopf 24 angeordnet ist. Dieser kann mit einer um eine senkrechte Achse rotierende Unwucht in rüttelnde Bewegung versetzt werden. Er weist eine konische Rüttlerspitze 25 auf. 6 AT 002 424 Ul

In Figur 4 ist der Vortriebskopf 24 gemäß der Schnittlinie B-B aus Figur 3 dargestellt. An den zylindrischen Vortriebskopf 24, in dem eine rotierbar antreibbare Masse 25 dargestellt ist, die als Unwucht ausgebildet sein kann, sind ein Materialzuführungskanal 26 mit größerem, an die Zylinderform des Vortriebskopfs 24 angepaßten mondförmigen Querschnitt sowie ein Betonierrohr 27 mit kleinerem kreiszylindrischen Querschnitt mittels eines umlaufenden Spannbleches 28 angeordnet.

In Figur 5 ist in gleichem Maßstab wie in Figur 4 der Querschnitt durch den Säulenschaft 14 mit dem eingestellten Bewehrungskorb 15 gezeigt. 7

Claims

AT 002 424 Ul Schutzansprüche 1. Materialsäule im Boden zur Lastabtragung oder zur Bodenverdichtung mit einem in situ erzeugten Pfahlfuß (13) mit einem ersten größeren Durchmesser und einem in situ erzeugten Pfahlschaft (14) mit einem zweiten gegenüber dem ersten geringeren Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfahlfuß (13) ein eingerüttelter Kies- oder Schotterfuß ist und daß der Pfahlschaft (14) ein Betonschaft ist, der sich zumindest teilweise in den Pfahlfuß (13) hineinerstreckt.
2. Materialsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfahlschaft (14) mit einer Bewehrung z. B. in Form eines Korbes (15) oder eines Stabes (16) versehen ist.
3. Materialsäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung sich in den Bereich des Pfahlfußes (13) hineinerstreckt. 8