Verfahren und Einrichtung zur Herstellung einer Betonpfahlgründung und nach deng Verfahren hergestellte Betonpfahlgründung. Den Gegenstand der vorliegenden Erfin dung bildet ein Verfahren zur- Herstellung einer Betonpfahlgründung. Gemäss demselben wird die Betonmasse durch einen keilförmig zagespitzten Treibbären und durch einen Ringbären bearbeitet. Vorteilhaft werden wechselweise Schichten von flüssigem und plastischem Beton in das Pfahlloch ein gefüllt und zusammen durch den keil förmigen Treibbären und den äussern Ring bären durcheinander gearbeitet.
Vor Beginn der Betonierung kann durch Einbringen eines Fuss'sa,ckes in den Fuss des Bohrrohres und Aufblasen des Sackes, beispielsweise mittelst Luft, das Grundwasser zurückgedrängt bezw. vom Bohrrohr abgeschlossen werden. Als dann wird der Beton eingefüllt, der Fusssack von der eingeschlossenen Luft entleert und schliesslich vollständig entfernt.
Bei der Verwendung abwechselnder Schichten von flüssigem Betonmörtel und plastischem Beton werden durch das Arbei ten des keilförmigen Treibbären und des Ringbären die groben Betonbildner in die flüssigen, weicheren Mörtelmassen hinein getrieben und die beiden Betonarten auf das innigste durcheinander gearbeitet. Bei an stehendem Grundwasser, in Flüssen, Seen und Teichen oder im Meer wird, damit der eingefüllte Beton nicht ersäuft, vor der Betoneinfüllung das Grundwasser aus dem Bohrloch verdrängt und dauernd ferngehal ten.
Die auf diese Weise hergestellten Be tonpfähle von Gründungsanlagen zeichnen sich durch ausserordentlich hohe Tragfähig keit aus. Wenn man hierbei zur vollstän digen Ausnutzung der Standfestigkeit der Schlagbetonpfähle Armierungen, und zwar besonders starke, anbringen will, so ist dar auf zu achten, dass die Arbeit des Heilbären in Verbindung mit dem Ringbären nicht U.-- hindert wird.
Ebenso ist es wünschenswert, um die völlige Tragfähigkeit des Schlag- betonpfahls auszunutzen, den Pfahl nicht nur mit verbreitertem Fuss, sondern auc'n mit Ringwulsten zu versehen, so dass die Traglast des Pfahls nicht nur durch den Leibungs- druck, sondern auch durch die ringwulstigen Verbreiterungen am Fusse und in verschie dener Höhe auf das Erdreich übertragen wird.
Betonpfähle von Betonpfahl-Gründun- gen konnten bisher nur mit solchen Eisen bewehrungen ausgerüstet werden, welche einfache, senkrechte Eisenstangen aufwiesen. Diese Eisenstangen ohne Querverbindung wurden durch entsprechende Bohrungen der Stampfer oder Fallbären geführt. Eine der artige Bewehrung ist ausserordentlich man gelhaft und entspricht nicht den Regeln der Eisenbetontechnik. Das vorliegende Verfah ren soll hauptsächlich bei Betonpfahlgrün- dungen angewendet werden, bei welchen eine Armierung vorgesehen ist.
Es soll aber auch für solche Betonpfahlgründungen gel ten, bei welchen infolge geringer Pfahl belastung die Armierung fortgelassen werden kann.
Das vorliegende Verfahren ist in den ver schiedenen Arbeitsstadien auf der anliegen den Zeichnung an mehreren Ausführungs beispielen dargestellt.
Fig. 1 zeigt das Absenken des Bohrrohres und die Verdrängung des Grundwassers mit- telst eines elastischen Sackes; Fig.2 zeigt das Einfüllen des flüssigen Betonmörtels unter Zusammendrücken des elastischen Fusssackes; Fig. 3 zeigt das Einfüllen des plastischen Betons oberhalb des flüssigen Betonmörtels, wobei in der Figur die Betonarmierung fort gelassen ist; Fig. 4 und 5 zeigen die korrespondieren den Ring- und Keilbären; Fig. 6 zeigt eine Ringarmierung des Pfahls;
Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung zum Unter schneiden des Bohrrohres für die Herstellung einer Fusshöhlung; Fig. 8 zeigt die Anwendung des ela stischen Sackes zum Zurückdrängen des Grundwassers; Fig. 9 zeigt das Einsetzen einer schirm artigen Armierung in den mit flüssigem Mörtel angefüllten Fuss, sowie das Aufbrin gen des plastischen Betons; Fig. 10 zeigt. die Sicherung der Fusshöhle durch Auskleidung mit einer Betonschicht bezw. Betonschale; Fig. 11 veranschaulicht die Sicherung der Fusshöhle durch eine Betonsohle und Fül lung der Höhlung mittelst Einsatzmaterials;
Fig. 112 schliesslich zeigt einen in Erdreich eingebauten fertigen Eisenbetonpfahl mit Ringwulsten.
Nach dem Abteufen des Bohrrohres a wird in das Bohrrohr ein elastischer Sack, vorteilhaft ein Gummisack mit Schutzhülle b, eingelassen, dessen oherer Rand zunächst sich gegen den untern Rand des Bohrrohres abstützt. Das Bohrrohr a wird nun eine Strecke hochgezogen und gleichzeitig durch das Rohr c der Bodensack b zum Beispiel mit Luft aufgebläht, so dass beim Hochziehen des Bohrrohres n_. weder das anstehende Erd reich, noch das Grundwasser den Hohlraum einnehmen kann. Das über dem Sack im Bohrrohr anstehende Wasser wird mittelst eines Becherwerkes, Pumpe oder dergleichen ausgeschöpft.
Alsdann wird in Gemässheit der Fig. 2 flüssiger Betonmörtel aufgegeben und hierdurch der elastische Fusssack b zusammengedrückt, in dem Masse, als der flüssige Betonmörtel d aufgefüllt und die Luft durch das Rohr c ab gelassen wird. Schliesslich ist es möglich, nach vollständigem Entweichen des Sack inhaltes den Sack b herauszuziehen.
Hierauf wird in Gemässheit der Fig. 3 auf den flüs sigen Betonmörtel d der plastische Beton e auf gebracht, und nunmehr werden durch wenig stens nahezu gleichzeitiges Arbeiten des keil förmigen Treibbären f und des ringförmigen Fallbären d (vergleiche Fig. 4 und 5) die bei den Betonmassen e und d durcheinander ge arbeitet.
Von Bedeutung ist es, dass der Ringbär einen Sekundenbruchteil später auf den Beton aufschlägt als der innengehende Kernbär in die Betonmasse hineinhämmert. Der Treibbär f wirkt nicht nur nach unten, sondern hauptsächlich nach den Seiten. Beim Schlag des Treibbären hat die Betonmasse das Bestreben, nach oben auszuweichen und wird alsdann sofort von. dem Ringbären ge troffen. Während der Rammarbeit wird das Bohrrohr a allmählich angehoben, so dass der gemischte Mörtel unter der Wirkung der bei den Bären auch seitlich in das Erdreich ge trieben wird.
Eine Armierung kann nach Fig. 6 vorteil haft durch Einsatz eines ringförmigen Eisen- s.kelettes h erfolgen, das in beliebiger Weise gebildet sein kann, beispielsweise aus einem rohrförmigen, in sich geschlossenen Strecken inetallkörper oder dergleichen. Hierauf be- @e#rt sich der Treibbär f im Innern der Ar- mierungmierung, während der Ringbär g die Betonmassen im Ringraum zwischen Rohr und Armierung bearbeitet.
Um die volle Tragfähigkeit derartiger hochwertiger Schlagbetonpfähle auszunut zen, wird der Fuss nach Anheben des Bohr rohres a (Fig. 7) unterschnitten, so dass eine Höhlung entsteht. Vorteilhaft kann man für das Unterschneiden eine Schere i benutzen, bei welcher das gelockerte Erdreich k zu Boden fällt, das in geeigneter Weise von oben her entfernt werden kann. Nach dem Ausschneiden der Fusshöhle wird gemäss Fig. & die erweiterte Fusshöhle unterhalb des Bohrrohres durch den elastischen Fusssack b ausgefüllt und das im Rohr anstehende Grundwasser durch Pumpen oder dergleichen entfernt.
Hierauf wird wieder wie in Fig. 2 flüssige Mörtelmasse eingefüllt, der Fusssack b zusammengedrückt in dem Masse, als die Luft aus dem Rohr o abgelassen wird, und hierauf der Fusssack vollständig heraus gezogen.
Wie derartige Pfähle mit erweitertem Fuss mit einer Armierung versehen werden können, zeigt Fig. 9, und zwar ist eine Fuss- armierung durch einen spreizbaren Doppel schirm h' gebildet, welche im aufsteigenden Teil des Bohrrohres in eine bündelförmige Armierung la übergeht.
Nach dem Einfüllen des flüssigen Betons in Gemässheit der Fig. 8 und nach dem Herausziehen des Fusssackes b wird die Armierung<I>lt,</I> h' eingesetzt und durch Belastung der Armierung der Doppel- schirm la' zur Spreizung gebracht, der pla stische Betonmörtel e alsdann auf den flüs sigen Betonmörtel d aufgebracht und nun (wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6) das Durcheinanderarbeiten der Betonmassen mittelst des Treibbären f und des Ringbären g bewirkt.
In Fig.1fl ist eine veränderte Ausfüh rungsform des Verfahrens zur Herstellung der Fusshöhlung dargestellt. Hierbei wird zunächst die Höhlung mit einer Betonmasse ausgefüllt und, nachdem dieser Fusssockel 1, einigermassen erhärtet ist, wird mittelst ge eigneter Schneidwerkzeuge eine Höhlung m. m dergestalt ausgeschnitten, dass von dem ursprünglichen Betonsockel l nur noch eine Randschale von etwa 6 bis 10 cm stehen bleibt. Die aus der Höhlung m heraus geschnittenen Massen werden nach oben be fördert.
Alsdann wird wieder eine Armie- rung gemäss Fig. 9 eingesetzt und die Beto nierung wie sonst vorgenommen.
Der Fusssockel kann gemäss Fig. 11 auch in der Weise gesichert werden, dass man nach dem Schneiden der Fusshöhlung zunächst eine Betonplatte n herstellt und hierauf einen Regel o einbringt. Das Bohrrohr wird nun ein wenig ungelüftet und Beton eingefüllt, der infolge der Schrägflächen des Kegels o nach aussen geleitet wird. Nach genügendem Erhärten des Betons wird der Leitkegel o herausgezogen und von dem unter ihm ver bliebenen Hohlraum aus werden die Seiten wände ausgeschnitten, so dass nur ein verhält nismässig dünner Betonmantel stehen bleibt, welcher den Einsturz der Fusshöhle und das Eindringen des Grundwassers verhindert.
Alsdann wird in diese weite Betonschale die Eisenarmierung mit spreizbarem Fussstück eingebracht und die Betonierung vorgenom men.
Um die Tragfähigkeit des Pfahls zu er höhen, wird vorteilhaft nicht nur der Lei- bungsdruck und der Bodendruck des erwei terten Fusssockels ausgenutzt, sondern auch der aufsteigende Pfahl mit Ringwulsten ver sehen, die durch doppelschirmartige Armie- rungen gesichert werden. In Fig. 12 bedeutet h die den aufsteigen den Pfahlteil durchsetzende, bündelförmige Armierung, die sich am Boden auf den Dop pelschirm h' stützt. Die Spreizung des Dop pelschirmes h' wird vorteilhaft durch An schläge h" begrenzt.
Zweckmässig werden die erwähnten Wulste so ausgeführt, däss die Höhlung für den obersten Ringwulst gleich hergestellt und in bereits beschriebener Weise gesichert wird, wenn das Bohrrohr bis zum beabsichtigten Platz für diesen Wulst ab- geteuft worden ist. Dann wird nach Her stellung und Sicherung der obersten Wulst höhlung das Bohrrohr bis zur planmässigen Tiefe des nächstuntern Wulstes abgeteuft und für diesen die Höhlung hergestellt und gesichert. Darauf wird das Bohrrohr noch weiter abgesenkt und am vorgesehenen Platze die Herstellung und Sicherung der Fusshöhle vorgenommen.
Die Armierungskörbe können entweder nur einen ausspreizbaren Doppel schirm h' am Fuss erhalten, dann aber glatt nach oben gehen, oder aber sie bestehen aus dem spreizbaren Fussstück h' und entspre chend langen glatten Passstücken h, zwischen denen je ein ausspreizbarer Doppelschirm lc"' in den Höhenlagen der Wulsthöhlungen angeordnet ist; sobald das Bohrrohr entspre chend hochgezogen ist, springt der entspre chende Schirm in die vom Bohrrohr frei gegebene und ausgeschnittene Wulsthöhlung.
Endlich aber ist es auch möglich, über den aufgehenden glatten Armierungskorb lose Doppelschirme h\ überzuwerfen, und diese in der entsprechenden Tiefe zum Ein springen in die Wulsthöhlungen zu bringen.
Method and device for producing a concrete pile foundation and concrete pile foundation produced according to the method. The subject of the present inven tion is a method for producing a concrete pile foundation. According to the same, the concrete mass is processed by a wedge-shaped zag-pointed propeller and a ring bear. Advantageously, alternating layers of liquid and plastic concrete are filled into the pile hole and worked together through the wedge-shaped propellant and the outer ring bear.
Before starting the concreting, the groundwater can be pushed back or pushed back by introducing a foot bag into the foot of the drill pipe and inflating the bag, for example by means of air. be completed by the drill pipe. Then the concrete is poured in, the footmuff is emptied of the enclosed air and finally completely removed.
When using alternating layers of liquid concrete mortar and plastic concrete, the coarse concrete formers are driven into the liquid, softer mortar masses by the work of the wedge-shaped propellant and the ring bear, and the two types of concrete are worked intimately together. In standing groundwater, in rivers, lakes and ponds or in the sea, so that the poured concrete does not drown, the groundwater is displaced from the borehole and permanently kept away before the concrete is poured.
The concrete piles of foundation systems produced in this way are characterized by their extremely high load-bearing capacity. If you want to add reinforcements, especially strong ones, to fully utilize the stability of the impact concrete piles, you must ensure that the work of the healing bear in conjunction with the ring bear is not hindered.
It is also desirable, in order to utilize the full load-bearing capacity of the impact concrete pile, to provide the pile not only with a widened base, but also with annular bulges so that the load-bearing capacity of the pile is not only due to the pressure in the reveal, but also to the toroidal widenings at the foot and at different heights is transferred to the ground.
Up to now, concrete piles of concrete pile foundations could only be equipped with iron reinforcements that had simple, vertical iron bars. These iron bars without cross-connections were guided through corresponding holes in the rammers or drop hammers. This type of reinforcement is extremely poor and does not comply with the rules of reinforced concrete technology. The present method is mainly to be used for concrete pile foundations where reinforcement is planned.
However, it should also apply to those concrete pile foundations in which the reinforcement can be omitted due to the low pile load.
The present method is shown in the various stages of work on the relevant drawing of several execution examples.
1 shows the lowering of the drill pipe and the displacement of the groundwater by means of an elastic bag; 2 shows the filling of the liquid concrete mortar while compressing the elastic footmuff; 3 shows the filling of the plastic concrete above the liquid concrete mortar, the concrete reinforcement being left out in the figure; 4 and 5 show the corresponding ring and wedge bears; Fig. 6 shows a ring reinforcement of the pile;
Fig. 7 shows a device for cutting under the drill pipe for the production of a foot cavity; Fig. 8 shows the application of the elastic bag for pushing back the groundwater; Fig. 9 shows the insertion of an umbrella-like reinforcement in the foot filled with liquid mortar, as well as the Aufbrin gene of the plastic concrete; Fig. 10 shows. securing the foot cavity by lining with a concrete layer or. Concrete shell; 11 illustrates the securing of the foot cavity by a concrete base and filling of the cavity by means of insert material;
Finally, Fig. 112 shows a finished reinforced concrete pile with annular bulges installed in the ground.
After the drill pipe a has been sunk, an elastic bag, advantageously a rubber bag with a protective cover b, is let into the drill pipe, the upper edge of which is initially supported against the lower edge of the drill pipe. The drill pipe a is now pulled up a distance and at the same time the bottom bag b is inflated, for example with air, through the pipe c, so that when the drill pipe is pulled up n_. neither the existing soil nor the groundwater can occupy the cavity. The water standing above the sack in the drill pipe is scooped up by means of a bucket elevator, pump or the like.
Then, in accordance with FIG. 2, liquid concrete mortar is applied and as a result the elastic footmuff b is compressed to the extent that the liquid concrete mortar d is filled and the air is let out through the pipe c. Finally, it is possible to pull out the sack b after the sack contents have completely escaped.
Then in accordance with Fig. 3 on the liquid concrete mortar d the plastic concrete e brought, and now the wedge-shaped propellant f and the ring-shaped fall bear d (see Fig. 4 and 5) by at least almost simultaneous work the concrete masses e and d worked together.
It is important that the ring bear hits the concrete a fraction of a second later than the inner bear pounds into the concrete mass. The driving force f works not only downwards, but mainly to the sides. When the driving force hits the concrete mass tends to evade upwards and is then immediately from. met the ring bear. During the ramming work, the drill pipe a is gradually raised so that the mixed mortar is driven into the ground laterally under the action of the bears.
According to FIG. 6, reinforcement can advantageously be effected by using an annular iron skeleton h which can be formed in any way, for example from a tubular, self-contained stretch of metal body or the like. The propellant f then moves inside the reinforcement, while the ringbear g works on the concrete in the annular space between the pipe and reinforcement.
In order to utilize the full load-bearing capacity of such high-quality impact concrete piles, the foot is undercut after lifting the drill pipe a (Fig. 7), so that a cavity is created. A pair of scissors i can advantageously be used for the undercutting, with which the loosened soil k falls to the ground, which can be removed from above in a suitable manner. After the foot cavity has been cut out, the expanded foot cavity underneath the drill pipe is filled by the elastic foot sac b, and the groundwater in the pipe is removed by pumps or the like, as shown in FIG.
Then, as in FIG. 2, liquid mortar mass is poured in again, the footmuff b is compressed to the extent that the air is let out of the pipe o, and the footmuff is then pulled out completely.
FIG. 9 shows how such piles with an enlarged foot can be provided with a reinforcement, namely a foot reinforcement is formed by an expandable double screen h 'which merges into a bundle-shaped reinforcement la in the ascending part of the drill pipe.
After the liquid concrete has been filled in according to FIG. 8 and after the footmuff b has been pulled out, the reinforcement <I> lt, </I> h 'is inserted and the double screen la' is made to expand by loading the reinforcement plastic concrete mortar e then applied to the liquid concrete mortar d and now (as in the embodiment according to FIG. 6) causes the mixing of the concrete masses by means of the propeller f and the ring bear g.
In Fig.1fl a modified Ausfüh approximate form of the method for producing the foot cavity is shown. Here, the cavity is first filled with a concrete mass and, after this base 1, has hardened to some extent, a cavity is m using ge suitable cutting tools. m cut out in such a way that only an edge shell of around 6 to 10 cm remains of the original concrete base l. The masses cut out of the cavity m are conveyed upwards.
Reinforcement according to FIG. 9 is then used again and concreting is carried out as usual.
According to FIG. 11, the base of the foot can also be secured in such a way that, after the foot cavity has been cut, a concrete slab n is first produced and a rule o is then introduced. The drill pipe is now a little unventilated and concrete is poured in, which is directed to the outside due to the inclined surfaces of the cone. After the concrete has hardened sufficiently, the traffic cone o is pulled out and the side walls are cut out of the cavity below it, so that only a relatively thin concrete shell remains, which prevents the foot cavity from collapsing and groundwater from penetrating.
The iron reinforcement with an expandable foot piece is then introduced into this wide concrete shell and the concreting is carried out.
In order to increase the load-bearing capacity of the pile, it is advantageous not only to take advantage of the pressure on the surface and the surface pressure of the extended base, but also to provide the rising pile with annular beads, which are secured by reinforcements similar to double-shields. In Fig. 12, h means the bundle-shaped reinforcement which penetrates the pile part and rests on the double screen h 'on the ground. The spread of the double screen h 'is advantageously limited by stops h ".
The mentioned beads are expediently designed in such a way that the cavity for the uppermost annular bead is produced immediately and secured in the manner already described when the drill pipe has been sunk to the intended place for this bead. Then after Her position and securing of the uppermost bead cavity, the drill pipe is sunk to the planned depth of the next lower bead and the cavity is made and secured for this. The drill pipe is then lowered further and the foot cavity is made and secured at the designated place.
The reinforcement cages can either only have an expandable double umbrella h 'at the foot, but then go smoothly upwards, or they consist of the expandable foot piece h' and correspondingly long, smooth fitting pieces h, between which an expandable double umbrella lc "'in the heights of the bead cavities is arranged; as soon as the drill pipe is pulled up accordingly, the corresponding screen jumps into the bead cavity released and cut out by the drill pipe.
Finally, however, it is also possible to throw loose double umbrellas over the rising, smooth reinforcement cage, and to make them jump into the bulge cavities at the appropriate depth.