DD201717A5

DD201717A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines beton-fundamentkoerpers

Info

Publication number: DD201717A5
Application number: DD81233595A
Authority: DD
Inventors: Zoltan Regele; Jozsef Illes; Miklos Kunos; Imre Sipka; Mihaly Sirko
Original assignee: Foeldmeroe Talajviszsgalo; Delmagyarorszagi Magas Es Mely
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1981-09-25
Publication date: 1983-08-03
Also published as: YU31184A; YU234281A; IT1139152B; PL132041B1; YU42700B; FR2522706A2; CS237321B2; YU46138B; FR2491107A1; FR2491107B1; DE3133709A1; IT8123928A0; FR2522706B2; PL232962A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Beton-Fundamentkoerpern im Boden. Das Wesen des Verfahrens besteht darin, dass an der Stelle des zu errichtenden Fundamentkoerpers der Boden aufgelockert und unter die aufgelockerte Bodenmasse Monolithbeton so eingepresst wird, dass der aufgelockerte Boden aus dem den aufgelockerten Boden enthaltenden Raum verdraengt und/oder auf sonstige Weise entfernt wird, und sich nach Ausfuellen des Raumes mit Beton der Fundamentkoerper ausgebildet. Die Einrichtung nach der Erfindung besitzt ein Bohrwerkzeug in Form einer Schraubenscheibe,die mittels einer Kurbelstange an eine Drehvorrichtung angeschlossen und mit einer Betonpumpe verbindbar ist.Zur Foerderung des Betons ist die Kurbelstange als Rohr ausgestaltet. Durch die Erfindung koennen Fundamentkoerper mit hoher Qualitaet und hohen Festigkeitswerten wirtschaftlich und schnell hergestellt werden.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Hersteilung von Fundamentkörpern

Anwendungsgebiet der brfindung :

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Fundamentkörpern aus Seton im 3oden«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen :

In der Bauindustrie iwrd ständig daran gearbeitet, den Grad der Mechanisierung und der Vorfertigung sowie den Montagecharakter des Bauens zu erhöhen und den Aufwand an lebendiger Arbeit auf ein Minimum zu reduzieren. Während man im Hochbau bereits beachtliche Erfolge erreichen konnte, ist die Entwicklung bei den Fundamentierung- und Gründungs-, arbeiten nicht zufriedenstellend. Einer der Gründe besteht darin, daß vorgefertigte Elemente nur in geringem Maße für Gründungen eingesetzt werden können. Was nun den Grad der Mechanisierung anbelangt, so sind hierfür hochwertige Spezialmaschinen bzw. Maschinenketten erforderlich, die den jeweiligen Umständen bzw. den geologischen Gegebenheiten angepaßt werden müssen.

Bei der Mehrheit der gegenwärtig an Ort und Stelle durchgeführten Flach- und Tief gründungen können die bautechnologischen Prozesse in die folgenden, im allgemeinen voneinander scharf abgegrenzten Arbeitsgänge (Funktionen) unterteilt werden:

Entfernen der Erde (gegebenenfalls Entwässerung) mit Hilfe von Baggern. Niederbringen von Bohrungen mit Spezialmaschinen ;

sichern der Baugrube durch Verstrebungen, Verschalen, unter Anwendung von Mantelrohren, Schutzrohren, Bohrschlamrn und Trübe ;

Betonieren auf bekannte Weise, gegebenenfalls Betonieren unter Wasser.

In Abhängigkeit von den örtlichen Bedingungen können die vorstehend angeführten Prozesse vertauscht oder parallel zueinander ablaufen z.B. das Ausheben der Baugrube und ihre Sicherung. Grundsätzlich erfolgt aber das Betonieren nach dem Ausheben der Erde und nach dem Verschalen bzw. der Sicherung der Baugrube.

Ziel der Erfindung:

Durch die Erfindung können Fundamentkonstruktionen auf relativ einfache Weise in guter Qualität schnell und wirtschaftlich hergestellt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lösung der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit der Flach- und Tiefgründungen ohne vorherige Bodenentwässerung

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und ohne große Aufwendungen an SicKerungsmaßnahmen und Verschalungsarbeiten errichtet werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst , daß an der Stelle des zu errichtenden Fundamentkörpers der Boden aufgelockert und unter die aufgelockerte Bodenmasse Monolithbeton so eingepreßt wird, daß er den lockeren Soden aus dem den lockeren Soden enthaltenden Raum verdrängt und/oder der aufgelockerte Boden auf sonstige Weise entfernt wird und sich nach Ausfüllen des aufgelockerten Bodenraumes mit Seton der Fundamentkörper.ausbildet.

Bei der Lösung der Aufgabenstellung geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß man an der Stelle des zu errichtenden Fundamentkörpers den Soden nur auflockert und nicht aushebt, wobei das aufgelockerte Erdreich die nicht gelockerte Wand des Bodens solange abstützt, bis das lockere Erdreich entfernt, wird. Hierzu wird der Rohbeton unter hohem Druck in den Raum mit. dem aufgelockerten Erdreich gepreßt und die lockeren Erdmassen an die Erdoberfläche gebracht. Das Einpressen des Betons erfolgt selbstverständlich von unten nach oben. Zürn Auflockern des Bodens wird vorteilhafterweise eine Schraubenscheibe verwendet, deren Drehachse gleichzeitig als Transport- bzw. Druckrohr für den Beton dient. Das Rohr mündet in der untersten Ebene aus, so daß nach erfolgter Auflockerung das Einpressen des Betons und Verdrängen des Erdreiches mit demselben Werkzeug vorgenommenwerden können.

Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält demzufolge ein Bohrwerkzeug und eine Betonpumpe, wobei die wesentliche Charakteristik der Einrichtung darin besteht , daß das Bohrwerkzeug eine Schraubenscheibe ist, deren Kurbelstange mit einer Drehvorrichtung und einer Betonpumpe verbunden und zur Förderung des Rohbetons als Rohr ausgestattet ist.

Mit der Anwendung dar Erfindung sind folgende Vorteile verbunden :

Der Fundaraentkörper kann gegenüber bisherigen Lösungen in einer höheren Qualität hergestellt werden , da er auf gewachsenem , nicht aufgelockerten Boden errichtet wird. Fremdmaterial (z.B. Bohrschlamm) kann die Verbindung zwischen der 3etonflache und dem Soden nicht beeinflussen. An den Seitenwänden stürzt der Soden nicht ein. Dadurch werden Verunreinigungen vermieden. Außerdem werden die Seitenflächen nicht aufgelockert.

Mit Hinsicht darauf, daß der Beton unter Druck eingepreßt wird, wird er gleichzeitig ohne zusätzliche Arbeitsgänge verdichtet, und erreicht eine höhere Festigkeit, wobei Zement eingespart werden kann. Andererseits verdichtet der unter Druck eingespeiste Beton die ungebundene Bodenmasse sowohl in der Sogis als auch an der Mantelfläche. -Auf diese Weise weist der unter Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung hergestellte Fundamentkörper mit den herkömmlichen ruridamentkörpern verglichen, eine höhere Festigkeit auf, was wiederum zu Material- und Energieersparungen führt. Fehlerhafte Gründungen infolge subjektiver Faktoren und Verstöße gegen die bautechnologische Disziplin können außer Acht gelassen werden, da alle Prozesse mechanisiert sind. Der Aufwand an lebendiger Arbeit wird auf das Minimum herabgesetzt. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind keine Spezialmaschinen bzw. Maschinenketten erforderlich, da die einzusetzenden Werkzeuge an die in der Bauindustrie allgemein vorhandenen. Maschinen montiert bzw. die in der Bauindustrie verwendeten Maschinen wie Betonpumpen, Mischer usw. ohne etwaige Änderung eingesetzt werden können. Da die Unterstützungs- und Entwässerungsarbeiten entfallen und eine hochgradige Mechanisierung möglich ist, wird die zur Bauausführung erfor-

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derliche Zeit verkürzt. Neben einer wesentlich höheren Arbeitsproduktivität werden bedeutende Kosten eingespart.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:.

Fig. 1: eine Maschinenkette zur Durchführung des . erfindungsgemäßen Verfahrens ,

Fig. 2: das Auflockern des Bodens,

Fig. 3: den Betonierungs-Bodenverdrängungsprozeß.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine hydraulische Kraftmaschine 1, z.B. ein Kran sit Raupenkette, erforderlich, Am Ausleger 2 derselben ist eins Drehvorrichtung 3 anmontiert. An der Drehvorrichtung ist das obere Ende einer Kurbelstange 4 befestigte Am unteren Ende der Kurbelstange 4 ist die aus Stahl hergestellte Schraubenscheibe 5 starr angeordnet. Die Kurbelstange 4 ist vorteiihafterweise ein Rohr, das unterhalb der Drehvorrichtung 3 mit einem Rohrstutzen 6 versehen ist. Das untere Ende des die Kurbelstange 4 bildenden Rohres ist offen , wobei sich die Ausmündungsöffnung in der unteren Ebene der Schraubenscheibe 5 befindet. Das Arbeitsniveau (Terrainniveau) ist mit dem Buchstaben t bezeichnet. Die Betonpumpe 7 ist ebenfalls Bestandteil der Maschinenkette und aus den Transportwagen 8 (Mischer) mit Beton versorgt. Das Druckrohr .9 der Betonpumpe ist auf an sich bekannte Weise dem Rohrstutzen 6. der Kurbelstange 4 verbindbar. Mit Hilfe der hydraulischen Kraftmaschine kann wie aus Fig. 1 ersichtlich, auf die Kurbelstange auch in vertikaler Richtung ein Druck ausgeübt bzw. die Kurbelstange vertikal nach oben ausgehoben werden.

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Fig. 2 zeigt den Prozeß in dem mittels der Drehvorrichtung

3 und der Kurbelstange 4 die Schraubenscheibe 5 quasi in dem Boden 10 hineingeschraubt und der für die Errichtung des Fundamentkörpers erforderliche Raum 12 bis zur Fundamentierungsebene S₁ im Boden aufgelockert wird. Der in dem Raum 12 aufgelockerte Boden 11 wird aber nicht auf die Oberfläche gefördert..

Nachdem der 3oden in der Breite d und in der Höhe m des auszustaltenden Fundamentkörpters, der nach Fertigstellung eine Gesamthöhe bis zum Terrainniveau t besitzt, aufgelockert wurde, und sich die Schraubenscheibe 5 in ihrer unteren Endstellung befindet (Fig. 2), wird die Drehvorrichtung 3 abgestellt und der Schlauch (das Druckrohr) der Betonpumpe an den Rohrstutzen 6 der rohrförmigen Kurbelstange

4 angeschlossen. Von nun an dient die Kurbelstange 4 als Betonierungsrohr. Die Betonpumpe wird angelassen und der von den Mischern 8 aufbereitete und in die Betonpumpe eingespeiste Rohbeton (Fig. 3) fließt durch den Rohrstutzen

5 und durch das von der Kurbelstange 4 gebildete Betonierungsrohr zur Ausmündungsöffnung im unteren Teil der Schraubenscheibe 5. Zu Beginn des Betonierens befindet sich die Austrittsöffnung unmittelbar über der nicht aufgelockerten natürlichen Sohle des Bodens 10. Unter einem, den jeweiligen Gegebenheiten entsprechenden Druck wird der Beton eingepreßt, wobei sich die Schraubenscheibe 5 in vertikaler Richtung nach oben bewegt. Die Schraubenscheibe schiebt den in dem Raum 12 vorhandenen aufgelockerten Boden 11 nach oben, während der Beton 13 den Raum vollkommen ausfüllt und auf Grund des ausgeübten Druckes verdichtet wird. Der Beton wird praktisch in eine Grenzzone zwischen dem lockeren Boden und dem natürlichen Boden (der Sohle) eingebracht, wobei die beiden Bodenarten durch die Schraubenscheibe voneinander getrennt 'sind. So können sich der Beton und der aufgelockerte Boden nicht miteinander vermischen.

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Besitzt der Durchmesser d und/oder die Höhe m einen hohen Wert oder sind die bodenphysikalischen Charakteristiken ungünstig, kann der aufgelockerte Boden aus dem Raum 12 durch das Hinaufziehen der Kurbelstange 4 entfernt werden. Ist das geplante obere Ende des Fundamentkörpers (in Fig. 3 mit s bezeichnet) erreicht, wird die Betonpumpe 7 abgestellt und der Fundamentkörper ist fertig. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt, wobei ersichtlich ist ,. daß der größte Teil der mit dem Rohbeton 13 aus dem Raum 12 verdrängten Bodenmasse auf dem Terrainniveau t liegt. Die über dem fertiggestellten Fundamentkörper im Raum 12 zurückbleibende Bodenmasse kann entweder durch Aufziehen der Schraubenscheibe 5 oder unter Zuhilfenahme bekannter Maschinen, z.B. eines Greifers, entfernt werden.. Nach erfolgter Reinigung der Oberfläche des Fundamentkörpers wird mit dar Errichtung des Sauwerkes begonnen.. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird sowohl während der Einschraubungs- bzw. Auflockerungsoperation als auch während des gesamten Dauer des Betonierens die Seitenwand des Raumes 12 von der aufgelockerten Bodenmasse abgestützt. Eine separate Sicherung bzw. Verschalung ist nicht vorgesehen. Die Tiefe und der Durchmesser des unter Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung zu verfertigenden Fundamentkörpers werden einerseits durch die Leistung der Drehvorrichtung 3 und der Betonpumpe 7, andererseits durch die physikalischen Charakteristiken des Bodens IO bestimmt»

Nach der Erfindung können Einzelfundamente mit kreisförmigem Querschnitt und mit einem beliebigen Durchmesser d (Breite) beliebiger Höhe m für jeden Bautentyp, d.h. sowohl für Flachgründungen als auch für Tiefgründungen hergestellt werden. In Abhängigkeit von den geotechnischen Gegebenheiten und den von der Wandkonstruktion auf das Fundament übertragenen Belastungen können Breite und Tiefe des

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Fundamentkörpers innerhalb weiter Grenzen geändert werden. Das Verfahren kann praktisch in jedem Boden - mit Ausnahme von Gesteinsböden oder gesteinsartigen Böden (Sandstein, Tuff, Mergel, Schieferton usw.) - angewendet werden- Weder die Lage, noch die Agressivität des Bodenwassers üben einen Einfluß auf die Ausführungsmöglichkeiten des Verfahrens aus. Gleichzeitig aber ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit besonderen Vorteilen verbunden, wenn das Grundwasserniveau zu hoch ist und der Soden unter dem Grundwasserniveau zum Zerfließen neigt oder plastisch ist, einen hohen Hohlraumfaktor oder einen hohen Anteil an organischen Substanzen aufweist. Durch die geeignete Wahl des Verhältnisses Länge/Durchraesser verhalt sich das Fundament wie ein starrer Körper» Unter dem Einfluß der gleichzeitig wirkenden komplexen Belastungen tritt eine Biegebeanspruchung im Fundamentkörper nicht auf. Dadurch ist eine Eisenarmierung nicht erforderlich- Das Fundament führt lediglich einen Winkelausschlag aus.

Mit Hinsicht darauf, daß der Beton - sich aus dem Charakter des Verfahrens ergebens - in einer recht zuverlässigen Weise eng mit den angrenzenden/ nicht aufgelockerten, horizontalen und. vertikalen Baodenflachen verbunden ist,, können bei einer geeigneten Dimensionierung sich horizontal und vertikal nur in geringem Maße verschiebende Fundamentkörper hergestellt werden. Bei der Durchführung des Verfahrens treten weder dynamische Wirkungen , noch - abgesehen von der mit der Schraubenscheibe hervorgerufenen Auflockerung Bodenauflockerungen auf. Die Technologie ist für die Anwendung bei Rekonstruktionsarbeiten, bei der Errichtung neuer Anlagen neben den bereits vorhandenen und bei Erweiterungen von Gebäuden bestens geeignet.

Beim Bau von zeitgemäßen, jedoch gegenüber einem Setzen oder einem Verschieben in horizontaler Richtung empfind-

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lichen Wandkonstruktionen (Paneelgebäude, Hallen mit großen Spannweiten„ Konstruktion mit Hängedächern usw.) kann durch die Anwendung der erfindurrgsgeraäßen Lösung verhindert werden, daß die sich aus den Verscheibungen des Fundamentes ergebenden Kraftwirkungen auf die Wandkonstruktion übertragen werden. Mit Hinsicht darauf, da'ß der Durchmesser und die Länge (die Tiefe) des Fundamentkörpers leicht variiert werden können, indem nur die Kurbelstange und/oder die Schraubenscheibe, auszutauschen ist, kann die.Größe der von der Wandkonstruktion übertragenen, sich oft in großem Maße ändernden Belastungen durch das Fundament genau aufgenossen werden. Dadurch können auch die an die Material- und Energieersparung gestellten Forderungen weitgehend befriedigt werden .

Ein weiterer Vorteil, des Verfahrens besteht darin, daß der Wert des Sohlenwiderstandes und der Mantelreibung, sowie - bei gleicher Betonzusammensetzung - die Festigkeitswerte die bei den mit der traditionellen Technologie hergestellten gebohrten, an Ort und Stelle verfertigten Betonsäulen, bzw» Schlitzwänden erreichbarem Werte überschreiten« So können bei gleichem Aufwand an Material, Zeit und Arbeitskräften Fundamentkörper mit höherer Belastbarkeit hergestellt werden Darüber hinaus vereinfacht das erfindungsgemäße Verfahren die Organisation auf der Baustelle. Gleichzeitig erübrigten sich die mit der Schlitzfundamentierung verbundenen Umweltprobleme, dabei können wichtige Grundstoffe, wie z.B. Holz, Stahl, Spundbohlen, Futterrohr usw. eingespart werden.

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Claims

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Erfindungsan s ρ'" r ü

Verfahren zur Herstellung eines Beton-Fundamentkörpers im Boden, gekennzeichnet dadurch, daß an der Stelle des zu errichtenden Fundamentkörpers der Boden (10) aufgelockert und unter die aufgelockerte Bodenmasse (11) Monolithbeton (13) so eingepreßt wird, daß er den auf ge- lockerten Soden (11) aus dem den aufgelockerten Boden enthaltenden Raum (12) verdrängt und/oder auf sonstige Weise entfernt wird und sich nach Auffüllen des aufgelockerten Bodenraumes (12) mit Beton (13) ausbildet.

ν

Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung eines Bohrwerkzeuges und einer Betonpumpe, gekennzeichnet dadurch, daß das Bohrwerkzeug eine Schraubenscheibe (5) ist, deren Kurbelstange (4) an eine Drehvorrichtung (3) und an eine Betonpumpe (7) anschließbar und zum Transport des Rohbetons als Rohr ausgebildet ist.

Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Anschluß an die Dreheinrichtung (3) im Bereich des oberen Endes der rohrförmigen Kurbelstange (4) erfolgt und unter diesem Bereich ein Rohrstutzen (6) für den Anschluß des Schlauches (9) der Betonpumpe (7) vorgesehen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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