DD286840A5 - Verfahren zum einspuelen eines rohres - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspuelen eines Rohres in Kombinationen mit Schwingungen, Oszillation und/oder Eigenlast fuer Bohrbrunnen. Pfahlgruendungen und dergleichen. Bei dem erfindungsgemaeszen Verfahren wird das Bohrgut im Ringraum, der zwischen dem Rohr und dem Spuelgestaenge gebildet wird, zu Tage gefoerdert und im nahen Bereich oberhalb des Bohransatzpunktes aus dem Rohr herausgefuehrt. Dadurch wird die Foerderhoehe des auszutragenden Bohrgutes und der Spuelfluessigkeitsdurchgang im Ringraum zwischen Rohr und Baugrund verringert und Auskolkungen im Baugrund vermieden. Fig. 3{Einspuelen; Rohr; Schwingung; Oszillation; Eigenlast; Bohrbrunnen; Pfahlgruendungen; Bohrgut; Ringraum; Spuelgestaenge; Foerderhoehe; Spuelfluessigkeitsdurchgang; Baugrund; Auskolkung}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Ai.wendungsgeblet der Erfindung

Die Erfindung wird bei der Herstellung von Bohrungen für Bohrbrunnen, Pfahlgründungan und dergleichen im Spülbohrverfahren unter Zuhilfenahme von Schwingungen, Oszillation und/oder Tigenlast zur Überwindung der Wandreibung zwischen der Bohrvorrichtung und dem Erdstoff angewendet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind Bohrgeräte bekannt, bei denen durch Drehbewegung oder Vibration ein äußeres Bohrrohr gemeinsam mit einem innen angebrachten Spülgestänge in Erdschichten abgeteuft werden.

Das Spülgestänge ist zentral im Rohr angeordnet und führt vom Kopf dos Bohrrohres bis zum Schneidschuh. Während des Bohrens ist das Spülgestänge mit dem Bohrrohr fest verbunden. Bei gleichzeitiger Bewegung des Rohros durch z. B. Vibration wird der in das Rohr eindringende Boden ausgespült. Das kann entweder über den sich zwischen dem zentralen Spülgestängo und dem Rohr gebildeten Ringraum oder im umgekehrten Falle durch das Spülgestänge erfolgen. Das Erdstoff-Spülflüssigkeitsgemisch wird am Kopf des Rohres aus demselben hera isgeführt.

(DE-OS 1433203, DS-OS1634267)

Der Nachteil dieser Lösungen besteht im Austritt der Spülung im Kopfbereich der Vorrichtungen. Ein Teil der mit Erdstoff versetzten Spülung kann diesen angebotenen Weg nicht nehmen, sie geht naturgemäß den Weg dos geringsten Widerstandes zwischen äußerem Rohr und Erdstoff.

Namentlich bei der Klarwasserspülung kommt es hierbei zu Auskolkungen und Bohrlochvergrößerungen, die erdstoffabhängig sind. Es kommt zu einer Abfiltration der Klarwasserspülung, die sich nachteilig auf die Dichteerhöhung der Bohrspülung im Ringraum (äußeren), den Bohrprozeß und die erreichbare Tiefe auswirkt. Nach einem unkontrollierbaren Austritt am Bohriochmund erfolgt eine Verschmutzung der Baustelle durch ausgetragenen Erdstoff sowie des Spülungswassors.

Der andere Teil der mit Erdstoff versetzten Spülung wird wie benannt am Kopf des Rohres zu Tage gefördert, was einen hohen Energieverbrauch der Spülpumpe bewirkt.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die bohrkosten zu senken und negative Beeinflussungen des Baugrundes bezüglich der späteren Setzungen auszuschließen.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zum Einspülen eines Rohres in Kombination mit Schwingungen, Oszillation und/oder Eigenlast für Bohrbrunnen, Pfahlgründungen und dgl., wobei sich im Inneren des Rohres ein Spülgestänge befindet und die Spülllüssigkeit mit dom Bohrgut im Ringraum, der zwischen dem Rohr und dem Spülgestänge gebildet wird, zu Tago gelangt, die Fördeihöho des auszutragenden Bohrgutes und den Spülflüssigkeitsdurchgang im Ringraum zwischen Rohr und Baugrund zu verringern und somit Auskolkungen im Baugrund zu vermeiden und Pumponenergie einzusparen oder Bohrlochvergrößerungen zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelost, indem die Spülflüssigkeit im nahen Bereich des Bohransatzpunktes aus dem Rohr herausgeführt wird. Das geschieht über Schlitze am Rohr, die vor Beginn des Bohrproztjsses alle geöffnet sind und unmittelbar vof dem Eintritt in das Erdreich geschlossen werden. Bei standfostem Baugrund kann auf don Verschluß der Schlitze verzichtet werden. Der Abstand der Schlitze, die sich auf vertikaler Erstreckung des Rohrmantels befinden, beträgt max. 2 m. Die Schlitze werden durch Deckel verschlossen. Durch die Erfindung wird die Forderhöhe des auszutragenen Bohrgutes verringert, da die Austrittshöhe der Spülung herabgesetzt wird. Gleichermaßen wird die Förderhöhe der Spülpumpe veingert und durch die

Minderung des hydrostatischen Druckes auf der Bohrlochsohle der Spülflüssigkeitsdurchgang außerhalb des Rohres im Ringraum zwischen Rohr und Baugrund eingeschränkt. Außerdem vermindert sich die Abfiltration von Spülflüssigkeit außerhalb des Rohres, und dadurch wird eine Einsparung von Spülflüssigkeit erreicht.

AusfOhrungsbelspiel

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert, die zugehörigen Figuren zeigen

Fig. 1: Spülgestänge mit Vibrator

Fig. 2! Rohr

Fig. 3: Bohrvorrichtung im Schnitt dargestellt

Fig.4: Verschlußblech

Fig. 5: Arretierung mittels zweier Dorne

(Einzelheit x) Fig. 6: Verriegelung des Verschlußbleches

(Einzelheit y).

Bevor die Bohrvorrichtung mittels Hebezeug auf dem Bohransatzpunkt angesetzt wird, ist sie betriebsfähig zu montieron. Das Spülgestänge 2 (Fig. 1) mit dem Vibrator 5 wird in das Rohr 1 (Fig. 2) eingeschoben und arretiert, die Schlitze 4 sind durch Abnahme der Verschlußbleche 8 geöffnet. Nun werden ein oder mehrere Druckschläuche angeschlossen, durch welche Pumpen die Spülflüssigkeit, die aus Gewässern, Brunnen, Vorratsbehältern usw. entnommen werden kann, in das Spülgestänge 2 fördern.

Während des Bohrprozesses tritt die Spülflüssigkeit am unteren Ende des Spülgestänges unter Druck aus und löst mit Unterstützung der Vibration, die dutch die installiertun Vibratoren 5 in die Konstruktion eingetragen wird, den Erdstoff innerhalb des Rohres 1, welches durch die Vibration vorauseilend dom Spülgestänge in den Erdstoff getrieben wird. Die Länge des Vorschnitts ist abhängig vom Abstand Austritt Spülge3tänge 2 zum Schneidschuh 7 und kann variabel gestaltet werden.

Der gelöste Erdstoff wird durch den Ringraum 6 zwischen Spülgestänge 2 und Rohr 1 durch die Spülungsflüssigkeit bis zum ersten Schlitz 4 transportiert und tritt während des Abteufens in sich verringernder Höhe über dem Bohransatzpunkt aus.

Über eine Auffangvorrichtung kann die mit Erdstoff vermischte Spülungsflüssigkeit aufgefangen, abgeleitet und nach der Sedimentation des Erdstoffes 'viederverwendet werden.

Ist der erste Schlitz 1 bis zum Gelände abgeteuft, werden Spülstrom und die Vibration kurzfristig unterbrochen und der Schlitz 4 mit einem Blech 8 verschlossen. Nach Zuschalten des Spülstromes und der Vibration erfolgt ein weiteres Abteufen der Vorrichtung, bis der nächste Schlitz 1, durch den jetzt der Spülstrom austritt, vor Abteufen unter Gelände verschlossen wird (Fig.3). Dieser Vorgang wiederholt sich bis zur Endteufe.

Bei standfestem bindigen Erdstoff kann auf das Verschließen der Schlitze 1 verzichtet werden.

Nach Lösen der Arretierung des Spülgestänges 2 am Rohr 1 wird es aus dem Rohr 1 gezogen. Das Rohr 1 wird mit Einbauten,

z. B. für Brunnen oder Gründungskörper, versehen. Anschließend wird das Rohr laus dem Erdstoff gezogen und die Verschlußbleche 8 demontiert.

Nach dem Einbau des Spülgostänges 2 ist die Vorrichtung wieder einsatzbereit.

Die Bohrvorrichtung besteht aus einem mit länglichen rechteckigen verschließbaren Austrittsschlitzen 4 versehenen Rohr 1, an dessen unterem Ende ein Schneidschuh 7 eingebracht ist. In diesem mit Schlitzen 4 versehenen Rohr 1 ist ein Spülgestänge 2 eingeführt und mit dem Rohr 1 durch Arretierung miteinander verbunden.

Der Abstand der Schlitze 4, die sich auf der vertikalen Erstreckung des Rohres 1 befinden, beträgt maximal 2m.

Das Verschlußblech 8 (Fig. 4) der Schlitze 4 wird mit den Dornen 9 (Fig. 5) in vorhandene Bohrungen im Rohr 1 gesteckt und nach unten geklappt. Durch die Dorne 9 ist das Vurschlußbloch 8 allseitig arretiert. Am anderen Ende des Verschlußbleclies 8 ist eine Verriegelung (Fig. 6) angebracht, die hier das Verschlußblech 8 sichert und aus einem äußeren Riegol 10 und einem inneren Riegel 11 besteht. Beide Riegel sind durch einen rechteckigen Steg 12miteinander verbunden. In einem Langloch 13wirddas Verbindungsblech 12 beim Öffnen und Schließen der Verriegelung geführt. Der äußere Riegel 10 ermöglicht durch seine Länge eine Anschlagsmöglichkeit beim Schließen des Schlitzes 4 durch das Verschlußblech 8. Die Riegelvorrichtung kann durch Schrauben oder Splinte gegen unbeabsichtigtes Öffnen gesichert wrrden. Während oder nach dem Ziehen des Rohres 1 aus dem Boden können die Verschlußbleche 8 durch Löson der Verriegelung abgenommen werden.

Am oberen Ende des Spülgestänges 2 befinden sich die Anschlüsse für die Zuführung der Spülflüssigkeit und zwei synchronisierte gegenläufig arbeitende Vibratoren. Über den Vibratoren ist eine Anschlagöse angeordnet. Am unteren Ende des Spülgestanges 2 sind Abstandhalter 3 zur Zentrierung angebracht. Die im Erdstoff durch das Abteufen der Vorrichtung bufindlichen Schlitze 4 sind durch Verschlußbleche 8 verschlossen.

Die speziellen Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung betrifft die Herstellung von Brunnen und Gründungskörpern bis zu einer Teufe von 15m, wobei vorzugsweise mobile Hebezeuge eingesetzt werden.

Durch den vorgegebene!, Austrinsweg der erdstoffördernden Spülflüssigkeit wird die Austrittshöhe der Spülflüssigkeit horabgosetzt und die FörderI .öhe der Spülpumpe verringert, der Spülflüssigkeitsdurchgang außerhalb des Rohres, im Kingraum zwischen Erdstoff und Rohr 1 nahezu ausgeschlossen und der bohrgeschwindigkeitsvermindernde hydrostatische Druck auf die Bohrlochsohle durch die Vermeidung des Schwebezustandes des erbohrten Erdstoffes abgebaut.

Außerdem vermindert sich die Abfiltration der Spülflüssigkeit im Bereich der Bohrlochsohle und außerhalb des Rohres.

Es wird eine Einsparung der Spülflüssigkeit erzielt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Einspülen eines Rohres in Kombination mit Schwingungen, Oszillation und/oder Eigenlast für Bohrbrunnen, Pfahlgründungen und dgl., wobei sich im Inneren des Rohres ein Spülgestänge mit Abstandshaltern befindet und die Spülflüssigkeit mit dem Bohrgui im Ringraum, der zwischen dem Rohr und dem Spülgestänge gebildet wird, zu Tage gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeit und das Bohrgut im nahen Bereich oberhalb des Bohransatzpunktes aus dem Rohr herausgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeit und das Bohrgut über Schlitze (4) am Rohr herausgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (4) vor dem Eintritt in Erdreich mit Verschlußblechen verschlossen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich oberhalb des Bohransatzpunktes innerhalb der Grenzen von 0 bis 2 m liegt.