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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines Rohrs in einen Untergrund, bei welchem eine Vibrationseinrichtung an einem Kopfbereich des Rohrs angeordnet wird. Ein zunehmendes Eindringen des Rohrs in den Untergrund wird durch von der Vibrationseinrichtung erzeugte Schwingungen bewirkt. Mittels eines in einem Fußbereich des Rohrs angeordneten Elements, welches über einen an das Element angrenzenden Bereich des Rohrs nach außen übersteht, wird zwischen dem Rohr und dem das Rohr umgebenden Untergrund ein Raum hergestellt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung eines mittels einer Vibrationseinrichtung in einen Untergrund eingebrachten Rohrs in dem Untergrund.
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Die
EP 1 992 742 A2 beschreibt das Herstellen einer Gründung mittels Ankern. Hierbei werden Rohre mittels einer Vibrationseinrichtung in den Untergrund einer Baugrube eingebracht. Während des Eindringens des Rohrs in den Untergrund wird der Boden um das untere Ende des Rohrs durch Zuführen von Wasser aufgeweicht. In das Rohr wird dann ein Zugseil oder Zugstab eingeführt. Anschließend wird das Rohr aus dem Untergrund gezogen und ein Vergussmörtel in das zurückbleibende Loch eingebracht. Auf diese Weise wird das Zugseil beziehungsweise der Zugstab mit einem Mörtelblock verbunden.
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Des Weiteren beschreibt die
US 2015/0225941 A1 ein Verfahren, bei welchem mittels eines Bohrgeräts und zugleich einer Vibrationseinrichtung ein Rohr in einen Untergrund eingebracht wird. Während der Herstellung des Bohrlochs wird mittels einer Bohrspülung das Bohrgut aus dem Bohrloch abgeführt. Nachdem das Rohr seine Einbautiefe erreicht hat, wird das Rohr in einen Vergussmörtel eingebettet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welches beziehungsweise welche einen verbesserten Lastabtrag ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einbringen eines Rohrs in einen Untergrund wird eine Vibrationseinrichtung an einem Kopfbereich des Rohrs angeordnet. Ein zunehmendes Eindringen des Rohrs in den Untergrund wird durch von der Vibrationseinrichtung erzeugte Schwingungen bewirkt. Mittels eines in einem Fußbereich des Rohrs angeordneten Elements, welches über einen an das Element angrenzenden Bereich des Rohrs nach außen übersteht, wird zwischen dem Rohr und dem das Rohr umgebenden Untergrund ein Raum hergestellt. Während des zunehmenden Eindringens des Rohrs in den Untergrund wird ein aushärtendes Medium in den Raum eingebracht.
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Auf diese Weise wird ein besonders inniger Kontakt zwischen dem Rohr und dem aushärtenden Medium einerseits sowie zwischen dem aushärtenden Medium und dem Untergrund andererseits hergestellt. Nach dem Aushärten des Mediums kann so ein Lastabtrag sowohl über die Mantelreibung als auch über das untere Ende des Rohrs erfolgen. Die Tatsache, dass während des zunehmend tieferen Eindringens des Rohrs in den Untergrund das Rohr vibriert, trägt mit dazu bei, dass der Raum beziehungsweise Zwischenraum besonders weit gehend mit dem aushärtenden Medium ausgefüllt wird. Dementsprechend lässt sich mittels des in den Untergrund eingebrachten Rohrs nach dem Aushärten des Mediums ein verbesserter Lastabtrag erreichen. Zugleich kann bereits während des Einbringens des Rohrs in den Untergrund leichter festgestellt werden, ob der gewünschte Lastabtrag erreicht wird, weil das aushärtende Medium während des Niederbringens des Rohrs in den Untergrund in den Raum eingebracht wird. Ein auf diese Weise in den Untergrund eingebrachtes Rohr kann beispielsweise als Gründungspfahl für ein Bauwerk dienen. Aufgrund der Ausbildung als Rohr weist der Gründungspfahl eine sehr hohe Knickstabilität auf. Auch dies ist für die Aufnahme von Traglasten vorteilhaft.
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Vorzugsweise wird das Medium über wenigstens eine Leitung in den Raum eingebracht, welche an einer Außenseite des Rohrs angebracht ist. Das Rohr rotiert nämlich vorliegend nicht wie bei einem Bohrvorgang um eine Längsachse des Rohrs. Vielmehr dringt das Rohr lediglich aufgrund der mittels der Vibrationseinrichtung erzeugten Schwingungen und aufgrund des Gewichts des Rohrs sowie der Vibrationseinrichtung tiefer in den Untergrund ein. Dadurch ist gewährleistet, dass die wenigstens eine an der Außenseite des Rohrs angebrachte Leitung ungehindert zusammen mit dem Rohr niedergebracht werden kann.
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Zudem lässt sich durch das Anordnen der wenigstens einen Leitung an der Außenseite des Rohrs sicherstellen, dass das Medium an der gewünschten Stelle beziehungsweise an den gewünschten Stellen in den zwischen dem Rohr und dem das Rohr umgebenden Untergrund hergestellten Raum gelangt. Auch dies ist dem möglichst vollständigen Ausfüllen des Raums mit dem aushärtenden Medium zuträglich.
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Vorzugsweise tritt das Medium aus einer Mündungsöffnung der wenigstens einen Leitung aus, welche an der Außenseite des Rohrs oberhalb des Elements angeordnet ist. Dadurch entsteht der durch das ausgehärtete Medium gebildete Mantel um das Rohr unmittelbar oberhalb des Elements. Zudem kann so erreicht werden, dass die Mündungsöffnung durch das Element gut geschützt ist. Das Medium kann so ungehindert aus der Mündungsöffnung austreten.
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Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Medium mittels einer Mehrzahl von Leitungen in den Raum eingebracht wird. So kann eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung beziehungsweise Befüllung des Raums erreicht werden.
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Dies gilt insbesondere, wenn die Leitungen in Umfangsrichtung des Rohrs gleichmäßig voneinander beabstandet an der Außenseite des Rohrs angeordnet sind.
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Vorzugsweise wird mittels des Elements der Raum als Ringraum ausgebildet. Dann lässt sich nämlich mittels des ausgehärteten Mediums eine vollständige Ummantelung des Rohrs erreichen. Dies ist für den Lastabtrag über die Mantelreibung des mit dem ausgehärteten Medium versehenen Rohrs vorteilhaft.
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Der Ringraum kann auf besonders einfache und aufwandsarme Art und Weise mittels eines an einer Außenseite des Rohrs angebrachten ringförmigen Blechs ausgebildet werden. Beispielsweise kann ein solches Blech beziehungsweise eine solche Rippe oder ein Ring beziehungsweise ringförmiger Steg durch Schweißen mit der Außenseite des Rohrs verbunden werden.
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Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn über eine dem Kopfbereich des Rohrs gegenüberliegende Eintrittsöffnung des Rohrs Untergrund in das Rohr eintritt, während das Rohr in den Untergrund eingebracht wird. Denn auch der sich dadurch in dem Rohr befindende Boden erhöht die Reibung und sorgt so für eine verbesserte Aufnahme von Traglasten durch das Rohr.
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Vorzugsweise wird als das Rohr ein Stahlrohr verwendet. Ein solches Stahlrohr lässt sich nämlich besonders funktionssicher mittels der Vibrationseinrichtung, also durch Rütteln, in den Untergrund einbringen.
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Als das aushärtende Medium kann insbesondere ein Mörtel verwendet werden. Durch die Verwendung eines solchen, vergleichsweise dünnflüssigen Mediums kann einfach sichergestellt werden, dass sich der Raum möglichst vollständig mit dem Medium füllt, bevor das Medium aushärtet.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung eines mittels einer Vibrationseinrichtung in einen Untergrund eingebrachten Rohrs in dem Untergrund ist in einem Fußbereich des Rohrs ein Element angeordnet. Das Element steht über einen an das Element angrenzenden Bereich des Rohrs nach außen über. In einen Raum, welcher mittels des Elements zwischen dem Rohr und dem das Rohr umgebenden Untergrund hergestellt ist, ist ein ausgehärtetes Medium eingebracht. Des Weiteren ist an einer Außenseite des Rohrs wenigstens eine Leitung für das Medium angebracht. Mittels einer derartigen Anordnung lässt sich ein verbesserter Lastabtrag erreichen. Dazu trägt bei, dass die wenigstens eine an der Außenseite des Rohrs angeordnete Leitung in das ausgehärtete Medium eingebettet ist.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Anordnung und umgekehrt.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 schematisch das Einbringen eines Rohrs in einen Untergrund mittels eines Vibrationsgeräts, wobei während des Einbringens des Rohrs in den Untergrund ein Ringraum um das Rohr mit einem Verpressmörtel verfüllt wird; und
- 2 eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in 1.
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1 veranschaulicht schematisch das Einbringen eines Rohrs 10 in einen Untergrund 12. Beispielsweise kann das Rohr 10 als Gründungspfahl für ein Bauwerk zum Einsatz kommen. Das Rohr 10 ist insbesondere als Stahlrohr ausgebildet. Vorliegend wird das Rohr 10 mittels eines Vibrationsgeräts 14 in den Untergrund 12 eingebracht. Das Vibrationsgerät 14 ist hierbei an einem oberen Kopfbereich 16 des Rohrs 10 angeordnet und erzeugt im Betrieb Schwingungen. Beispielsweise kann das Vibrationsgerät 14 in dem Kopfbereich 16 des Rohrs 10 mit dem Rohr 10 durch Klemmen, Zangen, Verschraubungen oder dergleichen verbunden sein. Die im Betrieb von dem Vibrationsgerät 14 erzeugten Schwingungen werden auf das Rohr 10 übertragen und auch in den Untergrund 12 eingebracht, in welchen das Rohr 10 eindringt. Das Tiefersinken beziehungsweise zunehmende Eindringen des Rohrs 10 in den Untergrund wird hierbei durch das Rütteln beziehungsweise die Vibrationen oder Schwingungen im Zusammenwirken mit dem Gewicht des Rohrs 10 und dem Gewicht des Vibrationsgeräts 14 bewirkt.
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In einem Fußbereich 18, also in einem dem oberen Kopfbereich 16 gegenüberliegenden unteren Kopfbereich des Rohrs 10, ist an dem Rohr 10 ein Element in Form eines vorliegend ringförmigen Blechs 20 angeordnet. Das Blech 20 kann insbesondere als Stahlring oder derartiges, flaches Metallteil ausgebildet sein. Ein derartiges, eine Fußaufdopplung bewirkendes Element erzeugt beim zunehmenden Eindringen des Rohrs 10 in den Untergrund 12 einen vorliegend als Ringraum 22 ausgebildeten Zwischenraum zwischen einer Außenseite 24 des Rohrs 10 und dem Untergrund 12. Denn in dem Ringraum 22 wird Bodenmaterial verdrängt beziehungsweise aufgelockert.
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In diesen Ringraum 22 wird während des zunehmenden Eindringes des Rohrs 10 in den Untergrund 12 ein aushärtendes Medium etwa in Form eines Mörtels 26 beziehungsweise Verpressmörtels eingebracht. Hierfür sind an der Außenseite 24 des Rohrs 10 Leitungen 28, 30 angeordnet (vergleiche 2), wobei in 1 lediglich die Leitung 28 zu sehen ist. Über einen jeweiligen Schlauch 32 sind die Leitungen 28, 30 mit einer Pumpe 34 verbunden, welche den Mörtel 26 in den Ringraum 22 presst.
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Das ringförmige Blech 20 beziehungsweise ein derartiges Element, welches nach außen über an das Blech 20 angrenzende Bereiche des Rohrs 10 übersteht, kann beispielsweise durch Schweißen mit dem Rohr 10 verbunden sein. Unmittelbar oberhalb des Blechs 20 sind jeweilige Mündungsöffnungen 36 der Leitungen 28, 30 angeordnet. Über diese Mündungsöffnungen 36 tritt der Mörtel 26 aus, während das Vibrationsgerät 14 das Rohr 10 zunehmend tiefer in den Untergrund 12 einbringt. Dementsprechend wird der Ringraum 22 besonders weit gehend, insbesondere vollständig, mit dem Mörtel 26 verfüllt, während das Rohr 10 in den Untergrund 12 eingebracht beziehungsweise niedergebracht wird. Nach dem Aushärten sorgt der Mörtel 26 für einen verbesserten Lastabtrag des Rohrs 10. Denn der Lastabtrag erfolgt nicht nur über eine untere Stirnseite 38 des Rohrs 10, sondern auch über Mantelreibung. Aufgrund des an der Außenseite 24 des Rohrs 10 anhaftenden Mörtels 26 ist die Mantelreibung besonders groß.
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Des Weiteren kann vorliegend über eine dem Kopfbereich 16 gegenüberliegende Eintrittsöffnung 40 des Rohrs 10 Bodenmaterial beziehungsweise Material des Untergrunds 12 in einen Innenraum 42 des Rohrs 10 (vergleiche 2) eintreten. Auch dies erhöht die Reibung und somit den Lastabtrag über das Rohr 10.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, sind vorliegend die beiden Leitungen 28, 30 beziehungsweise Verpressleitungen an der Außenseite 24 des Rohrs 10 angebracht, beispielsweise durch Schweißen. In eine Umfangsrichtung des Rohrs 10, welche in 2 durch einen Pfeil 44 veranschaulicht ist, sind die Leitungen 28, 30 hierbei gleichmäßig voneinander beabstandet an der Außenseite 24 des Rohrs 10 angeordnet. Es können auch mehr als die vorliegend beispielhaft gezeigten zwei Leitungen 28, 30 an dem Rohr 10 angebracht sein, um den Mörtel 26 im Fußbereich 18 des Rohrs 10 in den Ringraum 22 einzubringen. Beispielsweise können drei, vier oder noch mehr Leitungen 28, 30 an dem Rohr 10 angebracht werden.
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Aus 1 ist zudem die Anordnung des mittels des Vibrationsgeräts 14 beziehungsweise einer solchen Vibrationseinrichtung in den Untergrund 12 eingebrachten Rohrs 10 ersichtlich. Hierbei ist in den Ringraum 22, welcher mittels des Blechs 20 zwischen dem Rohr 10 und dem das Rohr 10 umgebenden Untergrund 12 hergestellt ist, das ausgehärtete Medium in Form des ausgehärteten Mörtels 26 eingebracht. Des Weiteren befinden sich bei dieser Anordnung die Leitungen 28, 30 an der Außenseite 24 des Rohrs 10 im Untergrund 12. Auch die Leitungen 28, 30 sind hierbei in den Mörtel 26 eingebettet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1992742 A2 [0002]
- US 2015/0225941 A1 [0003]
