DE102018110487A1 - Deep foundation pile and method - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist ein Tiefgründungspfahl (1) mit Pfahlgliedern (2) aus Beton, die in einer Längsrichtung (3) übereinander zusammengefügt sind und einen in der Längsrichtung (3) durchgehenden Hohlraum (6) aufweisen. Offenbart ist weiterhin ein Tiefgründungsverfahren, wobei ein Tiefgründungspfahl (1) hergestellt wird, indem Pfahlglieder (2) aus Beton nacheinander in einer Längsrichtung (3) des Tiefgründungspfahls (1) aufeinander aufgesetzt und in einen Grund (17) gepresst werden, wobei die Pfahlglieder (2) einen in der Längsrichtung (3) durchgehenden Hohlraum (6) aufweisen.
Um die Tragfähigkeit eines Verdrängungspfahls zu verbessern wird vorgeschlagen, dass abwechselnd zunächst ein am unteren Ende (13) geschlossener, stählerner Kern (20) mit einem Querschnitt von mindestens 150 cm2 in den Grund (17) vorgeschoben wird und die Pfahlglieder (2) nachgeführt werden
Disclosed is a deep foundation pile (1) with pile members (2) made of concrete, which are assembled one above the other in a longitudinal direction (3) and have a cavity (6) passing through in the longitudinal direction (3). Further, there is disclosed a deep-foundation method wherein a deep foundation pile (1) is produced by successively placing pile members (2) of concrete in a longitudinal direction (3) of the deep foundation pile (1) and pressing them into a ground (17), the pile members (2) 2) have a cavity (6) passing through in the longitudinal direction (3).
In order to improve the carrying capacity of a displacement pile, it is proposed that alternately first a steel core (20) closed at the lower end (13) with a cross-section of at least 150 cm 2 be fed into the ground (17) and the pile members (2) tracked become
Description
Die Erfindung betrifft einen Tiefgründungspfahl mit Pfahlgliedern aus Beton, die in einer Längsrichtung übereinander zusammengefügt sind und einen in der Längsrichtung durchgehenden Hohlraum aufweisen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Tiefgründungsverfahren, wobei ein Tiefgründungspfahl hergestellt wird, indem Pfahlglieder aus Beton nacheinander in einer Längsrichtung des Tiefgründungspfahls aufeinander aufgesetzt und in einen Grund gepresst werden, wobei die Pfahlglieder einen in der Längsrichtung durchgehenden Hohlraum aufweisen.The invention relates to a deep foundation pile with pile members made of concrete, which are joined together in a longitudinal direction and having a longitudinally continuous cavity. The invention further relates to a deep founding method wherein a deep foundation pile is produced by stacking concrete piles one after the other in a longitudinal direction of the deep foundation pile and pressing them into a ground, the pile members having a longitudinally continuous cavity.
Tiefgründungspfähle werden gemäß EA-Pfähle unterschieden in Bohrpfähle und Verdrängungspfähle: Für einen Bohrpfahl wird vor oder während der Herstellung ein Bohrloch vorbereitet, indem Bodenvolumen gelöst und an die Oberfläche gefördert wird. Abschließend wird der den Tiefgründungspfahl umgebende Grund durch Einspritzen von chemischen Bindemitteln - beispielsweise Zement - durch Hohlräume in dem Tiefgründungspfahl hindurch verfestigt. Verdrängungspfähle werden dagegen ohne vorherigen Aushub von Bodenmaterial in den Grund gepresst. Während die Tragfähigkeit von Bohrpfählen aus ihrer Mantelreibung folgt, werden Verdrängungspfähle solange in den Grund vorgetrieben, bis ein für dauerhafte Spitzenbelastung nachweisbar tragfähiger Horizont erreicht ist.Deep foundation piles are differentiated according to EA piles in bored piles and displacement piles: For a bored pile, a wellbore is prepared prior to or during manufacture by loosening soil volume and delivering it to the surface. Finally, the ground surrounding the deep foundation pile is solidified by injecting chemical binders, such as cement, through cavities in the deep foundation pile. Displacement piles, on the other hand, are pressed into the ground without prior excavation of soil material. While the load-bearing capacity of bored piles follows from their skin friction, displacement piles are pushed into the ground until a horizon that is demonstrably sustainable for a permanent peak load is reached.
Ein Tiefgründungspfahl und ein Tiefgründungsverfahren mit den einleitend genannten Merkmalen sind aus
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vertikale Tragfähigkeit eines Verdrängungspfahls zu verbessern.The invention has for its object to improve the vertical load capacity of a displacement pile.
Lösungsolution
Ausgehend von dem bekannten Tiefgründungspfahl wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass der Tiefgründungspfahl einen am unteren Ende geschlossenen, stählernen Kern mit einem Querschnitt von mindestens 150 cm2 in dem Hohlraum aufweist. Ein solcher stählerner Kern erhöht die vertikale Tragfähigkeit des Verdrängungspfahls und vermeidet zudem ein nachträgliches Verschieben der Pfahlglieder aus der vertikalen Achse durch Bodenbewegungen.Starting from the known deep foundation pile is proposed according to the invention that the deep foundation pile has a closed at the bottom, steel core with a cross section of at least 150 cm 2 in the cavity. Such a steel core increases the vertical load capacity of the displacement pile and also avoids subsequent shifting of the pile members from the vertical axis by ground movements.
In einem erfindungsgemäßen Tiefgründungspfahl ist vorzugsweise der Kern ein Rohr und weisen die Pfahlglieder einen Durchmesser zwischen 30 und 50 cm auf und eine Höhe zwischen 25 und 110 cm auf. Ein solcher erfindungsgemäßer Tiefgründungspfahl mit rohrförmigem Kern und/oder derart manuell handhabbaren Pfahlgliedern ist besonders zur nachträglichen Anbringung unter einem bestehenden Bauwerk in beengten Platzverhältnissen geeignet.In a deep foundation pile according to the invention, preferably the core is a pipe and the pile members have a diameter between 30 and 50 cm and a height between 25 and 110 cm. Such a deep foundation pile according to the invention with a tubular core and / or pile members which can be handled manually in this way is particularly suitable for retrofitting under an existing structure in confined spaces.
Vorzugsweise weisen in einem erfindungsgemäßen Tiefgründungspfahl die Pfahlglieder quer zu der Längsrichtung einen symmetrischen, vorzugsweise spiegel- und/oder drehsymmetrischen Querschnitt auf. Die Symmetrie vereinfacht das Zusammenfügen der Pfahlglieder.In a deep foundation pile according to the invention, the pile members preferably have a symmetrical, preferably mirror-symmetrical and / or rotationally symmetrical cross-section transversely to the longitudinal direction. The symmetry simplifies the assembly of the pile members.
Vorzugsweise verjüngen sich in einem erfindungsgemäßen Tiefgründungspfahl die Pfahlglieder in der Längsrichtung mit einer Neigung zwischen 2 und 10 %. Die Neigung ist die auf die Länge eines einzelnen Pfahlglieds bezogene Differenz zwischen den Radien an seinen beiden Enden. Die konischen Außenflächen der Pfahlglieder übertragen einen höheren Anteil der Belastung in das umgebende Erdreich als zylindrische Pfahlglieder. Die durch die unterschiedlichen Durchmesser freie Ringfläche zwischen den einzelnen Pfahlgliedern überträgt bei konisch nach oben zulaufenden Pfahlgliedern unter Beanspruchung auf Druck, bei konisch nach unten zulaufenden Pfahlgliedern unter Zug weitere Lastanteile ins Erdreich. Die konische Form der Pfahlglieder und die entstehenden Absätze in der Pfahlmantelfläche vermeiden zudem eine „schwimmende“ Pfahlkonstruktion.Preferably, in a deep foundation pile according to the invention, the pile members are tapered in the longitudinal direction with a slope between 2 and 10%. The slope is the difference between the radii at its two ends, relative to the length of a single pile member. The conical outer surfaces of the pile members transmit a higher proportion of the load into the surrounding soil than cylindrical pile members. The free through the different diameter ring surface between the individual pole links transmits in conically tapered pile members under stress on pressure in conically tapered pile members under train further load components into the ground. The conical shape of the pile members and the resulting heels in the pile surface also prevent a "floating" pile construction.
Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßer Tiefgründungspfahl Stahleinlagen in den Pfahlgliedern und/oder in dem Kern auf. Derartige Stahleinlagen erhöhen die Tragfähigkeit der Betonkonstruktion.Preferably, a deep foundation pile according to the invention has steel inserts in the pile members and / or in the core. Such steel inserts increase the carrying capacity of the concrete structure.
Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßer Tiefgründungspfahl eine Nut-Feder-Verbindung auf, die aneinander angrenzende Pfahlglieder in der Längsrichtung gegeneinander zentriert, wobei weiter vorzugsweise die Feder von einem Rohrstück gebildet ist, das in den Hohlraum des angrenzenden Pfahlglieds eingreift. Die Zentrierung sichert das statische Zusammenfügen der Pfahlglieder.Preferably, a deep foundation pile according to the invention has a tongue and groove joint centering juxtaposed pile members in the longitudinal direction against each other, more preferably the spring is formed by a pipe piece which engages in the cavity of the adjacent pile member. The centering ensures the static joining of the pile members.
Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass abwechselnd zunächst ein am unteren Ende geschlossener, stählerner Kern mit einem Querschnitt von mindestens 150 cm2 in den Grund vorgeschoben wird und die Pfahlglieder nachgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einem der vorgenannten erfindungsgemäßen Presspfähle und zeichnet sich zunächst gleichermaßen durch die dort genannten Vorteile aus. Durch den abwechselnden Vorschub der Pfahlglieder und des Kerns ist der jeweils zu überwindende Widerstand des Untergrunds signifikant vermindert und der Tiefgründungspfahl kann mit derselben Presskraft in tiefere Bodenschichten vorgetrieben werden. Die Tragfähigkeit des Tiefgründungspfahls wird so weiter erhöht.Starting from the known method is proposed according to the invention that alternately first one at the bottom closed steel core with a cross-section of at least 150 cm 2 is advanced into the ground and the pile members are tracked. The process according to the invention leads to one of the abovementioned press piles according to the invention and is initially distinguished equally by the advantages mentioned there. Due to the alternating advance of the pile members and the core, the respectively to be overcome resistance of the subsurface is significantly reduced and the deep foundation pile can be driven with the same pressing force into deeper soil layers. The carrying capacity of the deep foundation pile is thus further increased.
Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst ein erstes Kernglied des Kerns stetig in den Grund gepresst, und weitere Kernglieder werden nacheinander auf das erste Kernglied aufgesetzt und gleichfalls stetig in den Grund gepresst. Weiter vorzugsweise weisen die Kernglieder eine Länge zwischen 60 und 150 cm auf. Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren mit gegliedertem Kern und/oder derart manuell handhabbaren Pfahlgliedern ist besonders zur nachträglichen Anbringung unter einem bestehenden Bauwerk in beengten Platzverhältnissen geeignet.Preferably, in a method according to the invention, firstly a first core member of the core is pressed steadily into the ground, and further core members are placed successively on the first core member and likewise pressed steadily into the ground. Further preferably, the core members have a length between 60 and 150 cm. Such an inventive method with jointed core and / or such manually operable pile members is particularly suitable for retrofitting under an existing structure in tight spaces.
Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Hohlraum in dem Kern anschließend mit Beton vergossen. Die Tragfähigkeit des Kerns und damit auch des Tiefgründungspfahls wird so weiter erhöht.Preferably, in a method according to the invention, a cavity in the core is subsequently cast with concrete. The load-bearing capacity of the core and thus also of the deep foundation pile is thus further increased.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Zeichnungsfigur zeigt ein unteres Segment eines ersten erfindungsgemäßen Tiefgründungspfahls
Die Pfahlglieder
Der Hohlraum
Die Mantelflächen
Der Tiefgründungspfahl
Anschließend wird ein weiteres Pfahlglied
In anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen wird je nach Anforderungen des Untergrunds und des Bauwerks der Querschnitt der Pfahlglieder
Der erfindungsgemäßen Tiefgründungspfahle weisen eine gegenüber dem bekannten Stand der Technik deutlich erhöhte Belastbarkeit auf Mantelreibungswiderstand auf, in Abstimmung auf die örtlich erkundeten Bodenverhältnisse und ermöglichen eine sichere Planung des Pfahleinbaus, in Abstimmung auf die örtlich erkundeten Bodenverhältnisse im Untergrund, auch auf Zugbeanspruchung.The Tiefgründungspfahle invention have a relation to the prior art significantly increased resilience on skin friction resistance, in coordination with the locally explored soil conditions and allow safe planning of Pfahleinbaus, in coordination with the locally explored soil conditions in the ground, even on tensile stress.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Tiefgründungspfahl (Segment)Deep foundation pile (segment)
- 22
- Pfahlgliedpile element
- 33
- Längsrichtunglongitudinal direction
- 44
- erstes Kerngliedfirst core member
- 55
- weiteres Kerngliedanother core member
- 66
- Hohlraumcavity
- 77
- Höheheight
- 88th
- KopfdurchmesserHead diameter
- 99
- FußdurchmesserBase diameter
- 1010
- Durchmesserdiameter
- 1111
- Längelength
- 1212
- Längelength
- 1313
- unteres Endelower end
- 1414
- Mantelflächelateral surface
- 1515
- VersprungLeaps
- 1616
- Oberflächesurface
- 1717
- Grundreason
- 1818
- oberes Endetop end
- 1919
- Stahlringsteel ring
- 2020
- Kerncore
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 8272810 B2 [0003]US 8272810 B2 [0003]
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DE102018110487.1A Pending DE102018110487A1 (en) | 2017-06-26 | 2018-05-02 | Deep foundation pile and method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116733048A (en) * | 2023-08-10 | 2023-09-12 | 中建四局建设发展有限公司 | Pile splicing structure of soft soil foundation filling pile and construction method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8272810B2 (en) | 2008-07-25 | 2012-09-25 | Dimitrijevic Mark Anthony S | Pilings for foundation underpinning |
-
2018
- 2018-05-02 DE DE102018110487.1A patent/DE102018110487A1/en active Pending
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