DE10216952B4

DE10216952B4 - Verfahren zum Herstellen eines Mix-Pfahles in einem Untergrund

Info

Publication number: DE10216952B4
Application number: DE10216952A
Authority: DE
Inventors: Ewald Back; Wolfgang Fütterer
Original assignee: HARALD GOLLWITZER GmbH
Current assignee: HARALD GOLLWITZER GmbH
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: DE10216952A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Mix-Pfahles in einen Untergrund (8),
bei dem (Verfahren) in den Untergrund eine Bohrung eingebracht und das Bodenmaterial innerhalb der Bohrung mit einem Bindemittel oder einer ein Bindemittel enthaltenden Suspension vermischt wird,
bei dem das Auflockern und Vermischen des Bodenmaterials innerhalb einer in den Untergrund eingebrachten Außenverrohrung (7) mittels eines innerhalb der Außenverrohrung (7) angeordneten und umlaufend angetriebenen Mischelementes (6) erfolgt, und
bei dem nach erfolgter Mischung das umlaufend angetriebene Mischelement (6) und die Außenverrohrung (7) durch Ziehen entfernt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mischelement (6) während des Ziehens so angetrieben wird, dass das Gemisch aus Bodenmaterial und Bindemittel während des Ziehens des Mischelementes (6) in der Außenverrohrung (7) verbleibt, und
dass die Außenverrohrung (7) erst nach dem Ziehen des Mischelementes (6) entfernt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Es wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Vermischung von Bodenmaterial mit einem Bindemittel an Ort und Stelle erfolgt, und zwar zum Herstellen von pfahlähnlichen Gebilden (Mix-Pfähle) in einem Untergrund. Durch die Dosierung des Bindemittels lässt sich der Verfestigungsgrad im Bodenkörper bestimmen.

Verfahren zum Herstellen von Mix-Pfählen sind bekannt (Patent Abstracts of Japan 59 024 026 A, 59 024 025 A). Bei diesen bekannten Verfahren wird in einen Untergrund eine Bohrung eingebracht, und zwar mit einem in einer Außenverrohrung umlaufend angetriebenen Bohr- und Mischelement. Das hierbei anfallende Bodenmaterial wird in der Außenverrohrung mit dem Mischelement aufgelockert und mit einer ein Bindemittel enthaltenden Suspension vermischt. Im Anschluss daran werden das Mischelement und das Außenrohr gezogen. Wegen an der Innenfläche der Außenverrohrung vorgesehener Mischarme muss das Ziehen des Mischelementes zusammen mit dem Ziehen des Außenrohres erfolgen.

Bekannt sind weiterhin Verfahren ( DE 198 25 169 A1 , DE 42 19 150 C1 ) zur Herstellung von Mörtelsäulen im Untergrund, und zwar durch Einbringen einer Bohrung in den Untergrund und einer ein Bindemittel enthaltenden Suspension in diese Bohrung. Eine mit dem Fortschreiten der Bohrung mitgeführte Außenverrohrung in der ein Mischen von Bodenmaterial mit einer das Bindemittel enthaltenden Suspension erfolgt, wird bei diesem bekannten Verfahren nicht verwendet.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Pfosten in einem Untergrund ( GB 1 476 543 ), bei dem (Verfahren) im Untergrund zunächst mit einer in einer Außenverrohrung angeordneten und umlaufend angetriebenen Bohr- und Förderschnecke die Bohrung bei ständig nachgeführter Außenverrohrung erzeugt wird.

Nach dem Füllen des Innenraumes der Außenverrohrung mit einem den Pfosten formenden Material wird die Außenverrohrung gezogen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem es möglich ist, Mischpfähle hinsichtlich Form, Volumen und Qualität in einer eindeutig reproduzierbaren Weise herzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Herstellung eines Mix-Pfahles oder einer entsprechenden Mix-Säule das vorzugsweise als Mischschnecke ausgebildete Mischelement, welches beispielsweise anstelle einer durchgehenden Schnecken-Wendel nur als Mischflügel wirkende Abschnitte aufweist, komplett mit einem Außenrohr in den Boden eingebracht, wobei beim Abteufen der Bohrung durch dosierte Zugabe des Bindemittels bzw. der dieses Bindemittel enthaltenden Suspension eine eindeutige Mischung aus Bodenmaterial und Bindemittel erreicht wird. Das Ziehen der Außenverrohrung erfolgt erst nach dem Ziehen des Mischelementes, wobei das Mischelement so angetrieben wird, dass das Gemisch aus Bodenmaterial und Bindemittel während des Ziehens des Mischelementes in der Außenverrohrung verbleibt.

Um eine möglichst homogene Durchmischung des Bodenmaterials mit dem Bindemittel innerhalb des Außenrohres zu erzielen, besteht die Möglichkeit, die Drehrichtung des Mischelementes zu ändern sowie dieses Mischelement durch Auf- und Abfahren innerhalb der Außenverrohrung zu bewegen. Speziell hierbei dient die Außenverrohrung als auch Schutz gegen Einbrüche im Boden, so dass eine gut durchmischte Säule ohne seitliche Bodeneinbrüche und damit ohne Ausbuchtungen oder vorstehende Bereiche der Säule erzielt wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
1–4 jeweils in schematischer Darstellung und in Seitenansicht ein Bohrgerät beim Herstellen eines Mix-Pfahles in verschiedenen Phasen der Herstellung dieses Pfahles.
In den Figuren ist 1 ein Trägergerät eines herkömmlichen Bohrgeräts 2, dessen vertikale Führung 3 (Mast) an dem Ausleger des Trägergerätes vorgesehen und über die Hydraulik des Trägergerätes 1 in der Position und Lage einstellbar ist.
An einem an der Führung 3 verschiebbar geführten Schlitten 4a und 4b sind u. a. die Antriebe oder Drehgetriebe 5a und 5b für die Bohr- oder Mischschnecke 6 (Schlitten 4a und Antrieb 5a) bzw. für das die Mischschnecke 6 umgebende Außenrohr 7 (Schlitten 4b und Antrieb 5b) vorgesehen.
Die 1 zeigt den Zustand beim Einrichten des Bohrgerätes 2 an dem Bohransatzpunkt, d. h. dort, wo ein Mix-Pfahl in den Untergrund 8 eingebracht werden soll. Mit Hilfe der angetriebenen Schnecke 6 und durch entsprechende Ansteuerung des Außenrohres 7 wird mit zunehmendem Absenken der Schlitten 4a und 4b die Bohrung in den Untergrund 8 eingebracht.
Die 2 zeigt den Zustand des Bohrgerätes 2 bei abgeteufter bzw. abgebohrter Bohrung. Anschließend wird durch Auf- und Abbewegen des Schlittens 4a mit dem Antrieb 5a für die Bohr- und Mixschnecke 6 sowie durch Änderung der Drehrichtung des Antriebes 5a und damit der Drehrichtung der Schnecke 6 das Bodenmaterial innerhalb des Außenrohres 7 aufgelockert und intensiv mit einem Bindemittel, vorzugsweise mit einem hydraulischen Bindemittel, beispielsweise Zement oder mit einer dieses Bindemittel enthaltenden Suspension vermischt. Das Bindemittel bzw. die das Bindemittel enthaltende Suspension wird hierbei während des in der 3 dargestellten Verfahrensschrittes, d. h. beim Auf- und Abbewegen der Schnecke 6 sowie bei der periodischen Änderung der Drehrichtung dieser Schnecke beigemischt.
Die Zugabe des Bindemittels bzw. der dieses Bindemittel enthaltenden Suspension erfolgt in einer vorgegebenen Dosierung, und zwar in Abhängigkeit von dem gewünschten Verfestigungsgrad des Materials des Bohr- bzw. Mix-Pfahles.
Am Ende dieser Mischphase wird die Schnecke 6 bei zunächst im Boden verbleibendem Außenrohr 7 entfernt, wobei die Schnecke 6 so angetrieben wird, daß beim Ziehen der Schnecke 6 das Gemisch aus Bodenmaterial und Bindemittel im Außenrohr 7 verbleibt. Die 4 zeigt den Zustand des Bohrgerätes 2 bei wieder entfernter bzw. gezogener Schnecke 6 nach der Mischphase. Erst im Anschluß daran wird auch das Außenrohr 7 gezogen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind u. a., daß beim Abteufen der Bohrung, beim Auflockern des Bodenmaterials und beim Mischen mit dem Bindemittel mittels der Mischschnecke 6 und der Außenverrohrung 7 sichergestellt ist, daß es im Umfeld der niedergebrachten Bohrung nicht zu Auflockerungen des Bodens oder aber zu einem Bodenentzug kommt und damit auch nicht zu Setzungen in unmittelbarer Umgebung der Bohrung. Dadurch, daß das Mischen des aufgelockerten Bodenmaterials mit dem Bindemittel in einer verrohrten Bohrung stattfindet, wird beim Ziehen der Außenverrohrung 7 ein glatter Mix-Pfahl erzielt. Verfestigte Bereiche, die ausgehend von dem Mix-Pfahl in den angrenzenden Boden und damit in ein Baufeld hineinragen, sind nicht zu befürchten. Weiterhin ist das Verfahren erschütterungsarm und auch die Lärmemissionswerte sind niedrig.
Insbesondere die folgenden Parameter bestimmen die Qualität des mit dem Verfahren hergestellten Mix-Pfahles:

– Suspensionsmenge bzw. Menge des Bindemittels;
– Suspensionsdruck;
– Bohrtiefe;
– Bohrzeit;
– Drehmoment des Bohrgetriebes;
– Drehzahl der Mischschnecke;
– Anpreßdruck der Mischschnecke.

1: Trägergerät
2: Bohrgerät
3: Führung
4a, 4b: Schlitten
5a, 5b: Antrieb oder Drehgetriebe
6: Mischschnecke
7: Außenrohr
8: Untergrund

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Mix-Pfahles in einen Untergrund (8), bei dem (Verfahren) in den Untergrund eine Bohrung eingebracht und das Bodenmaterial innerhalb der Bohrung mit einem Bindemittel oder einer ein Bindemittel enthaltenden Suspension vermischt wird, bei dem das Auflockern und Vermischen des Bodenmaterials innerhalb einer in den Untergrund eingebrachten Außenverrohrung (7) mittels eines innerhalb der Außenverrohrung (7) angeordneten und umlaufend angetriebenen Mischelementes (6) erfolgt, und bei dem nach erfolgter Mischung das umlaufend angetriebene Mischelement (6) und die Außenverrohrung (7) durch Ziehen entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (6) während des Ziehens so angetrieben wird, dass das Gemisch aus Bodenmaterial und Bindemittel während des Ziehens des Mischelementes (6) in der Außenverrohrung (7) verbleibt, und dass die Außenverrohrung (7) erst nach dem Ziehen des Mischelementes (6) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Mischelement (6) über die gesamte Länge der Außenverrohrung (7) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (6) während der Mischphase in der Außenverrohrung (7) axial bewegt wird und/oder die Drehrichtung des Mischelementes (6) wenigstens einmal, vorzugsweise mehrmals geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenverrohrung (7) über die gesamte oder nahezu die gesamte Länge des herzustellenden Mix-Pfahles erstreckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel bzw. die das Bindemittel enthaltende Suspension während der Mischphase dosiert zugegeben wird.