DE1064887B

DE1064887B - Verfahren zur Herstellung eines Verbundpfahles fuer Gruendungen und ein Stahlrammpfahl zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1064887B
Application number: DEM23820A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ludwig Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-07-17
Filing date: 1954-07-17
Publication date: 1959-09-03

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundpfahles für Gründungen, nach welchem ein Stahlrammpfahl nach dem Niederbringen mit Beton umkleidet und mit Beton ausgefüllt wird. Sie bezieht sich ferner auf diesen Stahlrammpfahl zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art, welches insbesondere für Gründungen im Wasser gedacht ist, wird zur Verhinderung des schädlichen Wassereinflusses der eiserne Pfahl in der Weise mit einem schützenden Betonmantel umkleidet, daß zunächst ein mit einem losen Pfahlschuh versehenes Rohr auf dem Baugrund im Wasser aufgesetzt wird; alsdann setzt man ein zweites im Durchmesser kleineres Rohr auf den Pfahlschuh auf und treibt dieses zusammen mit den Pfahlschuh in den Boden ein, wobei das Außenrohr zurückbleibt; schließlich wird der Ringraum zwischen innerem und äußerem Rohr und auch gegebenenfalls das Rohrinnere mit Beton ausgefüllt.

Bekannt sind auch Gründungsverfahren, bei denen ein Pfahl in ein vorbereitetes Loch gesetzt wird, worauf man durch im Pfahl angebrachte Leitungen Beton zuführt, um so den Pfahl allseitig mit einem Betonmantel zu umkleiden.

Ferner sind in der Literatur noch zahlreiche Vorschlage für Pfahlgründungen beschrieben, die im wesentlichen darin bestehen, ein mit einem losen Pfahlschuh versehenes Rohr in den Baugrund einzutreiben und dann den in das Rohr eingefüllten Beton zu rammen, um ihn zu verdichten, wobei sich der Pfahlschuh vom Rohr löst und der Beton durch den so gebildeten Zwischenraum in das umgebende Erdreich eindringt.

Alle diese Verfahren bedürfen zur Erzielung der erforderlichen Tragfähigkeit großer Pfahllängen, insbesondere bei weniger tragfähigen Böden, die nur mit entsprechenden Kraft- und Zeitaufwand einzurammen sind.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundpfahles für Gründungen der oben beschriebenen grundsätzlichen Art und bezweckt einen Pfahl mit wesentlich höherer Tragfähigkeit bei geringstem Bauaufwand zu erstellen, was dadurch erreicht wird, daß der Beton bei Aufrechterhaltung seiner Verbindung mit dem Pfahlschaft in eine mögliehst weit reichende Verzahnung mit dem umgebenden Erdreich gebracht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlrammpfahl unter Bildung eines Hohlraumes um den Pfahlschaft niedergebracht, sodann, nach Abdichtung des oberen Randes des so gebildeten Hohlraumes, durch das Pfahlschaftinnere Beton zugeführt und der Hohlraum stufenweise mit Beton derart ausgepreßt wird, daß zunächst vom Verfahren zur Herstellung
eines Verbundpfahles für Gründungen

und ein Stahlrammpfahl
zur Durchführung dieses Verfahrens

Anmelder:

Dr.-Ing. Ludwig Müller,
Marburg/Lahn, Heinrich-Heine-Str. 41

Dr.-Ing. Ludwig Müller, Marburg/Lahn,
ist als Erfinder genannt worden

Pfahlfuß aus Beton zugeführt und dann erst, wenn beim Auspressen des Betons der Widerstand übermäßig zunimmt, der Hohlraum von der mittleren und schließlich der oberen Pfahlschafthöhe aus ausgefüllt und schließlich auch das Pfahlschaftinnere mit Beton gefüllt wird.

Der zur Durchführung des Verfahrens dienende Stahlrammpfahl ist dadurch gekennzeichnet, daß er in an sich bekannter Weise am unteren Ende seines Schaftes einen hohlen Pfahlschuh aufweist, der in der oberen Querschnittfläche größer als der Querschnitt des Pfahlschaftes ist und in ebenfalls an sich bekannter Weise an seinem oberen Ende Austrittsöffnungen für den Beton besitzt, und daß auch im Pfahlschaft Austrittsöffnungen für den Beton angebracht sind, ferner in der Nähe des Pfahlkopfes ein Abdichtungswulst angeordnet ist.

Zweckmäßig ist der keilförmige Pfahlschuh mit einem in einer der Achsebenen des Pfahlschaftes befestigtem Meißel versehen, der unten aus dem Pfahlschuh herausragt.

Der Schneidwinkel des Meißels und derjenige des Pfahlschuhes sind in der Höhe zueinander versetzt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in dem hohlen Pfahlschaft ein Zuleitungsrohr für die Einpressung des Betons lösbar angeordnet.

In dem hohlen Pfahlschaft, d.h. in-dem Ringraum zwischen Pfahlschaftwandung und dem Zuleitungsrohr sind außerdem Zwischenstücke in Abständen voneinander angeordnet, die vorzugsweise in Höhender Austrittsqffnungen für den Beton liegen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, in denen eine beispielsweise Ausführungsform dargestellt ist. Es zeigt

909 610/69

3 4

Fig. 1 den eingerammten und bis zum oberen Ende Das Preßbeton-Einführungsrohr 5 ist auswechselbar,

hin mit Beton ummantelten Stahlrammpfahl nach der d. h., es dient für viele Stahl rammpfähle gleicher

Erfindung, Länge und gleichen Querschnittes.

Fig. 2 eine Seitenansicht des Stahlrammpfahles in Die Wirkungsweise der Erfindung ist nun folgende:

vergrößertem Maßstab, · 5 Zunächst wird der Stahlrammpfahl bei herausgenom-

Fig. 3 einen Längsschnitt ■ durch den Stahlramm- menem Preßbeton-Einführungsrohr 5 in den Baugrund

pfahl, eingerammt. Beim Niedergang des Pfahles verdichtet

Fig. 4 eine Draufsicht des Stahlrammpfahles, der breitere Verdrängerpfahlschuh 3 das Erdreich um

Fig. S bis 7 einen Querschnitt desselben nach der den Pfahlschaft 1 und schafft um den Stahlrammpfahl

Linien-B bzw. C-D bzw. E-F der Fig. 3. io bzw. um dessen Schaft einen mehr oder minder großen

Wie die Zeichnungen zeigen, ist am unteren Ende Hohlraum. Dieser nimmt in der Regel einen nach oben des hohlen, aus Profilstahl gefertigten Pfahlschaftes 1 hin geringer werdenden Querschnitt an, und Verder Pfahlschuh 3 konzentrisch angeschweißt oder suche haben erwiesen, daß auch ein nur zweiseitig anderweitig zuverlässig befestigt. Der Pfahlschaft 1 keilförmiger Pfahlschuh 3, wie er in den Zeichnungen kann aus mehreren Profilstählen zusammengeschweißt 15 dargestellt ist, einen annähernd gleich breiten Hohlsein oder auch aus einem ganzen Hohlstahlprofil be- raum um den Pfahlschaft herum ausräumt, obgleich stehen. theoretisch nur über den Breitseiten des keilförmigen

Im Pfahlschuh 3 ist der, Pfahlmeißel 2, der zweck- Pfahlschuhes durch Verdrängung des Erdreiches ein mäßig aus besonders zähem und hartem Flachstahl ge- Hohlraum entstehen könnte. Es genügt also in den fertigt ist, in der Achsenebene des Pfahlschaftes 1 so 20 meisten Fällen, daß der Pfahlschuh 3 nur zweiseitig befestigt (eingeschweißt), daß sein stumpfes oberes und nicht vierseitig keilförmig ausgebildet wird. Kurz Ende gegen den Pfahlschaft 1 stößt und sein unteres, vor Beendigung des Raumvorganges wird nun beim angeschärftes Ende frei aus dem Pfahlschuh 3 heraus- letzten Niedergang des Stahlrammpfahles auch der ragt. Mit dem in dieser Weise ausgebildeten Pfahl- am oberen Ende des Pfahles vorgesehene Verdrängerschuh ist der Pfahl beim Auftreffen auf große Steine 25 oder Dichtungswulst 9 wirksam, der das beim Einimstande, diese zu spalten. rammen des Stahlrammpfahles vom oberen Rand des

Der Pfahlschuh 3 wird entweder aus entsprechend Pfahlloches nachstürzende Erdreich eine kurze Wegzugeschnittenen Flachstählen oder Stahlblechen zu- strecke vor sich herschiebt und dabei so verdichtet, sammengeschweißt, wie dies besonders aus Fig. 7 er- daß sich im obersten Teil des Pfahlloches ein Pfropfen sichtlich ist, oder er wird, wenn große Stückzahlen 30 aus Erdreich bildet, der den vom Pfahlschuh 3 beim gleicher Stahlrammpfähle für eine Gründung benötigt Einrammen gebildeten Hohlraum um den Pfahlschaft 1 werden, als Gußteil in Sonderstahlguß ausgeführt. nach oben hin abdichtet.

Der Pfahlschuh 3 ist hohl und keilförmig so ausge- Nach Einrammung des Stahlrammpfahles wird das bildet, daß mindestens zwei seiner gegenüberliegenden Preßbeton-Einführungsrohr 5 durch den Pfahlkopf 6 Seitenflächen so weit seitlich über den Pfahlquerschnitt 35 in den Pfahlschaft 1 eingeführt und mit seinem Rohrhinausragen, daß zwischen dem Pfahlschaft 1 und den kopf 7 unter Zwischenlegung der Ringdichtung 8 zwei Seitenflächen mehrere genügend große, freie gegen den Pfahlkopf 6 gepreßt. Hierzu dient eine Durchgangsquerschnitte Q1 und Q 2 für den einge- einfache Spannvorrichtung, deren ausschwenkbare preßten Beton entstehen. In den Seitenflächen des Halteknaggen in zwei Bohrungen 11 des Pfahlkopfes 6 Pfahlschuhes werden zweckmäßig auch noch Bohrun- 40 eingreifen. Alsdann wird mit bekannten Betoneinpreßgen χ vorgesehen, durch welche der Beton auch nach geräten Beton durch das Einführungsrohr 5 in den unten hin aus dem Pfahlschuh 3 austreten kann. Stahlrammpfahl eingepreßt, und zwar zunächst nur in

Die größte Breite y des Pfahlschuhes, der als Boden- den unteren Teil desselben. Der Beton füllt dabei den

verdränger wirkt, richtet sich nach dem jeweiligen unteren Teil des Pfahlschaftes 1 und den Pfahlschuh 3

Baugrund, der durchstoßen werden soll. 45 und tritt dann aus diesem durch die Austrittsquer-

Am oberen Ende des Pfahlschaftes 1 ist ein Pfahl- schnitte Q1 und Q 2 sowie durch die Bohrungen χ in kopf 6 aus Stahl aufgeschweißt. Er ist konzentrisch das umgebende Erdreich aus. Hierbei bildet er den in zum Pfahlschaft 1 durchbohrt, damit durch ihn das Fig. 1 dargestellten Fußwulst rings um den Pfahl-Preßbeton-Einführungsrohr 5 eingeführt werden kann. schuh und den unteren Teil des Pfahlschaftes und

In dem hohlen Pfahlschaft 1 sind zwischen dessen 5° steigt dann mit wachsendem Widerstand in dem Hohl-

Wandung und dem Einführungsrohr 5 in Abständen raum um den Pfahlschaft 1 empor. Bei notwendig

Zwischenstücke 4 eingeschweißt. Durch diese sowie werdender Steigerung des Einpreß druckes wird das

den Pfahlschaft 1 sind senkrecht oder auch schräg zur Betoneinführungsrohr 5 im Pfahlschaft um etwa 60°

Pfahlschaftlängsachse in verschiedenen Höhen Boh- gedreht, wobei die Bohrungen Zl im unteren Teil des

rungen Zl und Z 2 vorgesehen, die versetzt zueinander 55 Pfahlschaftes 1, die zunächst durch das Zwischenstück

liegen und durch welche der Preßbeton aus dem verschlossen sind, für den Austritt des Betons aus

Pfahlschaft 1 in den durch den Verdrängerpfahlschuh 3 dem Pfahlschaft in das Erdreich freigegeben werden,

geschaffenen Hohlraum zwischen Pfahlschaft und Steigt der Einpreßdruck dann weiter an, so wird das

umgebendem Erdreich eintreten kann. Einführungsrohr 5 nochmals um ein bestimmtes Maß

Gegen das obere Ende hin ist auf den Pfahlschaft 1 ^6o gedreht. Der Beton tritt dann durch die zunächst ein Verdränger- oder Dichtungswulst 9 aufgeschweißt, ebenfalls verschlossenen Bohrungen Z 2 aus dem Pfahldessen Breite und Lage unter Pfahloberkante sich schaft aus und steigt um den Pfahlschaft in dem Hohlebenfalls nach dem jeweiligen Baugrund richtet, raum bis zum Dichtungswulst 9. Das Einführungs-

Durch den Pfahlkopf 6 ragt das Preßbeton-Einfüh- rohr 5 wird hierauf bei geringem Zuführungsdruck

. rungsrohr 5 bis tief hinunter in den Pfahlschaft 1 und ⁶5 des Betons langsam aus dem Pfahlkopf 6 herausgezo-

kann in diesem um die beiden Teilen gemeinsame gen, und der Stahlrammpfahl ist dann auch im Inne-

Längsachse gedreht werden. Am oberen Ende des ren mit Beton gefüllt. Hierdurch ist eine Korrosion

Einführungsrohres 5 ist über dem Pfahlkopf 6 ein des Stahles ausgeschlossen. Zugleich aber erhöht der

Rohrkopf 7 angeschweißt, und zwischen letzterem und Betonmantel um den Stahlrammpfahl dessen Trag-

dem Pfahlkopf 6 ist eine !Ringdichtung 8 vorgesehen. 7° fähigkeit infolge wesentlicher Vergrößerung des

Claims

Pfahlquerschnittes und der damit erzielten großen Wandreibung zwischen dem Betonmantel und dem Erdreich ganz beträchtlich. Die Stärke des Betonmantels um den eingerammten Stahlrammpfahl hängt wesentlich mit ab von der richtigen Bemessung der Breite y des Pfahlschuhes 3. Diese Breite y ist für die verschiedenen Bodenarten des Baugrundes sehr unterschiedlich und wird jeweils vor Durchführung einer Pfahlgründung durch Einrammen eines Probegerätes in den Baugrund ermittelt. Die stufenweise Ausfüllung des Hohlraumes um den Pfahlschaft 1 mit dem durch die Bohrungen Zl und Z 2 oder zusätzliche Bohrungen eingepreßten Beton soll nicht nur eine vollständige Ummantelung des Pfahlschaftes 1 mit Beton gewährleisten, sondern auch die Wulstbildung am Betonmantel begünstigen, durch die wiederum die Tragfähigkeit des Stahlrammpfahles nicht unwesentlich erhöht werden kann. Das Betoneinführungsrohr 5 wird für viele Pfähle gleicher Abmessungen in nur einer Ausführung benötigt. Es ist nicht Bestandteil der Stahlrammpfähle, sondern dient lediglich zur Steuerung der stufenweisen Einpressung des Betons. Beim Rammen von Stahlrammpfählen der hier beschriebenen Bauart in sehr dichte und zähe, klebrige Bögen, wie fetter Lehm, Ton u. dgl., werden zur Begünstigung der gleichmäßigen Hohlraumbildung um den Pfahlschaft 1 (durch den Pfahlschuh 3) auf die Schmalseiten des Pfahlschuhes 3 noch kleinere keilförmige Pfahlschuhe aufgeschweißt oder anderweitig an ihnen befestigt. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundpfahles für Gründungen, nach welchem ein Stahlrammpfahl nach dem Niederbringen mit Beton umkleidet und mit Beton ausgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlrammpfahl unter Bildung eines Hohlraumes um den Pfahlschaft (1)

, niedergebracht, sodann, nach Abdichtung des oberen Randes des so gebildeten Hohlraumes,

! durch das Pfahlschaftinnere Beton zugeführt und der Hohlraum stufenweise mit Beton derart ausgepreßt wird, daß zunächst vom Pfahlfuß aus Beton zugeführt und hierauf erst, wenn beim Auspressen des Betons der Widerstand übermäßig zunimmt, der Hohlraum von der mittleren und

dann der oberen Pfahlschafthöhe aus ausgefüllt und schließlich auch das Pfahlschaftinnere mit Beton gefüllt wird.

2. Stahlrammpfahl zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in an sich bekannter Weise am unteren Ende seines Schaftes (1) einen hohlen Pfahlschuh (3) aufweist, der in der oberen Querschnittfläche größer als der Querschnitt des Pfahlschaftes (1) ist und in ebenfalls an sich bekannter Weise an seinem oberen Ende Austrittsöffnungen (Q 1, Q 2) für den Beton besitzt, und daß auch im Pfahlschaft (1) Austrittsöffnungen (Zl, Z2) für den Beton angebracht sind, ferner in der Nähe des Pfahlkopfes (6) ein Abdichtungswulst (9) angeordnet ist.

3. Stahlrammpfahl nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der keilförmige Pfahlschuh (3) mit einem in einer der Achsebenen des Pfahlschaftes (1) befestigten Meißel (2) versehen ist, der unten aus dem Pfahlschuh (3) herausragt.

4. Stahlrammpfahl nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneiden winkel des Meißels (2) und derjenige des Pfahlschuhes (3) in der Höhe versetzt zueinander sind.

5. Stahlrammpfahl nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hohlen Pfahlschaft (1) ein Zuleitungsrohr (5) für die Einpressung des Betons lösbar angeordnet ist.

6. Stahlrammpfahl nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hohlen Pfahlschaft, d. h. in dem Ringraum zwischen Pfahlschaftwandung und Zuleitungsrohr (5) Zwischenstücke (4) in Abständen voneinander angeordnet sind, die vorzugsweise in Höhe der Austrittsöffnungen (Zl, Z 2) liegen.

7. Stahlrammpfahl nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (Zl, Z 2) in verschiedener Höhe versetzt zueinander angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 683 407, 512 785;
österreichische Patentschrift Nr. 7160;
britische Patentschriften Nr. 431 069, 463 269,
9356 (aus dem Jahre 1911);

USA.-Patentschriften Nr. 1 062 718, 1120 974,
146 645.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen