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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von bewehrten Ortbeton-Gründungspfählen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von bewehrten
Ortbeton-Gründungspfählen mit im wesentlichen durchgehend gleichem Querschnitt mittels
eines wiedergezogenen Vortreibrohres.
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Bei derartigen Verfahren ist es bekannt, daß das auf die Länge des
Pfahles abgestimmte Vortreibrohr in dem Maße, wie es mit Beton gefüllt wird, nach
oben gezogen wird. Dabei wird angestrebt, daß aus dem Vortreibrohr unten immer so
viel Beton heraustritt, wie in der gleichen Zeit von oben nachgefüllt wird. Die
Verdichtung des Betons erfolgt entweder durch Stampfen der Betonmasse oder durch
Einführung eines Druckmediums in den oberen, hierfür abgeschlossenen Rohrabschnitt.
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In der Praxis zeigten sich bei freigelegten, auf diese Weise hergestellten
Pfählen starke Einschnürungen und auch erhebliche Ausknickungen des Pfahlschaftes.
Es leuchtet ein, daß es vor allem dann, wenn der den Pfahl umgebende Boden nicht
gleichsam als Verschalung wirkt, sondern infolge weicher und nachgiebiger Konsistenz
keinen Widerstand bietet, zu Ausknickungen kommen kann. Ein Mittel, diese gefürchteten
und die Wirksamkeit des Pfahles als Lastträger illusorisch machenden Ausknickungen
zu vermeiden, gab es bisher nicht. In der Praxis ist es nämlich außerordentlich
schwierig, das Austreten des Pfahles aus dem Vortreibrohr mit dem gleichzeitigen
Hochziehen desselben voll in Übereinstimmung zu bringen, zumal dieser Vorgang am
unteren Ende des Vortreibrohres nicht beobachtet werden kann. Wenn aber der Pfahl
schneller aus dem Vortreibrohr austritt, als dies dem gleichzeitigen Hochziehen
entspricht, so muß das austretende längere Pfahlstück bei nachgiebigem Boden ein
Ausknicken des Pfahles bewirken, da dieser nach unten nicht ausweichen kann, von
oben aber Druck erhält.
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Es kommt hinzu, daß der Wunsch, ,den Beton gut zu verdichten, ferner
Einschnürungen zu vermeiden und möglichst auch noch das den Pfahl umgebende Erdreich
zu verfestigen, zur Anwendung sehr schwerer Stampfer führt, wobei das harte Stampfen
die Gefahr in sich birgt, daß das Bewehrungsgerippe samt Beton mit Gewalt im Rohr
nach unten herausgeschlagen wird.
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Wird zur Verdichtung des Betons und zum Hochziehen des Vortreibrohres
Druckwasser oder Druckluft verwendet, so entsteht vor allem an der Austrittsstelle
des Betons ein der Größe nach unkontrollierbarer, mit dem Hochziehen des Rohres
allmählich abfallender Druck auf den weichen Pfahlschaft, und die vorerwähnten Nachteile,
insbesondere Ausknikkungen, sind auch bei diesem Verfahren möglich, wenn der Ziehprozeß
nicht gleichlaufend mit dem Pfahlaustritt erfolgt. _ .
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Eine weitere, häufig beobachtete Erscheinung ist, daß der zur Verdichtung
des eingebrachten Betons aufgewendete Druck beim Heraustreten der Betonmasse aus
dem Vortreibrohr zu einer Vergrößerung des Pfahldurchmessers über den Innendurchmesser
des Rohres hinaus führt. Diese als Wulstbildung bekannte Erscheinung bringt nicht
nur einen erhöhten Betonverbrauch mit sich, sondern kann auch das Ausknicken begünstigen,
weil eine Verdickung des Betonquerschnittes in den Längsstäben der Bewehrung Spannungen
hervorruft, insbesondere dann, wenn infolge ungleichmäßiger _ Bodenbeschaffenheit
auch eine ungleichmäßige Wulsfbildung auftritt.
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Die Erfindung bezweckt, die vorstehend beschriebenen Nachteile zu
vermeiden, und ihre Aufgabe besteht darin, das eingangs erwähnte Verfahren so auszugestalten,
daß ein Ausknicken,des aus dem wiedergezogenen Vortreibrohr austretenden, noch bildsamen
Pfahlschaftes nicht eintritt. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung- vor,
daß beim Füllen und gleichzeitigem Ziehen des Vortreibrohres die Bewehrung in gestreckter
und urverschiebbarer Lage gehalten wird. Sie kann dabei oberhalb des Vortreibrohres
aufgehängt oder innerhalb desselben befestigt und durch auf den Beton nach unten
ausgeübten Druck in gestreckter Lage gehalten werden.
Eine vorteilhafte
Vorrichtung zur Befestigung der Bewehrung innerhalb des Vortreibrohres besteht darin,
daß sie in Form einer Rohrschelle ausgebildet ist, die, mit entsprechender Reibung
gleitend, an das Vortreibrohr angepreßt ist.
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Es ist an sich bekannt, die Bewehrung von Ort Betonpfählen während
gewisser Abschnitte der Pfahlherstellung in gestreckter Lage zu halten. So ist z.
B. früher schon vorgeschlagen worden, die gesamte Bewehrung an einem Bock aufzuhängen
und sie zusammen mit einer einen unteren Abschluß bildenden, dem Innendurchmesser
des eingetriebenen Rohres angepaßten Bodenplatte in dem Maße abzusenken, wie von
oben auf die Bodenplatte Beton nachgefüllt wird. Nach diesem Verfahren wird jedoch
das eingetriebene Rohr erst hochgezogen, nachdem es völlig mit Beton gefüllt ist,
und der Tatsache, daß auf alle Längsstäbe der Bewehrung ein gleichmäßiger Zug auszuüben
ist und diese gegeneinander unverschiebbar gehalten werden müssen, wird keine Beachtung
geschenkt.
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Nach einem anderen bekannten Verfahren wird im Falle der Betonverdichtung
durch Druckwasser die Längsbewehrung unten an einer Ankerplatte und oben an der
das Rohr abschließenden Haube befestigt, so daß die Stäbe, so lange wie der Beton
verdichtet wird, gestreckt gehalten werden. Auch hierbei kann das Rohr nicht in
dem Maße nach oben gezogen werden, wie aus ihm unten der bildsame Beton austritt.
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Schließlich ist es bekannt, bei Ortbeton-Gründungspfählen dadurch
einen verbreiterten Fuß herzustellen, daß man für den nachgeschütteten Beton einen
vorgefertigten Ablenkkörper an der Längsbewehrung in bestimmter Höhe so lange aufhängt,
bis der Fuß fertiggestellt ist, worauf die Bewehrung, wenn der eigentliche Pfahlschaft
erstellt wird, wieder gelöst wird.
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Alle diese bekannten Vorschläge verfolgen nicht den der Erfindung
zugrunde liegenden Zweck und können nicht das Ausknicken des Pfahlschaftes verhindern,
das, wie bereits erwähnt, dadurch entsteht, daß der von oben in das Vortreibrohr
eingeschüttete Beton nicht in dem Maße, wie das Rohr nach oben gezogen wird, durch
intermittierende oder kontinuierliche Druckausübung aus dem Rohr unten herausgedrückt
wird.
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Die Erfindung hat im übrigen nichts mit Spannbeton zu tun, der im
vorliegenden Fall auch nicht anzuwenden wäre, da sich vor allem eine untere feste
Endverankerung für die Spannglieder mit gewöhnlichen Mitteln nicht herstellen ließe.
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Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigt Fig.1 einen schematischen Mittellängsschnitt durch einen
unter Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung im Entstehen begriffenen Ortbeton-Gründungspfahl,
wobei das Vortreibrohr durch Rammschläge od. dgl. niedergebracht und der Beton durch
Stampfer oder auf ähnliche Weise verdichtet wird, Fig. 2 einen schematischen Mittellängsschnitt
durch einen ebenfalls erfindungsgemäß erstellten Gründungspfahl, jedoch mit Hilfe
von Druckwasser oder Druckluft.
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In Fig. 1 bedeutet a einen bindigen oder nicht bindigen Boden, b einen
nicht tragfähigen Boden, wie Schlamm oder sehr plastischen Ton oder Klai. Mit 1
ist ein Vortreibrohr bezeichnet, durch das eine verlorene Rammspitze 2 in den Boden
a eingebracht werden kann, mit 3 eine aus mehreren, z. B. vier oder sechs Längsstäben
gebildete Längsbewehrung, die in bekannter Weise durch Drähte 4 zusammengehalten
wird.
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Erfindungsgemäß wird nun, wie in Fig. 1 angedeutet, die Längsbewehrung
7 während der Erstellung des Pfahles 5, d. h. während von oben in das Vortreibrohr
1 Beton eingefüllt und dieses, soweit möglich, in dem Maße, wie der Beton
6 unten heraustritt, hochgezogen wird (Pfeile A), in gestreckter und unverschiebbarer
Lage gehalten. Hierzu kann die Bewehrung 7 beispielsweise oberhalb des Vortreibrohres
an dessen Zieheinrichtung befestigt sein. Sie kann weiter in der verlorenen Rammspitze
2 befestigt, z. B. angeschweißt sein, jedoch läßt sich die Erfindung auch an Pfählen
ohne verlorene Rammspitze verwirklichen, weil infolge ihrer Aufhängung die Längsbewehrung
durch den auf den Beton nach unten ausgeübten Druck auf jeden Fall in gestreckter
Lage gehalten wird.
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Nach Fig. 2 wird die Längsbewehrung 12 an ihren oberen Enden
durch im Innern des Oberteiles 8 des Vortreibrohres 9 vorgesehene Rohrschellen
10 festgehalten. Diese Rohrschellen werden mit einer die gleitende Reibung
zulassenden Kraft an die Innenwandung des Vortreibrohres angepreßt, und zwar z.
B. durch eine Anzahl von Klemmschrauben oder dadurch, daß man die Rohrschellen als
Zylinderfeder ausbildet, die durch entsprechend angeordnete Schrauben gegen die
Rohrwandung gepreßt wird. Da die Bewehrung nach unten im Beton genügend festgehalten
ist, wird beim Ziehen des Vortreibrohres 8 ein nach oben gerichteter Zug in Richtung
der Pfeile B erzeugt, der die Bewehrungsstäbe steif, gegeneinander unverachieblich
und nichtausknickbar hält.
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In Fig. 2 ist 13 ein Einlaß für das Druckmittel und
14 der obere Abschlußdeckel des Vortreibrohres 9.
Die im Zusammenhang
mit dieser Figur beschriebene Möglichkeit der Befestigung der Bewehrung ist besonders
bei der Pfahlherstellung mittels Druckwasser oder Druckluft zweckmäßig. Selbstverständlich
können aber die Längsbewehrungsstäbe mittels gleitender Reibung im Innern des Vortreibrohres
auch dann befestigt werden, wenn der Pfahl in üblicher Weise mittels Stampfer, wie
schematisch in Fig. 1 angedeutet, hergestellt wird.
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Zu bemerken ist noch, daß, um sowohl im Falle von Fig. 1 als auch
von Fig. 2 eine das Ausknicken im Bereich weichen Bodens begünstigende Wulstbildung
zu verhindern, erfindungsgemäß an der Bewehrung eine Art Schalungsmanschette derart
befestigt sein kann, daß beim Ziehen des Vortreibrohres im gewünschten Bereich eine
wesentliche Ausweitung des Pfahlquerschnitts verhindert wird.