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Stahlpfahl zum Herstellen eines Verbundpfahles für Gründungen Die
Erfindung betrifft einen Stahlpfahl zum Herstellen eines Verbundpfahles für Gründungen,
mit dem es möglich ist, besonders hohe Druck- oder Zugkräfte aufzunehmen.
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Es ist bereits ein Stahlrammpfahl zur Herstellung eines Verbundpfahles
vorgeschlagen worden, der einen, den Querschnitt des Pfahlschaftes überragenden
Pfahlschuh aufweist und mit einer Zuführung zum Einpressen von Zementgemisch oder
einem anderen erhärtenden Stoff zur Umhüllung des Pfahlschaftes versehen ist. Die
Austrittsöffnung für die Zuführung des erhärtenden Stoffes befindet sich dabei in
der Nähe des Pfahlschuhes. Der beim Einrammen durch den überragenden Pfahlschuh
erzeugte Hohlraum wird nach Abdichtung seines oberen Randes mit einem nachgepre-ßten,
erhärtenden Stoff ausgefüllt, so daß ein mit Beton od. dgl. ummantelter Gründungspfahl
entsteht. Bei Pfählen dieser Bauart kann der eingepreßte Stoff leicht um die am
oberen Ende angebrachte Abdichtung herum in das Gelände austreten, so daß die Größe
des Verpreßdruckes vorwiegend von der Höhe der Flüssigkeitssäule im Hohlraum bestimmt
ist.
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Ein anderer bekannter Gründungspfahl dieser Art enthält in einem Hohlraum
zwischen Schaft und Spitze einen gefalteten Sack, der über eine Zuführungsleitung
mit Beton gefüllt werden kann, wobei er sich durch eine Fuge zwischen Pfahl und
Spitze nach außen aufbraucht. Bei diesem Vorgang werden der Schaft und die Spitze
voneinander getrennt. Damit sich der Sack beim Einfüllen von Beton überhaupt nach
außen ausbreiten kann, muß der Boden mittels eingespritzten Wassers zunächst aufgeweicht
werden. Eine solche Arbeitsweise ist sehr umständlich und wird sich im übrigen auch
nur bei ganz bestimmten Bodenarten durchführen lassen. In vielen Fällen wird es
große Schwierigkeiten bereiten, ein Aufweiten des Sackes beim Einpressen des Betons
in der Weise zu erreichen, daß eine den Pfahlschaft umgebende Betonplatte entsteht,
auf der sich der Gründungspfahl abstützen kann. Da die Spitze des Gründungspfahles,
die den gleichen Durchmesser besitzt wie der Pfahlschaft, beim Einbringen des Betons
abgetrennt wird, wird der Pfahl durch den Betonsockel auch nicht gegen Herausziehen
geschützt. Der Gründungspfahl kann daher auch keine Zugkräfte aufnehmen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Aufbau einfachen
Gründungspfahl zu schaffen, bei dem die Nachteile der genannten Konstruktionen nicht
vorhanden sind. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, daß die Tragfähigkeit
des Gründungspfahles erheblich gesteigert werden kann, wenn in seinem unteren Teil
eine Ummantelung aus Beton oder einem ähnlichen Stoff durch Einpressen unter sehr
hohem Druck hergestellt wird. Bei sehr hohen Einpreßdrücken erzielt man eine große
Ausdehnung der Ummantelung, die mit einer sehr starken Verdichtung des Bodens verbunden
sein kann.
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Die Erfindung geht von einem Stahlpfahl aus, der mit einem Pfahlschaft
und einem daran befestigten, den Pfahlschaft im Querschnitt überragenden Pfahlschuh
sowie mit einem hinter dem Pfahlschuh mündenden Einpreßrohr für Zementmörtel od.
dgl. versehen ist, mit dem der vom Pfahlschuh gebildete und vom Pfahlschaft durchsetzte
Hohlraum im Baugrund verpreßt wird. Erfindungsgemäß ist der Pfahlschuh mit einem
nach hinten offenen Zylinder unlösbar verbunden, in dem das Einpreßrohr mündet.
Auf dem Pfahlschaft ist dabei ein den Zylinder vor dem Verpressen nach hinten abschließender
Kolben schiebbar angeordnet, dessen Weg nach hinten durch einen am Pfahlschaft befestigten
Anschlag in einer Stellung begrenzt ist, in der die Kolbenvorderkante um mehr als
die Kolbenlänge hinter der offenen Rückseite des Zylinders liegt.
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Während des Einrammens befindet sich der Kolben in dem Zylinder. Beim
Verpressen wird der Kolben durch das im Zylinder austretende Material aus diesem
herausgedrückt und bis zu einem Anschlag am Pfahlschaft nach oben bewegt. Der Kolben
schließt dabei den Hohlraum im Bereich des unteren Teiles des Pfahles nach oben
hin ab, so daß ein hoher Einpreßdruck für das Zementgemisch od. dgl. erzielt werden
kann, ohne daß dieses nach oben aus dem Hohlraum entweicht. Auf diese Weise kann
gerade am unteren Ende des Pfahles, wo erfahrungsgemäß
die größten
Kräfte in den Boden übertragen werden müssen, eine besonders wirksame Verpressung
erzielt werden.
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Ein wesentlicher Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist vor allem
auch darin zu sehen, daß die Mündung des Einpreßrohres beim Eintreiben abgedeckt
ist und das Verpressen nach dem Eintreiben erfolgen kann, ohne daß nachstürzender
Boden Schwierigkeiten hervorruft.
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Der Gründungspfahl kann senkrecht, geneigt oder horizontal in den
Erdboden eingetrieben werden. Sein Einbau kann durch Rammen, Pressen oder auf andere
Weise erfolgen. Auf Grund der durch das Einpressen des Zementgemisches od. dgl.
hergestellten Verdichtungszone im Boden, und zwar an dem tief im Untergrund liegenden
Teil des Pfahles, kann dieser besonders hohe Druck- oder Zugkräfte aufnehmen.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Stahlpfahles gemäß
der Erfindung, und zwar in Fig. 1 in Längenansicht einen zum Rammen oder Pressen
fertigen Stahlpfahl, Fig. 2 das untere Pfahlende nach Einpressen der erhärtenden
Mischung, Fig. 3 in größerem Maßstab den Pfahlschuh mit dem rückwärtigen Zylinder
und dem darin befindlichen Kolben, Fig. 4 den Kolben im Längsschnitt und Fig. 5
den Grundriß des Kolbens.
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Der Stahlpfahl besteht aus einer als Pfahlschaft 1 dienenden Rundstahlstange
und einem Pfahlschuh 3, der den Pfahlschaft im Querschnitt überragt. Der Pfahlschuh
3 ist zusammengesetzt aus einer Platte 2, die vorn am Pfahlschaft 1 befestigt
ist, und aus einer kegelförmigen Spitze aus Blech, die mit Beton gefüllt ist, sowie
aus einem an der Platte 2 befestigten Zylinder 4 aus Blech, der das vordere Stücke
des Pfahlschaftes 1 mit Abstand umgibt und hinten offen ist. Parallel zum Pfahlschaft
1 ist an diesem ein Einpreßrohr 5, das fast bis zur Platte 2 reicht und innerhalb
des Zylinders 4 mündet. Das Einpreßrohr 5 ist mit dem Pfahlschaft 1 mindestens bis
zu einem Anschlag 12 verschweißt oder auf andere Art verbunden. Auf dem Pfahlschaft
1 ist vor dem Anschlag 12 ein Kolben 8 schiebbar angeordnet, der in den Zylinder
4 paßt. Der Weg des Kolbens 8 ist durch den Anschlag 12 nach hinten in einer Stellung
begrenzt, in der die Kolbenvorderkante um mehr als die Kolbenlänge hinter der offenen
Rückseite des Zylinders 4 liegt. Der Kolben 8 besteht aus einem zylindrischen Blechmantel
und einer inneren Blechauskleidung 10, mit der ex auf dem Pfahlschaft 1 und dem
Einpreßrohr 5 geführt ist (Fig. 4 und 5), und ist an seinem vorderen und hinteren
Ende durch Blechscheiben 9 verschlossen. Der Kolben 8 ist mit Beton gefüllt. Zum
Einfüllen des Betons weist eine der Scheiben 9 öffnungen 11 auf. Der Mantel des
Kolbens steht nach vorn hin so weit vor, daß hier ein offener Raum 7 bleibt, der
so lang ist, daß bei in den Zylinder 4 eingesetztem Kolben 8 die Mündung des Einpreßrohres
5 zwischen der vorderen Scheibe 9 des Kolbens 8 und der Platte 2 mündet. Die Entfernung
des Anschlages 12 von der Spitze 3 wird je nach der beabsichtigten Beanspruchung
des Pfahles bzw. nach der Beschaffenheit der Bodenschichten bemessen. Der Stahlpfahl
wird in beliebiger Weise in den Boden eingetrieben, wobei der Kolben 8 in den Zylinder
4 geschoben ist. Dann wird durch das Einpreßrohr 5 ein flüssiger Zementmörtel in
den Hohlraum 7 zwischen der Platte 2 und dem Kolben 8 eingepreßt. Dadurch wird der
Kolben 8 entlang dem Pfahlschaft 1 und dem Einpreßrohr 5 aus dem Zylinder 4 nach
hinten getrieben, bis er am Anschlag 12 anschlägt. Bei dem weiteren Einpressen des
Zementmörtels dringt der Zementmörtel zwischen dem Zylinder 4 und dem Kolben 8 radial
in das Erdreich ein und bildet dort nach Erhärten eine knollenartige Verdickung
13 (Fig. 1). Diese Verdickung ergibt eine vorzügliche Verankerung des Gründungspfahles
gegen Zug- und Druckkräfte. Je nach Art des Bodens kann der Kolben sich unter Umständen
schon im Boden festsetzen, bevor er den Anschlag 12 erreicht.
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Die Erfindung gestattet daher sehr vielseitige Anwendungsmöglichkeiten.
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Als Ausführungsbeispiel ist ein Stahlpfahl gezeigt, der eine kegelige
Spitze und einen Pfahlschaft aus Rundstahl aufweist. Der Pfahlschaft kann auch als
Hohlkörper mit rundem oder eckigem Querschnitt ausgebildet sein. Dabei kann unter
Fortfall eines besonders angeordneten Einpreßrohres der Zementmörtel oder ein anderer
erhärtender Baustoff unmittelbar durch das Innere des Pfahlschaftes einger preßt
werden, das durch Austrittsöffnungen mit dem durch den Zylinder und den Kolben gebildeten
Hohlraum verbunden ist.