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Vorrichtung zum Herstellen eines bewehrten Ortbetonpfahles Die Erfindung
betriih das Herstellen eines bewehrten Ortbetonpfahles mittels einer Vorrichtung,
die aus einem Vortreibrohr, einem Schüttrohr und Rüttelvorrichtungen besteht.
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Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung derart auszubilden,
daß mit ihr Ortbetonpfähle der genannten Art mit großem Durchmesser und hoher Belastbarkeit
auch in losen Böden hergestellt werden können, und zwar auf einem Wege, der im Bereiche
der Sohle des Bohrschachtes die Tragfähigkeit des Bodens durch Verfestigung mittels
der dynamischen Rüttelwirkung erhöht und dem Pfahl einen höheren Spitzenwiderstand
und größere Mantelreibung verleiht.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung darin gesehen, daß
für die Rüttelvorrichtungen rohrförn-üge Führungen angeordnet sind, die sich auf
die Länge. des Ortbetonpfahles erstrecken und an ihrem unteren Ende eine Grundplatte
tragen, mit der das Schüttrohr lösbar verbunden ist.
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Die durch die ganze Länge des Ortbetonpfahles sich erstreckenden rohrförmigen
Führungen ermöglichen zunächst das Ansetzen der Rüttelvorrichtungen an der Sohle
zur Bodenverfestigung und zum Eintreiben der rohrförmigen Führungen sowie der Grundplatte,
wobei die rohrförmigen Führungen zusätzliche Rammschläge erhalten können. Nach Lösen
der Verbindung des Schüttrohres von der Grundplatte übertragen die rohrförinigen
Führungen die Schwingungen der Rüttelvorrichtungen auf den Ortbeton, so daß dieser
gegen und in die Schachtwand getrieben wird, die von dem inzwischen gezogenen Vortreibrohr
freigegeben sind. Die bis zum Pfahlkopf reichenden rohrförmigen Führungen ermöglichen
die Fortführung dieses Vorganges unter weiterem Ziehen des Vortreibrohres und des
Schüttrohres über die ganze Länge des Ortbetonpfahles.
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In der nachstehenden Erläuterung sind drei Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnung behandelt. Das erste Ausführungsbeispiel
ist in den A b b. 1, 3, 4 und 5 jeweils im senkrechten mittleren Axialschnitt
und in aufeinanderfolgenden Arbeitsstellungen der Vorrichtung sowie in
A b b. 2 im Querschnitt nach II-II A b b. 1 dargestellt; das zweite
Ausführungsbeispiel ist in Ab b. 6 im mittleren axialen Schnitt durch den
unteren Teil einer Vorrichtung nach der Erfindung und in A b b. 7 im Querschnitt
nach VII-VII der A b b. 6
veranschaulicht; Ab b. 8 und 9 , zeigen
das dritte Ausführungsbeispiel mit mittleren axialen Schnitt bzw. im Querschnitt
nach IX-IX der A b b. 8.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 1 bis 5
enthält
ein Vortreibrohr 1, mit dem in an sich bekannter Weise ein Pfahlschacht 2
bis zur Sohle 3 abgeteuft worden ist, ein vorgefertigtes Gebilde, das sich
von der Sohle 3 bis über die Oberkante des Vortreibrohres 1 erstreckt
und aus drei rohrförmigen Führungen 4, einem mittig angeordneten Schüttrohr
5,
einer Grundplatte 6 und mehreren übereinanderliegenden Platten
7 besteht.
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Die rohrförmigen Führungen 4 sind durch die Platten 7 und die
Grundplatte 6 hindurchgeführt und mit der Grundplatte 6 und den Platten
7 fest verbunden. Die Grundplatte 6 trägt auf ihrer Unterseite eine
Vortreibspitze 8. Das Schüttrohr 5 ist durch die Platten
7 hindurchgeführt und mit der Grundplatte 6
durch ein Verschlußstück
6 a lösbar verbunden. Die rohrförmigen Führungen 4 gehören zur Bewehrung
des Ortbetonpfahles und sind in ihrer Lage durch Verbindungsmittel 9, 10
in Gestalt einer mit ihnen verschweißten Wendel und senkrechten (nur in
A b b. 2 dargestellten) Stäben festgelegt.
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Die Vorrichtung nach A b b. 1 bis 5 wird zur Herstellung
eines bewehrten Ortbetonpfahles wie folgt eingesetzt: In den mit Wasser als Übertragungsmedium
gefüllten rohrförmigen Führungen 4, die schon das ruhende Gewicht des vorbeschriebenen
Gebildes um ein geringes Maß in die Sohle 3 hineingedrückt hat
(A b b. 1), ist je eine elektrisch angetriebene Rüttelvorrichtung
11 geführt und bis zur Sohle 3 herabgelassen.
Zusammen
mit einer Vibrationsramme 12, die auf den Kopf der rohrförmigen Führungen 4 in senkrechter
Richtung Schwingungen bzw. Schläge ausübt, werden die Rüttelvorrichtungen
11 mit der Wirkung in Tätigkeit gesetzt, daß die rohrförmigen Führungen 4
mit der Grundplatte 6 und der Vortreibspitze 8 über die Sohle
3 hinaus tiefer in den Boden eingetrieben werden, wie aus A b
b. 3 ersichtlich. Dann wird das inzwischen mit Beton gefüllte Schüttrohr
5 aus seinem Verschlußstück 6 a auf der Grundplatte 6 durch
Drehen gelöst.
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Die Rüttelvorrichtungen 11 werden mit dem nunmehr beginnenden
Schütten des plastischen Betons in Tätigkeit gesetzt und drücken ihn in den Baugrund,
der dabei verdrängt und verfestigt wird. In dem Maße, wie der Pfahlschaft durch
weitere Schüttung von Ortbeton aufgeführt und das Vortreibrohr 1 sowie das
Schüttrohr 5 hochgezogen wird, folgt man auch mit den Rüttelvorrichtungen
11 in den rohrförmigen Führungen 4 dem Baufortschritt und bringt damit ihre
einpressende und verfestigende Wirkung auf den Ortbeton und die Schachtwand nach
und nach in der gesamten Höhe des Pfahlschaftes zur Geltung, vgl. Ab b. 4
und die dort gezeigte Höhenlage der Teile 1, 5 und 11. Die Wirkung
der Rüttelvorrichtungen 11 kann hierbei noch dadurch unterstützt werden, daß man
die Vibrationsramme 12 auf die rohrförmigen Führungen 4 und ihre Verbindungsmittel,
die Wendel 9 und die Bewehrungsstäbe 10,
einwirken läßt. Im übrigen
können die Rüttelvorrichtungen 11 unabhängig von dem Schüttvorgang und z.
B. auch nach dem vollständigen Aufführen des Pfahlschaftes in beliebiger Höhe in
den rohrförmigen Führungen 4 bis zum Abbinden des Betons e-ingesetzt werden. Erforderlichenfalls
kann man auch danach die Rüttelvorrichtungen 11 und die Vibrationsramme 12
auf den fertigen Ortbeton arbeiten lassen.
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Der fertige Ortbetonpfahl ist in Ab b. 5 dir-gestellt.
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Die rohrförmigen Führungen 4 verbleiben mit der Wendel 9 und
den Bewehrungssfäben 10 als besonders wirksame Bewehrung des Ortbetonpfahles
in dem hochbetonierten Schaft und können, gegebenenfalls nach Einführen einer inneren
Bewehrung in die rohrförmigen Führungen 4, mit Beton ausgefüllt werden.
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Die rohrförmigen Führungen 4 können unter Ab-
weichung von dem
Ausführtingsbeispiel nach A b b. 1
bis 5 auch in anderer Anzahl und
anderer Verteilung angeordnet werden, z. B. weiter nach der Mitte des Pfahlschachtquerschnittes
hin, wobei an der Stelle des Schüttrohres 5 auch eine in den Pfahlschacht
2 hineinhängende Schlauchleitung zum Schütten des Ortbetons verwendet werden kann.
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In ihrer Anwendbarkeit bei der Herstellung bewehrter Ortbetonpfähle
mit erweitertem Pfahlfuß ist die Vorrichtung nach der Erfindung im Nachstehenden
an Hand des Ausführungsbeispiels nach A b b. 6
und 7 näher erläutert.
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Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen nach
A b b. 1 bis 5 zunächst dadurch, daß die rohrförmigen Führungen 4
an ihrem unteren Ende durch dreieckige Rahmen 14 verbunden und geschlossen sind
(siehe A b b. 6 linke Hälfte); sie werden nur bis zu einem Abstande a von
der Grundplatte 13 in den Pfahlschacht 2 abgesenkt. Auf der Grundplatte
13 sind die unteren Enden von biegsamen Schneidstäben 15, die mit
ihren oberen Enden an den rohrförmigen Führungen 4 befestigt sind, um einen Zapfen
13 a drehbar gelagert. Nach entsprechend hohem Ziehen des Vortreibrohres
1 werden die in ähnlicher Weise wie nach Ab b. 3 verbundenen rohrförmigen
Führungen 4 allmählich abgesenkt und gleichzeitig von der Schachtbühne aus in hin-
und hergehende Drehbewegung versetzt, so daß die biegsamen Schneidstäbe
15 sich spreizen und in die Schachtwand einschneiden (siehe A b b. 6
rechte Hälfte) und sich nach dem Schütten des Betons ein verbreiterter Pfahlfuß
ergibt. Während dieses Vorganges läßt man die Rüttelvorrichtungen 11 arbeiten,
so daß ihre günstige Wirkung auch im Bereiche des erweiterten Pfahlfußes herbeigeführt
wird. Die biegsamen Schneidstäbe 15 können durch waagerechte Stahlbügel verbunden
sein, welche die Spreizbewegung der Schneidstäbe 15 zulassen und mit diesen
als korbartige Bewehrungsgebilde in dem verbreiterten Pfahlfuß verbleiben. Sobald
die rohrförmigen Führungen 4 über den Rahmen 14 auf der Grundplatte 13 aufsitzen,
wird das gesamte Gebilde aus den Teilen 4, 13, 14, 15 durch Rütteln
und durch Vibrationsrammschläge auf die rohrförmigen Führungen 4 so tief in die
Schachtsohle eingetrieben, daß die Grundplatte 13 mit ihren Armen
17 das Widerlager für die auf das Schüttrohr5 ausgeübte Drehbewegung bilden
kann, mit der es aus seinem Verschlußstück 6 a
herausgedreht
wird, so daß nunmehr der Schüttvorgang einsetzen kann.
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Wie A b b. 6 zeigt, ist es möglich, außer am Pfahlfuß auch
am Pfahlschaft eine Verbreiterung durchzuführen. Zu diesem Zwecke wird auf das Verschlußstück
6 a ein aus senkrechten und waagerechten Stäben bestehendes Gitterwerk
18 mit einer Scheibe 19
aufgesetzt, welche mit Ausnehmungen für die
rohrförmigen Führungen 4 und das Schüttrohr 5 versehen ist und einen Hals
19 a trägt. An ihm und an den rohrförmigen Führungen 4 sind hier die gleichen
biegsamen Schneidstäbe 15 wie am Pfahlfuß befestigt; beim Absenken der rohrfönnigen
Führungen 4 um das Maß a und bei ihrer hin- und hergehenden Drehbewegung spielt
sich hier derselbe Vorgang wie im Pfahlfuß mit der Wirkung ab, daß der Pfahlschaft
eine ähnliche Verbreiterung erhält, sobald nach dem Ziehen des Vortreibrohres
1 und des Schüttrohres 5
bis in die aus A b b. 6 rechts ersichtliche
Höhe mit der Schüttung des Betons begonnen und der Betonspiegel im Pfahlschacht
2 auf eine entsprechende Höhe gebracht worden ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 8 und 9
gehören
zu der Vorrichtung nach der Erfindung folgende Teile: Eine Grundplatte 21 aus Beton,
auf der eine Grundplatte 22 aus Stahl fest aufliegt, drei rohrförmige Führungen
23 für je eine Rüttelvorrichtung 24, die den Pfahlschacht 2 in ganzer
Höhe durchziehen und durch die Grundplatten 21 und 22 hindurchgeführt sowie mit
ihnen fest verbunden sind, und schließlich ein Schüttrohr 25 mit einem auf
der Grundplatte 22 befestigten Verschlußring 26. Das aus diesen Teilen bestehende
Gebilde wird im Vortreibrohr 1 bis auf die Sohle 3 des Pfahlschachtes
2 und mittels der Rüttelvorrichtungen 24 in die Sohle 3
eingetrieben. Innerhalb
des Vortreibrohres 1 sind in der ganzen Länge des Ortbetonpfahles vorgefertigte
hohlzylindrische Betonkörper aufeinandergesetzt; sie bestehen aus einem bewehrten
Betonring 27 (s. a. A b b. 9) mit kreisförmigen Öffnungen 28 und einer
Stahlringeinlage 29 mit einer mittigen Öffnung 30 für
das
Schüttrohr 25; von dem Betonring 27 gehen nach oben längere und nach
unten kürzere, zylindrisch gekrümmte Wandteile 31 bzw. 32 aus, zwischen
denen weite öffnungen 33 liegen. Diese Betonkörper werden nacheinander in
dem Vortreibrohr 1 herabgelassen, wobei sich der unterste auf die Grundplatte
22 absetzt und sie sich weiterhin mit ihren Wandteilen 31 und 32 aufeinandersetzen,
und zwar in einer Anzahl, die der beabsichtigten Ortbetonpfahlhöhe entspricht (s.
A b b. 8 oben). Nach Lösen des Schüttrohres 25
sowie des Vortreibrohres
1 beginnt das Schütten des Betons; dabei werden die Rüttelvorrichtungen 24
in den rohrförmigen Führungen 23 in Tätigkeit gesetzt, die den durch die
öffnungen 33 der Betonkörper hindurchtretenden plastischen Beton gegen und
in die Schachtwand drücken und deren Boden gleichzeitig verdrängen und verfestigen,
wie dies oben zu dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 1 bis 5 beschrieben
wurde. In dem fertigen Ortbetonpfahl wirkt die in den Schüttbeton eingebettete Säule
der Betonkörper gewissermaßen als Rückgrat; dies ist von besonderem Vorteil bei
ungünstigen Bodeneigenschaften wie z. B. bei Fließsand.
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Für die Rüttelvorrichtungen 11, 24 können statt der rohrförmigen
Führungen 23 in den Wandteilen 31,
32 der Betonkörper in Längsrichtung
durchgehende Hohlräume vorgesehen und die Betonkörper so aufeinandergesetzt werden,
daß ihre Hohlräume über die gesamte Pfahlhöhe in einer Flucht liegen.
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Wenn man für die rohrförmigen Führungen 4, 23
der Rüttelvorrichtungen
11, 24 auch in erster Linie Rohre aus Stahl wählen wird, so sind hierfür
grundsätzlich Rohre auch aus anderem Material, insbesondere aus Kunststoff, mit
dem Vorteil geringeren Gewichtes verwendbar. Um auch solche Rohre für die Bewehrung
des Ortbetonpfahles auszunutzen, kann man in ihnen durchgehende Bewehrungsstäbe
anord-,#en, die beim Ausfüllen der Rohre mit Beton in diesen emgebettet werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 1 bis 5
kann
das Gebilde, das aus den rohrförmigen Führungen 4 nebst den Platten 7 - und
gegebenenfalls der Bewehrung - sowie dem Schüttrohr 5 nebst der Grundplatte
6 mit der Vortreibspitze 8 und dem Verschlußstück 6 a besteht,
mit seinen sämtlichen Bestandteilen auf dem Bau- oder Montageplatz oder in der Werkstatt
als vorgefertigter Bauteil hergestellt und mittels einer geeigneten Hebevorrichtung
als Ganzes innerhalb des Vortreibrohres 1 in dem Pfahlschacht 2 bis auf dessen
Sohle 3 abgesenkt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Ab b. 8
und 9
bestehen die vorgefertigten Bauteile einerseits aus dem Schüttrohr
25 nebst Verschlußring 26 und der Grundplatte 21 und der Grundplatte
22 mit den Führungen 23 sowie andererseits aus den hohlzylindrischen Betonkörpern.