DE1484538A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Senkkoerpern oder Pfaehlen im Untergrund ohne Anwendung eines Vortreibrohres - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Senkkörpern oder Pfählen im Untergrund ohne Anwendung eines Vortreibrohres

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Geräte zum Bilden von Senkkörpern oder Pfählen, die ohne Anwendung einer Vortreibhülle, z.B. eines Vortreibrohres, im Untergrund mittels Hohlbohrer hergestellt werden, indem ein zementhaltiges Material, z.B. Zementmörtel, durch den hohlen Bohrerschaft in einen Hohlraum eingepumpt wird, der beim Zurückziehen des Bohrers mit dem auf seinen Gewindeflächen befindlichen Boden aus einer von ihm im Untergrund gebildeten Bohrung entsteht. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen, durch welche die Güte solcher Pfähle sowie deren Form und Tragfähigkeit durch neuartiges Überwachen und Regeln des Druckes und der Menge des beim Zurückziehen des Bohrers in den entsprechenden Hohlraum einzubringenden zementhaltigen Materiales verbessert wird.

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Bei bekannten Verfahren und Geräten zur Herstellung von Ortpfählen in dieser Art fehlte es bisher an der Möglichkeit, eine befriedigende Überwachung und Regelung des Druckes des zementhaltigen Materiales in dem Hohlraum unter dem Bohrer durchzuführen. Infolgedessen konnte auch dieses zementhaltige Material nicht in der wirtschaftlichsten Weise angewendet werden.

Außerdem konnte die Herstellung von Pfählen mit den bekannten Verfahren und Geräten dieser Art nur verhältnismäßig langsam durchgeführt werden. Auch fehlte die Möglichkeit Bewehrungsglieder, z.B. Bewehrungsstäbe, in befriedigender Weise einzubringen.

Durch die vorliegende Erfindung sollen die aufgezeigten Mangel vermieden bzw. verringert werden, indem neuartige Verfahren und Vorrichtungen zum Überwachen und Anzeigen bestimmter Faktoren, wie z.B. des Druckes des zementhaltigen Materiales an der Bohrerspitze beim Einpressen_/angewendet werden und hierdurch die Güte solcher ohne Vortreibhülle hergestellter Ortpfähle nachgewiesen wird.

Weiterhin soll durch die Erfindung die Möglichkeit geschaffen werden, festzustellen und anzuzeigen, daß ein bei der Herstellung solcher Pfähle auftretender veränderlicher Faktor durch Einstellung anderer Faktoren, wie Bohrfortschritt und Zufuhrmaß des zementhaltigen Materiales, zur Gewährleistung einer hohen Pfahlgüte mit Vorteil überwacht und geregelt werden kann, nämlich der Druck des Mörtels oder sonstigen zementhaltigen Materiales an oder in

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der Nähe des unteren Endes des Bohrers beim Zurückziehen des Bohrers und Einpressen des Materiales, wobei dieser Druck so überwacht und geregelt wird, daß er beim Zurückziehen des Bohrers vorbestimmten Werten folgt. Dabei sollen irgendwelche wesentliche Druckabweichungen von diesen Werten vermieden werden.

Durch die Erfindung soll ferner gewährleistet werden, daß bei bestimmter Untergrundbeschaffenheit, die z.B. die Bildung seitlicher Ansätze des zementhaltigen Materiales ermöglicht, ein Pfahl mit einer Bodenreibung gebildet wird, die mindestens derjenigen eines eingetriebenen Pfahles gleich ist.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung neuartiger Verfahren und Vorrichtungen zum Überwachen des Druckes des zementhaltigen Materiales im oberen Bereich des durch den Bohrer bei seinem Anheben freigemachten Hohlraumes, wobei diese Überwachung ein wirksames und genaues Verfahren und Mittel zur Vermeidung des Einbrechens von Erde aus dem umgebenden Erdreich in diesen Hohlraum darstellt und die wirtschaftliche Verwendung des zementhaltigen Materiales sgewährleistet.

Außerdem soll durch die Erfindung eine genaue Überwachung des Druckes des zementhaltigen Materiales bei seinem Einpressen in den Hohlraum unter dem Bohrer erreicht und aufrechterhalten werden, während der Bohrer aus der von ihm hergestellten Bohrung zurückgezogen wird. Dabei soll auch die Geschwindigkeit überwacht und geregelt werden, mit welcher der Bohrer zurückgezogen wird.

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Die Überwachung der Druckbedingungen des zementhaltigen Materiales, das in den Hohlraum unter dem Bohrer eingepreßt wird, soll durch neuartiges Vergleichen des mengenmäßigen Einbringmaßes dieses Materiales und des Zurückziehungsmaßes des Bohrers erreicht und hierdurch ein festgesetztes bzw. bestimmtes Druckgefälle im oberen Bereich des Materiales beim Zurückziehen des Bohrers sowie außerdem geährleistet werden, daß der Druck des zementhaltigen Materiales im Bereich des unteren Bohrerendes beim Zurückziehen des Bohrers eine gewählte Punktion der Tiefe des unteren Bohrerendes beim Zurückziehen desselben darstellt.

Ferner sollen die Druokbedingungen des zementhaltigen Materiales in dem Hohlraum duroh Zusammenfassen und Vergleichen der gesamten Zuflußmenge der zementhaltigen Misohnung mit dem Gesamtvolumen des Hohlraumes beim Zurückziehen des Bohrers überwacht werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung neuer Verfahren und Vorrichtungen zum Überwaohen des Zurückziehens eines Bohrers aus einer von ihm im Untergrund hergestellten Bohrung duroh Servo- bzw. Hilfsvorrichtungen, die von dem Druok des Materiales beeinflußt werden, das in den beim Zurückziehen des Bohrers gebildeten Hohlraum eingepreßt bzw. injiziert wird.

Außerdem sollen neue Verfahren und Vorrichtungen zum Überwachen des Hochziehens des Bohrers aus der von ihm.im Untergrund hergestellten Bohrung heraus geschaffen werden, bei denen der Druck der zementhaltigen Misohung

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in dar Bohrung festgestellt und das Hochziehen in Abhängigkeit von dem festgestellten Druokfaktor durchgeführt wird.

Dabei soll gewährleistet sein, daß der Hohlraum unter dem Bohrer beim Hochziehen des Bohrers mit dem zementhaltigen Material richtig gefüllt wird, indem in neuartiger Weise die Zahl der Umdrehungen einer zum Einbringen dieses Materialss in den Hohlraum dienenden Pumpe mit dem linearen Hochziehmaß des Bohrers von dem Boden der Bohrung verglichen wird.

Weiterhin sollen neue Verfahren und Vorrichtungen zur Ermittlung der genauen Tiefe und Belastungsfähigkeit von Pfählen geschaffen werden, bei denen ein Bohrer bis zu einer Tiefe eingebohrt wird, in der das zum Bohren aufzuwendende Drehmoment gleich dem Drehmoment ist, das zum Bohren eines vorher hergestellten Pfahles ist, der befriedigende Belastungsversuche gezeigt hat.

Auch sollen am unteren Ende des Bohrers neue Ventilvorrichtungen zur Regelung der Zuführung eines Bohrmittels, wie z. B. Wasser oder Bohrsohlamm bzw. -schlämme sowie zur Regelung des Zuflusses des pfahlbildenden Materiales, z.B. Zementmörteljangewendet werden. Dabei soll ein neuer Bohrer mit der Möglichkeit geschaffen werden, das beim Bohren des Pfahles angewendete Bohrmittel, wie Wasser oder Sohlamm, von der zur Pfahlbildung verwendeten zementhaltigen Misohung getrennt zu halten.

Ferner soll eine am unteren Ende des hohlen

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Schaftes eines Hohlbohrers angeordnete neue Ventilausbildung einer Bedienungsperson nach ihrem Belieben ermöglichen, den Austritt des pfahlbildenden Materiales aus dem unteren Bohrende zu unterbrechen oder zu veranlassen.

Dabei soll am unteren Ende des hohlen Bohrerschaftes ein Ventil angeordnet sein, das durch die auf den Bohrerschaft beim Einbohren in den Untergrund ausgeübte Kraft geschlossen gehalten wird und auf die Schwerkraft und den Druck des pfahlbildenden Materiales, z.B. des Mörtels, in dem hohlen Bohrerschaft bei Beginn des Zurück- bzw. Hochziehens des Bohrers anspricht, indem es durch das auf das Ventil über den Durchlaß des hohlen Bohrerschaftes einwirkende Material beim Öffnen unterstützt wird.

Schließlich soll an dem unteren Ende eines Erdbohrers eine neue Ventilvorrichtung angewendet werden, bei der eines der beweglichen Ventilelemente einen Schneidkopf für den Bohrer, z.B. eine Bohrerspitze, enthält, auf den das Bohrmoment durch neue mechanische Mittel übertragen wird, die zugleich den beweglichen Teil des Ventiles in der richtigen Lage halten.

Demgemäß sieht die Erfindung ei-n Verfahren zur Herstellung von Pfählen im Untergrund vor, bei dem ein mit einem hohlen Schaf tversehener Erdbohrer nach dem Einbohren in den Untergrund biB auf eine bestimmte Tiefe zurüokgezogen wird und das Zurückziehen des Bohrere unter Einpressen eines zementhaltigen Materiales, z.B. von Zementmörtel, durch den Durohlaß des hohlen Schaftes hindurch in den beim Zurückziehen des Bohrers unter diesem entstehenden Hohlraum erfolgt.

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Die Erfindung besteht dabei in ihrer allgemeinen Form darin, daß der Druck des zementhaltigen Materiales am oder nahe am unteren Ende des Bohrers festgestellt und das Zurüokziehungsmaß des Bohrers in Abhängigkeit von dem festgestellten Druck und dem im wesentlichen konstanten mengenmäßigen Zuführungsmaß des zementhaltigen Materiales geregelt wird.

Vorzugsweise wird hierzu ein mit spiralförmigen Windungs- bzw. Gengflachen versehener Hohlbohrer angewendet, der nach dem Eindrehen auf die gewünsohte Tiefe zusammen mit dem zwisohen seinen Gangfläohen befindlichen Boden fortschreitend hochgezogen wird und dabei unter ihm einen Hohlraum läßt, der zur Aufnahme der pfahlbildenden Masse, z.B. Zementmörtel, dient. Das Volumen dieses Hohlraumes vergrößert sich fortlaufend mit dem Hochziehen des Bohrers, und der Hohlraum wird während dieser Vergrößerung fortlaufend vollständig gefüllt, indem die pfahlbildende Masse über den hohlen Bohrerschaft mittels einer Pumpe eingepreßt wird. Das Zurückziehungsmaß und das mengenmäßige Zuführungsmaß der pfahlbildenden Masse in den Hohlraum werden so geregelt, daß am unteren Ende des Bohrers ein eioh ändernder Druok entsteht, der eine Punktion der sich ändernden Höhenlage des unteren Bohrerendes ist, wenn dieser aus der Bohrung heraus angehoben wird. Diese Regelung sohließt die Einstellung eines der beiden Maße oder beider Maße zur Veränderung des Druckes der aus der zementhaltigen Mischung bestehenden pfahlbildenden Masse auf einen gewünschten Wert in Übereinstimmung mit für bestimmte Höhenlagen des unteren Bohrerendes festgesetzten Normwerten ein.

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Naoh einem weiteren Merkmal der Erfindung wird während des Anhebens des Bohrers und des gleichzeitigen Einpressens der zementhaltigen Mischung mit einem im wesentlichen konstanten Zuführungsmaß der sich ändernde Druck am unteren Ende des Bohrers beim Anheben desselben festgestellt und bei Erreichen bestimmter Höhenlagen des unteren Bohrerendes mit den Normwerten verglichen, wobei die Hubgeschwindigkeit des Bohrers so geregelt wird, daß die zementhaltige Mischung Drücke verursacht, die nicht geringer als die Normwerte sind.

Weiterhin ist gemäß der Erfindung an dem unteren Ende des hohlen Bohrersohaftea ein Ventilauslaß angeordnet, der während des Einbohrens des Bohrers in das. Erdreich geschlossen ist. Außerdem wird beim Zurückziehen bzw. Anheben des Bohrers eine erste Reihe von Signalen gegeben, die anzeigen, daß durch den Durchlaß des hohlen Bohrerschaftes in den Raum unter dem Bohrer in einer entsprechenden Reihe zunehmende Mengen der zementhaltigen Mischung eingepreßt werden, wobei noch eine zweite Reihe von Signalen gegeben wird, welche das Vorkommen einer entsprechenden Reihe von aufeinanderfolgenden linearen Zunahmen des Bohrerhubes anzeigen, von denen jede eine zusätzliche Zunahme des Volumens des Hohlraumes verursaoht und so gewählt ist, daß sie den mengenmäßigen Zunahmen der in den Hohlraum eingepreßten zementhaltigen Mischung angepaßt ist. Das Anheben des Bohrers und das Einpressen der Mischung werden dabei so gesteuert, daß für jedes erste Signal im wesentlichen gleichzeitig

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eines der zweiten Signale gegeben wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung, in die zur Erläuterung nur beispielhafte Darstellungen aufgenommen sind.

In der Zeiohnung zeigen«

Pig. 1 ein fahrbares Bohrgerät mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht;

Pig. 2 das Gerät nach Pig. 1 mit in Bohrstellung befindlichen und sum Teil in- den Untergrund eingedrungenem Bohrer sowie mit einer Darstellung der zum Einbringen einer zementhaltigen Misohnung, z.B. Mörtel, in den hohlen Bohrerschaft dienenden Vorrichtungen}

Pig* 3 eine schematische Darstellung, zum Teil im Schnitt und mit fortgelassenen Teilen, eines Kopfaggregates des in Pig. 1 und 2 gezeigten Bohrers, an dem der Bohrer mit seinem oberen Ende angeordnet ist und das in vertikalen Führungen eines Mastes des Bohrergestelles gleitbar ist;

Fig. 4 eine schematisohe Darstellung eines Teiles der erfindungsgemäß angewendeten Vorrichtung zum Feststellen des Druckes der zementhaltigen Mischung an der Bohrerspitze und zum Vergleichen dieses Druckes mit Normwerten;

Fig. 5 eine schematisohe Darstellung der Führung der Hubseile und Ihrer Verbindung mit dem zum Anheben und Herablassen des Bohrers dienenden Kopfaggregat;

Fig. 6 ein Diagramm der verschiedenen überwaohungsmittel und Anzeiger, die dem Bedienungspersonal der Einriohtung nach der Erfindung zur Verfügung stehen;

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Pig. 7 eine sohematisohe Darstellung.der Vorrichtung zum Peststellen des Druckes der zementhaltigen Miachung am unteren Ende des Bohrers und zum Vergleichen des festgestellten Druckes mit bestimmten Normdrücken; ein Teil dieser Vorrichtung ist "bereits in Pig. 4 gezeigt;

Pig. 7a eine graphische Darstellung eines der Norm entsprechenden Druckgefälles der zementhaltigen Mischung mit einem am oder nahe am unteren Bohrerende beim Anheben des Bohrers festgestellten Druokwertj

Pig. 8 einen vertikalen Schnitt nach der Linie 8-8 der Pig. 9 durch einen Teil einer Druckfühlvorrichtung, wie sie am unteren Ende des Bohrers bzw. an der Bohrerspitze entsprechend Pig. 7 angewendet wird;

Pig. 9 die Vorderansicht zu Pig. 8 mit einem sohematisoh angedeuteten Absperrventil;

Pig. 10 einen vertikalen Schnitt nach der Linie 10 - 10 der Pig. 11 durch die Druckfühlvorrichtung nach Pig. 8 mit einer Ventilvorrichtung, welche die Peststellung des Druckes unterstützt;

Pig. 11 die Vorderansicht zu Pig. 10; Pig. 12 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Zusammenfassen (integrieren) und Vergleichen von Paktoren, welche das Gesamtvolumen der in den Hohlraum unter dem Bohrer eingepumpten zementhaltigen Misahung und das Gesamtvolumen dieses Hohlraumes beim Hochziehen des Bohrers aus seiner im Untergrund hergestellten Bohrung darstellen;

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Fig. 13 eine Ausführungsform des unteren Endes des gemäß der Erfindung verwendeten hohlen Bohrersohaftes im vertikalen Schnitt, teilweise in der Ansicht, mit einem in dem Bohrerschaft angeordneten Ventil zur Regelung des Auslasses der zementhaltigen Misohung, wobei sich das untere Ende des Bohrers am Grund der von ihm hergestellten Bohrung befindet und das Ventil infolge des beim Bohrvorgang auf die Bohrerspitze naoh unten einwirkenden Druckes geschlossen ist;

Pig. 14 eine der Pig. 13 entsprechende Darstellung, die jedoch den Bohrer in aus der Bohrung angehobener Eage zeigt, in welcher der Druck naoh unten an seinem unteren Ende aufgehoben und das Ventil duroh die Gewiohtswirkung eines axial beweglichen unteren Ventilteiles für den Auslaß von zementhaltiger Mischung aus dem Bohrer in den Hohlraum unter dem Bohrer geöffnet ist;

Pig. 15 einen Querschnitt naoh der Linie 15 - 15 der Fig. 14;

Fig. 16 einen vertikalen Sohnitt durch das untere Ende eines gemäß der Erfindung angewendeten Bohrers mit einer anderen Ausführungsform einer Ventilanordnung, die Ventile sowohl für den Auslaß der zementhaltigen Mischung als auch des Bohrmittels, z.B. Wasser, umfaßt;

Fig. 17 einen vertikalen Sohnitt durch das obere Ende des Bohrers mit einer Drehringvorrichtung für die Bohrflüssigkeit, z. B. Wasser, wobei zwei konzentrigohi Rohrteile des hohlen Bohrerschaftes sowie Mittel angeordnet sind, die das Wasser mittels eines stationären Ringes an einem rotie-

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renden Teil dea Bohrerschaftes in einen der beiden Durchlässe leiten;

Fig. 18 einen Querschnitt naoh der Linie 18 - 18 der Fig.-17;

Fig. 19 einen vertikalen Schnitt durch das untere Ende einer gegenüber Fig. 13 angeänderten Ausführungsform des Bohrers mit Vorrichtungen zum Einbringen von einem oder mehreren Bewehrungsstäben;

Fig. 20 eine Endansicht zu Fig. 19;

Fig. 21 einen Querschnitt naoh der Linie 21 - 21 der Fig. 19;

Fig. 22, 23 und 24 Darstellungen entsprechend Fig. 19, 20 und 21, die eine anders abgeänderte Ausführungsform des Bohrers zeigen.

Haoh den Fig. 1-4 der Zeichnung weist das allgemein mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnete Gerät naoh der Erfindung ein fahrbares Bohrgestell mit einem Erdbohrer 21 auf, der an seinem Kopf mittels eines Kopfaggregates 22 drehbar aufgehängt ist. Das Kopfaggregat 22 ist auf Gleitbahnen eines Mastes 23, z.B. den bei 24 und 25 dargestellten Führungsschienen, in vertikaler Richtung beweglich.

Der Mast 23 ist um eine horizontale A^hse 26 schwenkbar und kann aus einer horizontalen Lage in eine vertikale Stellung aufgerichtet bzw. umgekehrt herabgelassen werden. Die Schwenkachse 26 ist auf einem Fahrgestell 27 in einem Tragbook aus zwei Armpaaren 28, 29 und 30, 31 gelagert, von denen das Armpaar 30, 31 in Fig. 1 nicht gezeigt ist. Der Tragbook bzw. die Armpaare 28, 29

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und 30, 31 sind ihrerseits auf einer verstellbaren Plattform 32 angeordnet, die auf den hinteren Ende 33 des Fahrgestelles 27 angebraoht ist. Zur Durchführung von Bohrarbeiten kann die Plattform 32 fest in ihrer Lage gehalten werden, sie kann aber in diese Lage eingestellt und entlang einer horizontalen Mittellinie des Fahrgestelles um ein bestimmtes Maß, 25. B. 0,7 bis 1 Meter, vor- und zurückgeschoben werden. Diese Verschiebebewegung wird duroh zwei hydraulische Zylinder 34 ermöglioht, von denen nur einer in Fig. 1 dargestellt ist. Die Plattform 32 ist ferner um eine vertikale Achse über ein bestimmtes Winkelmaß, z.B. - 40°, gegenüber ihrer normalen Mittelstellung schwenkbar. Zu diesem Zweck sind zwei hydraulische Zylinder 35 angeordnet, von denen ebenfalls nur einer in Fig. 1 angedeutet ist.

Der Mast 23 ist weiterhin mit zylindrischen Bohrerführungen 36 und 37 versehen, von denen die Führung 37 duroh nicht dargestellte Haltemittel in einer Mittelstellung zwischen dem Kopfaggregat des Bohrers und dem Mastfuß gehalten wird. Der Mast 23 kann duroh zwei hydraulische Hubzylinder 38, die beiderseits des Mastes an diesem angreifen, aufgerichtet und gesenkt werden. Die Hubzylinder sind mit ihren einen Enden, wie. aus Fig. 1 ersichtlich, an den Armen 29 des Tragbookea befestigt, während die Kolbenstangen 39 jeweils mit dem Mast 23 duroh Gelenke 40 verbunden sind. Zur Erhöhung der Standfestigkeit des Bohrgestelles sind zwei hydraulische Bodenabstützzylinder 41 beiderseits des Gestelles angeordnet. In Fig. 1 sind diese Abstützzylinder, die zur Vergrößerung

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ihres gegenseitigen Abstandes und zur Erhöhung ihrer Abstützwirkung an nicht dargestellten ausziehbaren Auslegern angebracht sind, in ihrer Abstutζstellung gezeigt.

Zum Heben und Senken des Bohrers 21 ist eine Seiltrommel 42 angeordnet, deren Seil mit dem Kopfaggregat des Bohrers durch eine Seilanordnung verbunden ist, die in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben wird. Die Seiltrommel 42 wird mittels eines hydraulischen Motors 43 betätigt, der das hydraulische Mittel, z.B. OeI, von einer oder mehreren hydraulischen Pumpen 44 erhält. In Fig. 1 ist nur eine hydraulische Pumpe 44 dargestellt; es ist jedoch bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung als vorteilhaft befunden worden, zwei solcher Pumpen anzuordnen, die einzeln für sich oder zusammen auf den hydraulischen Motor 43 wirken. Zur Vereinfachung sind die hydraulischen Verbindungen zwischen der bzw. den Pumpen 44 und dem hydraulischen Motor 43 nicht dargestellt.

Der hydraulische Motor. 43 ist mit der Seiltrommel 42 duroh Kraftverstärkungsvorrichtungen verbunden, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Paaren von Zahnrädern 45, 46 und 47, 48 bestehen, Die Räder 45 und 46 haben jeweils einen großen und einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser und sind auf einer Windenwelie 49 gleichachsig angebracht. Die Räder 47, 48 haben jeweils einen verhältnismäßig großen und einen kleinen Durchmesser und sind bei der dargestellten Ausführungsform gleichachsig auf der horizontalen Schwenkachse 26 des Mastes 23 angeordnet. Der hydrau-

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lisohe Motor 43 ist mit dem Zahnrad 45 durch eine Rollenkette 50 verbunden und ebenso steht das kleinere Zahnrad 46 mit dem größeren Zahnrad 47 durch eine Rollenkette 51 in Antriebsverbindung. Das Zahnrad 48 ist mittels der Rollenkette 53 mit einem Zahnrad 52 der Seiltrommel 42 verbunden.

Die hydraulische Pumpe 44 ist eine Hochdruckpumpe, die z.B. einen Oeldruok von etwa 350 kg/cm (5000 psi) erzeugen kann. Ein solcher Druck ist für die große Kraft, die das Gerät z.B. für den Betrieb des hydraulischen Motors

43 sowie eines weiteren hydraulischen Motors aufwenden muß, der den in dem Kopfaggregat angeordneten Bohrer dreht, erforderlich. .,,„,

Zur Betätigung des Gerätes, z.B. der Aufrichtzylinder 38 und der Kraftzylinder, sind noch eine oder mehrere hydraulische Pumpen, z.B. die beiden Pumpen '54 angeordnet, die bei der dargestellten Ausführungsform benötigt werden. Wie aus Fig. 1 ersiohtlioh ist, sind die Pumpen 44 und 54 im wesentlichen in einer Flucht angeordnet. Die Pumpen werden durch eine beliebige Kraftquelle, z.B. einen Verbrennungsmotor 55, angetrieben, der über eine Riemenscheibe 56 und einen endlosen Riemen mit einer Antriebsscheibe 57 für die Pumpen verbunden ist, die das Drehmoment über Universalkupplungen 58 und 59 auf die Pumpen 44 und 54 überträgt. Auf der anderen Seite des in Fig. 1 dargestellten Bohrgestelles ist ein den Pumpen

44 und 54 entsprechendes Pumpenpaar angeordnet, das in der gleiohen Weise angetrieben wird.

Zum Auflegen des Mastes 23 in seiner horizontalen

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Außerbetriebsstellung sind vertikale Stützpfosten 60, 61 jeweils am vorderen Ende des Plattform 32 und des Fahrgestelles 27 angeordnet, die oben mit Gabelenden 60a, 6la zur Aufnahme des Mastes 23 versehen sind.

An einer vertikalen Montageplatte 62 sind drei hydraulische Ventile 63, 64, 65 angeordnet, die jeweils folgende Funktionen haben»

(a) Ventil 63. Dieses Ventil steuert den Bohrerantriebsmotor, der in dem Kopfaggregat 22 des Bohrers 21 angeordnet ist und als "Drehantriebs-Motor" bezeiohnet werden kann.

(b) Ventil 64. Dieses Ventil steuert den Seiltrommel-Motor 43.

(0) Ventil 65. Dieses Ventil ist ein sogenanntes Auswahlventil, welches das hydraulische Mittel, z.B. OeI, entweder zu dem Bohrerantriebsmotor in dem Kopfaggregat 22 oder zu dem Seiltrommel-Motor 43 leiten kann. Die Ventile 63, 64 und 65 können, wie in Verbindung mit *"ig. 6 beschrieben wird, duroh Handhebel betätigt werden. Das Ventil 64 1st jedoch außerdem noch, wie in Verbindung mit ^ig. 2 beschrieben wird, mittels einer Servovorriohtung steuerbar, die auf den am oder nahe am unteren Bohrerende bzw. der Bohrerspitze gemessenen Druok anspricht, wie noch beschrieben werden wird. Das erwähnte hydraulische

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System ist mit einem Oelbehälter versehen.

Zur besseren Übersioht sind die hydraulischen Leitungen in Fig. 1 und Fig. 6 nicht genauer gezeigt; viel-

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mehr sind in Pig. 2 nur einige Leitungen sohematisoh angedeutet. Im übrigen kann das Leitungssystem in beliebiger Weise ausgebildet und angeordnet sein, um den einzelnen Funktionen des Gerätes zu genügen.

In Fig. 3 ist das Kopfaggregat 22 des Bohrers 21 mit seinen wichtigsten Teilen sohematisoh dargestellt. Bs ist mit einem Rahmen oder Gehäuse 67 versehen, in dem diese Teile angeordnet sind. U.a. enthält das Gehäuse 67 einen hydraul!sahen Motor 68, der den Drehantrieb des Bohrers über die nachstehend beschriebenen Verbindungen bewirkt ι

Der Bohrer 21 ist mit einem hohlen Bohrerschaft versehen, der bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei gleichaohsigen konzentrischen Rohren besteht, von denen das mittlere Rohr 70 zur Zuführung der zementhaltigen Miaohung, z.B. des Zementmörtels, vom Kopf dea Bohrers über die Bohrerspitze in die im Untergrund hergestellte Bohrung dient. Das äußere Rohr 71 dient dagegen zur Zuführung von Bohrflüssigkeit, z.B. Schlamm bzw. einer Bohrsohlämme oder von Wasser, zu dem unteren Ende des Bohrers. Der Bohrerschaft 69 besteht somit aus einem zylindrischen Hohlkörper, an dem die schraubenlinienförmig verlaufenden Bohrerwindungen bzw. -gänge befestigt sind. Der Bohrer ist mittels Drucklager und gewiohtsaufnehmender Lager an dem Gehäuse 67 gelagert, die bei 72 sohematisch angedeutet sind.

Der hydraulische Motor 68 überträgt die Antriebskraft auf den Bohrer 21 über Kegelräder 73 und 73a» von denen das einen größeren Durchmesser aufweisende Kegelrad 73a, horizontal angeordnet ist und mit dem vertikal angeordneten Kegelrad 73 kömmt, wie aus Fig.,3, ersichtlich ist. Auf diese

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Weise ist die Welle des Kegelrades 73a duroh den Schaft 69 des Bohrers gebildet. Die Welle 74 des Kegelrades 73 ist dagegen senkreoht zu der Achse des Bohrersohaftes 69 angeordnet. Zur Übertragung der Antriebskraft vom Motor 68 ist ein Kettenrad 75 auf der Antriebswelle des Motors angeordnet, das mittels einer Rollenkette 78a zwei Kettenräder 76, 77 antreibt, die auf einer gemeinsamen Welle 78 fest angebracht sind. Das Kettenrad 76 weist einen wesentlich größeren Durchmesser als das Kettenrad 77 auf, das seinerseits mit der Welle 74 über ein Kettenrad 79 in Antriebsverbindung steht, mit dem es durah die Rollenkette 80 verbunden ist. Die Wellen 78 und 74 sind an dem Rahmen bzw. Gehäuse gelagert. Die Antriebskraft wird auf den Bohrtr 21 mittels dta fest auf dem Bohrerschaft 69 sitzenden Kegelrades 73a übertragen, das den Bohrerschaft in Umdrehungen versetzt und bewirkt, daß sich der Bohrer 21, wie in Pig. 2 dargestellt, in den Untergrund einbohrt.

Die Bohrflüssigkeit, z.B. Wasser oder Bohrsohlamme, wird dem äußeren Rohr 71 über eine Drehvorrichtung bzw, eine Drehringvorriohtung 81 zugeführt, die aus .einem an dem Gehäuse 67 stationär angebrachten Ring 82 besteht und einen Teil des Rohres 71 umgibt, der mit einer Öffnung versehen ist. Die Bohrflüssigkeit wird der Drehringvorrichtung 81 mittels einer flexible leitung 84 mit einem bestimmten Druok von einer beliebigen Quelle zugeführt. Die Drehringvorriohtung 81 ist zur Vermeidung des Austrittes von Bohrflüssigkeit gegenüber dem Rohr 71 des rotierenden Bohrersohaftes 69 duroh eine Ring- oder Stopfbuchsendichtung 85

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abgedichtet.

Die zementhaltige TMisohung, die aus Zementmörtel oder auch aus pumpbarem Beton bestehen kann, wird dem hohlen Bohrerschaft über eine Drehringvorrichtung 86 mit einem stationären Ring 87 zugeleitet, der gegenüber dem sich mit dem Bohrerschaft 69 drehenden inneren Rohr 70 über eine Ring- oder Stopfbuchsendiohtung 88 abgedichtet ist, wodurch vermieden wird, daß zementhaltige Mischung bei ihrem unter Druok erfolgenden Einpumpen in das Rohr 70 auftreten kann. Der ' stationäre Ring 87 der Drehringvorrichtung 86 ist mit der Lieferquelle für die zementhaltige Mischung über, eine starre Rohrleitung 89 und außerhalb des Gehäuses über eine flexible Leitung 90 verbunden. Beim Auf- und Abwärtsbewegen des Kopfaggregates 22 während des Betriebes des Gerätes werden somit die zementhaltige Misohung und die Bohrflüssigkeit über die biegsamein Leitungen 84 und 90 zugeführt, woduroh vermieden wird, daß an dem Gehäuse 67 des Kopfaggregates 22 besondere Behälter für diese Stoffe angeordnet werden müssen.

In Fig. 5 sind die Mittel zum Heben und Senken des Kopfaggregates 22 dargestellt. Diese Mittel sollen außer der Hubkraft auoh eine nach unten wirkende Kraft auf den Bohrer aufbringen, durch die dieser außer der durch das Gewicht des Bohrers und des Kopfaggregates 22 ausgeübten Kraft kräftig in den Untergrund hinein gezogen wird. Zu diesem Zweck ist die Seiltrommel 42 naoh Fig. 5 über eine Zwischenverbindung 91 mit dem hydraulischen Motor 43 verbunden. Auf die Seiltrommel 42 ist ein Seil oder Kabel 92

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aufgewickelt, von dem ein zum Heben dienender Abschnitt 92a über eine an dem Mast 23 angebrachte Kopfseilscheibe 93, dann über den unteren Rand einer am Gehäuse 67 des Kopfaggregates 22 befestigten Seilscheibe 94 zu einer zweiten am Mast 23 angebrachten Kopfseilscheibe 95 und von dieser zu dem oberen Teil der Kolbenstange 97 eines vertikal beweglichen Kolbens 104 eines Verdrängungszylinders 98 geführt ist, der, wie in Pig. 1 gezeigt ist, fest an dem Mast 23 angebracht ist. Der Teil 96 stellt ein Kettenglied bzw. eine Lasche zwischen dem Hubabschnitt des Seiles oder Kabels 92a und der Kolbenstange 97 dar. Andererseits ist ein Zugabschnitt 92b des Seiles oder Kabels 92 über eine Seilscheibe 99 geführt, die auf einer Welle 100 mit stationärer Achse drehbar ist. Von der Soheibe 99 ist der Zugabsohnitt 92b des Seiles oder Kabels über eine Zugseilscheibe 101 geführt, die an der Rückseite des Gehäuses 67 des Kopfaggregates 22 drehbar gelagert ist, und verläuft dann, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, nach unten unter eine untere Zugseilscheibe 102, die am unteren Teil des Mastes 23 um eine stationäre Achse derhbar ist. Von der Scheibe 102 führt der Zugabschnitt 92b des Seiles über ein Kettenglied bzw. eine Lasche 103 zu dem unteren Ende der Kolbenstange des Verdrängungszylinders 98.

Der Verdrängungszylinder 98 ermöglicht eine Peineinstellung des Bohrers in vertikaler Richtung und kann je nachdem, welcher der beiden durch den Kolben 104 abgeteilten Zylinderseiten Druckmittel zugeführt wird, darüberhinaus einenach oben oder nach unten gerichtete Kraft ausüben.

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Der Kolben 104 des Zylinders 98 kann z. B. einen Hubweg von etwa +1,20 Mater von seiner Mittelstellung aus bzw. einen G-esamt-Hubweg von etwa 2,40 Meter haben.

Der hydraulische Motor 43 kann somit mittels der beschriebenen Vorrichtung den Bohrer 21 anheben oder eine nach unten geriohtete Kraft auf den Bohrer ausüben.

Zum Anzeigen des zum Niederziehen des Bohrers aufgewendeten Druokes ist über eine Leitung 98a (Fig.5) ein Niederzug-Druokmeaser 105 angeordnet, der auoh zum Anzeigen des duroh den Zylinder 98 gelieferten Druokes zum Anheben des Bohrers dienen kann.

In Fig. 2 ist bei 106 die Pumpenvorriahtung zum Einbringen der seinen thai t igen Mi sahung, z.B. Mörtel, dargestellt. Diese Pumpvorrichtung umfaßt eine Pumpe 107, die entsprechend der U.S.Patentschrift 2 796 029 ausgebildet sein kann, sowie einen Pumpenantrieb 108. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht dieser aus einem Verbrennungsmotor. Die zementhaltige Mischung wird in einem Trichter 109 gemischt und duroh eine am Boden desselben angeordnete Öffnung über die Leitung 110 der Pumpe 107 zugeführt.

Mit dem Druckstutzen der Pumpe 107 ist das untere Ende der flexiblen Leitung 90 verbunden, die zu der Drehringvorrichtung 87 naoh Fig. 3 führt. Der Verbrennungsmotor für den Antrieb der Pumpe 107 ist mit einem Drehzahlregler 111 und einer Kupplung 112 versehen. Dar Drehzahlregler besitzt einen Handhebel 113 für eine Drosselklappe, die in beliebiger Weise mit dem Vergaser 114 des Motors 108 verbunden ist. Die Kupplung 112 kann mittels eines Handhebels

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über eine Kupplungsregelvorriohtung 116 betätigt werden.

In Pig. 6 sind die auf einer Leitstelle des Gerätes von Hand bedienbaren Hebel und Griffe sowie die für die Bedienungsperson unmittelbar sichtbaren Instrumente dargestellt. Pur den Verbrennungsmotor 55 ist ein Anlaß- und Zünd3chaltbrett 117 angeordnet, das mit einem Anlaßknopf 118 und einem Zündschalter 119 versehen ist. An der in Fig. 6 linken Seite des Leitstandes sind vier Hebel 120, 121, 122 und 123 angebracht, die in Richtung der eingezeichneten Pfeile für die folgenden Zwecke beweglich sindt

Hebel 120. Dieser Hebel dient zur Winkeleinstellung der Plattform 32 mittels der hydraulischen Kraft zylinder 35 iuj Bereich von + 40° gegenüber der Längsmittellinie des Fahrgestelles 27.

Hebel 121. Dieser Hebel dient zur Vorwärts- und Rückwärtsverschiebung der Plattform 32 mittels der hydraulischen Zylinder 34 und zur Peineinstellung des Bohrers in diesen Richtungen. Durch Betätigung der Zylinder 34 und 35 kann der Bohrer 21 in horizontaler Eben· genau in seine Sollstellung eingestellt werden.

Hebel 122. Dieser Hebel steuert die Zuführung des hydraulisohen Druckmittels zu den Hubzylinderh 3Θ, mittels deren der Mast 23 aufgerichtet und abgesenkt werden kann.

Hebel 123 Dieser Hebel steuert die Zuführung des hydraulischen Druckmittels zu dem Zylinder 98 (Pig.5) zum Peineinstellen des Bohrers und seines Kopfaggregates

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in vertikaler Richtung ζ. B. beim Verbinden von Bohrerabschnitten oder zur Erzeugung einer zusätzlichen abwärts gerichteten Kraft beim Bohren oder zum Anheben des Bohrers aus seiner Bohrung im Erdreioh.

Ferner sind für den Verbrennungsmotor 55 Drosselhebel 124 und 125 angeordnet.

Pur den Verbrennungsmotor 108, der zum Antrieb der die zementhaltige Misohung fördernden Pumpe 107 dient, sind die bereite erwähnten Drosselhebel 113 und der Kupplungshebel 115 angeordnet, die beidervorzugsweise in bequemer Reichweite der das Gerät bedienenden Person angebracht sind.

Ferner sind Hydraulik-Haupthebel 126 und 127 angeordnet, .die ^eweilB angewendet werden«

(a) Zur Zuführung von Druckflüssigkeit (OeI) zu dem Auswahlventil 65 entweder von der Pumpe 44 (Fig. 1) oder von einer zweiten nicht dargestellten Pumpe, wobei jede dieser Pumpen Flüssigkeit unter einem Druck von etwa 350 kg/cm² (5000 psi) liefern kann.

(b) Zur Steuerung einer langsamen Hubbewegung. Zum Zuführen der Hochdruokflüssigkeit z.B. von der

Pumpe 44 entweder zu dem Hubmotor 43 oder zu dem hydraulischen Drehantriebsmotor 68 im Gehäuse 67 des Kopfaggregates dient ein Hebel 128. Ferner ist ein Hebel 129 angebracht, der, wie in Fig. 6 angedeutet ist, zum Einstellen der Drehrichtung das Drehantriebsmotors 68 nach vorwärts oder rückwärts dient und damit die Winkelbewegung des Bohrers 21 bestimmt. Wenn der Hebel 129 die Vorwärts-Steilung einnimmt, so wird der

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hydraulische Motor 68 so gedreht, daß sich der Bohrer in das Erdreich nach unten einbohrt, und wenn der Hebel 129 die "Umk:ehr^M-Stellung einnimmt, so wird der Motor 68 in der umgekehrten Drehrichtung gedreht.

Ein weiterer Hebel 130 steuert die Drehriohtung des Hubmotors 43, und ein anderer Hebel 131 dient zur Betätigung einer nicht dargestellten Bremse der Hubvorrichtung. Dieser Hebel kann als Handhebel oder Fußhebel ausgebildet sein und nimmt entweder seine "Aus^-sehaltstellung oder seine"Ein"-schaltstellung ein.

In bequemer und gut sichtbarer Anordnung für die Bedienungsperson ist ferner ein Instrumentenbrett 132 vorgesehen, das von der Bedienungsperson ständig zu beobachten ist und mit dem bereits erwähnten Druckanzeiger 105 sowie einem Drehmoment-Anzeiger 133 versehen ist, dar das durch den Drehantriebsmotor 68 ausgeübte Drehmoment anzeigt und in der in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie schematisch angedeuteten Weise mit dem Motor 68 verbunden ist.

An dem Instrumentenbrett 132 ist ferner ein Integralanzeiger für Tiefe und Volumen 134 angeordnet, der in einer noch zu erläuternden Weise arbeitet; auch sind ein Anzeiger für die Bohrertiefe und ein Anzeiger 136 angeordnet, der den Solldruck: für die zementhaltige Mischung angibt.

Die Verbindungen der verschiedenen Instrumente des Instrumentenbrettes werden in Verbindung mit Fig. 2 noch.näher erläutert.

Wie bereits erwähnt, ist der Bohrer bei der

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bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Hohlbohrer mit einem hohlen Bohrerschaft ausgebildet, der zwei Durchlässe, nämlioh einen Durohlaß für die sementhaltige Mischung und einen Durohlaß für die Bohrflüssigkeit, wie Bohrschlämme oder Wasser, enthält. Vorzugsweise sind die Durchlässe in dem Bohrerschaft gleichachsig so angeordnet, daß der eine Durohlaß, wie bereite in Verbindung mit Pig. 3 erläutert ist, den anderen Durohlaß umgibt. Auf diese Weise ist ein innerer Durohlaßkanal bzw. ein inneres Rohr 70 für den Durchlaß der zementhaltigen Mischung gebildet, der von einem zweiten, im Querschnitt ringförmigen Durohlaßlcanal 71 umgeben ist, der eine Leitung zur Zuführung von Wasser oder einem anderen Bohrmittel dient. Diese beiden Durchlässe können auoh umgekehrt so angewendet werden, daß die mittlere Leitung 70 zur Zuführung das Bohrmittels und die äußere Leitung 71 für den Durchlaß der zementhaltigen Misohung dient. In diesem Falle sind am unteren Bohrerende zweokmäßig Ventile angeordnet, welche einen solohen Weohsel in der Benutzung ermöglichen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung iat ein neuertiges Ventil für die zementhaltige Misohung bzw. den Mörtel verwendet, wobei sioh die Ausdruoksweise "Mörtel" (grout) immer auf eine zementhaltige Mischung bezieht. Das Mörtelventil arbeitet in der Weise, daß es beim Einbohren des Bohrers in das Erdreioh geschlossen ist und so den Austritt von Mörtel aus dem unteren Ende des Bohrers verhindert. Während des Bohrens wird jjedooh Bohrflüssigkeit, z.B. Wasser.

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in die Bohrung eingeleitet, B.B. duroh Steigerung des Druokes bis zu einem Wert, der ein oder mehrere Tellerventil überwindet, die an der Aufienflache der Leitung 71 angeordnet sind, wie Pig. 13 zeigt.

Faoh. der vorliegenden Erfindung ist das Mörtelventil so ausgebildet, daß der mittlere Durohlaßkanal 70 unten abgeschlossen ist, woduroh vermieden wird, daß eich beim Bohren Erde in dem Bohrer festsetzt. Andererseits wird das Mörtelventil beim Hochziehen des Bohrers selbsttätig geöffnet und ermöglicht den Austritt des Mörtels oder anderen zementhaltigen Materiales, das dann den unter dem Bohrer entstandenen Hohlraum ausfüllt. Diese Ausbildung ist in den Pig. 13 - 15 erläutert, die eine bevorzugte Ausführungsform des Mörtelventiles nach der Erfindung zeigen, und zwar in Pig. 13 in geschlossenem und in Pig. 14 in geöffnetem Zustand.

In Pig. 13, die das untere Ende des Bohrers 21 zeigt, ist das Mörtelventil mit.dem allgemeinen Bezugszeichen 137 bezeichnet. Das Mörtelventil ist dadurch gebildet, daß an der Unter kante der gleichaohsigen Rohre 70 und 71 z.B. durch Sohweißung ein mit Planschen versehene« Rohrglied 138 befestigt ist, das einen das untere Ende des ringförmigen Bohrflüssigkeitsrohres 71 abschließenden oberen Plansah 139 aufweist. Dieser Plansoh verhindert somit, daß Bohrflüssigkeit, z.B. Wasser, über die obere Planschfläche austritt. Die Bohrflüssigkeit kann vielmehr aus dem unteren Bereich des Bohrers nur z.B. über ein oder mehrere Tellerventile austreten, von denen eines bei 140 gezeigt iat.

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BAD ORiGINAL

Dieses Ventil 140 besitzt einen Ventilteller 141 mit einem Ventilschaft 142, der durch eine zwischen der Innenfläche des Rohres 71 und einer an dem Schaft 142 befestigten Ventilscheibe 144 angeordnete Belastungsfeder 143 nach innen gedrückt wird, sodaß sich der Ventilteller 141 dicht an die Außenfläche des äußeren Rohres 71 anlegt. Das Tellerventil kann so eingestellt werden, daß es bei einem bestimmten Druck im Inneren des Rohres 71 öffnet. Statt eines solchen Ventiles kann auch ein beliebiges anderes Ventil verwendet werden, das bei einem bestimmten Innendruck den Austritt der Bohrflüssigkeit ermöglicht, jedoch verhindert, daß Boden in den Bohrer eindringen und die Bohrflüssigkeitsleitung verstopfen kann. Z.B. kann ein Einweg-Klappenventil bzw. ein Rückschlagventil 140a entsprechend Fig. 7 angewendet werden, das an dem Rohr 71 in solcher Anordnung angebracht ist, daß sein Gelenk beim Drehen des Bohrers vorn liegt, das aber bei Unterbrechung der Drehbewegung des Bohrers durch Druck auf die Jfentilklappe geöffnet wird und die Bohrflüssigkeit austreten läßt.

Aus Fig. 13 ist ersichtlich, daß das mit Flanschen versehene Rohrstück 138 eine Verlängerung der Mörtelleitung 70 darstellt und mit einer sich nach unten erstreckenden Erweiterung versehen ist, um die Bildung von Mörtelpfropfen am unteren Ende des Bohrers zu verhindern. Der Durohlaßquerschnitt für den Mörtel vergrößert sich dabei vom oberen Ende des Rohrstückes 138 stetig bis zum unteren Ende desselben, an dem eine Ventilplatte 145 angebracht ist. Die obere Fläche 145a dieser Ventilplatte arbeitet mit der unteren

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Ringkante 138a des Rohrθtüokeβ 138 zusammen und sohließt bei der Stellung naoh Fig. 13 das Ventil 137, sodaß das Austreten von Mörtel während des Bohrens verheindert ist. Die Ventilplatte 145 ist in Richtung der Achse des Rohrstückes beweglich und mittels mehrerer zylindrischer Stäbe 146 aus Metall axial geführt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Führungsstäbe 146 im Winkelabstand von 90° angeordnet, die am Rand der Ventilplatte z.B. durch Schweißen befestigt sind. Die Führungestäbe gehen durch Durchlässe 147 in den Schraubengängen des Bohrers 21 hinduroh.

Die Stäbe 146 dienen zugleich zur Übertragung des Drehmomentes auf einen Schneidknopf 148, der an der Ventilplatte 145 befestigt ist. Dies wird durch zwei mit entsprechenden Lochungen versehene horizontale Flanschen 149, 150 erreioht, durch deren Lochungen die vier Stäbe 146 hindurchgeführt sind. Dabei ist soviel Spiel vorgesehen, daß die Stäbe 146 sich in den Lochungen frei in axialer Richtung verschieben können, sodaß die Ventilplatte. 145 und der Schneidkopf 148 eine axiale Relativbewegung gegenüber dem Rohrstück 138 ausführen können, wenn der Bohrer 21 angehoben wird.

Der Schneidkopf 148 ist bei der dargestellten Ausführungsform fischschwanzartig ausgebildet; es kann aber statt dessen auch ein Schneidkopf anderer Art verwendet werden. Der Schneidkopf 148 ist an der Ventilplatte 145 des Mörtelventiles dadurch befestigt, daß ein an der

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Platte z.B. duroh Sohweißen feat angebrachter zylindrieoher Zapfen 151, der mit einem quadratisohen Durohgang 152 (Fig.15) versehen ist, in diesem einen quadratischen Sohaft 153 einnimmt, der an dem Sohneidkopf 148 fest angebraoht ist und mit dem Zapfen 151 duroh einen diametral duroh beide Teile hindurohgehenden Bolzen 154 verbunden ist. Auf diese Weise ist der Sohneidkopf 148 leioht auswechselbar.

Das auf den Bohrer 21 ausgeübte Drehmoment wird auf den Sohneidkopf 148 über das Rohrglied 138, die geloohten Plansohe 149, 150 und die vier vertikalen Stäbe 146 übertragen, die ihrerseits die Platte 145 des Mörtelventileβ und damit auoh über den Zapfen 151 und den Sohaft 153 den Sohneidkopf in Drehbewegung versetzen. Die Länge der Stäbe 146 und die Anordnung der zu ihrer Durchführung dienenden Lochungen sowie die Form des Rohrgliedes 138 sind bo gewählt, daß die Platte 145 des Mörtelventilea 137 sich dichtsohließend gegen die Unterkante 138a des Rohrgliedes 138 anlegen kann und beim Einbohren des Bohrers 21 in das Erdreich die in Fig. 13 dargestellte Lage einnimmt.

Aus Fig. 13 ist erkennbar, daß die schraubenlinienförmigen Gangfläohen des Bohrers 21 sich bis zu der Sohneidkante 155 erstrecken, welche die unterste Kante der Sohraube darstellt und unmittelbar über der axial verschiebbaren Platte 145 des Mörtelventiles 137 angeordnet ist. Der Außendur ohmesser des fisohsohwanzförmigen Sohneidkopfes 148 ist im wesentlichen dem Außendurohmesser des Flansches 150 gleich, Er ist auch mindestens so groß wie der Außendurchmesser der

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Mörtelventilplatte 145 oder besser etwas größer.

Fig. 14 stellt den Bohrer 21 naoh beendetem Bohrvorgang und teilweise durchgeführtem Anheben dar. Hierbei ist das Mörtelventil ." 137 durch den auf ihm lastenden Druck in der Leitung 70 sowie das Gewioht des Sohneidkopfes 148 mit der Ventilplatte 145, den Stäben und sonstigen Teilen geöffnet, und zwar soweit, daß jeweils en den oberen Enden der Führungsstäbe 146 angebrachte Ansohlagstifte 156 an der oberen Fläche des geloohten Flansches 149 anliegen. Diese Ausbildung ist getroffen, damit ein loslösen des Sohneidkopfes 148 und der ihn tragenden Ventilplatte 145 vermieden wird. Das Offnungsmaß des Mörtelventiles 137 ist so gewählt, daß die erforderliche Größtmenge an Mörtel und die Mörtel- oder auoh Betonbestandteile durchtreten können. Dabei ist der Außenrand der Platte 145 vorzugsweise naoh unten und außen abgesohrägt, um das Durohtreten des Mörtels oder einer zementhaltigen Misohung anderer Art in der in ^ig. 14 dargestellten Weise zu erleichtern.

Die Bohrerausbildung nach den Fig. 19 - 21 ist derJenigen-nach Fig. 13 - 15 ähnlich. Sie soll ermögliohen, zugleich mit dem Einpumpen bzw. Injizieren des zementhaltigen Materiales einen mittleren Bewehrungsstab für den Pfahl und gegebenenfalls auch einen oder mehrere Bewehrungsstäbe einzubringen, die im radialen Abstand von der Pfahlmitte und vorzugsweise symmetrisch hierzu angeordnet sind. Dies ist dadurch erreicht, daß ein verlorener bzw. im Boden verbleibender Schneidkopf 148a angewendet wird, der z.B. mit zwei

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radialen Sehneidrippen 148b versehen ist. Dieeer verlorene Sohneidkopf 148a ist von der Ventilplatte 145 lösbar und in der Mitte mit einem im Quersohnitt quadratischen Schaft 153 versehen, der dem Schaft 153 der Ausführungsform nach Fig. 13 entspricht. An dem Schaft 153 ist gleichachsig zu diesem ein Bewehrungsstab 153a befestigt, der innerhalb des Rohres bis zu jeder gewünsohten Höhe reichen kann und z.B. bis über Gelände reicht, wenn der Bohrer ganz aus seiner Bohrung herausgehoben ist. Der Bewehrungsstab 153a kann wie der Schaft 153'quadratischen Quersohnitt haben, er kann aber auch, wie dargestellt, kreisförmigen Quersohnitt haben. In jedem Fall ist die Quersohnittsform und -größe des Stabes 153a so zu wählen, daß er leicht durch die mittlere Öffnung des Zapfens Ί51 der Ventilplatte 145 hindurohgeht. Da der Schneidkopf verloren ist, kann er so einfach und billig wie möglioh ausgebildet sein.

Der Pfahl wird auch mit dem Schneidkopf 148a in der bereite erläuterten Weise eingebohrt. Die beim Bohren auftretende Kraft naoh unten hält dabei den Schneidkopf in dichter Anlage an der Ventilplatte 145. Wenn der Bohrer die vorgeschriebene Tiefe erreioht hat und, wie beschrieben angehoben wird, so öffnet sich das Mörtelverttil 137 durch die kombinierte Wirkung von Eigengewicht und dem auf die Platte 145 wirkenden Mörteldruck. Hierdurch wird die verlorene Bohrerspitze 148a mit dem an ihr befestigten Bewehrungsstab 153a gegenüber dem Bohrerschaft relativ naoh unten bewegt. Während des Binpressens von Mörtel und dem fortgesetzten Hochziehen des Bohrers hält zunächst der

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mittlere Teil des Bohrerschaftes und dann daa Gewicht des Mörtels die Spitze 148a in ihrer Lage am Pfahlfuß, sodaß diese eine-gute Verankerung für den Bewehrungsstab 153a an der Pfahlspitze bildet. Die Bewegung des Mörtels in dem Rohr 70 während des Hochziehens des Bohrers hält dabei den Bewehrungsstab 153a in der gewünsohten Mittellage. Wenn das Einpumpen von Mörtel oder von anderem zementhaltigen Material unter ständigem Hochziehen des Bohrers soweit fortgeschritten ist, daß der Bohrerschaft bis über Gelände aus der Bohrung herausgehoben ist, kommt auch das untere Ende des Bohrers von dem Bewehrungsstab 153a frei, der dann über Gelände vorragt.

Wenn gewünscht, können zusätzlich zu dem mittleren Bewehrungsstab 153a oder anstatt desselben ein oder mehrere Bewehrungsstäbe in ähnlicher Weise zugleich mit dem Einpumpen des Mörtels in Stellungen angeordnet werden, die von der Pfahlmitte radialen Abstand haben und sich nahe dem Pfahlumfang befinden. Derartig angeordnete Bewehrungsstäbe, die oft erforderlich werden, um die Biegefestigkeit der Pfähle zu erhöhen, werden mit Hilfe von Führungsrohren 153b eingebracht, die entsprechend der Zahl und Sollage der Bewehrungsstäbe um den Bohrerschaft 69 herum angeordnet sind. Dieser kann z. B. einen Außendurchmesser von etwa zwanzig Zentimetern haben, sodaß die Führungsrohre 153b bzw. die in ihnen befindlichen Bewehrungsstäbe einen diametralen Abstand von etwas mehr als zwanzig Zentimeter haben. Die Führungsrohre 153b erstrecken sich jeweils von der Unterkante der untersten Gangfläche des Bohrergewindes

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seitlich an der Außenfläche des Bohrerschaftes 69 entlang nach oben und sind jeweils für einen Bewehrungsstab vorgesehen. Bei der Ausführungsform naoh Fig. 19 - 21 sind vier solcher Pührungsrohre 153t zur Aufnahme von insgesamt vier Bewehrungsstäben 153o mit einem Winkelabstand von 90° angeordnet. Am unteren Ende mündet jedes Führungsrohr mit einer Öffnung an der unteren Fläche der letzten Gangwindung des Bohrers. Wenn z.B. das untere Ende eines Führungsrohres am äußersten untersten Ende der letzten Gangwindung angeordnet ist, so liegt die Mündung des nächsten Führungsrohres an der Unterseite der unteren Gangflache, aber um einen Winkel von 90° entfernt von der ersten und daher entsprechend höher usw.

Die Länge der Führungsrohre 135b entspricht im wesentlichen der länge der Bewehrungsstäbe 153c. Z.B. können die Führungsrohre,weniger Pfahl etwa +10 Meter lang sein soll und die Bewehrungsstäbe in den oberen sieben Metern angeordnet sein sollen, etwa sieben Meter lang sein. Die Bewehrungsstäbe 153c werden durch die unteren Öffnungen der Führungsrohre 153b in diese eingeführt. Sie sind an ihrem unteren Ende mit einer Scheibe 153d versehen, die verhindert, daß die Bewehrungsstäbe beim Bohren durch in die Rohre eintretenden Boden in diesen Rohren naoh oben geschoben werden. Am oberen Ende ist jeder Bewehrungsstab 153c soweit verlängert, daß er über das obere Ende des entsprechenden Führungsrohres hinausragt und ein Stift 153e durch eine Lochung des Stabes hindurchgesteckt werden kann, der sich auf dem oberen Rand des Rohres 153b auflegt und

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verhindert, daß der Stab ungewollt aus dem Rohr herausgleitet. Der Pfahl, der eine beliebige Länge haben kann, wird dann entsprechend Fig. 19 - 21 gebohrt. Beim anschließenden Hochziehen des Bohrers muß gewartet werden, bis das ^l obere -^nde der Bewehrungsstäbe über Gelände ist. Sodann können die Stifte 153e herausgezogen werden. Wenn die Stäbe dabei nicht von selbst in ihren Führungsrohren nach unten gleiten, kann durch Hammerschläge auf das obere Stabende nachgeholfen werden. Die Stäbe 153c können gleichzeitig mit dem Stab 153a zum Herausgleiten aus ihren Führungen gebracht werden. Durch die Führung mittels der Rohre 153b werden die Stäbe im gleichen Abstand voneinander in der vorschriftsmäßigen Lage im Pfahl gehalten. In der Ventilplatte 145 sind im wesentlichen halbkreisförmige Ausschnitte 145a angeordnet, die das Herabgleiten der Bewehrungsstäbe 153c ermöglichen.

Bei der in ^Fig. 22, 23, und 24 dargestellten abgeänderten Ausführungsform der. Bohrvorrichtung ragen die Bewehrungsstäbe 153a¹(Fig. 22) statt jeweils an der unteren Fläche des Gewindeganges des Bohrers zu enden, durch Lochungen der Ventilplatte 145 hinduroh und sind an einer Bodenplatte 148c* einer verlorenen Bohrspitze 148a* z.B. durch Schweißen befestigt. Die Führungaröhre 153b¹ für die Bewehrungsstäbe sind ebenfalls nach unten verlängert und sind bei geschlossenem Ventil lose durch die Loohungen- dar Ventilplatte 145 vorzugsweise bis gerade zu deren Unterkante hindurchgeführt (Fig. 22). Im Gegensatz

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zu Fig. ig - 21 werden bei der Ausführungsform nach Fig. 22 - 24 die Bewehrungsstäbe 153a» und 153c» in jedem Fall gleichzeitig losgelassen und zum Hdrabgleiten gebracht, da alle Bewehrungsstäbe an der Bodenplatte 148c¹ befestigt sind.

Eine abgeänderte Ausführungsform der Ventilvorrichtung.die nachstehend als Mörtel-Wasserventil bezeichnet ist, ist in Fig. 16 dargestellt. Hierbei ist während des Einbohrens des Bohrers in den Boden ein Mörtelventil geschlossen und ein Bohrflüssigkeitsventil geöffnet. Wenn der Bohrer die vorgeschriebene Bohrtiefe erreicht hat, wird er um zwei Umdrehungen zur üc lege dreht, wodurch das Mörtelventil geöffnet und das vorher geöffnete Bohrflüssigkeitsventil geschlossen wird. Diese abgeänderte Ausführungsform ist in Fig. 16 in ihrer Gesamtheit mit 157 bezeichnet und ist mit einem äußeren Bohrerschaftrohr 158 sowie mit einem inneren Bohrerschaftrohr 159 versehen. Das letztere dient zur Zuführung des Mörtels zu der Bohrerspitze, und das im Querschnitt ringförmige Außenrohr 158 zur Zuführung der Bohrflüssigkeit, z.B. Wasser. Die beiden Rohre 158, sind fest miteinander verbunden und nicht axial gegenenander verschiebbar.

Die untere Außenfläche des Innenrohres 159 ist bei 16Θ mit einem Außengewinde versehen, das mit einem Innengewinde 160a einer Ventilhülse 161 im Eingriff steht. Diese Hülse 161 kann somit durch Drehen gegenüber den Rohren 158, 159 axial verschoben werden. Die Ventilhülse 161 ist für das Bohrflüssigkeitsventil am unteren Ende mit Ventil-

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flächen 162 versehen, die Öffnungen 163 aufweisen. Diese Öffnungen 163 können durch entsprechende Bewegung der Ventilhülse 161 mit Öffnungen 164 in Deckung gebracht werden, die am unteren Ende des Außenrohre3 158 angebracht sind. Auf diese Weise kann beim Einbohren des Bohrers 21 die Bohrflüssigkeit aus dem unteren Ende des Bohrers über die Öffnungen 163, 164 austreten, wenn die Teile die in ^i g. 16 gezeigte Axialstellung einnehmen. Hierbei ist jedoch das Mörtelventil geschlossen. Dieses Ventil besitzt am unteren Ende des Außenrohres 158 einen Fußring 158a, der beim Einbohren des Bohrers Mörtelauslaßöffnungen 165 verschließt, die in einer Platte 166 des Mörtelventiles angeordnet sind. An dieser Platte ist mittels eines in eine entsprechende Mittelausnehmung der Platte eingesetzten quadratischen Schaftes 167 eine nicht dargestellte Bohrerspitze befestigt.

Y/enn bei dieser Ausführungsform der Bohrer bis auf die erforderliche Tiefe in den Untergrund eingedreht worden ist, wird er anschließend z.B. um zwei Umdrehungen in umgekehrter Richtung zurückgedreht. Hierdurch wird durch die im Erdreich befindliche Bohrerspitze die Ventilhülse in ihrer Drehstellung gegenüber den sich rückwärts drehenden Rohren 158, 159 festgehalten, sodaß sioh der Bohrer aus den Gewinden 160, 16Oa um ein entsprechendes Maß herausschraubt. Die Auslaßöffnungen 163, 164 für die Bohrflüssigkeit werden hierdurch gegeneinander verschoben, bis die Öffnung 164 durch den zylindrischen Teil 162 der Ventilhülae abgeschlossen wird. Zugleich werden die Mörtelauslaßöffnungen 165 infolge des beim Zurückdrehen des Bohrers

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erfolgenden Anhebens des, Fußringes 158a gegenüber der Platte 166 geöffnet.

In fi.g 17 und 18 sind bestimmte Teile des Kopfaggregates nach Fig. 3 in etwas genauerer und größerer Darstellung mit Einzelheiten wiedergegeben. U.a. ist die Drehringvorrichtung 81 für die Bohrflüssigkeit genauer dargestellt. Sie umfaßt, wie bereits beschrieben, den stationären Ring 82, an dessen Innenwandung eine Ringnut 82a angeordnet ist. In diese Ringnut wird die Bohrflüssigkeit eingeführt, die ,wie dargestellt, über die Durchlaßöffnungen 83 in das Innenrohr 70 gelangt. Außerdem sind in ^ig. 17 Einzelheiten der Ring- bzw. Stopfbuohsendichtung 85 dargestellt.

In dem in Fig. 17 mit 168 bezeichneten Bereich ist der sogenannte "Drehtisch" angeordnet, mittels dessen das Antriebs-Drehmoment auf den Bohrer über den in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Kegeltrieb 73, 73a übertragen wird.

Überwachung des Klörteldruckes In Verbindung mit Fig. 2 bis einschließlich 4 sowie 7 bis einschließlich 12 sind nachstehend bestimmte neue Verfahren und Vorrichtungen, die zum Gegenstand der Erfindung gehören beschrieben.

Bei der Herstellung von Ortspfählen aus Mörtel oder Beton mittels eines Erdbohrers konnten bisher mangels geeigneter Verfahren und Vorrichtungen Vergleiche des Zurüokziehmaßes oder Anhebmaßes des Bohrers mit dem mengen-

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mäßigen Zuführungsmaß der zementhaltigen Mischung sowie eine befriedigende Überwachung und Steuerung des Druckes der zementhaltigen Mischung in dem durch den Bohrer beim Zurückziehen freigegebenen Raum nicht durchgeführt werden. Bei den bisher bekannten Verfahren und Geräten zur Herstellung von Ortpfählen in dieser Weise hat es daher auch an geeigneten Informationen über diese bei der Herstellung der Pfähle wesentlichen Faktoren gefehlt.

Eines der Hauptziele der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung neuer Verfahren und Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung bestimmter Druckwerte des Mörtels oder der sonstigen zementhaltigen Mischung am unteren Bohrerende beim Hochziehen des Bohrers, und zwar von Druckwerten, die mindestens groß genug sind, um die Wandungen der Bohrung gegen Einfallen bzw. die Bohrung gegen Zufallen zu sichern. Pfähle dieser Art, die durch richtiges Ausfüllen des durch den Bohrer bei seinem Hochziehen freigegebenen Hohlraumes mit Mörtel gute Ergebnisse zeitigen sollen, erfordern die Einhaltung bestimmter Druckbedingungen in dem Hohlraum, und zwar insbesondere bestimmter Bedingungen für den Mörteldruck im Bereich des unteren Bohrerendes.

Gemäß der vorliegenden -Erfindung wird hierzu ein Druckfühl- oder meßsystem angewendet, das in seiner Gesamtheit in Fig. 2, 4 und 7 mit 169 bezeichnet ist und ein Element 170 aufweist, das zum Erfühlen bzw. Messen des Mörteldruckes im unteren Bohrerbsreich dient. Die Lage, in der dieses Fühl- oder Meßelement 170 angeordnet ist, ist in Fig.7

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sowie in den ^ig. 13 - 15 dargestellt, Es ist mit dem Leitstand des Gerätes (Fig.6) verbunden und zeigt an, wenn der Mörteldruok am unteren Bohrerende unter einen ■bestimmten Wert fällt, der entsprechend den verschiedenen Höhenlägen, die das untere Bohrerende "beim Hochziehen des Bohrers einnimmt, verschieden ist.

Es ist als zweckmäßig befunden worden, den Mörtel oder die sonstige zementhaltige Mischung mit einem im wesentlichen konstanten mengenmäßigen Zuführungsmaß über den Bohrerschaft in den Hohlraum einzufüllen und beim Hochziehen des Bohrers das Hochziehmaß zu überwachen und so zu regeln, daß der Mörteldruok im Bereich des unteren Bohrerendes nicht oder nicht merklich unter einen bestimmten Noriawert fällt, der entsprechend Fig. 7a für jede Höhenlage besteht, welche die Bohrerspitze beim Hochziehen des Bohrers einnimmt. Wenn z.B. die Bohrerspitze vierzig Fuß (12,19m) tief ist, soll nach dieser Figur der Mörteldruck 40 psi (etwa 2,8kg/cm ) und bei einer Tiefe

ο von zwanzig Fuß (6,1Om) 20 psi (etwa 1,4 kg/cm ) betragen.

Die Anzeigemittel für den Mörteldruck, die bei einer Ausführungsform der Erfindung der Bedienungsperson des Gerätes das Sinken des Mörteldruckes unter den für die jeweilige Höhenlage gültigen Normwert durch ein Signal anzeigen, sind pneumatischer Art und in Verbindung mit Fig. 4 und 7 erläutert. Diese Mittel umfassen naoh Fig. 4 eine Druckvergleichsvorrichtung mit einer Signalvorrichtung und sind wie folgt ausgebildet: Die mit 171 bezeichnete Druckvergleichvorrichtung weist ein Element 172 auf, in

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das über eine pneumatische Leitung 173 Luft mit konstantem Druck von z.B. 150 psi (10,5 kg/cm ) eingeleitet wird. Das Element 172 führt kleine abgeteilte Mengen dieser Hochdruckluft (Pf) als Impulse über einen Auslaß 174 einer Rohrleitung 175 zu, die mit dem bereits erwähnten Druckfühlelement verbunden ist. Die Leitung 175 und das Element 170 bilden . ein mit diesem Auslaß verbundenes System. Mit dem Element 172 ist eine Signalvorrichtung 176 verbunden, die z.B. ein akustisches Signal erzeugen kann. Es kann aber jede andere Signalart angewendet werden. Jedoch ist hier eine akustische Signalvorrichtung gewählt, und jedesmal wenn das Element 172 einen Luftstoß bzw. -impuls der Hochdruckluft abgibt, wird die Signalvorrichtung 176 betätigt und gibt z.B. ein Glockenzeichen.

Zwischen diesen Hochdruck-Luftimpulsen (Pf) wird ein Vergleich aufgestellt zwischen (a) einem gewünschten Normdruck (Pn), der am Anzeiger 177 sichtbar ist, und (b) dem Mörteldruok (Pg), der durch das Element 170 gemessen wird, wobei der Vergleich ebenfalls auf pneumatischem Wege über ein Element 178 durchgeführt wird. Der Anzeiger 177 nach Fig. 4 zeigt einen Normdruck von 45 psi (3,15 kg/cm ) an, der den Normdruck (Pn) darstellt, mit dem der Druck in dem System 170, 175 verglichen wird. Dieser Vergleich wird durch das Zusammenwirken der Elemente 172 und 178 durchgeführt.

Das Element 172 gibt Hochdruck-Luftstöße (z.B. mit 150 psi) mit Intervallen solange ab, bis der Druck in dem System 170, 175 den vorbestimmten Normdruck erreicht,

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der mittels eines Rades 179, das auf den Anzeiger 177 arbeitet, auf den gewünschten Wert einstellbar ist. Das Rad 179 ist ferner mit dem Vergleicherelement 178 verbunden. Wenn der Druck in dem System 170, 175 den gewünschten Normdruck: erreicht, so hört die Signalvorrichtung 176 auf, Anzeigen zu geben.

Die Frequenz der akustisohen Signale der Signalvorrichtung 176 ist eine Punktion der Abweichung des Druokes (Pg) in dem System 170, 175 von dem gewünschten Normdruck (Pn) und wenn dieser gewünschte Normdruck allmählich erreicht wird, wird die Frequenz allmählich geringer bis sie Null wird und dadurch anzeigt, daß der Druck in dem System 170, nicht mehr unter der Norm liegt.

Die Leitung 175, die das Druckfühl- bzw. liäßelement 170 mit dem Ve'rglei eher element 171. verbindet, ist, wie in Fig. 7 durch die gestrichelte Linie 175 angedeutet ist, zwischen dem Auslaßstutzen 174 und dem Bohrerkopf flexibl,, also als biegsame Schlauchleitung ausgebildet, wobei zwischen dieser Schlauchleitung und einem Teil 175a der Leitung 175, der innerhalb des Bohrflüssigkeitsrohres des Bohrersohaftes 69 angeordnet ist, eine Drehverbindung besteht.

Da3 Druckfühl- bzw. -meßelement 170 ist eine Membran-Differentialdruckvorrichtung, deren Einzelheiten in Fig. 8-11 mit besonderer Bezugnahme auf Fig. 10 gezeigt sind. Die Membran-Differentialdruokvorriohtung besitzt eine Membran 180, die an ihrem Umfang dicht an einem Membrangehäuse 180a einer Primärkammer 180b befestigt ist, die mit dem unteren Ende der Leitung 175 über einen Auslaß 18Oo

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und einen Durchlaß 18Od in Verbindung steht. Die Primärkamrner 180Td ist von einer Sekundär kammer 181 getrennt, die gleichachsig zu der Primärkammer 180b in dieser angeordnet ist, wie aus den Pig. 8, 9 und 10 ersichtlich ist. Die "beiden Kammern 18Ob und 181 sind normalerweise durch eine Ventilplatte 182 voneinander getrennt, die mit einem ringförmigen Ventilsitz 183 zusammenarbeitet, der die Trennungslinie zwischen der Primärkammer 180b und der Sekundär kammer 181 bildet. Die Ventilplatte 182 ist an der Membran 180 befestigt und wird durch diese von ihrem Ventilsitz 183 abgehoben oder mit diesem in Berührung gebracht bei Druckunterschieden, die zwischen der Primärkammer 180b und dem Druck auftreten, der auf die in ^ig. 10 rechts gelegene Fläche der Membran 180 einwirkt.

Die Primärkammer 180b enthält außer verhältnismäßig tiefen Teilen 180b¹, wie aus Fig. 8 und 9 ersichtlich ist, auch konzentrisch und relativ flache Teile 18Oe und 18Of, die konzentrisch zu den beiden gleichachsigen Kammern 180b und 181 verlaufende Ringnuten darstellen. Die Ringnuten 18Oe und 18Of stehen über radiale Durchlässe 180g und 180h (Fig. 9) miteinander in Verbindung. Der Luftdruck in dem Element 172 (Pg) ist maßgeblich für den Druck in der Priraärkammer 180b.

Da die Außenfläche der Membran 180 infolge der Anordnung der Meßvorrichtung 170 am unteren Bohrerende unter dem Druck der zementhaltigen Misohung im oberen Bereich des durch den Bohrer freigegebenen Hohlraumes steht, übt diese Misohung auf die rechte Fläche der Membran 180 Druck

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aus und wenn dieser Druck den Luftdruck in der Primärkammer 180b überschreitet, so wird die Ventilplatte 182 gegen ihren Ventilsitz gepreßt. Das Ventil 182, 183 wird also, wenn z.B. bei einer Tiefe der Bohrerspitze von etwa 13,70 m bei welcher der gewünschte Druck etwa 3,15 kg/cm betragen soll, der von dem Meßelement tatsächlich gemessene Druck ebenfalls 3,15 kg/cm oder mehr beträgt, geschlossen. Angenommen, das Ventil sei eine bestimmte Zeit lang geschlossen gewesen und der mit dem Handrad 179 (Fig.4) eingestellte Normdruok auf den Druckvergleicher 171 habe 3,15 kg/cm betragen,so bleibt die akustische Signalvorrichtung unbetätigt, weil der Druck in dem System 170, 175 nicht geringer als der Normdruck ist.

Wenn jedoch beim Zurückziehen des Bohrers und während des iäinpumpens· von Mörtel in den Raum unter dem Bohrer, dieser zu schnell angehoben wird (wobei der .Mörtel im wesentlichen mit gleichbleibender Menge zugeführt wird), so fällt der Mörteldruck. Wenn er dabei unter den Minimalwert fällt, der für eine bestimmte Bohrertiefe mittels des Handrades 179 der Druckvergleichsvorrichtung eingestellt wird, so überschreitet der Luftdruck in der Primärkammer 180b den auf die Außenfläche der Membran 180 einwirkenden Druck, sodaß das Ventil 182, 183 geöffnet wird und ermöglicht, daß die vorher in der Kammer 180b eingeschlossene Luft in

die Sekundärkammer 181 entweicht. Aus dieser gelangt die Luft über einen Auelaß 184 und einen Kanal 185 (Fig. 9) zu

einem Rückschlagventil 186, wodurch der Druck in der Kammer 180b bie auf einen dem Atmosphärendruck nahekommenden Druck abfallen kann. In diesem Augenblick beginnt sofort die

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Druckvorrichtung 171 zu arbeiten, sodaß die Signalvorrichtung 176 betätigt wird und akustische Signale mit einer Frequenz gibt, die von der Größe des Druckabfalles gegeüber dem gewünschten Normdruck abhängig ist. Die Bedienungsperson kann dann die Hochziehbewegung des Bohrers mittels des Hebels 130 für den Hubmotor oder einer hierfür vorgesehenen Noniussteu-' erung 13Oa (Pig. 6) verlangsamen. Zugleioh baut die Druckvergleichvorrichtung 171 den Druck in dem System 170, 175 wieder auf, wobei vorerwähnte akustische Signale weiter gegeben werden. Die Impulse der zugeführten Luft (Pf) werden intermittierend weiter in das System 170, 175 gegeben, bis der Mörteldruck, der auf die Außenfläche der Membran 180 einwirkt, infolge der"Verringerung des Zurückziehmaßes des Bohrers wieder soweit erhöht ist, daß er dem Normwerf entspricht. Ψβηη dies erreicht ist, hört die Signalvorrichtung. 176 auf, Signale zu geben.

Vorteilhaft wird bei einem Bohrer mit einem Außendurchmesser von z.B. 40 Zentimeter je 1 psi (0,07 kg/cm ) Luftdruck für jeden Fuß (30,48 Zentimeter) Eindringtiefe angewendet. Das bedeutet, daß beim Einpumpen von Mörtel in den Hohlraum unter dem Bohrer, wenn dieser z.B. 40 Fuß (12,20 Meter) tief ist, ein Druck von 40 psi (2,8kg/cm²) oder mehr angewendet wird. Der Anzeiger 177 kann mittels des Handrades 179 z.B. jeweils um 5 psi (0,35 kg/cm ) für 5 Fuß (1,7Θ Meter) Zunahme des Zurückziehungsmaßes des Bohrers verstellt werden. Alternatif kann, wie in Fig. 2 dargestellt, das Einstellrad 179 mit Mitteln verbunden sein, die das Rad immer genau mit der sich ändernden Höhenlage des unteren

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Bohrerendes verstellen. Z.B. kann das Einstellrad 179 mit der Windenwelle 49 durch eine in -^ig. 2 durch die gestrichelte Linie 187 angedeutete Verbindung verbunden sein, in die ein Untersetzungsgetriebe 188 eingeschaltet ist, um die Umdrehungen der Windenwelle 49 mit der Aufwärtsbewegung des Bohrers abzugleichen. Auf diese Weise wird die Druckvergleichvorrichtung 171 automatisch je nach der Höhenlage des Bohrers beim Hoohziehen eingestellt.

Wie aus ^ig. 2 zu ersehen ist, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Hilfs- bzw. Servovorrichtung 189 angeordnet, die mit dem Drosselhebel 113 des Mörtelpumpemmotors und außerdem mit dem Hebel 130 des Hubmotors in Wirkverbindung steht, der das hydraulische Ventil 64 des hydraulischen Motors 43 steuert. Hierdurch soll folgendes erreicht werden: Angenommen es soll in den Hohlraum unter dem Bohrer Mörtel mit gleichbleibendem mengenmäßigem Zuführungsmaß eingepumpt werden, so wird die Servovorrichtung 189 mit der Druckvergleich- und Signalvorrichtung 171, 176 über eine in ^ig. 2 schematisch angedeutete Verbindung 190 ( vgl. die gestrichelte Linie 190 im Fig. 2 ) in soloher V/eise verbunden, daß bei Betätigung der Signalvorrichtung 176 die Servovorriohtung die Einstellung des Hebels 130 als Funktion der Frequenz des Signales im Sinne der Verlangsamung des Anhebens des Bohrers ändert. D.h. der Steuerhebel 130 des Hubmotors wird so eingestellt, daß er ein Normmaß des Anhebens erbringt, das in negativer Richtung zur Verlangsamung des Hubmaßes innerhalb enger Grenzen, z.B.

1 Fuß (30,48 cm) pro Minute, geregelt werden kann und etwa des Gesamt-Hubmaßes des Bohrers betragen kann. Durch

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diese Verlangsamung des Hubmaßes wird automatisch der Mörteldruck im B₁-QiQ]₁ (J₈₃ unteren Bohrerendes wiederhergestellt.

Alternativ kann auch das Zuführungsmaß des Mörtels über die Servovorrichtung 189 gesteigert werden, oder es können entweder der eine dieser Faktoren oder beide Faktoren, nämlich das Anhebemaß des Bohrers und das mengenmäßige Zuführungsmaß des Mörtels so eingestellt werden, daß der gewünschte Druck am unteren Ende des Bohrers wiederhergestellt wird.

Das mit der beschriebenen Einrichtung un insbesondere der Druckvergleichvorrichtung 171 durchzuführende Verfahren besteht darin: (l) Herstellung einer Bohrung im Erdreich bzw. im Untergrund durch Eindrehen eines Erdbohrers bis zur gewünschten Tiefe; (2) daran anschließend fortgesetztes Hochziehen des Bohrers in bzw. aus seiner Bohrung zusammen mit dem auf oder zwischen den Bohrergängen befindlichen Boden durch Anwendung einer Hubkraft z.B. am oberen Ende des Bohrers, die diesem Zweck angepaßt ist, wodurch unter dem Boden ein Hohlraum geschaffen wird, der zur Aufnahme einer über den hohlen Bohrerschaft zugeführten zementhaltigen Mischung dient und ein Volumen hat, das sich beim Hochziehen des Bohrers ständig vergrößert: (3) vollständiges Füllen dieses Hohlraumes beim Hochziehen des Bohrers durch Einpressen der zementhalt ig. en Mischung über den Bohrerschaft, und (4) Überwachen des Anhubmaßes des Bohrers sowie des mengenmäßigen Zuführungsmaßes der zementhaltigen Mischung in den Hohlraum zur Erzeugung eines sich mit der Höhenlage des unteren Bohrerendes ändernden Druckes am unteren Ende des Bohrers, wobei diese Überwachung das Einstellen eines der

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"beiden Maße oder beider Maße zur Erhöhung des Druckes der zementhaltigen Mischung umfaßt, wenn dieeer Druck: bei einer bestimmten Höhenlage des unteren Bohrerendes beim Hochziehen unter einen dieser Höhenlage entsprechenden gewünschten Druck absinkt. Die Überwachung der beiden Maße kann auch mit dem Zweck durchgeführt werden, den Druck der zementhaltigen Mischung herunter zu setzen, wenn dieser Druck einen Wert erreicht, der den für eine bestimmte Tiefe der Bohrerspitze erforderlichen Wert überschreitet. Wie jedoch bereits angegeben, wird bei einer bevorzugten Durohführungsform der Erfindung die zementhaltige Mischung über den Bohrerschaft mit gleichbleibendem mengenmäßigen Zuführungsmaß in den Hohlraum unter dem Bohrer eingebracht und der an der Bohrerspitze gemessene Druck .durch veränderliche Einstellung des Anhebemaßes des Bohrers geregelt. Das erfolgt aber insbesondere durch Verlangsamung bzw. Herabsetzung des Anhebemaßes, um damit den Druck der zementhaltigen Mischung an der Bolirerspitze wieder herzustellen, wenn er unter den gewählten, der Höhenlage der Bohrerspitze beim Hochziehen entsprechenden Normwert absinkt.

Volumen-Tie fenintergrierung

In den Pig. 2 und 12 ist das Verfahren und die Einrichtung erläutert, durch die das Aufmaß der Aufwärtsbewegung des Bohrers beim Einpressen der zementhaltigen Mischung mit dem Volumen der tatsächlich in den Hohlraum unter dem Bohrer eingepreßten zementhaltigen Mischung in

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Ό

Beziehung gebracht wird. Hierbei wird das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des Bohrers gemessen von der größten Eindringtiefe des Bohrers mit der insgesamt zugeführten Menge der zementhaltigen Misohung verglichen. Duroh einen solchen Vergleich bzw. eine solche Überwachung wird gewährleistet, daß die gesamte zugeführte Menge der zementhaltigen Mischung immer wenigstens gleioh oder etwas größer als der Rauminhalt der durch den Bohrer bei seinem Anheben freigegebenen Bohrung ist, wobei dieser Rauminhalt durch das Ausmaß der erfolgten Aufwärtsbewegung des Bohrers in irgend einem Augenblick während des Hoohziehvorganges bestimmt wird.

Ea wurde als wünschenswert empfunden, dieses neue Verfahren und die Einrichtung zum Zusammenfassen bzw. Integrieren anzuwenden und das Gesamtvolumen der eingepumpten Misohung mit dem Geaamtvolumen der duroh den Bohrer freigegebenen Bohrung in Beziehung zu setzen, um eine geringe überfüllung des Hohlraumes sicher zu stellen. Eine solche Überfüllung ist erwünscht und vorteilhaft, weil sich der Bohrer oft etwas exzentrisch dreht und hierdurch einen Hohlraum im Erdreioh erzeugt, der einen etwas größeren Durchmesser hat als ein die Außenkanten der Windungsgänge des Bohrers dioht umgebender Zylinder. So wurde z.B. festgestellt, daß infolge geringer Exzentrizitäten in der Drehbewegung des Bohrers der tatsächliche Rauminhalt der hergestellten Bohrung 15 bis 25$ größer als der theoretieohe Rauminhalt eines die Außenkanten der Windungegönge uligebenden Zylinders war. Deshalb wird ein wählbarer Proienteat« an Überfüllung,

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ζ. B. von 25# für vorteilhaft gehalten, um zu gewährleisten, daß für jeden Zuwachs des Rauminhaltes der freigegebenen Bohrung, der duroh ein gewähltes Zuwaohsmaß des Bohrerhubes bestimmt wird, eine Misohungsmenge eingepumpt wird, deren Rauminhalt etwas größer.z.B. 25# größer₍ ist als das theoretische Volumen des Hohlraumzuwaohses.

Die Zusammenfassung bzw. Integrierung des Mörtelvolumens und der Vergleich mit dem zusammengefaßten bzw. integrierten Volumen dir Bohrung kann mittels einer Additions-Subtraktionsvorriohtung mit Zählwerk durchgeführt werden, in der für jeden Zuwachs an Bohrerhub (in Volumen ausgedrückt) e.ine Einheit dem Zählwerk zugefügt und für jeden Zuwachs an eingepreßter Mischung eine Einheit von dem Zählwerk abgezogen wird. Daduroh, daß das Zählwerk durch die Regelung des Hubmaßes des Bohrers(das mengenmäßige Zuführungsmaß des Mörtels wird kostant gehalten) auf einem kostanten Wert, z.B. dem Wert Null gehalten wird, ist es möglich, dauernd ein gewünschtes Gleichgewicht zwischen diesen Volumen aufreicht zu erhalten.

Das neue Verfahren sieht daher bei der Herstellung eines Ortpfahles duroh Einbohren eines mit einem hohlen Bohrerschaft versehenen Erdbohrers bis zu der gewünschten Tiefe und anschließendes Hochziehen des Bohrers unter gleichzeitiger Ausfüllung des von dem Bohrer freigegebenen Bohrungsraumes mit zementhaltiger Misohung, die über den hohlen Bohrerschaft beim Hochziehen des Bohrers eingepumpt wird, vor, daß (a) das Ausmaß der Bohrerbewegung integriert wird, indem z.B.

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für jeden O,19'Bohrerhub eine Einheit einem Additions-Subtraktionszähler über eine Wirkverbindung zwischen der Bohrerhubvorrichtung und dem Zähler zugeführt wird (0,19* Bohrerhub entspricht bei Anwendung eines Bohrers mit 16'· (etwa 40 om)Durchmesser 0,266 Kubikfuss ( 7,5 odm) Raumzuwachs); (b) die Zuführung der zementhaltigen Mischung integriert wird,indem z.B. für je 17,2 Umdrehungen der diese Mischung fördernden Pumpe über eine Wir lever bindung zwischen der Pumpe und dem Zähler eine Einheit dem Zähler abgezogen wird( hierbei ist zugrunde gelegt,dass 600 Umdrehungen der Pumpe 11,6 Kubikfuss(328,5 odm)zementhaltige Mischung fördern* daher 17,2 Umderehungen gleich 0,333 Kubikfuss (9,3 edm) ); (c) das Hubmass des Bohrers so geregelt wird,dass die Ablesung am Zähler konetant,z.B· Null,bleibt,wobei die Einheiten während des Hoohziehens des Bohrers im wesentlichen gleichzeitig zu-und abgezählt werden und vorausgesetzt ist,dass die Förderpumpe für die zementhaltige Mischung mit konstanter Drehzahl umläuft.

Das erläutert· Verfahren erbringt die oben erwähnte 25 #ige Überfüllung,da für jeden Fusa (30,48 cm) Bohreranhub, der bei einem Bohrer mit I6^fl(etwa 40 om ) Durchmesser theoretisch 1,4 Kubikfuss ( 39,6 edm) Raumzuwaohs ergeben muss,in den Raum unter dem Bohrer 1,76 Kub£ikfuss(48 edm) zementhaltige Mischung eingepresst werden.Gegebenenfalls kann aber ein anderes Maas für die Überfüllung gewählt werden.

Die Anwendung einer Verdrängerpumpe entsprechend der U.S.-Patentschrift 2 796 029 hat die Durohführung der neuen Tiefen-Volumenintegrierung erleichtert.Das Volumen der

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zementhaltigeη Miaohnung,die in einer bestimmten Zeit aus der unteren Bohrerspitze ausgetreten ist,kann als lineare Punktion der Zahl der Umdrehungen ausgedrückt werden,welche die Pumpe in derselben Zeit gemaoht hat.Die mechanische Vorrichtung zum Anheben und Herunterlassen des Bohrers macht es möglich,die Bohrerbewegung in Form von Umdrehungen einer dar verschiedenen Wellen des Antriebes der Hubvorrichtung,z.B. der Windenwelle 49»auszudrücken.Infolgedessen ist es möglich, mittels des erwähnten Additions-Subtraktionszählers 134 die Bewegung des Bohrers 21 mit dem Volumen der gepumpten zementhalt igen Misohung in Beziehung zu setzen.

Eine bevorzugte Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrene eieht eine Verbindung zwischen der Pumpe 107 und einem Einlees 191 dee Additions-Subtraktionszählers 134 sowie eine Verbindung zwischen der Windenwelle 49 der Hubvorrichtung und einem Einlass 192 dieses Zählers 134 vor.

Bei der dargestellten Aueführungeform ist in der Verbindung zwischen der Pumpe 107 und dem Einlass 191 ein drehbar angeordneter Nookeη 193 vorgeeehen,der einmal bei ^eder Umdrehung einen Mikroechalter 194 betätigt·Der Drehnooken 193 wird duroh eine Welle der Pumpe 107 angtrieben,wobei dieser Antrieb über ein einstellbares Reduziergetriebe 196 erfolgt,das mit der Welle 195 duroh einen Kettentrieb 197,198 verbunden let. Auf diese Weise kann für eine bestimmte,wählbare Zahl von Umdrehungen der Pumpe 107 eine Umdrehung des Drehnookens 193 bewirkt werden.Z.B.kann die Anordnung so sein,dass jeweils für die oben erwähnten 17,2 Umdrehungen der Pumpe eine Betätigung des Mikroechalters 194 erfolgt und die Subtraktion

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einer Einheit von dem Zähler 134 veranlasst wird.Diese 17,2 Umdrehungen bewirken das Einpumpen von,O,333 Kubikfuss(9,3cdm) zementhaltiger Mischung in den Hohlraum unter dem Bohrer,wenn dieser angehoben wird_e

Die andere Verbindung,d.h.die Verbindung der Windenwelle 49 mit dem Einlass 192 des Zählers 134,enthält ebenfalls einen Drehnocken 199,der durch die Windenwelle 49 angetrieben wird und bei jeder Umdrehung einen Mikroschalter 200 betätigt, wodurch über den Einlass 192 des Zählers diesem eine Einheit zugefügt wird.Die beiden Verbindungen zwischen den Mikroschaltern 194 und 200 mit den Einlassen 191 und 192 des Zählers sind jeweils mit 201 und 202 bezeichnet.Gegebenenfalls kann auch in die Verbindung 202 zwischen der Windenwelle 49 und dem Drehnooken ein einstellbares Reduziergetriebe angordnet werden,um zu erreichen,dass z„B. für jeden 0,19 Fuss( 5,8cm) Bohrerhub der Mikroschalter 200 betätigt und hierdurch eine Einheit dem Zähler zugezählt wird.

Es ist nachweisbar,dass der Bedienungsperson des Gerätes,wenn dieses mit einem Bohrer von 40 cm Durchmesser arbeitet und der Zähler 134 auf einem konstanten Wert,z.B. Null,(innerhalb enger Grenzen)gehalten wird,angezeigt wird, dass die oben erwähnten 1,76 Kubikfuss( 48 edm) der zementhalt igen Mischung für jeden Puss (30,48 cm) Hubmass des Bohrers in den unter diesem entstandenen Hohlraum eingepumpt werden.Da der theoretische Rauminhalt bei einem Bohrer mit diesem Durchmesser für das genannte Anhubmass 1,4 Kubikfuss ( 39,6 edm) beträgt,wird somit die zementhaltige Mischung mit 25 $ mehr eingepumpt und ergibt eine überfüllung von 25$.

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Sie Aufrechterhaltung eines konstanten Wertes an dem Zähler 134,z.B. Null,kann durch Regelung der Hubgeschwindigkeit des Bohrers oder der Drehzahl der Pumpe 107 erreicht werden,d.h. duroh entsprechende Einstellung des Hebele 130 des Hubmotors bzw.seiner Noniussteuerung 130a(7ig.6) und ebenso duroh Betätigung des Drosselhebels 113 der Mörtelpumpe 107·

Vorzugsweise wird,wie bereits erwähnt,die Mörtelpumpe mit gleichbleibender Drehzahl,ζ·Β·600 Umdrehungen/Min, angetrieben, so dass der Zähler auf Null oder einem anderen konstanten Wert duroh Regelung des Bohreranhubmajfes mittels des Hebels 130 oder der Noniussteuerung 130a gehalten werden muss.

Wie bereits erwähnt,besteht der Zweok der Überfüllung darin,die infolge exzentrischer Bewegungen des Bohrers eingetretene Vergrösserung des Bohrloches auszubleichen.Das Ausmass der Überfüllung wird normalerweise auf Grund von Versuchen bestimmt.

Beim Betrieb des Gerätes mit dem Additions-Subtraktionszähler 134 wird die Bedienungsperson normalerweise bestrebt sein,die verschiedenen Regelelemente so zu bedinen, dass ein konstanter Wert,z.B.der Wert Null,am Zähler erscheint. Wenn jedoch der Zähler beim Hochziehen des Bohrers in einem Dreifenster-Anzeigefeld die Zahlen 996 anzeigen würde,so würde dies ein Minus von vier Einheiten bedeuten und besagen,dass beim Hoohziehen des Bohrers viermal ein Raumzuwachs erfolgt ist,dem kein viermaliger Zuwaohs an zementhaltiger Misohung gegenübersteht.Demgemäss hat die Bedienungsperson bei dieser Peststellung entweder das Anheben des Bohrers zu unterbrechen oder zu verlangsamen,damit das Volumen der weiter in den

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Raum unter dem Bohrer eingepumpten zementhaltigen Mischung daa verfügbare Volumen dieses Raumes auffüllt.Wenn andererseits die Bedinungsperson beobachten sollte,dass der Zähler die Zahl· 4 anzeigt,so würde diee bedeuten,dass im Augenblick der Beobachtung ein viermaliger Zuwaohs an zementhaltiger Mischung in den Raum unter dem Bohrer eingepumpt worden ist,dem kein entsprechender Zuwachs am Volumen dieses Raumes gegenübersteht. Diese Beobachtung würde daher zeigen,dass ein Übermase an Mörteldruok vorhanden oder im Erdreioh eine poröse Bodenlinse eingelagert ist.Demgemäss würde die Bedienungsperson normalerweise die Aufwärtsbewegung des Bohrers vergrössern,indem z.B. die Geschwindigkeit des Hubma=es gesteiger wird,um hierdurch den Zähler auf den Wert Null zurückzubringen und den Zuwaohs an Mörtel wieder mit dem Zuwachs an Raum auszugleichen.

Es ist möglich,dass die beiden Überwachungsvorrichtungen, nämlich die auf den Additions-Subtraktionszähler arbeitende Vorrichtung und die den Druckvergleicher 171(Fig.4) beeinflussende Vorrichtung,der Bedienungsperson Informationen geben, die zu Zweifeln Anlass geben könnten.Wenn z.B. im Untergrund beim Einpumpen des Mörtels unerwartet eine Bodenlinse poröser Beschaffenheit angetroffen wird,so würde die Volumen-Tiefen-Integriervorrichtung 134 usw. der Bedienungsperson anzeigen, dass das Anheben des Bohrers fortzusetzen ist,weil der Zähler weiterhin einen Ausgleich des Zuwaohses an Raum unter dem Bohrer und des Zuwaohses an Mörtelvolumen zeigt.Der infolge der porösen Bodenlinse eintretende Druckabfall des Mörtels würde dagegen das Mess-bzw.Fühlelement 170 veranlassenden

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den Druckvergleicher 171 in dem Sinne zu beeinflussen,dass der Bedienungsperson angezeigt wird,mit dem Anheben des Bohrers aufzuhören oder dieses mindestens zu verlangsamen,damit der Druckabfall im Mörtel wieder aufgehoben wird.Für den Fall,dass solche sioh widersprechenden Informationen gegeben werden, wird das Anheben des Bohrers eingestellt und fortgefahren, zementhaltige Mischung einzupumpen,bis entweder der erforderliohe Druck: wiederhergestellt oder eine bestimmte Menge Mörtel,die aus einer Positivzählung des Zählers 134 geschlossen werden kann,eingepumpt worden ist.Hierauf wird der normale Einpump- und Hochziehvorgang wieder aufgenommen.

Wenn gewünscht,kann jeder volumetrische Zuwachs an eingepumpter zementhaltiger Mischung anstatt grosser als der jeweilige Zuwachs an durch den Bohrer bei seiner Aufwärtsbewegung freigegebenem Raum gleich diesem Zuwachs gemacht werden. Während des Hochziehens des Bohrers kann so integriert, werden, dass z.B.für jedes Anheben des Bohrers um 0,24 Fuss(7,7 cm) eine Einheit dem Zähler zugezählt wird.Ausserdem kann für je 17|2 Umdrehungen der Mörtelpumpe 107 eine Einheit von dem Zähler abgezogen werden,wobei wieder vorausgesetzt ist,dass bei 600 Umdrehungen der Pumpe 11,6 Kubikfuss(328 odm) und daher bei 17»2 Umdrehungen der Pumpe 0,333 Kubikfuss(9,3 odm) zementhaltige Mischung eingepumpt werden.

Zusammenfassend werden mit dem Gerät naoh der Erfindung folgende Faktoren berücksichtigt ι

(1) Das Mass des Druckabfalles (Pn-Pg),gemessen an der Bohrerspitze bzw.dem unteren Ende des Bohrers,unter einen gewählten Norm-Mörteldruok (Pn)bei einer bestimmten Tiefen-bzw.Höhenlage der Bohrerspitze.Das Ausmass dieses

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Druckabfalles wird duroh die Frequenz (P) des akustischen Signales angezeigt.Das akustische Signal an sich ohne Berücksichtigung der Frequenz zeigt an,dass an der Bohrerspitze ein Mörteldruck bestehtjder unter dem gewünschten Normwert liegt.Die Frquenz (P) ist eine Funktion von (Pn-Pg).

(2) Das theoretische Volumen (Vo) des Raumes unter. dem Bohrer beim Hochziehen desselben.Dies wird durch Messen des Ausmasses der linearen Bohrerbewegung bzw.der Hubbewegung des Bohrers(R) vom Boden des Bohrloches während des Anhebens und Integrieren desselben mit dem Querschnitt des Bohrloches(einer konstanten Grosse) bestimmt.Das Volumen (Vo) ist gleich

2
R χ ^r r in jedem Augenblick,wobei r der Radius des Bohrers ist.

Vo ist ebenfalls gleich dem Integral zwischen den Grenzen

von Null und der Gesamttiefe von Rx'r .

(3) Das theoretische Mörtelvolumen ( Vg),das in den Raum unter dem Bohrer beim Hochziehen desselben eingepumpt worden ist.Dieses Volumen wird bestimmt durch Zählung der Anzahl der Umdrehungen (T) der Mörtelpumpe während des Hoohziehens des Bohrers und Integrierung desselben mit dem Volumen dee bei einer Umdrehung eingepumpten Mörtels(Vg). Das Volumen (Vg) ist daher gleich T χ Vg.

Die bei dem Verfahren und der Einrichtung nach der Erfindung einstellbaren Faktoren sind:

(a) Die Geschwindigkeit,mit welcher der Bohrer angehoben wird ,bzw. das Hubmass des Bohrers ( As)in der Zeiteinheit, z.B· einer Minute,und

(b) Das mengenmässige Zuführungsmass des Mörtels(Vg), z.B. in odm /Minute.

Gegegenenfalls kann auoh das Mörtelzuführungsmass als

zu berüoksiohtigender bzw.zu messender Faktor angewendet werden,

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vorausgestBt₉dasB das MassenEUführungamass auf das Volumen bezogen ist.

In Bezug auf Fig.7a und die vorstehende Beschreibung,

soweit sie sich auf den Vergleioh de« Weohsels des Mörtel-

dam Normdruokes mit/Weoheel bzw. den Änderungen des Mörteldruokes bezieht,die an der Bohrerspitze gemessen werden,ist zu bemerken, dass das Gerät nach der vorliegenden Erfindung nur dann ein Signal gibt,wenn der Mörteldruok (Pg) unter den gewünaohten Normdruok fällt und nioht,wenn er diesen überschreitet.Es kann jedoch ein Signalsystem angewendet werden,das im letzteren Fall ein Signal gibt,d.h.also,wenn der Mörteldruok grosser als der gewünschte Normdruok ist.

Durch die Erfindung wird eine genaue Überwaohung des Mörteldruokes in dem beim Hochziehen des Bohrers entstehenden Raum unter diesem ermöglicht,so dass beim Hochziehen des Bohrers keine nennenswerte Abweichung des Wertes Pg von dem Normwert Pn eintritt.Die neuen Verfahren und Vorrichtungen gewährleisten daher eine grosso Stabilität des Mörteldruokes in Bezug auf eine für das Hochziehen des Bohrers aufgestellte Druoknorm,Hierdurch wird die Bohrzeit wesentlich verringert. Ausserdem kann das volumetrische Zuführungsmas8 des Mörtels sehr genau gehalten werden, wodurch sioh eine bessere und wettbewerbsfähige Pfahlherstellung ergibt.Einer der Gründe hierfür ist darin zu sehen,dass das hohe volumetrische Zuführungsmass ein schnelleres Zurückziehen bzw.Anheben des Bohrers und daher die Pfahlherstellung in wesentlich kürzerer Zeit er~ möglioht.Infolge der Genauigkeit,mit weloher der Mörteldruok Pg durch das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung überwacht werden kann,wird die Anwendung des au3serordentlioh

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groasen volumetriaohen Zuführungsmaßes für den Mörtel ermöglioht. Bei den Verfahren und der Binriohtung naoh der Erfindung können im Vergleich mit der Tiefe mittels eines beweglichen Fühlerβ auf einem sioh bewegenden Streifen,z.B.einem Papierstreifen, folgende Faktoren registriert werdent

(a) Bohrerdrehmoment während des Bohrenaj

(b) Mörteldruok während des Zurückziehen bzw.Anhebens des Bohrers,und

(o) Die Gresamtzuführung von Mörtel während dee Zurüok-

ziehens des Bohrers.

Es ist möglich,ein vertikales Profil des fertigen Pfahles unter Verwendung der Punkte (b) und (o) zu erhalten.

In Bezug auf Fig.2 ist nachstehend als Beispiel die Anwendung eines beweglichen Fühlers zum Aufzeichnen des Bohrerdrehmomentes während des Bohrens erläutert.In Fig.2 ist die hydraulische Pumpe 44a dargestellt ,die mit dem hydraulischen Motor 68 in Antriebsverbindung steht,der die Drehung des Bohrers bewirkt·In diese Antriebsverbindung ist der Steuerhebel 129 für das Ventil 63 eingeschaltet,welches den Motor 68 steuert. Ausser diesen in Fig.2 schematisch angedeuteten Teilen ist in der Antriebsverbindung eine Vorriohtung 203 angeordnet,die einen beweglichen Fühler 204 trägt.Die Vorrichtung 203 gibt den hydraulisohen Druok wieder,der dem Motor 68 zugeführt wird, und bewegt in an sioh bekannter Weise den Fühler 204' bzw.den diesen bildenden Stift so,dass auf einem sich bewegenden Streifen 205,z.B.aus Papier eine Spur oder Linie aufgezeichnet wird.Der Streifen 205 kann z.B.von einer Rolle 206 abgewickelt und auf eine Rolle 207 aufgewickelt werden,die in Abhängigkeit von der Pfahltiefe oder gegebenenfalls a«-oh von der Zeit gedreht wird.

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Die unterste Rolle 207 in Pig.2 ist vorzugsweise mit der Windenwelle 49 oder der Seiltrommel des Seilzuges verbunden,damit ihre Bewegung genau die Tiefe dee Bohrers wiedegibt.Demgemäss kann die unterste Holle 207 durch einen Srevomotor 208 angetrieben werden,der mit der Windenwelle oder der Seiltrommel 42 verbunden ist.Die Verbindungsmittel sind hier der Übersichtlichkeit wegen nioht gezeigt.Die Aufzeichnung der Linie für das Drehmoment durch den Stift 204 kann als Registrierung der Normwerte eines Versuchspfahles aufgefasst werdari,die>wenn die statischen Belastungsproben befriedigend sind,als Normwerte zur Bestimmung des Drehmomentes für später herzustellende Pfähle angewendet werden können.Solange bei der Herstellung solch späterer Pfähle das duroh den Bohrer aufgewendete Drehmoment gleich dem Drehmoment des bereits hergestellten Normoder Probepfahles ist,können diese Pfähle ohne weiteres gebohrt · werden.

Nach der Erfindung ist es auoh möglioh,solch grosse Bohrer-bzw.Bohrsohaftdurchmesser anzuwenden,dass anstelle von Mörtel Beton duroh den Bohrerschaft eingebracht werden kann, wobei dann der Druck des Betons in der beschriebenen Weise gemessen und ausgewertet wird.

Es ist auch möglioh,statt den Druck des zementhaltigen Materiales Pg durch eine am unteren Bohrerende angeordnete Pühl-oder Messvorriohtung zu erfassen,diesen Druck an einer anderen Stelle,z.B.an der Drehringvorriohtung 86(fig.3) zu messen Dabei kann der Druck am unteren Ende des Bohrers duroh Berücksichtigung des beim Durchgang des Materiales duroh den Bohrerschaft auftretenden Druckabfalles ermittelt werden.Auf diese

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Weise kann,wenn in dem Durohgang des Bohrersohaftes zusätzlich eine Druckabfall-Leitung angeordnet wird,der Druok des pfahlbildenden Materiales mit seinen Änderungen an der Drehringvorriohtung an der Pfahlspitze wiedergegeben werden.

Die neuen Verfahren und Vorrichtungen erfüllen auoh mit Erfolg den Zweok,die Bedienungsperson zu jeder Zeit darüber zu unterrichten,dass eine genügende Menge des zementhaltigen Materiales eingepumpt worden ist,um den Raum -unter dem Bohrer mit Sicherheit zu füllen.Diese Unterriohtung erfolgt durch Vorrichtungen,die mit Zähl-oder Messvorriohtungen ausgerüstet sind,die genau anzeigen! (a) das Volumen des beim Hochziehen des Bohrers erzeugten Raumes unter dem Bohrer;(b)das Volumen der gesamten Zuführung an zementhaltigem Material während des Hochziehens des Bohrers.Die Anzeigen (a) und (b) erfolgen dabei in denselben Einheiten.

Die Erfindung vermittelt in einer ihrer Ausführungsformen ein neues Verfahren zur Herstellung von Ortpfählen im Erdreioh,bei dem das Drehmoment und die naoh unten ziehende Kraft,die auf den Bohrer ausgeübt wird,als Normwerte eines Versuohspfahles ausgenutzt werden.Wenn sich hergestellte Pfähle bei Probebelastungen als befriedigend erwiesen haben,so können bei später herzustellenden Pfählen das gleiche Drehmoment und die gleiche Kraft zum Niederziehen des Bohrers angewendet werden. Im einzelnen kann dabei so vorgegangen werden,dass im Erdreich durch Einbohren eines Erdbohrers bis auf die gewünschte Tiefe ein Bohrloch hergestellt,wobei das Drehmoment gemessen wird, das erforderlich ist,um den Bohrer zu drehen.Ausserdem wird hierbei die Kraft gemessen,mit welcher der Bohrer in das Erd-

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reioh hineingezogen wird.Sodann wird beim Zurückziehen des Bohrer schaftes in den hierbei unter dem Bohrer entstehenden Raum eine zementhaltige Misohung über den hohlen Bohrerschaft eingepresst und dieser Raum ausgefüllt.Wenn dabei der Bohrer ganz aus dem Bohrlooh herausgehoben worden ist,erhärtet das gesamte eingebrachte zementhaltige Material zu dem fertigen Pfahl«Dieser kann den üblichen Probebelastungen unterworfen werden,wobei die Beziehungen der vorher gemessenen Kräfte zu der Probelast festgestellt werden.Wenn die Probebelastung befriedigende Ergebnisse zeigt,so wird die Bohrung bei anderen Pfählen bis zu einer Tiefe durohgeführt,bei der das auf den Bohrer wirkende Drehmoment einen Wert erreicht,der im wesentlichen gleich dem Drehmoment des Versuohspfahles ist,wobei zum Niederziehen des Bohrers in das Erdreich eine Kraft aufgewendet wird,die im wesentlichen gleioh dar entsprechenden Kraft beim Versuohspfahl ist.An-Bohliessend wird der Bohrer unter gleichzeitigem Einpressen einer zementhaltigen Misohung in den Raum unter dam Bohrer aus seiner Bohrung hoohgezogen.Bei der Herstellung des Versuchspfahles ist es in einigen Fällen als vorteilhaft befunden worden, das Drehmoment und die Kraft zum Niederziehen des Bohrers nur für die letzten zwei Fuss ( 71 om)Eindringtiefe des Bohrers zu messen,wobei die Kiraftquelle,d.h.der Motor 55 mit einer konstante Drehzahl und demgemäss auoh die hydraulische Pumpe 44 mit einer konstanten Drehzahl angetrieben wurde.Es ist ferner als wünsohenswart befunden worden,dass der Mörtel naoh 28 Tagen eine Druckfestigkeit von 4000 psi (35o kg/cm ) aufweist.Der Mörtel kann z.B.aus Portlandzement und sauberem soharfen -Sand oder

oder

aus einer Mischung von solchem Zement,Sand und Kies. Splitt bestehen. Der Mörtel wird durch Pumpen über den hohlen Bohrerschaft

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eingebracht, wobei die Bohrerapitze zu keiner Zeit über die Oberkante des eingebrachten Mörtels hinaus angehoben wird. Eb iat ferner als zweckmäßig befunden worden, den Mörtel mit einem größeren Druck als dem Gewicht des darüber befindlichen Bodens, z.B. mit einem überdruck von 5 psi (0,35 kg/cm ) einzubringen.

Das beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Versuchspfahles und der folgenden Pfähle bezieht sich auf Fälle, in denen im wesentlichen die gleichen Bodenverhältnisse vorliegen und auf Pfähle, die im wesentlichen die gleiche Länge haben, z.B. 15,20 Meter lang sind. Ss ist erkannt worden, daß es möglich ist, bei einem späteren Pfahl mit einer Eindringtiefe von 7,60 Meter ein Drehmoment und eine Niederziehkraft anzuwenden, die dem zuletzt für einen Versuohspfahl mit 15,20 Meter Eindringtiefe aufgewendeten Drehmoment und der Niederziehkraft gleich sind, obwohl die Lastaufnahmefähigkeit dieser beiden Pfähle offensichtlich verschieden ist. Das Drehmoment und die Niederziehkraft, die z.B. bei· den letzten 2 bis 5 Fuß (0,70 - 1,70 Meter) Eindringtiefe eines etwa 50 Fuß (15,20 Meter) langen Versuchspfahles ausgeübt wurden, wird als wesentlich angesehen und bei etwa gleichen Bindringtiefen für die folgenden Pfähle angewendet.

In Bezug auf die Lage und Anordnung der Pühl-bzw.Messvorrichtung für den Mörteldruck ist in Verbindung mit Fig, 2,7,13 und 14 angegeben worden,dass das Differentialdrucfc-Membranelernent mit seiner Membranfläohe ausserhalb des Bohrerschaftes angeordnet ist.Gegebenenfalls kann aber dieses Element auch so angeordnet werden,dass Membranfläohe innerhalb

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des erweiterten unteren Rohrgliedes 138(Fig.13)liegt.

Bei bestimmten Bodenverhältnissen kann es vorkommen, dass der Mörtel oder ein anderes unter Druok eingebrachtes zementhaltiges Material an den schraubenförmigen Gewindegangen des Bohrers entlang zwischen deren Oberfläche und dem auf ihnen befindlichen Boden nach oben ausgepresst wird.Dabei kann auch gelegentlich Boden von dem Mörtel vor sich her ausgeblasen werden. Dies ist höchst unerwünscht und verunreinigt die Gewindegänge des Bohrers mit Mörtel.Gemäss der Erfindung kann dies durch Erzeugung eines dynamischen Druckes verhindert werden,der dem Eindringen von Mörtel in bzw.zwischen die Gewindegänge des Bohrers entgegenwirkt.Dieser Druck kann dadurch erzeugt werden,dass der Bohrer bei seinem Hochziehen aus dem Bohrloch durch Rückwärtsdrehen zurück -e schraubt wird.Wenn der Bohrer in das Erdreich eingebohrt wird,ao wird der Boden aufwärts gedrückt und am Rand der Bohrung aus dieser herausgefördert,wie in Fig.7 gezeigt ist.Wenn jedoch der Bohrer in umgekehrter Richtung gedreht und beim Hochziehen auf diese Weise zurückgeschraubt wird,so wird auf den Boden zwischen den Gewindegängen eine umgekehrt gerichtete Kraft ausgeübt,die bestrebt ist,den Boden nach unten in den Hohlraum unter dem Bohrer zu drücken.Es ist die dynamische Kraft dieses Bodens,die unter diesen Bedingungen dem Eindringen von Mörtel in die Gewindegänge des Bohrers entgegenwirkt .Der Druck des Mörtels oder anderen zementhaltigen Materiales wird bei diesem Zurückdrehen des Bohrers so geregelt, dass das Eintreten von Boden in den Raum unter dem Bohrer durch diesen Druck vermieden wird.Auf diese Weise wird durch das Zurückdrehen des Bohrers mittels des in den Gewindegängen des Bohrers befindlichen Bodens ein dynamischer Druck erzeugt,der

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verhindert, dass Mörtel nach oben ausgeblasen werden kann·

Bei der Durchführung der Arbeiten ist es als zweckmässig befunden worden,den für die zementhaltige Mischung bestimmten Durchlass in dem hohlen Bohrerschaft schon vor Beginn des Bohrens mit der zementhaltigen Mischung zu füllen,damit das Eindringen von Wasser während des Bohrens verhindert wird. Die Füllung dieses Durchlasses wird durchgeführt,wenn der Bohrer zu Beginn der Bohrarbeiten mit seiner Spitze auf Geländeoberfläche aufgesetzt worden ist und hierdurch auf das Mörtelventil ein genügend grosser Druck ausgeübt wird,um es zu schliessen. Wenn dann die Mörtelpumpe angelassen und der Mörtel in das Rohr 70 eingefüllt wird, kann er aus dein unteren Ende dieses Durchlasses nicht austreten.

Zur Durchführung der Erfindung kann es vorteilhaft sein,als Pühl-und Regelsystem Systeme entsprechend den U.S-Patent Schriften 1 980148,2 126 693,2 162 474,2 288 880,2 303 316 und 2 307 911 zu verwenden.

Im Zusammenhang mit dem Einbringen von Bewehrungsstäben in den Pfahl(Fig.19-24)ist darauf hinzuweisen,dass es auch möglich ist,nur die im radialen Abstand von der Pfahlmitte vorgesehenen Pfahlbewehrungen anzuordnen.und von dem mittleren Bewehrungsstab abzusehen,In Verbindung mit Pig·19 kann hierzu eine wiedergewinnbare Bohrerspitze verwndet werden,die so ausgebildet ist,dass die Bewehrungsstäbe 153 ο durchtreten können· Die Ventilplatte 145 kann hierzu,wie bereits erwähnt,mit Ausschnitten 145a versehen se in, und für den Fall der Verwendung einer wiedergewinnbaren Bohrerepitee 148a nass diese mit ähnlichen Ausschnitten versehen sein·

Auch in Verbindung mit Fig.22 können nur die äueseren

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Bewehrungsstäbe angeordnet und der mittlere Bewehrungsstab weggelassen werden.

Ferner kann das Verfahren naoh der Erfindung auch ohne Anaendung einer Bohrflüsslgfcelt durchgeführt werden.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung 1st es auoh möglich,den Druck des Mörtels beispielsweise am oberen Ende des Bohrers Im Bereloh der Drehringvorriohtung 86 festzustellen. Vorzugsweise erfolgt dies jedoch nur dann,wenn die EInbohrtiefe des Bohrers sehr gross ist.Wenn der Bohrer aus dem Erdreloh angehoben wird,so wird der an dem Drehring gemessene Druok unbedeutender.Gegebenenfalls kann aber der Mörteldruok im ersten Teil des Bubweges des Bohrers an dem Drehring und im übrigen !Fell des Bohrerhubes Im Bereloh der Bohrerspitze gemessen werden.Z.B. kann der Mörteldruok während des ersten Drittele des Bohrerhubes an dem Drehring 86 und während der übrigen Zweidrittel an der Bohrerspitze gemessen werden.

Patentansprüche!

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Claims (1)

1. U84538

   PATBNTAH3P1ÖCHE

   1. Verfahren sun Herstellen tob Pfihlen Ια Srdraloh,

   bat aas ein Brdbohrer Bit einem hohlen Bohrerschaft and einen Aualess an unteren Bnde Dia zu dar gewüneohtan Pfahl tiefe in den Untergrung eingebohrt und anaohliessend ana den Bohrlooh surüekgesogen vird_twobei gleichseitig hlemlt über den bohlen Bohreraohaft ein pfahlbildendes Material unter Druok in den unter dan Bohrer bei eeinen Hoohziehen entatahenden Bann eingepresst wird, da dar oh ge kennzeichne t,daaa dan Zuruakalataaai dea Bohrer β und das Tolane trisohe ZufüftrangnanS des pfahlbildenden Materialee ao garegelt werden, daaa elae baatlimte» wählbare Druekänderung dieses Uaterlales ersengt wird,und daaa dlaaa Druckänderung an einer wählbaren Stallet ganaeaen wird· 2· Verfahren naoh Anapruoh 1, dadurch .gekennzeichnet,daas

   dia Druokänderung dta pfahlbildenden Materialae In einer fort· aehreltenden Verringerung des Druckes bein Haohslehen dta Bohrers beateht.

   3« Verfahren naah Anapruoh 1 oder 2.daa)uroh gekennselehnet.

   daaa dia Stella,an dar dar Druok dea pfahlbiXdenden Haterlalee ganaaaan wlrd_vin Bereloh dea unteren Bohrexwadea gewählt wird.. 4· Verfahren naoh Anaprueh 2 oder 3₉da#irah gekennselatw

   ne*,daae dna Volonatrlaoha ZuftOurunganaS dan Matarlalea in weaentliehen koaatant gehalten and dna Zurwakalelnwf da· Deteera C«regalt wlrd.en in den Material baln

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   ^_{c V}:V ~^6?~ K84538

   unteren Bohrarendea entsprechenden Druck au erzeugen. 5. Verfahren nach Anapruoh 3 oder 4 »dadurch ge kennte lohnet, daa a für eine Mehrzahl τοη beim Zurückziehen des Bohrers ▼on aelnesi unteren Snde eingenommenen Tiefen-bzw.Höhenlagen jeweils ein bestirnter Druck für das pfahlbildende Material featgesetst wird.

   6· Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass daa Zurüokziehwae des Bohrers oder daa Yolumetrlsohe Zuführungsmafl das pfahlbildenden Materlales konstant gehalten werden und das jeweils andere Maß so geregelt wird_fdass die gemessenen Werte daa Druokes des pfahlbildenden Materiales nicht geringer als die für das Zurückziehen gewählten Werte , dieasa Druckes.

   7· Verfahren nach Anapruoh 2, da durch gekennzeichnet ,dass die fortaohtreltende Verringerung des Druokes im wesentlichen proportional au der forteohreitenden Änderung der Tiefen-bzw. Höhenlage dea unteren Bohrerendes beim Hochziehen des Bohrers

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3,dadurch

   gekennzeiohnet_tdaaa die wählbaren Druokänderungen dadurch erzeugt werden,daaa daa Tolumetrisohe Zuführungeaeß dea pfahlbilden den Materialee im wesentlichen konstant gehalten wird,während für eine Mehrzahl wen bestimmten Tiefen-bsw» Höhenlagen dea Bohreire,die dieaer bei« Zurückziehen elnnisert,der geaeesene Druok dea pfanlbildenden Materlalea zdt de« für dieae Tiefenbaw. Höhen! aa7»n fjeertzaachten Druok Terglionen wird ,wobei daa Tmnaiillizzi «ei twJij sre ao geregelt wird,daea der Druok dee pfafclbiK

   Matarlalea ia waaanUlehen glaioh_tab«r sieht

   (IIi Verschledeaan Tiafen-baaj.Höhen-

   \m% ala iat

   _BÄD original

   9· Verfahren naoh Anspruch 8, dadurch ge kenn»· lohnet, dass bei jeder der bestimmten Tief ea-bzw. Höhenlagen des Bohrers beim Zurückziehen desselben, bei welcher der Druck des pfahlbildenden Bateriales vom gewünschten Druck abweicht,ein Signal gegeben wird·

   10. Verfahren naoh Anspruch 9 »dadurch ge kennzeichnet, dass das Signal charakteristisch für die Grosse der Druokabweiohung 1st.

   11. Verfahren naoh Anspruch 9 oder 10,dadurch gekennzeichnet, dass das Signal nur erzeugt wird,wenn der Druck des pfahlbildenden Hateriales unter den gewünsohten Wert sinkt.

   12. Verfahren naoh Anspruch 4 oder 8,daduroh gekennzeichnet, dass die Regelung des Zurüokziemaßea des Bohrers in Abhängigkeit Ton dem Druok des pfahlbildenden Materialea in dem Raum unter dem Bohrer selbsttätig erfolgt· 13· Verfahren naoh Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Steile,an welcher der Druok des pfahlbildenden Materialea gemessen wird,in einer Rohrleitung gewählt wird,die das pfahlbildende Material dem Raum unter dem Bohrer zuführt und den Bohrerschaft bildet.

   14. Verfahren naoh einem der Torhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet,dass der Druok des pfahlbildenden Materlales in dem Raum unter dem Bohrer auf einem Mindestwert gehalten wird, der erforderlioh 1st ,um das Einfallen von Erdreich In den beim Hochziehen des Bohrers unter Ihm entstehenden Raum zu vermelden.

   15. Verfahren naoh einem der Torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass der Bohrer beim Zurückziehen in

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   sum Einbohren umgekehrtes Drehsinn gedreht und hierdurch die zum Anheben des Bohrer« erforderliehe Kraft Terringert wird, wobei Terhindert wird,dass infolge des Zurttokdrehens des Bohrers Boden aua den Gewindegängen dea Bohrera in den Baum unter dem Bohrer gelangen kann*

   16. Verfahren naoh einem der Torhergehenden Ansprttohe, dadurch gekennzeichnet»dass der Bohrer naeh dem Einbohren bis auf die gewünschte Tiefe an seinem oberen Ende gegen weiteres Sindringen in den Untergrund festgehalten,aber dooh gedreht wird ,um daa Lösen des in den Gewlndegäzigen des Bohrers befind-Hohem Boden τοη dem umgebenden Srdreloh au erleichtern.

   17. Verfahren naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass der Bohrer beim Zurückziehen mindestens einmal in dem sum Einbohren erforderliche Drehsinn gedreht und hierdurch das eine Flüssigkeit,wie Wasser,enthaltende pfahlbildende Material unter Verdichtung des in dem Baum unter dem Bohrer befindlichen Materialee naeh unten gedrückt wird,woduroh sogleleh das Einfallen des Bohrloches Terhindert und das in dem Material befindlieh« überschüssige Waaser oder sonstige ObersoBuBflüssigkelt In das umgebend· Brdreioh gedrückt wird.

   18. Verfahren naoh Anspruch I7,daduroh ge kennzeichne t,daee das sum Binbohren des Bohrers erforderliche Drehmoment gerne seen und der Jeweilige Zuwaohs an pfahlbildendem Material proportional au dsm gesessenen Drehmoment besessen wird. ' 19· Verfahren naoh einem der Torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dasa über den Durchläse des Bohrer* sohaftee ein Stros Bohrflüssigkeit an das untere Bohrerende

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   geleitet wir*,der beim Zurüokxiehcn des Bohrers abgeetellt wird »und beim Zurückziehen dee Bohrers sugleieh pfahlbildende β Material duroh einen anderen Dorehlaas des Bohrersohaftes in den Raum unter dem Bohrer eingepresst wird. 20, Verfahren naeh einen der vorhergehenden Ansprüche, dadaroh ge kennzeichnet, dass aas not Einbohren des Bohrers erforderliche Drehmoment gemessen und der naoh seiner Fertigstellung Ib Boden erhärtete Pfahl einer Probebelastung unterworfen wird ,deren Ergebnis sa der gemessenen Grosse des Drehmomentes in Besiehung gesetzt wird,worauf bei befriedigender Belastungsprobe der Bohrer zur Herstellung folgender Pfähle an anderen Stellen soweit in das Erdreich eingebohrt wird, dass das bei ihm aufgewendete Drehmoment etwa gleioh dem Drehmoment bei dem probebelasteten Pfahl 1st und eohllesslioh naeh dem etwaigen Blnbohren des Bohrens bis auf eine grössere Tiefe der Bohrer aus dem Erdreich unter Bildung eines Hohlraumes unter Ihm angehoben und gleichseitig semen thai ti ge Hisohung In diesen Hohlraum über den hohlen Bohrerschaft eingepresst wird.

   21. Verfahren naoh Anspruch 2O,daduroh gekennzeichnet, dass die Niedersiehkraft ,die auf den Bohrer während des gesamten Sinbohrens oder mir auf einem Teil deselben ausgeübt wurde, gemessen und für die auf diesen Probepfahl folgenden Pfähle In etwa der gleichen Grosse angewendet wird·

   22. Verfahren naeh einem der Torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass für jeden Zuwaohs an pfahlbildendem Material in dem Raum unter dsm Bohrer ein Signal erseugt wird und ebenso für jeden Zuwaohs beim Anheben des Bohrers,der einen entsprechenden Zuwachs an Baum unter des Bohrer κατ

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   BAD ORiGiMAL

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   Aufnahme de· Tolumetrieohen Zuwaoheee an pfahlbildendem Material erbringt»ein »weites signal erseugt wird,wobei entweder das ZurüokslemaB dea Bohrera oder daa TOlumetrlaohe Zuführungamafi des pfahlbildenden Materlalea ao geregelt wird,dase für jedea erate Signal ein zweites Signal gegeben wird. 23. Verfahren naoh Anapraoh 22, dadurch ge kennzeichnet, daaβ die Regelung des einen der beiden MaBe ao erfolgt,dass jedes erste Signal Im wesentlichen glelohseltlg mit dem jeweiligen Bwelten Signal gegeben wird«

   24· Verfahren naoh Anapruoh 22 oder 23,daduroh gekennselohnetydaaa für jeden linearen Zuwaoha beim Anheben das Bohre a daa Volumen de β In den Hohlraum unter dem Bohrer eingepressten pfahlbildenden Materlalea um einen bestimmten Proaentsati grosser gehalten wird als das Produkt aud dem Quersohnlttsmafi des Bohrera und dea linearen Bohrerhubes· 25· Verfahren naoh Anapruoh 24,daduroh gekennzeichnet, dass daa Volumen dea pfahlbildenden Materiales um einen Pro-ζenteata grosser gehalten wird,der eine Funktion der Exzentrlsltä der Bohrerbewegung im Srdreloh 1st·

   26. Verfahren naoh einem der Torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennjseiöhnetjdaes daa ZurüokBlemaB des Bohrera und /oder daa volumetrische Zuführungamae des pfahlbildenden Materlalea ao geregelt werden, dass in der Längeriohtung dea Pfahlumfanges Auaweitungen und Einschnürungen gebildet werden, die dem fertigen Pfahl naoh dem Abbinden eine wellige Perm verleihen.

   27· Verfahren naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadureh gekennsei«hne t,daas daa gesamte Volumen des dar oh die

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   Aufwärt aba we gung des Bohrers unter diesem entstehenden Hauses, gemessen von der größten Bohr tiefe, mit der (to samtzuführung des pfahlbildenden Materiales verglichen und diese Faktoren so geregelt werden, dass für jeden Augenblick: des Zurückzlevorganges des Bohrers die &esamtzuführung des pfahlbildenden Katerialee gleich oder etwas größer als das Gesamtvolumen des Raumes unter dem Bohrer ist*

   28. Verfahren naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kenne β lohnet, dass das Volumen des Raumes unter dta Bohrer als Funktion des Ausmaßes der Aufwartsbewegung des Bohrers von der größten Bohrtiefe bzw.der tiefsten Stellung des Bohrers In dem BohrIooh bis su der beim Hochziehen des Bohrers erreichten Stellung. Integriert wird und ebenso dl« volumetrisch· Zuführung des pfahlbildenden Materiales in den während des Zurüokziehens des Bohrers entstandenen Raum integriert wird und das integrierte Volumen des Baumes und das integrierte Volumen der Zuführung der pfahlbildenden Mischung beim Zurückziehen des Bohrers in Übereinstimmung gehalten werden.

   29. Verfahren naoh Anspruoh 1,daduroh gekennzeichnet, dass bei und während des Zurückziehe na des Bohrers ein erster Faktor Integriert wird,der duroh das Volumen des bei der nicht drehenden Aufwärtsbewegung des Bohrers von diesem unter ihm freigegebenen Raumes gebildet wird und hierfür eine Anzeige gegeben wird,auaserdem ein zweiter Faktor integriert wird,der duroh das gesamte Volumen des in den Raum unter dem Bohrer eingepressten zementhaltIgen Materialee gebildet wird und hierfür ebenfalls eine Anzeige gegeben wird,wobei das zementhaltlge Material mit einem im wesentlichen konstanten Zuführungsmafi

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   eingepresst und das ZurüokzlehmaS des Bohrers so geregelt wird,dass die beiden Faktoren in Übereinstimmung gehalten werden.

   30· Verfahren naoh Anspruch 29»dadurch gekennzeichnet,dass der erste Faktor duroh Integrieren des Ausmaßes des Bohrerhubes und des Quersohnlttsmaßes des Bohrers erhalten wird und für jeden gewählten Zuwachs des Bohrerhubes ein gewähltes Volumen des Raumes unter dem Bohrer angezeigt wird.

   31, Verfahren naoh Anspruch 29»dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Faktor duroh Zählung der Anzahl der Umdrehungen einer das zementhaltige Material fördernden Verdrängerpumpe Integriert wird,wobei jede gewählte Anzahl von Pumpenumdrehungen einen Zuwachs des Volumens der gepumpten zementhaltigen Mischung darstellt,der gleich oder etwas grosser ist als jeder Volumenzuwaphs des duroh den Bohrer bei jedem weiteren Anheben freigegebenen Raumes.

   32. Verfahren naoh Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dass während des Zurüokziehens des Bohrers der das Volumen des Raumes unter de« Bohrer enthaltende Faktor duroh Integrieren des Ausmaßes des Bohrerhubes und des Quersohnittamaßes des Bohrers integriert und für jeden gewählten Zuwachs des Bohrerhubes ein gewählter volumetrieoher Zuwachs des Raumes angezeigt wird,ausser dem der das Gesamtvolumen der in den Raum eingepressten Mischung enthaltend· faktor integriert und hierfür eine Anzeige gegeben wird und das Integrieren dieses Faktors duroh Zählen der Anzahl der Umdrehungen einer die zementhaltige Mischung fördernden Verdrängerpumpe und des bei einer Pumpenumdrehung geförderton Volumen· erfolgt,wobei die Anzahl der Pumpenumdrehungen,die gezählt wird,um einen gewählten Zuwachs der Pumpenlieferung

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   zu umfassen,den gleichen oder etwas grösseren Zuwachs des Volumens der gepumpten zementhaltigen Mischung darstellt und während des Einpresaens der zementhaltigen Mischung in den Raum, das im wesentlichen mit konstantem volume tr isohen Zuführungsmaß erfolgt,die Auwärtabewegung des Bohrers so geregelt wird, dass die beiden Faktoren in Übereinstimmung gehalten werden,

   33. Verfahren naoh Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dass während des Zurüokziehens des Bohrers die zementhaltige Misohung mit einem im wesentlichen konstanten Zuführungsmaß in den Baum unter dem Bohrer eingepresst und das Volumen dieses Raumes als Punktion des Ausmaßes der Aufwärtsbewegung des Bohrers beim Zurückziehen integriert wird,wobei ausserdem die Zuführung der zementhaltigen Misohung integriert und die Aufwärtsbewegung des Bohrers geregelt wlrd_tua fiie integrierten Mengen beim Hochziehen des Bohrers im wesentliche gleich zu halten.

   34. Verfahren naph Anspruch 1,daduroh gekennzeichnet,dass das pfahlbildende Material in den Raum unter dem Bohrer mit einem im wesentlichen konstanten Zuführungsmaö eingepresst und das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des Bohrers integriert sowie für jeden gewählten Zuwachs des Bohrerhubes ein erstes Signal erzeugt wird,ausserdem gleichzeitig hierzu die Zuführung des pfählbildenden Materiales integriert und für jeden gewählten Zuwaohs des Volumens des in den Raum unter dem Bohrer eingepressten Materiales ein zweites Signal erzeugt wird,wobei das Hubmafl dee Bohrers so geregelt wird,dass das erste Signal und das aweite Signal in Phase und la wesentlichen gleichzeitig erhalten werden·

   BAD OR(GZiVAL

   303 SV OV¥tf

   35· Gerät zur DurohfUhrung des Verfahrens naoh Anspruch 1 mit einem mit spiralförmig verlaufenden Gewindegängen versehenen Bohrer mit Hohlaohaft und einer Hubvorrichtung zum Zurückziehen des Bohrers aus dem Bohrloch,daduroh gekennzeichnet, dass Büttel sum Messen des Druokes des pfahlbildenden Material·*; an einer bestimmten wählbaren Stelle sowie Mittel an der Hubvorrichtung zum Regeln des Hubmaßes beim Zurückziehen des Bohrers und Mittel but Regelung des volumetrlsohen Pumpenzuführungsmaßes angeordnet sind.

   36, Gerät naoh Anspruoh 35,dadurch gekennzeichnet,dass die Mittel zum Messen des Druokes des pfahlbildenden Materialee am unteren Ende des Bohrers angeordnet sind.

   37. Gerät naoh Anspruoh 35,dadurch gekennzeichnet,dass Einstellmittel für das eine oder beide Regelmittel angeordnet sind,die beim Anheben des Bohrers selbsttätig eine Änderung des Druckes des pfahlbildenden Material«s verursachen.

   36. Gerät naoh Anspruoh 35,daduroh gekennzeichnet,dass die selbsttätigen Mittel zum Einstellen des gemessenen Druokes des pfahlbildenden Materlales auf Druckwerte ansprechen,dl« beim Zurückziehen des Bohrers von Normwerten dieses Druckes abweionen.

   39· Gerät naoh Anspruoh 35,dadurch gekennzeichnet ,dass der Bohrer zur Steuerung des Auslasses des pfahlbildenden Materialee an seinem unteren Ende mit einem Ventil versehen 1st,dessen Ventilsitz am unteren Ende des Bohrerschaftes unbeweglich an dem Bohrer befestigt 1st und das eine Ventilplatte aufweist, die in Achsrichtung des Bohrers auf den Ventilsitz zu und von diesem weg bewegbar 1st ,und dass das Ventil bei einem Bohrdruok naoh unten duroh Anpressen der Ventilplatte gegen den Ventilsitz geschlössen,beIm Anheben des Bohrers jedoch

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   gtöffnet 1st und das pfahlbildende Material in den Raum unter dem Bohrer austreten lässt.

   40· Gerät naoh Anspruch 35»dadurch gekennzeichnet,dass Mittel zur Festsetzung einer Reihe von Normdrüoken,dle Funktionen der Tiefen-bzw.Höhenlage des unteren Bohrerendes beim Zurückziehen des Bohrers sind,sowie Mittel zum Vergleichen des gemessenen Druckes mit dieser Reihe von Normdrtioken und Mittel angeordnet sind,durch die das Zurückziehen des Bohrers In Abhängigkeit vo" den Abweichungen des gemessenen Druckes Ton den Normdrttoken einstellbar ist.«

   41. Gerät naoh einem der Ansprüche 35 bis 40,dadurch gekennzeichnet ,dass MIttel zum Erzeugen einer Reihe von ersten Signalen,von denen Jedes einen Zuwachs an gewähltem Volumen des durch den Bohrerschaft eingepumpten pfahlbildenden Mat er lale β darstellt,sowie Mittel zum Erzeugen einer Reihe von zweiten Signalen angeordnet sind,von denen Jedes einen gewählten Zuwaohs an axialer Bohrerbewegung anzeigt,wobei Jeder solcher Zuwachs einen Zuwachs an Volumen zur Aufnahme Jedes volumetrlsohen Zuwachses an pfahlbildendem Material darstellt.

   42. Gerät naoh Anapruoh 35,gekennzeichnet durch eine aa unteren Bohrerende angeordnete Ventilvorrlohtung mit einem gleichachsig zu dem hohlen Bohrerschaft angeordneten,eloh naoh unten erweiterndem Rohrglied,das mit einem Ventilsitz für eine in axialer Riohtung gegenüber dem Ventilsitz bewegliche Ventil-. platte endigt,die mittels mehrerer,an Ihr starr befestigter Führungsstäbe mit dem Bohrer beweglioh verbunden und mit Mitteln zum Befestigen einer Bohrer spitze versehen 1st ,wobei die Führungsstäbe zugleich zur übertragung des Drehmomentes von dem

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   Bohrer auf die Ventilplatte und die an dieser befestigte Bohrspltze dienen und die Ventilplatte in der richtigen Lage bu dem Ventilsitz halten.

   43· Gerät naoh Anspruch 35,gekennzeichnet durch eine Ventil vorrichtung für das untere Bohrerende mit einem gegenüber dem Bohrer beweglichen Sndelement,das einen oder mehrere Durchlässe für das pfahlbildende Material aufweist und gegenüber dem unteren Bohrerende in axialer Richtung aus einer Steilung,in der die Öffnungen dieser Durchlässe durch den unteren !Teil des hohlen Bohrersohaftes verschlossen sind,in eine Stellung unterhalb des unteren Endes des Bohrersohaftes,in dar die Durchlässe für den Auslass de· pfahlbildenden Materialee geöffnet sind,beweglich ist oder umgekehrt,wobei das Endelement zur axialen Verschiebung gegenüber dem Bohrerschaft mit diesem duroh eine Schraubverbindung verbunden ist.

   44· Verfahren naoh Anspruch 43»daduroh gekennzeichnet, dass an dem unteren Bohrer ende ein Ventil zur Steuerung des Auslasses einer duroh. den hohlen Bohrerschaft zugeführten Bohrflüssigkeit,B.B.Wasser,angeordnet ist,das beim Öffnen des Ventlies für den Austritt dos pfahlbildenden Materialee geschlossern wird«

   45. Gerät naoh Anspruoh 35 mit einem einen hohlen Bohrereohaft aufweisenden Bohrer mit schraubenförmig verlaufenden Gewindegängen,dl« um den hohlen Bohrerschaft herum angeordnet sind,gekennzeichnet duroh Mittel sum Einbringen von Bewehrungaatäten In das Bohrloch eugleioh mit dem Zurückziehen des Bohrers aus dem von ihm gebohrten Bohrlooh und «Ine verloren« Bohrerspitze, dl· mit unteren Ende des Bohrers duroh einen an der

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   Bohrerspitze befestigten Zapfen verbunden ist,in dem glelohaohaig mit Ihm ein in den hohlen Bohrerschaft hineinragender Bewehrungsstab befestigt 1st,wobei der Zapfen zur Aufnahme des Bohrer drehmoment es von einer an dem unteren Snda des Bohrersohaftes angeordneten,den Zapfen umgebenden Muffe vieleokigen Querschnitt hat und die Bohrerspitze sowie der Bewehrungsstab Infolge einer verholtnismässig losen Passverbindung des Zapfens in der Muffe lösbar mit dem Bohrer verbunden sind.

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