DE1634475A1

DE1634475A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bohren von Loechern in den Grund von Gewaessern

Info

Publication number: DE1634475A1
Application number: DE19661634475
Authority: DE
Inventors: Herbert Sonnenschmidt
Original assignee: Wirth Alfred & Co KG
Current assignee: Wirth Alfred & Co KG
Priority date: 1965-07-06
Filing date: 1966-02-25
Publication date: 1970-08-06
Also published as: CH434703A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bohren von Löchern in den Grund von Gewäeeern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bohren von Löchern in den Grund von Gewässern, insbesondere für das Setzen von Pfählen, namentlich Großpfählen, von einer über dem Wasserspiegel gelegenen, mit einer Bohranlage, einem Turmkran-od.dgl. ausgestatteten Plattform aus, unter Verwendung eines den Durchgang eines Bohrstranges zulassenden Rohres.

Es ist bekannt, Unterwasserbohrungen durch Absenken eines Rohres herzustellen, wobei durch das Rohr ein Bohrstrang hindurchgeht, dessen Bohrkopf unterhalb des Rohrendes arbeitet (vgl. VDI-Z. 145, 1963,.Nr. 33, S.1546 ff.). Das Absenken des Rohres selbst geschieht mit Hilfe einer Rohrbewegungeeinrichtung, die das Rohr hin und her rückt, um dadurch ein Bindringen den unteren kohrendes in den Hoden und somit das Tiefergehen des Rohres gu bewirken.

Hat das untere Rohrende bei der bekannten Arbeiteweiee eine

vorgegebene Tiefe erreicht, die gleich derjenigen eines zu

setzenden Pfahles istt so wird die Bohrgarnitur entfernt

und es beginnt der Einbau bsw, die Herstellung des Pfahles.

Dazu wird ein vorgefertigtes Stahlbetonrohr in das Bohrrohr hinabgelassen, worauf dann anschließend das Ziehen des Bohrrohres und gleichzeitig ein Auspressen des Zwischenraumes mit Zement erfolgt. Ein solches Vorgehen ist zeitraubend und-aufwendig, weil das Bohrrohr zunächst durch umständliches Manipulieren bis auf die volle Tiefe in den Boden eingesenkt werden muB und dann später aus dieser Tiefe auch wieder gezogen werden muß. Zum anderen ist eine derartige Arbeitsweis e nur sehr beschränkt anwendbar. Dies gilt ganz besonders im Hinblick auf die örtlichen Gegebenheiten. Unbedingte Voraussetzung ist das Vorhandensein eines weichen Bodens, beispielsweise Sand, der das geschilderte Einarbeiten des Rohres zuläßt. Ziel der Erfindung ist es, Nachteile bekannter Arbeitsmethoden zu vermeiden und einen einfachen, günstigen Weg zu finden, um Löcher im Grund von Gewässern herzustellen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine vorteilhafte Herstellung solcher Löcher auch bei hartem, z.B. aus Gestein bestehendem Grund zu ermöglichen. Ferner sollen durch die Erfindung die zur Herstellung der Bohrungen dienenden Mittel besonders zweckmäßig gestaltet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß zunächst ein am unteren Ende mit einem Sehneidschuh od.dgl. versehenes Standrohr durch Drehen um seine Längsachse mit seinem Ende in den Grund den Gewässers eingebohrt wird und'daß dann bei feststehendem Standrohr mittels einer in dieses eingeführten Bohrgarnitur das Bohren den Bohrloches erfolgt. Mit besonderem Vorteil kann das Bohren des Bohrloches nach dem an *ich bekannten Strahl-bohr- bzw. hufthebeverfahren durchgeführt werden.

Die Erfindung ermöglicht er, auch bei sehr tiefen Bohrun-

gen nur mit einem-rerhriltniemäßig kurzen Standrohr aus-

zukommen, weil dienen nur mit sein« Bndteil in den Grund

des Gewässers eingebohrt wird. Dadurch ergeben sich beträchtliche Arbeitszeitverkirzungen sowie Einsparungen an Kosten und Material:: Ein außerordentlicher Vorteil der Erfindung besteht ferner darin,-daß sie es nunmehr-gestattet, Unterwasserbohrungen auch in harten Grund einzubringen, undIzwar auf unkomplizierte Weise und ohne besonderen Aufwand Wenn die Bohrungen zum Setzen von Pfählen dienen sollen, so kann je nach den Erfordernissen das Standrohr an seiner Stelle verbleiben, bis der Pfahl gesetzt ist, oder es kann ggfsauch vor dem Setzen eines Pfahles entfernt werden. Außerdem ist es such möglich, das Standrohr beispielsweise zur Herstellung eines Pfahles aus Ortbeton zu verwenden, wobei es dann an seiner Stelle verbleibt.

Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des erläu-

terten Verfahrens besteht gemäß der Erfindung darinfl daß

auf einer Plattform od ß dgl. ein von der Bohranlage od. dgl.

unabhängiger Drehtisch mit eigenem Antrieb vorgesehen ist.

Durch einen solchen Drehtisch kann dann au-oh das Standrohr

beim Einbohrvorgang drehend angetriebon werden.

Gemäß einem weiteren KQrimal der Erfindung iot an der Platt-

form eine Führuhg, insbesondere eino Rolloxiführungfl für

das Standrohr. angebracht. Eine sehr zu-9oelmäßige Ausführung

besteht darin; daß wenigstens ein Teil diGaGr Führung für

das Standrohr schwenkbar ist.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, dao -Standrohr ,mit einem

abn®hmbaren Topf zur Verbiung mit einer Mitnehmerstae

odadgl. auszuatattena _

Obgleich mehrere Möglichkeiten für di o AuGbildung eines

Schaoidochuhoa am untoroa Eadg dGo Standrohroa bostGhonp

aioht die ale boocndQr- vorteilIä,ft@ Aumführung

vorm 9 an, iintoraa?. Ende A- oo St,androhraö @Z@nc id°@ l1Qn anzu-

Grüaon a _ _

Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigen: Fig. 1 bis 4 einzelne Schritte bei der Herstellung einer Bohrung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, Fig. 5 eine Rollenführung für das Standrohr in Draufsicht und Fig. 6 eine Ausführungsform eines Standrohres im Schnitt. Bei dem in den Figuren 1 bis 4 veranschaulichten Beispiel handelt es sich um die Herstellung einer Bohrung für das Setzen eines Pfahles. Der Grund 2 des Gewässers 1, in den die Bohrung niedergebracht werden soll, besteht aus Gestein, beispielsweise Sandstein, Fels od.dgl.

Auf einer von Beinen 3 getragenen Hubinsel 4 befindet sich ein Turmdrehkran oder eine bekannte Großloch-Bohranlage, von der nur der vordere Teil 5 mit dem Mastfuß 6 dargestellt ist. Eine über die Hubinsel 4 überstehende Plattform 7 weist eine große Durchgangsöffnung 8 auf. Auf die Plattform 7 ist ein von der Bohranlage unabhängiger Großloch-Drehtisch 9 aufsetzbar, der ein Durchbauen von Bohrwerkzeugen bis zu bestimmten Abmessungen gestattet. Darüber hinaus ist es auch möglich, Bohrwerkzeuge unterhalb des Drehtisches an das Bohrgestänge anzuschrauben. Der Drehtisch 9 besitzt einen eigenen hydraulischen Anrieb und ist in seinen Drehzahler. regelbar.
Unterhalb der Plattform 7 ist an der Hubinsel 4 eine mit Rollen 11 ausgestattete Führung 10 für ein Standrohr 12 angebracht. Diene Führung kann einen oder mehrere ausschwenkbare Teile enthalten, die in Betriebsstellung das Standrohr 12 umschließen und e8 bei seiner Bewegung führen.
Fig. 5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer solchen Führung. Dieselbe enthält einen an der Hubinsel 4 angebrachten, feststehenden Teil 10a und einen nach Art eines Scharniere daran angelenkten beweglichen Teil 10h, Dan Ge- lenk ist bei der Ziffer 13 angedeutet. Der bewegliche Teil. 10a ist zum Einbringendes Standrohres 12 von dem feststehenden Teil mittels einer Hydraulikeinhet 14 abschwenkbar. Der Zylinder 14a derselben ist an der Hubinsel angelenkt, während die Kolbenstange 14b an dem beweglichen Teil 10b der Führung angreift. In jedem der Teile 10a und 10b ist eine Anzahl von Führungsrollen 11 drehbar gelagert. Das Standrohr, dessen Abmessungen sich dem jeweiligen Einsatzfall entsprechend wählen lassen, kann beispielsweise die in Fig. 6 gezeigte Ausbildung haben. Auf das obere Ende des Standrohres 12, dessen Durchmesser z.B. 2,8 m beträgt, ist ein Kopf 15 in Form deiner ausgesteiften Platte mit Flanschbefestigung aufsetzbar, der zur Verbindung mit einer TZitnehmeretange 16 dient. Die Befestigung des Kopfes am Rohr kann ebenso wie die Verbindung mit der Mtnehmerstange durch Schrauben erfolgen. Am unteren Ende des Standrohres 12 ist ebenfalls mit Schrauben ein Schneidschuh 17 (Fig.6) auswechselbar angebracht: Dieser Schneide chuh 17 ist bei der dargestellten vorteilhaften Ausführung mit zueinander versetzt gestellten Schneidrollen 1 £i versehen. Die Bohrausrüstung enthält ferner einen kömbinierten Spülkopf 19 (Fis. 2 und 3), der sowohl für direkte Spülung als auch für indirekte Spülung nach den bekannten Lufthebe-Strahlbohrverfahren eingesetzt werden kann, und ein für solche Bohrverfahren geeignetes Planeohgeetänge 20 (Fis. 4).
Am unteren Ende dieses Gestänges 20 befinden sich Großloch-Schwerstangen 21, die aua mit Blei gefüllten Stahlzylindern bestehen und zur Anwendung der genanntän Bohrverfahren mit Luftleitung und Innenbohrung ausgestattet sind. Das Bohrwerkzeug selbst ist ein mit Schneidrollen 23 besetzter Großloch-Rollenmeißel 22. In den Bohrstrang sind zur Lotrecht-führung des Bohrzeugen Rollenrührung bzw. Stabilinatoren 24 eingebaut. _ Das Herstellen einer Bohrung geht wie folgt vonstatten. Zunächst wird mit Hilfe der auf der Hubinsel 4 befindlichen Bohranlage bzw. eines Turmdrehkranes das Standrohr 12 bis zum Grund des Gewässers eingebaut. Je nach der Tiefe desselben kann das Standrohr aus einem Stück oder aus mehreren aneinandergefügten Schüssen bestehen. Am oberen Ende des Standrohres ist der Kopf 15 befestigt. Die zuvor ausgeschwenkte Rollenführung 10 wird in ihre das Standrohr 12 umschließende Betriebslage gebracht und es wird der Drehtisch 9 auf die Plattform 7 aufgesetzt. Damit ist der in Fig. 1 wiedergegebene Ausgangszustand erreicht.
Nach dem Heranbringen des Spülkopfes 19 wird die Mitnehmerstange 16 mit dem Kopf 15 des Standrohres 12 verschraubt. Es findet nun das Einbohren des Standrohres statt, wobei dasselbe durch den Drehtisch 9 über die Mitnehmerstange 16 drehend angetre4ben wird. Bei diesem Einbohren des Standrohres 12 mit Hilfe der an seinem unteren Ende befindlichen Schneidrollen 18 wird zweckmäßig direkte Spülung angewendet, die durch Kreiselpumpen oder Unterwasserpumpen erzeugt werden kann. -Ist die gewünschte Einbohrtiefe erreicht, (Fig.2) so wird das Standrohr 12 im Grund 2 vorteilhaft mittels eines aufblasbaren Packers 25, dem über eine Leitung 26 von der Hubinsel aus ein Druckmedium zugeführt wird, oder mit Hilfe anderer Dichtungsanordnungen oder Materiaben (z.13. Zement, Gips usw.) abgedichtet.
Nach Abnehmen des Standrohrkopfes 15 wird jetzt die Bohrgarnitur mit flaneehgestänge 20, Rollenführungen-24, Schwerstangen 21 und Rollenmeißel 22 in das Standrohr 12 eingelassen und mit der Mtnehmeretange 16 und dem Spülkopf 19 verbunden. Bei Vorhandensein einen Turmdrehkranes kann diese Garnitur bereite-im Standrohr eingehängt sein, wenn das Standrohr selbst eingebohrt wird. Über einen Schlauch oder ein Rohr 27 (Fig.3) wird das Standrohr 12 mit Wasser aufgefüllt, damit ein genügender Überdruck für die Anwendung des kombinierten Strahlbohr-Zufthebeverfahrens zur Verfügung steht: Nach dem Aufsetzen des Meißels 22 auf den Grund kann sodann der Bohrvorgang unter Anwendüng de"s Strahlbohr- bzw. Zufthebeverfahrens beginnen. Ist die erforderliche Tiefe erreicht, (Fig.3) wird die . Bohrgarnitur aus dem Standrohr 12 herausgezogen (Fig: 4). Sie kann z.B.' seitlich abgelegt oder vertikal an der Hubinsel befestigt werden. Bei@Vorhandensein eines Turmdrehkranes kann die Garnitur einschließlich des Drehtisches mit Antrieb abgehoben werden. Nach dem Freiwerden des Bohrloches können vorgefertigte Pfähle gesetzt werden oder Pfähle betoniert Irrerden. Es -hängt dabei von den örtlichen Umstünden und von der Art der Pfähle ab, ob das Standrohr vor dem Setzen der Pfähle gezogen wird oder erst nach dem Setzen der Pfähle entfernt wird.
Alle Verfahrens oder Vorrichtungsmerkmale 9 die in der vorstehenden Beschreibung erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt sind, sollen, sofern der bekannte Stand de:° Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als erfindungswesentlich angesehen werden, auch wenn sie in den Anspxüchen nicht enthalten sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Bohren von Löchern in den Grund von Gewäslern, inebesondere für das Setzen von Pfählen, namentlich Großpfählen, von einer über. dem Wasserspiegel geleUenen, mit Einer Bohranlage, einem Turmkran od.dgl. ausgestatteten Plattform aus, unter Verwendung eines den Durchgang eines Bohrstranges zulassenden Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein am unteren Ende mit einem Schneidschuh od.dgl. versehenes Standrohr (12) durch Drehen um seine Längsachse mit seinem Ende in den Grund des Gewässers eingebohrt wird und daß dann bei feststehendem Standroter (12) mittels einer in dieses eingeführten Bohrgarnitur das Bohren des Bohrloches erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohren des Bohrloches nach denn an sich bekannten S°t@a?ahlbohr- bzw. hufthebever fahren durchgeführt wird. 3. Verlabren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge- lvenns eichnet, da.ß das Standrohe (12) nach dema@,<äc=.ll exi nes Pfahles entfernte wird. Verfabren hach einem (ler :#-nspr?lclre 1 und 2, da.#IAreh f -- kennzeichnet, ditii den Standrohr (1,'r") vor dem `@'t"'@;fE=lr e3 nos PfaLlee entfernt wird. Vor`ichtuliC älE` li(,I'(:@lt`@r'llng des @Ez@°t"ti@i2't'-tr( Ir£i@@är sF:tlä(31tt der Ansprüßke 1 W o 4, dadure-Ii E'-.@iE?litlr E?i E:@rtitP, daß auf der Plattform (7) cin von der Dolil'atilE?.cod.(lfl. lalia@@rdtlijri("ET` Drßlitiech (G) mit eigenem Antrieb vorgE@nellell i.tit#. 60 Vorrichtung nvokd6 Alieiirllell 5, dadlli.'Elli gekelills eielilin iP, Uiiß an der P1attiorln (7) eine lwuli-, inebesondore eine Rol- lenftthrung (10) fÜr das Standrohr (12) vorgosehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil (t0b)der Führung (10) für das Standrohr (12) schwenkbar ist. B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Standrohr (12) einen abnehmbaren Kopf (15) zur Verbindung mit einer Mtnehmerstange (16) od.dgl. aufweist. g. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Standrohres (12) Schneidrollen (18) vorgesehen sind.