DE19533281A1 - Tubular pile driving method - Google Patents

Tubular pile driving method

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DE19533281A1 DE1995133281 DE19533281A DE19533281A1 DE 19533281 A1 DE19533281 A1 DE 19533281A1 DE 1995133281 DE1995133281 DE 1995133281 DE 19533281 A DE19533281 A DE 19533281A DE 19533281 A1 DE19533281 A1 DE 19533281A1
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Abstract

A hollow pile (1) is driven into the ground (2) by vibration, etc. and at the same time, material is removed from the pile interior. The material is loosened hydraulically, using a high pressure fluid jet, and is then removed by an airlift device (4). A high pressure erosion device (3) is located in the hollow pile, and sunk together with it. The airlift device follows the erosion device, by executing a telescoping movement. The erosion device has a stator (5) and a rotor (6). The rotor has a tuyere connection with at least one radial erosion jet (7) and one annular bit (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vortrieb von Hohlprofilen in den Baugrund, bei dem ein Hohlprofil im wesentlichen durch Rammen, Rütteln, Vibrieren oder Bohren in den Baugrund getrieben wird und parallel dazu Bodenmaterial aus dem Inneren des Hohlprofils ausgetragen wird.The invention relates to a method and an apparatus for propelling Hollow profiles in the subsoil, in which a hollow profile essentially through Ramming, shaking, vibrating or drilling is driven into the ground and parallel to this, soil material is discharged from the interior of the hollow profile.

Im Rahmen von Tiefbaumaßnahmen werden oftmals Hohlprofile, wie z. B. Rohre, Spundkästen oder entsprechende Träger, in den Baugrund abgeteuft. Aus der Praxis sind hierfür verschiedene Methoden bekannt. Eine Möglichkeit besteht darin, die Hohlprofile durch Schläge in den Boden zu rammen. Eine andere kon­ ventionelle Methode sieht das Rütteln oder Einvibrieren der Hohlprofile mit Hilfe von hochfrequenten Schwingungen vor. Rotationssymmetrische Hohlprofile, wie z. B. Rundrohre, können auch in den Baugrund gebohrt werden. Auch wenn je nach Anwendungsfall heute sehr große leistungsfähige Geräteeinheiten zur Durchführung der vorgenannten Verfahren zur Verfügung stehen, gibt es bei al­ len Verfahren Grenzen der Einsatzmöglichkeit, welche durch die folgenden Pa­ rameter bestimmt sind.As part of civil engineering measures, hollow profiles, such as. B. pipes, Sheet piling boxes or corresponding supports, sunk into the ground. From the Various methods are known in practice for this. There is a possibility in ramming the hollow sections into the ground with blows. Another con The conventional method involves shaking or vibrating the hollow profiles with the help of high-frequency vibrations. Rotationally symmetrical hollow profiles, such as e.g. B. round pipes can also be drilled in the ground. Even if ever according to the application today, very large, powerful device units for Implementation of the aforementioned methods are available at al len procedures Limits of the application, which are defined by the following Pa parameters are determined.

  • a. Werkstoffeigenschaften der Hohlprofile,a. Material properties of the hollow profiles,
  • b. Länge der einzubringenden Strecke,b. Length of the route to be included,
  • c. Bodenwiderstand - Bodenbeschaffenheit undc. Soil resistance - Soil quality and
  • d. Leistungsgrenzen der Geräteeinheiten.d. Performance limits of the device units.

Durch Verringerung des Einbringwiderstandes können die Leistungsgrenzen der vorgenannten konventionellen Verfahren jedoch enorm verschoben werden. Der Eindringwiderstand setzt sich zusammen aus der inneren und äußeren Mantel­ reibung, die das Hohlprofil mit fortschreitendem Vortrieb erfährt, und dem Ver­ drängungswiderstand, den der Baugrund dem Hohlprofil entgegensetzt.By reducing the insertion resistance, the performance limits of the However, the aforementioned conventional methods can be postponed enormously. Of the Penetration resistance is made up of the inner and outer sheath friction, which the hollow profile experiences with progressive advance, and the ver resistance to penetration, which the ground opposes the hollow profile.

Aus der Praxis sind bereits verschiedene Verfahren zur Herabsetzung der inne­ ren Mantelreibung bekannt. Dazu wird mit fortschreitendem Vortrieb das Bo­ denmaterial aus dem Inneren des Hohlprofils ausgetragen. Zum Einsatz kommen dabei mechanische Werkzeuge, wie z. B. Greifer oder Schneckenbohrer. Diese bekannten Verfahren sind jedoch problematisch, da sie immer mit einer Unter­ brechung des eigentlichen Vortriebs durch Rammen, Rütteln, Vibrieren oder Bohren verbunden sind. Die mechanischen Werkzeuge müssen zum Austrag des Bodenmaterials durch das Hohlprofil geführt werden, wozu die Geräteeinheit für den eigentlichen Vortrieb von dem Hohlprofil abgenommen werden muß. Da­ durch sind die bekannten Verfahren sehr zeitaufwendig und kostenintensiv.Various methods for reducing the internal are already in practice Ren skin friction known. To do this, the Bo the material is discharged from the interior of the hollow profile. Are used  mechanical tools such. B. grippers or augers. This Known methods are problematic, however, since they always have a sub breaking of the actual propulsion by ramming, shaking, vibrating or Drilling are connected. The mechanical tools must be used to discharge the Soil material are guided through the hollow profile, for which the device unit for the actual propulsion must be removed from the hollow profile. There the known methods are very time-consuming and costly.

Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art anzugeben, womit sich die innere Mantelreibung durch Austrag des Bodenmaterials im Inneren eines Hohlprofils effizient herabsetzen läßt.Proceeding from this, the object of the invention is a method and specify a device of the type in question, with which the inner Skin friction by discharging the soil material inside a hollow profile can be reduced efficiently.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach wird das Bodenmaterial im Inneren des Hohlprofils hydraulisch mit Hilfe mindestens eines Hochdruckflüssigkeits­ strahls gelöst und mit Hilfe einer Lufthebeeinrichtung ausgetragen. Entsprechend umfaßt die mit dem Patentanspruch 3 beanspruchte erfindungsgemäße Vorrich­ tung mindestens eine Hochdruckerosionsvorrichtung und eine Lufthebeeinrich­ tung.The method according to the invention achieves the above object by Features of claim 1. Then the floor material inside the hollow profile hydraulically with the help of at least one high-pressure liquid released and discharged with the help of an air lifting device. Corresponding includes the Vorrich claimed with claim 3 according to the invention tion at least one high-pressure erosion device and an air lifting device tung.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß die Verwendung von me­ chanischen Werkzeugen zum Lösen des Bodenmaterials im Inneren eines in den Baugrund vorgetriebenen Hohlprofils nicht zwangsläufig erforderlich ist. Es ist weiter erkannt worden, daß das Bodenmaterial auch mit Hilfe eines Hochdruck­ flüssigkeitsstrahls effektiv aufgeschnitten werden kann. Erfindungsgemäß ist schließlich noch erkannt worden, daß dabei eine Art Brei aus dem gelösten Bo­ denmaterial und der Flüssigkeit des Hochdruckflüssigkeitsstrahls entsteht, der sich mit Hilfe einer Lufthebeeinrichtung besonders gut fördern läßt. Im Hinblick auf die apparative Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist außerdem noch erkannt worden, daß sich Hochdruckerosionsvorrichtungen besonders kompakt realisieren lassen und - bei geschickter Ausnutzung der unter Hoch­ druck zugeführten Flüssigkeit - auch keinen zusätzlichen Antrieb erfordern. Außerdem läßt sich sowohl die Hochdruckerosionsvorrichtung als auch die Lufthebeeinrichtung mit den erforderlichen Zuleitungen so realisieren, daß ein synchroner Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammen mit der den eigentlichen Vortrieb des Hohlprofils realisierenden Geräteeinheit möglich ist. Die erfindungsgemäße Verwendung einer Hochdruckerosionsvorrichtung in Verbin­ dung mit einer Lufthebeeinrichtung bedingt und erfordert, daß Wasser in dem Hohlprofil steht. Der Innenwasserspiegel ist in jedem Falle höher als ein etwaig vorhandener Außenwasserspiegel, bspw. beim Eintreiben von Hohlprofilen im Hafenbereich zur Realisierung einer Kaimauer. Dementsprechend kann ein hydraulischer Grundwasserbruch beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfah­ rens in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht auftreten.According to the invention, it was first recognized that the use of me mechanical tools for loosening the soil material inside one into the Soil-driven hollow profile is not necessarily required. It is it was further recognized that the soil material can also be used with a high pressure liquid jet can be cut effectively. According to the invention finally it was recognized that a kind of porridge from the dissolved Bo the material and the liquid of the high pressure liquid jet, which can be promoted particularly well with the help of an air lifting device. With regard on the implementation of the method according to the invention is also have yet been recognized that high pressure erosion devices compactly realized and - with skilful use of the under high pressure supplied liquid - also require no additional drive. In addition, both the high pressure erosion device and the  Realize the air lifting device with the necessary supply lines so that a synchronous use of the device according to the invention together with the actual propulsion of the device realizing the hollow profile is possible. The Use of a high pressure erosion device according to the invention in verbin dung with an air lifting device and requires that water in the Hollow profile stands. The inside water level is in any case higher than any Existing outside water level, for example when driving in hollow profiles in the Port area for the realization of a quay wall. Accordingly, a hydraulic groundwater rupture when using the method according to the invention rens do not occur in connection with the device according to the invention.

In einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Inneren des Hohlprofils mindestens eine Hochdruckerosionsvorrichtung zum hydraulischen Aufschneiden des Bodenmaterials geführt und mit dem Hohl­ profil abgeteuft. Die Lufthebeeinrichtung wird der Hochdruckerosionsvorrichtung nachgeführt und dabei teleskopiert. Dies ist insbesondere im Hinblick auf ein kontinuierliches Lösen und Austragen des Bodenmaterials im Inneren des Hohl­ profils parallel, synchron zum Vortrieb des Hohlprofils besonders vorteilhaft. Die Lufthebeeinrichtung läßt sich dann nämlich variabel auf die jeweils erforderliche Länge einstellen, was die Handhabung der gesamten Vorrichtung enorm verein­ facht.In a particularly advantageous variant of the method according to the invention is at least one high pressure erosion device inside the hollow profile led to the hydraulic cutting of the soil material and with the hollow sunk profile. The air lifting device becomes the high pressure erosion device tracked and telescoped. This is particularly with regard to one continuous loosening and discharge of the soil material inside the cavity Profiles parallel, synchronous with the advance of the hollow profile particularly advantageous. The The air lifting device can then be variably adjusted to the required level Set length, which enormously combines the handling of the entire device fold.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Hochdruckerosionsvorrichtung einen Stator und einen an dem Stator angelenkten Rotor auf, wobei der Rotor einen Düsenstock mit mindestens einer im wesentlichen radial orientierten Erosionsdüse und einer Bohrkrone umfaßt. Über den Stator können dem Rotor dann verschiedene Druckmittel zugeführt werden und insbesondere eine Hochdruckflüssigkeit, mit der das Bodenmaterial im Inneren des Hohlprofils aufgeschnitten wird. Der Stator umfaßt dafür einen Druckanschluß, der i.d.R. außen liegt, so daß eine Flüssigkeitszuführung von außen an den Stator angeschlossen werden kann. Außerdem sind der Stator und der Rotor mit miteinander kommunizierenden Kanälen versehen, so daß dem Rotor bzw. der Erosionsdüse über den Stator Hochdruckflüssigkeit zuführbar ist. Als Hochdruckflüssigkeit wird i.d.R. Wasser verwendet, das im Bereich der mei­ sten Baustellen, bspw. im Wasserbau oder als Grundwasser, in hinreichenden Mengen zur Verfügung steht.In an advantageous embodiment of the device according to the invention the high pressure erosion device has a stator and one on the stator hinged rotor, the rotor having a nozzle assembly with at least one essentially comprises radially oriented erosion nozzle and a drill bit. Various pressure media can then be supplied to the rotor via the stator be and in particular a high pressure liquid with which the soil material is cut open inside the hollow profile. The stator includes one Pressure connection, which is usually is on the outside, so that a liquid supply of can be connected to the outside of the stator. In addition, the stator and the rotor with channels communicating with each other, so that the The rotor or the erosion nozzle can be supplied with high-pressure liquid via the stator. As a high pressure liquid, usually Water used in the area of mei  Most construction sites, for example in hydraulic engineering or as groundwater, in sufficient Amounts are available.

In einer besonders vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Rotor hydraulisch oder pneumatisch angetrieben. Dazu könnte der Ro­ tor mindestens einen radial zur Rotationsachse angeordneten Ausleger aufwei­ sen, der wiederum mit mindestens einer tangential zu seiner Rotationsbewegung orientierten Antriebsdüse versehen ist. Wird die Antriebsdüse mit einem Druck­ mittel versorgt, so wird der Rotor aufgrund des Rückstoßes in Rotation versetzt. Besonders vorteilhaft ist es nun, wenn ein Teil der dem Rotor über den Stator ohnehin zugeführten Hochdruckflüssigkeit als Druckmittel dient. Dazu muß le­ diglich eine entsprechende Zuleitung zwischen dem Rotor und der Antriebsdüse vorgesehen sein. Dann tritt die Hochdruckflüssigkeit mit demselben Druck aus der Antriebsdüse aus wie aus der radial orientierten Erosionsdüse. Durch die Drehung des Rotors wird das umliegende Bodenmaterial allseitig gleichmäßig aufgeschnitten.In a particularly advantageous variant of the device according to the invention the rotor is driven hydraulically or pneumatically. The Ro tor at least one boom arranged radially to the axis of rotation sen, which in turn has at least one tangent to its rotational movement oriented drive nozzle is provided. If the drive nozzle with a pressure medium supply, the rotor is set in rotation due to the recoil. It is now particularly advantageous if part of the rotor is connected to the stator anyway supplied high pressure liquid serves as a pressure medium. To do this, le diglich a corresponding supply line between the rotor and the drive nozzle be provided. Then the high pressure liquid emerges at the same pressure the drive nozzle as from the radially oriented erosion nozzle. Through the Rotation of the rotor makes the surrounding soil material uniform on all sides cut open.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist außerdem noch eine Vorbohrdüse vorgesehen, die am Rotor im wesentlichen axial in Richtung der Bohrkrone orientiert angeordnet ist. Auch diese Vorbohr­ düse wird mit einem Druckmittel, vorzugsweise ebenfalls mit der Hochdruckflüs­ sigkeit, versorgt. Die Vorbohrdüse dient zum Abbau des Bohrwiderstandes, der auf die vorlaufende Bohrkrone wirkt. Mit Hilfe der Vorbohrdüse wird der Bau­ grund im Bereich der Bohrkrone zumindest aufgelockert, so daß ein Festfressen der Bohrkrone weitestgehend vermieden wird.In an advantageous embodiment of the device according to the invention also provided a pre-drilling nozzle, which is essentially on the rotor is axially oriented in the direction of the drill bit. This pre-drilling too nozzle is with a pressure medium, preferably also with the high pressure rivers liquid, supplied. The pre-drilling nozzle serves to reduce the drilling resistance acts on the leading drill bit. With the help of the pre-drilling nozzle, the construction reason in the area of the drill bit at least loosened, so that seizing the drill bit is largely avoided.

Aus verschiedenen Gründen ist es auch vorteilhaft, wenn der Stator neben dem Druckanschluß für eine Flüssigkeitszuführung einen Druckanschluß auch für eine Luftzuführung aufweist. Sind außerdem im Stator und im Rotor miteinander kor­ respondierende Luftkanäle vorgesehen, so kann dem Rotor bzw. der Erosions­ düse über den Stator auch Luft zugeführt werden. Besonders vorteilhaft ist es nun, wenn die Erosionsdüse eine zentrale Austrittsöffnung für die Hochdruck­ flüssigkeit und einen diese Austrittsöffnung umgebenden Ringkanal für die Luft aufweist. Dies führt zu einer Verdichtung des Hochdruckflüssigkeitsstrahls und also zu einer Stabilisierung des Hochdruckflüssigkeitsstrahls.For various reasons, it is also advantageous if the stator next to the Pressure connection for a liquid supply also a pressure connection for a Has air supply. Are also in the stator and the rotor with each other kor responding air channels provided, so the rotor or erosion Air can also be supplied via the stator. It is particularly advantageous now if the erosion nozzle has a central outlet for the high pressure liquid and an annular duct surrounding this outlet opening for the air  having. This leads to a compression of the high pressure liquid jet and So to stabilize the high pressure liquid jet.

Die dem Rotor zugeführte Druckluft könnte außerdem auch als Druckmittel für die Antriebsdüse und/oder die Vorbohrdüse dienen.The compressed air supplied to the rotor could also be used as a pressure medium for the drive nozzle and / or the pilot hole serve.

Wie bereits erwähnt, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung neben der Hochdruckerosionsvorrichtung auch eine Lufthebeeinrichtung. Besonders vor­ teilhaft ist es, wenn diese Lufthebeeinrichtung ein zentrales Förderrohr umfaßt, in dessen vorderen Bereich mehrere nach außen gerichtete Absaugrohre mün­ den. Beim Lösen des Bodenmaterials mit Hilfe der vorab beschriebenen Hoch­ druckerosionsvorrichtung wird das Bodenmaterial nämlich nach außen in Rich­ tung der Wandung des Hohlprofils getragen. In diesem Bereich kann das Bo­ denmaterial mit Hilfe der vorgeschlagenen Lufthebeeinrichtung besonders effek­ tiv abgesaugt werden. Dazu sind sowohl in dem vorderen Bereich des Förder­ rohrs als auch in den vorderen Bereichen der Absaugrohre jeweils Druckluftzu­ führungen vorgesehen, mit denen ein nach oben gerichteter Luftstrom und also Sog erzeugt wird.As already mentioned, the device according to the invention comprises in addition to the High pressure erosion device also an air lifting device. Especially before it is partial if this air lifting device comprises a central delivery pipe, in the front area several outward-pointing suction tubes mün the. When loosening the floor material using the high described above Pressure erosion device, namely the soil material to the outside in Rich tion of the wall of the hollow profile worn. In this area the Bo the material with the help of the proposed air lifting device particularly effec be sucked off. These are both in the front area of the conveyor compressed air as well as in the front areas of the suction pipes guides provided with which an upward air flow and so Suction is generated.

In vorteilhafter Weise ist die Hochdruckerosionsvorrichtung im Bereich zwischen den Absaugrohren angeordnet, und zwar so, daß zumindest der die Erosions­ düse umfassende Teil des Rotors über die Absaugrohre hinausragt. Das Boden­ material im Inneren eines Hohlprofils wird dann mit Hilfe der Erosionsdüse un­ mittelbar unterhalb der Absaugrohre der Lufthebeeinrichtung aufgeschnitten, aufgelöst und nach außen getragen und kann auf diese Weise besonders effek­ tiv abgesaugt werden.The high-pressure erosion device is advantageously in the region between the suction pipes arranged so that at least the erosion part of the rotor protruding beyond the suction pipes. The floor Material inside a hollow profile is then un with the help of the erosion nozzle cut open indirectly below the suction tubes of the air lifting device, dissolved and carried to the outside and can be particularly effective in this way be sucked off.

Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise ist es vorteilhaft, wenn der Stator der Hochdruckerosionsvorrichtung am vorderen Ende des Förderrohres festgelegt und ggf. sogar teilweise in das Förderrohr eingebaut ist. Dieser Bereich des För­ derrohrs dient dann gleichzeitig auch als Gehäuse und Schutz für Teile der Hochdruckerosionsvorrichtung. In view of a compact design, it is advantageous if the stator High pressure erosion device set at the front end of the delivery pipe and possibly even partially installed in the conveyor pipe. This area of För derrohrs then also serves as a housing and protection for parts of the High pressure erosion device.  

Wie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erörtert, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Lufthebeeinrichtung teleskopierbar ist, d. h., wenn das Förderrohr der Lufthebeeinrichtung teleskopartig verlängerbar ist. Außerdem sollten in diesem Zusammenhang auch die Flüssigkelts und Luft­ zuführungen verlängerbar sein.As already discussed in connection with the method according to the invention, it is particularly advantageous if the air lifting device is telescopic, d. that is, if the conveyor tube of the air lifting device can be extended telescopically is. In addition, the liquid cells and air should also be considered in this context feeders can be extended.

Im Hinblick auf eine möglichst automatische Verfahrensführung könnte die Luft­ hebeeinrichtung in vorteilhafter Weise auch eine Standvorrichtung umfassen, über die die Lufthebeeinrichtung auf dem Bodenmaterial im Inneren des Hohlpro­ fils aufsitzt und mit dem Austrag des Bodenmaterials automatisch absinkt. Die Standvorrichtung würde dabei gleichzeitig als Führung für die Lufthebeeinrich­ tung dienen. Sie könnte bspw. in Form eines Ringes realisiert sein, der fest mit der Lufthebeeinrichtung verbunden ist und in etwa in einer Höhe zwischen den Enden der Absaugrohre und der Erosionsdüse angeordnet ist.With a view to the process being carried out as automatically as possible, the air could lifting device advantageously also include a standing device, via which the air lifting device on the floor material inside the Hohlpro fils sits and automatically drops with the discharge of the soil material. The Stand device would also serve as a guide for the air lifting device serve. It could, for example, be realized in the form of a ring that is fixed with the air lifting device is connected and approximately at a height between the Ends of the suction pipes and the erosion nozzle is arranged.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 3 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im all­ gemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.There are now several ways to teach the present invention advantageous to design and develop. This is on the one hand the claims subordinate to claims 1 and 3, on the other the following explanation of an embodiment of the invention based on to refer to the drawing. In conjunction with the explanation of the preferred Embodiment of the invention with reference to the drawing are also in all general preferred refinements and developments of the teaching explained.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung in einem Hohlprofil, Fig. 1 is a side view of an embodiment of a erfindungsge MAESSEN device in a hollow profile,

Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 dargestellten Lufthebeeinrichtung und Fig. 2 is a plan view of the air lifting device shown in Fig. 1 and

Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht eine Baustellensituation beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 3 is a schematic side view of a construction site situation when using the device according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Vortrieb eines Hohlprofils 1 in einen Baugrund 2. Das Hohlprofil 1 wird mit konventionellen Methoden in den Baugrund getrie­ ben, also entweder durch Rammen, Rütteln, Vibrieren oder Bohren. Es handelt sich hier um ein Rohr mit kreisrundem Querschnitt. Fig. 1 shows a device for propulsion of a hollow profile 1 in a building. 2 The hollow section 1 is driven by conventional methods into the ground, either by ramming, shaking, vibrating or drilling. It is a tube with a circular cross-section.

Erfindungsgemäß umfaßt die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung eine Hochdruck­ erosionsvorrichtung 3 und eine Lufthebeeinrichtung 4.According to the invention, the device shown in FIG. 1 comprises a high pressure erosion device 3 and an air lifting device 4 .

Mit Hilfe der Hochdruckerosionsvorrichtung 3, die im Inneren des Hohlprofils 1 geführt und mit dem Hohlprofil 1 abgeteuft wird, wird das Bodenmaterial im In­ neren des Hohlprofils 1 gelöst, und zwar hydraulisch aufgeschnitten. Die Luft­ hebeeinrichtung 4 dient zum Austrag dieses gelösten Bodenmaterials.With the help of the high-pressure erosion device 3 , which is guided inside the hollow profile 1 and sunk with the hollow profile 1 , the soil material is loosened in the interior of the hollow profile 1 , namely hydraulically cut open. The air lifting device 4 serves to discharge this loosened soil material.

Die Hochdruckerosionsvorrichtung 3 weist einen Stator 5 und einen an dem Sta­ tor 5 angelenkten Rotor 6 auf, wobei der Rotor 6 einen Düsenstock mit einer im wesentlichen radial orientierten Erosionsdüse und einer Bohrkrone 8 umfaßt. Der Stator 3 weist einen äußeren Druckanschluß 9 für eine Flüssigkeitszuführung 10 auf. Außerdem sind der Stator 5 und der Rotor 6 mit Kanälen versehen, die - da sie im Inneren verlaufen - hier nicht dargestellt sind, so daß dem Rotor 6 bzw. der Erosionsdüse 7 über den Stator 5 Hochdruckflüssigkeit zuführbar ist.The high pressure discharge machining apparatus 3 includes a stator 5 and a gate of the Sta 5 hinged rotor 6, the rotor 6 includes a nozzle with a substantially radially oriented Erosionsdüse and a drill bit. 8 The stator 3 has an external pressure connection 9 for a liquid supply 10 . In addition, the stator 5 and the rotor 6 are provided with channels which - since they run inside - are not shown here, so that high pressure liquid can be supplied to the rotor 6 or the erosion nozzle 7 via the stator 5 .

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rotor 6 hydraulisch ange­ trieben. Dazu umfaßt er einen radial zur Rotationsachse angeordneten Ausleger 11 mit einer tangential zu seiner Rotationsbewegung orientierten Antriebsdüse 12. Die Antriebsdüse 12 wird über eine Schlauchverbindung 13 zwischen dem Rotor 6 und der Antriebsdüse 12 mit Hochdruckflüssigkeit als Druckmittel ver­ sorgt. Aufgrund der tangentialen Orientierung der Antriebsdüse 12 wird der Ro­ tor 6 bei Beaufschlagung mit Hochdruckflüssigkeit in eine Rotationsbewegung versetzt.In the embodiment shown here, the rotor 6 is hydraulically driven. For this purpose, it comprises a boom 11 arranged radially to the axis of rotation with a drive nozzle 12 oriented tangentially to its rotational movement. The drive nozzle 12 is provided via a hose connection 13 between the rotor 6 and the drive nozzle 12 with high pressure liquid as pressure medium. Due to the tangential orientation of the drive nozzle 12 , the ro tor 6 is set in a rotational movement when acted upon by high pressure liquid.

Am Rotor 6 ist außerdem eine im wesentlichen axial in Richtung der Bohrkrone 8 gerichtete Vorbohrdüse 14 angeordnet. Auch diese Vorbohrdüse 14 wird über den Stator 5 in Verbindung mit dem Rotor 6 mit Hochdruckflüssigkeit als Druckmittel versorgt. Mit Hilfe der Vorbohrdüse 14 wird der an der Bohrkrone 8 anstehende Baugrund aufgelockert, um ein Festfressen der Bohrkrone 8 zu ver­ meiden.A pre-drilling nozzle 14, which is directed essentially axially in the direction of the drill bit 8 , is also arranged on the rotor 6 . This pre-drilling nozzle 14 is also supplied with high pressure liquid as pressure medium via the stator 5 in connection with the rotor 6 . With the help of the pre-drilling nozzle 14 , the soil at the drill bit 8 is loosened in order to avoid seizing of the drill bit 8 .

Neben dem Druckanschluß 9 für die Flüssigkeitszuführung 10 ist der Stator 5 mit einem weiteren Druckanschluß 15 für eine Luftzuführung 16 versehen. Außerdem weisen der Stator 5 und der Rotor 6 - hier ebenfalls nicht dargestell­ te - kommunizierende Luftkanäle auf, so daß dem Rotor 6 bzw. der Erosionsdüse 7 über den Stator 5 Luft, und zwar Druckluft, zuführbar ist. Die Erosionsdüse 7 weist eine zentrale Austrittsöffnung für die Hochdruckflüssigkeit und einen diese umgebenden Ringkanal für die Druckluft auf. Auf diese Weise wird der Hoch­ druckflüssigkeitsstrahl mit Druckluft ummantelt, was ein frühzeitiges Aufbrechen des Hochdruckflüssigkeitsstrahls verhindert.In addition to the pressure connection 9 for the liquid supply 10 , the stator 5 is provided with a further pressure connection 15 for an air supply 16 . In addition, the stator 5 and the rotor 6 - also not shown here - communicating air channels, so that the rotor 6 or the erosion nozzle 7 via the stator 5 air, namely compressed air, can be supplied. The erosion nozzle 7 has a central outlet opening for the high-pressure liquid and an annular channel surrounding it for the compressed air. In this way, the high pressure liquid jet is encased with compressed air, which prevents the high pressure liquid jet from breaking prematurely.

Die Lufthebeeinrichtung 4 umfaßt ein zentrales Förderrohr 17. In den vorderen bzw. unteren Bereich des Förderrohrs 17 münden im hier dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel drei nach unten, außen gerichtete Absaugrohre 18, was besonders deutlich in Fig. 2 dargestellt ist. Die Absaugrohre 18 sind jeweils in einem 120°-Winkel zueinander angeordnet und decken auf diese Weise den sich an die Wandung des Hohlprofils 1 anschließenden Innenbereich gleichmäßig ab. Sowohl im unteren Bereich des Förderrohrs 17 als auch im vorderen Bereich der Absaugrohre 18 sind jeweils Druckluftzuführungen 19 vorgesehen, über die ein nach oben gerichteter Luftstrom und also Sog in den Absaugrohren 18 und in dem Förderrohr 17 erzeugt werden kann.The air lifting device 4 comprises a central delivery pipe 17 . In the example of the embodiment shown here, three downward, outwardly directed suction tubes 18 open into the front or lower region of the conveyor tube 17 , which is shown particularly clearly in FIG. 2. The suction pipes 18 are each arranged at a 120 ° angle to one another and in this way cover the inner region adjoining the wall of the hollow profile 1 evenly. Compressed air supply lines 19 are provided both in the lower area of the delivery pipe 17 and in the front area of the suction pipes 18 , via which an upward air flow and therefore suction can be generated in the suction pipes 18 and in the delivery pipe 17 .

Fig. 1 zeigt auch, daß die Hochdruckerosionsvorrichtung 3 im Bereich zwischen den Absaugrohren 18 angeordnet ist, und zwar so, daß zumindest der die Erosi­ onsdüse 7 umfassende Teil des Rotors 6 über die Absaugrohre 18 hinausragt. Der Stator 5 ist am vorderen Ende des Förderrohrs 17 festgelegt, bzw. zumin­ dest teilweise in das Förderrohr 17 eingebaut. Dazu ist ein Endstück 20 des Förderrohrs 17 durch eine Platte 21 vom übrigen Förderrohr 17 abgetrennt. Das Endstück 20 ist teilweise geöffnet und dient als Halterung, Gehäuse und zumin­ dest teilweiser Schutz für den Stator 5. Fig. 1 also shows that the high pressure erosion device 3 is arranged in the region between the suction pipes 18 , in such a way that at least the part of the rotor 6 comprising the erosion nozzle 7 projects beyond the suction pipes 18 . The stator 5 is fixed at the front end of the delivery pipe 17 , or at least partially installed in the delivery pipe 17 . For this purpose, an end piece 20 of the delivery pipe 17 is separated from the rest of the delivery pipe 17 by a plate 21 . The end piece 20 is partially open and serves as a holder, housing and at least partial protection for the stator 5 .

In den Figuren nicht dargestellt ist die Möglichkeit, das Förderrohr 17 teleskop­ artig zu verlängern. Die Notwendigkeit hierfür veranschaulicht Fig. 3, wo der Vorgang des Einbringens eines Hohlprofils 1 in den Baugrund 2 dargestellt ist.Not shown in the figures is the possibility to extend the conveyor tube 17 telescopically. The need for this is illustrated in FIG. 3, where the process of inserting a hollow profile 1 into the subsoil 2 is shown.

Mit fortschreitendem Vortrieb des Hohlprofils 1 und damit verbundenem Vortrieb der Hochdruckerosionsvorrichtung 3 in Verbindung mit der Lufthebeeinrichtung 4 muß das Förderrohr 17 stetig verlängert werden, damit das gelöste Bodenma­ terial aus dem Hohlprofil 1 ausgetragen werden kann.With progressive advance of the hollow profile 1 and the associated advance of the high-pressure erosion device 3 in connection with the air lifting device 4 , the delivery pipe 17 must be continuously extended so that the dissolved Bodenma material can be discharged from the hollow profile 1 .

Fig. 3 veranschaulicht außerdem noch, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung parallel zu einer konventionellen Geräteeinheit zum Eintreiben eines Hohlprofils eingesetzt werden kann. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Hohlprofil mit Hilfe eines Rammbären 22 in den Baugrund 2 gerammt. Neben dem Rammbären 22 sind gleichzeitig die Flüssigkeits- und Luftzuführungen 10, 16 und 19 in das Hohlprofil 1 geführt. Außerdem setzt sich das Förderrohr 17 am oberen Ende des Hohlprofils 1 in einem Krümmer 23 fort, an den eine Schlauchleitung 24 für das Bodenmaterial bzw. den beim Aufschneiden des Bo­ dens entstandenen Brei angeschlossen ist. Je nach Baustellensituation kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung dem Hohlprofil voreilen zu lassen, um den Baugrund für den Vortrieb des Hohlprofils zu lockern. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung kann aber auch parallel oder nacheilend zum Hohlpro­ fil geführt werden. Fig. 3 also illustrates that the device according to the invention can be used in parallel to a conventional device unit for driving a hollow profile. In the exemplary embodiment shown here, the hollow profile is rammed into the subsoil 2 with the help of a pile driver 22 . In addition to the ram bear 22 , the liquid and air feeds 10 , 16 and 19 are simultaneously guided into the hollow profile 1 . In addition, the delivery pipe 17 continues at the upper end of the hollow profile 1 in a bend 23 , to which a hose line 24 is connected for the soil material or the slurry formed when cutting the Bo dens. Depending on the construction site situation, it may be advantageous to let the device according to the invention lead the hollow profile in order to loosen the ground for driving the hollow profile. The inventive device according to the invention can also be performed in parallel or lagging to the Hohlpro fil.

Hinsichtlich weiterer in den Figuren nicht gezeigter Merkmale wird auf den all­ gemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.With regard to further features not shown in the figures, reference is made to all referred to the general part of the description.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die erfindungsgemäße Lehre nicht auf das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Die erfindungsge­ mäße Lehre läßt sich bspw. auch in Form einer Vorrichtung mit einer Lufthebe­ einrichtung, aber mehreren Hochdruckerosionsvorrichtungen, realisieren, was bspw. bei Großprofilen erforderlich sein kann.In conclusion, it should be emphasized that the teaching of the invention is not based on the Embodiment discussed above is limited. The fiction moderate teaching can also be in the form of a device with an air lift, for example device, but several high-pressure erosion devices, realize what For example, may be necessary for large profiles.

Claims (17)

1. Verfahren zum Vortrieb von Hohlprofilen in den Baugrund, bei dem ein Hohlprofil (1) im wesentlichen durch Rammen, Rütteln, Vibrieren oder Bohren in den Baugrund (2) getrieben wird und parallel dazu Bodenmaterial aus dem Inne­ ren des Hohlprofils (1) ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenmaterial im Inneren des Hohlprofils (1) hydraulisch mit Hilfe mindestens eines Hochdruckflüssigkeits­ strahls gelöst wird und mit Hilfe einer Lufthebeeinrichtung (4) ausgetragen wird.1. A method for driving hollow profiles into the ground, in which a hollow profile ( 1 ) is driven essentially by ramming, shaking, vibrating or drilling into the ground ( 2 ) and in parallel soil material from the inside of the hollow profile ( 1 ) is discharged is characterized in that the soil material inside the hollow profile ( 1 ) is hydraulically released with the aid of at least one high-pressure liquid jet and is discharged with the aid of an air lifting device ( 4 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Hohlprofis (1) mindestens eine Hochdruckerosionsvorrichtung (3) zum hydrauli­ schen Aufschneiden des Bodenmaterials geführt und mit dem Hohlprofil (1) ab­ geteuft wird und daß die Lufthebeeinrichtung (4) der Hochdruckerosionsvorrich­ tung (3) nachgeführt und dabei teleskopiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that in the interior of the hollow professional ( 1 ) at least one high-pressure erosion device ( 3 ) for hydraulic cutting the soil material's out and with the hollow profile ( 1 ) from and is sunk and that the air lifting device ( 4 ) of the high-pressure erosion device device ( 3 ) tracked and thereby telescoped. 3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Vortrieb von Hohlpro­ filen in den Baugrund nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit mindestens einer Hochdruckerosionsvorrichtung (3) und einer Lufthebeeinrichtung (4).3. Device for carrying out a method for propelling Hohlpro filen in the ground according to one of claims 1 or 2, with at least one high-pressure erosion device ( 3 ) and an air lifting device ( 4 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck­ erosionsvorrichtung (3) einen Stator (5) und einen an dem Stator (5) angelenk­ ten Rotor (6) aufweist, wobei der Rotor (6) einen Düsenstock mit mindestens einer im wesentlichen radial orientierten Erosionsdüse (7) und eine Bohrkrone (8) umfaßt.4. The device according to claim 3, characterized in that the high pressure erosion device ( 3 ) has a stator ( 5 ) and one on the stator ( 5 ) hinged th rotor ( 6 ), the rotor ( 6 ) having a nozzle assembly with at least one essentially radially oriented erosion nozzle ( 7 ) and a drill bit ( 8 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (5) mindestens einen Druckanschluß (9) für eine Flüssigkeitszuführung (10) auf­ weist und daß der Stator (5) und der Rotor (6) mit Kanälen versehen sind, so daß dem Rotor (6) bzw. der Erosionsdüse (7) über den Stator (5) Hochdruck­ flüssigkeit zuführbar ist. 5. The device according to claim 4, characterized in that the stator ( 5 ) has at least one pressure connection ( 9 ) for a liquid supply ( 10 ) and that the stator ( 5 ) and the rotor ( 6 ) are provided with channels, so that the rotor ( 6 ) or the erosion nozzle ( 7 ) can be supplied with high pressure liquid via the stator ( 5 ). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) hydraulisch oder pneumatisch angetrieben ist.6. Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the rotor ( 6 ) is hydraulically or pneumatically driven. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) mindestens einen radial zur Rotationsachse angeordneten Ausleger (11) aufweist, daß der Ausleger (11) mindestens eine tangential zu seiner Rotationsbewegung orientierte Antriebsdüse (12) aufweist und daß die Antriebsdüse (12) mit einem Druckmittel versorgt wird.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the rotor ( 6 ) has at least one boom ( 11 ) arranged radially to the axis of rotation, that the boom ( 11 ) has at least one drive nozzle ( 12 ) oriented tangentially to its rotational movement and that the drive nozzle ( 12 ) is supplied with a pressure medium. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor (6) mindestens eine im wesentlichen axial in Richtung der Bohr­ krone (8) gerichtete Vorbohrdüse (14) angeordnet ist und daß die Vorbohrdüse (14) mit einem Druckmittel versorgt wird.8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that on the rotor ( 6 ) at least one substantially axially in the direction of the drill bit ( 8 ) directed pre-drilling nozzle ( 14 ) is arranged and that the pre-drilling nozzle ( 14 ) with a pressure medium is supplied. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der dem Rotor (6) über den Stator (5) zugeführten Hochdruckflüs­ sigkeit als Druckmittel dient.9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that a part of the rotor ( 6 ) via the stator ( 5 ) supplied high pressure liquid serves as a pressure medium. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (5) mindestens einen Druckanschluß (15) für eine Luftzuführung (16) aufweist und daß der Stator (5) und der Rotor (6) mit Kanälen versehen sind, so daß dem Rotor (6) bzw. der Erosionsdüse (7) über den Stator (5) Druckluft zuführbar ist.10. Device according to one of claims 4 to 9, characterized in that the stator ( 5 ) has at least one pressure connection ( 15 ) for an air supply ( 16 ) and that the stator ( 5 ) and the rotor ( 6 ) are provided with channels , so that the rotor ( 6 ) or the erosion nozzle ( 7 ) can be supplied with compressed air via the stator ( 5 ). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erosions­ düse (7) eine zentrale Austrittsöffnung für die Hochdruckflüssigkeit und einen diese umgebenden Ringkanal für die Druckluft aufweist.11. The device according to claim 10, characterized in that the erosion nozzle ( 7 ) has a central outlet for the high pressure liquid and a ring channel surrounding the latter for the compressed air. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der dem Rotor (6) über den Stator (5) zugeführten Druckluft als Druckmittel dient.12. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that a part of the rotor ( 6 ) via the stator ( 5 ) supplied compressed air serves as a pressure medium. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufthebeeinrichtung (4) ein zentrales Förderrohr (17) umfaßt, daß in den vorderen Bereich des Förderrohres (17) meh­ rere nach außen gerichtete Absaugrohre (18) münden und daß sowohl das För­ derrohr (17) in seinem vorderen Bereich als auch die Absaugrohre (18) in ihren vorderen Bereichen jeweils mit Druckluftzuführungen (19) versehen sind.13. Device according to one of claims 3 to 12, characterized in that the air lifting device ( 4 ) comprises a central delivery pipe ( 17 ) that in the front region of the delivery pipe ( 17 ) open several outward suction pipes ( 18 ) and that both the För derrohr ( 17 ) in its front area and the suction pipes ( 18 ) in their front areas are each provided with compressed air supplies ( 19 ). 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hoch­ druckerosionsvorrichtung (3) im Bereich zwischen den Absaugrohren (18) ange­ ordnet ist, so daß zumindest der die Erosionsdüse (7) umfassende Teil des Ro­ tors (6) über die Absaugrohre (18) hinausragt.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the high pressure erosion device ( 3 ) in the area between the suction pipes ( 18 ) is arranged so that at least the erosion nozzle ( 7 ) comprising part of the ro tor ( 6 ) via the suction pipes ( 18 ) protrudes. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (5) am vorderen Ende des Förderrohres (17) festgelegt ist, vorzugsweise zumindest teilweise in das Förderrohr (17) eingebaut ist.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the stator ( 5 ) is fixed at the front end of the delivery pipe ( 17 ), preferably at least partially installed in the delivery pipe ( 17 ). 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderrohr (17) teleskopartig verlängerbar ist und daß auch die Hoch­ druckflüssigkeits- und Druckluftzuführungen verlängerbar sind.16. The device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the conveyor tube ( 17 ) is telescopically extendable and that the high pressure fluid and compressed air supply lines are extendable. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufthebeeinrichtung eine Standvorrichtung umfaßt, über die die Lufthe­ beeinrichtung auf dem Bodenmaterial im Inneren des Hohlprofils aufsitzt und mit dem Austrag des Bodenmaterials automatisch absinkt.17. The device according to one of claims 13 to 16, characterized in that that the air lifting device comprises a standing device over which the air lifting device device sits on the floor material inside the hollow profile and with the discharge of the soil material automatically decreases.
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