DE19729882C1

DE19729882C1 - Drilling for cast-in-situ pile

Info

Publication number: DE19729882C1
Application number: DE19729882A
Authority: DE
Inventors: Guenter Henn
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2017-07-12

Abstract

This is a novel method of preparing a cast-in-situ pile. It is eminently suitable for subsoils with varied strata. The borehole for the pile is sunk using an extractive drilling tool, with an outer casing which secures the borehole wall. The new part of the process is applied on reaching looser strata in danger of collapse and/or seepage. At this point, the extractive drilling tool is pulled and replaced with a displacement- or compressive drilling tool. The casing tube is afterwards introduced into the displacement-sunk section of the borehole. Also claimed is the equipment including: a rotated (4) drillstring (2) with connection (6) detachably holding the drilling tool (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bohrpfahls gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bohrpfahls, welche insbe sondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ge eignet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The invention relates to a method for producing a Bored pile according to the preamble of claim 1 and one Device for producing a bored pile, which in particular special for performing the method according to claim 1 ge is suitable, according to the preamble of claim 6.

Verfahren und Vorrichtung können insbesondere bei der Her stellung von Bohrpfählen aus Beton oder Kies, von Schot terpfählen oder vermörtelten Kies- oder Schotterpfählen in einem Baugrund mit unterschiedlichen Bodenschichten und insbesondere mit lockeren, grundbruchgefährdeten Boden schichten angewendet werden.The method and device can be used particularly in the manufacture Positioning of bored piles made of concrete or gravel, of sheet piles or mortared gravel or ballast piles in a building ground with different soil layers and especially with loose soil prone to breakage layers can be applied.

In einem derartigen Baugrund ist es üblich, Stützelemente, d. h. z. B. die vorgenannten Pfähle, im Schutz einer Verroh rung herzustellen, indem gleichzeitig mit dem Abbohren ei nes Bohrwerkzeugs eine Sicherung der Bohrlochwand durch Eindrehen einer Außenverohrung erfolgt. Eine Verrohrung wird auch zum Schutz einer Bohrung niedergebracht, wenn z. B. die Standfestigkeit der Bohrung nicht auf der gesamten Läng des Stützelementes erforderlich ist.In such a subsoil, it is common to use support elements, d. H. e.g. B. the aforementioned piles, in the protection of a Verroh manufacture by simultaneously egg drilling a drilling tool to secure the borehole wall An external pipe is screwed in. A piping is also drilled to protect a well if e.g. B. not the stability of the hole on the whole Along the support element is required.

Zur Herstellung von verrohrten Bohrlöchern ist es bekannt, Bohrrohre als Außenrohre zusammen mit einem inneren Bohr gestänge mit Bohrwerkzeug abzuteufen und entsprechend dem Bohrforschritt einzubringen. For the production of cased boreholes, it is known Drill pipes as outer pipes together with an inner drill drill the rods with the drilling tool and accordingly to introduce the drilling progress.

Eine geeignete Vorrichtung kann eine durchgehende Bohr schnecke verwenden, welche gemeinsam mit den Außenrohren abgeteuft wird. Anstelle einer durchgehenden Bohrschnecke kann auch eine kurze Bohrschnecke am Ende einer Bohrstange in den Boden eingedreht werden. Dabei wird das abgebohrte Boden- und Gesteinsmaterial nach oben gefördert. Bei locke ren, körnigen Böden und insbesondere beim Bohren unter Grundwasser kann die Verwendung von Bohrschnecken zu einem erhöhten Zeit- und Energieaufwand führen, da das rie selfähige bzw. wassergesättigte Bohrgut noch im Bereich des Bohrlochs von der Schnecke läuft und ein Austrag verzögert wird.A suitable device can be a continuous drilling Use snail, which together with the outer tubes is sunk. Instead of a continuous auger can also use a short auger at the end of a boring bar be screwed into the ground. This will drill the hole Soil and rock material promoted upwards. At locke grainy soils and especially when drilling under Groundwater can lead to the use of augers lead to increased expenditure of time and energy, since that rie selectable or water-saturated drilling material still in the area of Drill hole runs from the screw and a discharge is delayed becomes.

Es ist bekannt, zum Herstellen von Bohrlöchern ein Bohr gestänge mit einem daran befestigten Bohreimer einzusetzen. Bohreimer sind Behälter mit einem drehbaren Boden, welche so tief in den Boden eingedreht werden, bis sie gefüllt sind. Anschließend wird der gefüllte Bohreimer fußseitig verschlossen und mit der Bohrstange nach oben gezogen und an der Erdoberfläche entleert.It is known to drill a hole for making boreholes insert the rods with a drill bucket attached to them. Drilling buckets are containers with a rotating base, which be screwed deep into the ground until filled are. Then the filled drill bucket is on the foot side closed and pulled up with the boring bar and emptied on the surface of the earth.

Für besonders harte und schwer zu durchbohrende Boden schichten, wie Felsgestein, ist das Kernbohren bekannt. Da bei werden Kernbohrrohre, welche jeweils an einem Bohr gestänge befestigt werden, in den Boden eingedreht. Wie beim Bohreimer ist auch das Bohren mit einem Kernrohr durch die Bauhöhen dieser Bohrwerkzeuge begrenzt.For particularly hard and hard to penetrate floors Layers, like rock, are known as core drilling. There at core drill pipes, each on a drill rods are attached, screwed into the ground. How Drilling with a core tube is also finished with the drill bucket the heights of these drilling tools are limited.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen und Ver fahren besteht darin, daß das Abfördern des abgebohrten Bo denmaterials zusätzliche Antriebs- und Seilaggregate erfor dert. In der Regel können jeweils nur relativ kleine Mengen nach oben gefördert und ein Freiraum für die abzuteufende Außenverrohrung geschaffen werden. Der Erdaushub muß außerdem in der Regel entsorgt werden, wodurch zusätzliche Kosten anfallen. Da die Förderung des Bohrgutes aus dem Bohrlochabschnitt jeweils zu einer Unterbrechung des Abboh rens führt, sind die bekannten Verfahren und Vorrichtungen in der Regel relativ Zeit- und kostenaufwendig.Another disadvantage of the known devices and ver driving is that the removal of the drilled Bo additional drive and cable assemblies different. As a rule, only relatively small quantities can be used promoted upwards and a free space for those to be sunk External piping can be created. The excavation must also usually be discarded, creating additional Costs are incurred. Since the promotion of the drilling material from the Borehole section for an interruption of the Abboh rens leads are the known methods and devices usually relatively time-consuming and expensive.

Aus der DE-AS 11 57 162 ist ein Bohrgerät zum Herstellen von Bohrlöchern für Ortbeton-Gründungspfähle sowie für Boh rungen in waagerechter und schräger Richtung ohne Erdaushub bekannt. Das Bohrgerät weist eine mechanisch angetriebene Bohrspitze und ein hohles Bohrgestänge auf, welches aus schließlich zur Einführung eines Druckmittels in eine schmiegsam-nachgiebige Hülle dient. Diese Hülle ist an Klemmringen befestigt und weist mehrere Dehnungskammern auf, welche zum Verdichten des Erdreichs im Bohrloch auf gebläht werden können. Dieses bekannte Bohrgerät ist für für Bohrungen in lockeren Bodenschichten, jedoch nicht für einen Baugrund mit unterschiedlichen Bodenschichten geeig net.DE-AS 11 57 162 is a drilling device for manufacturing of boreholes for in-situ concrete foundation piles and for Boh stakes in a horizontal and oblique direction without excavation known. The drill has a mechanically driven one Drill tip and a hollow drill pipe on which out finally for the introduction of a pressure medium into a pliant, flexible shell. This envelope is on Clamping rings attached and has several expansion chambers on which to compact the soil in the borehole can be inflated. This well-known drill is for for drilling in loose soil layers, but not for suitable for a building ground with different soil layers net.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bohrp fahls, insbesondere in einem Baugrund mit unterschiedlichen Bodenschichten und mit wenigstens einer lockeren, grund bruchgefährdeten Bodenschicht, zu schaffen, welche zu einer Minimierung des Bodenaustrages und zu einer Senkung des Zeitaufwandes beim Herstellen eines verrohrten Bohrlochs führen. Gleichzeitig sollen mit dem Verfahren und der Vor richtung Bohrpfähle herstellbar sein, welche die Tragfähig keit eines Baugrunds in besonders wirtschaftlicher Weise erhöhen.The invention is based on the object Method and device for producing a Bohrp pale, especially in a subsoil with different Soil layers and with at least one loose, basic fracture-prone soil layer, which create a Minimize the soil discharge and reduce the Time spent making a cased borehole to lead. At the same time, with the procedure and the pre Direction of bored piles can be manufactured, which is the load-bearing of a building site in a particularly economical manner increase.

Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausge staltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 enthalten. Ausgestaltungen der Vorrichtung finden sich in den Unteransprüchen 7 bis 15 sowie in der Figurenbeschrei bung.In procedural terms, the task is characterized by the characteristics of Claim 1 and device-wise by the features of Claim 6 solved. Appropriate and advantageous Ausge Events of the method are in the subclaims 2 to 5 included. Refinements of the device can be found in subclaims 7 to 15 and in the figure description exercise.

Ein Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, beim Ab teufen eines verrohrten Bohrlochs mit einem Bohrgestänge und einem daran befestigten, fördernden Bohrwerkzeug und einem Außenrohr in Bodenschichten, welche locker und grund bruchgefährdet sind, ein Verdrängungsbohren durchzuführen.A basic idea of the invention is to be seen in the Ab drilling a cased borehole with a drill pipe and a drilling tool attached and conveying and an outer tube in soil layers, which is loose and basic are at risk of breakage to carry out displacement drilling.

Zu diesem Zweck wird ein Verdrängungsbohrwerkzeug derart ausgebildet, daß es lösbar an einem Bohrgestänge befestigt werden kann. For this purpose, a displacement drilling tool becomes such trained that it releasably attached to a drill string can be.

Zweckmäßigerweise ist das Verdrängungswerkzeug so gestal tet, daß es etwa ebenso schnell wie ein förderndes Bohr werkzeug, beispielsweise eine Bohrschnecke, ein Bohreimer oder ein Kerbohrer, an einem Bohrgestänge befestigt und wieder gelöst werden kann.The displacement tool is expediently designed in this way tet that it is about as fast as a drilling drill tool, for example a auger, a drill bucket or a notch drill attached to a drill pipe and can be solved again.

Erfindungsgemäß wird mit dem gegen ein förderndes Bohrwerk zeug ausgetauschten Verdrängerbohrwerkzeug beim Abbohren der anstehende lockere und verdrängungsfähige Boden nicht gefördert, sondern zur Vermeidung eines möglichen Grundbru ches aus den Bereich des Verdrängerbohrwerkzeugs und weit gehend in horizontaler Richtung unter Ausbildung eines Freiraums bei gleichzeitiger Verdichtung von Wandbereichen des Freiraums verdrängt. Indem der Boden mit Hilfe eines relativ langsam und kontinuierlich nach unten bewegten Bohrgestänges verdrängt und ein Hohlraum gebildet wird, kann die Verrohrung nachgeführt, d. h. ein Außenrohr ent sprechend dem Bohrfortschritt nachgedreht werden.According to the invention is used against a promotional boring machine exchanged displacement drilling tool when drilling the upcoming loose and displaceable floor is not promoted, but to avoid a possible Grundbru ches from the area of the displacement drilling tool and far going in the horizontal direction to form one Free space with simultaneous compression of wall areas of the free space. By using a moved down relatively slowly and continuously Displaced drill pipe and a cavity is formed can the piping tracked, d. H. an outer tube ent according to the drilling progress.

Vorrichtungsmäßig ist die Verrohrung bzw. ein abzuteufendes Außenrohr unabhängig vom Bohrgestänge mit Bohrwerkzeug axial verstellbar angeordnet. Das Bohrgestänge ist ver längerbar, z. B. teleskopierbar, und zusammen mit dem je weils befestigten Bohrwerkzeug axial verstellbar angeord net, beispielsweise über eine Gleitführung an einem Kran mast angeordnet. Des weiteren weist das erfindungsgemäß eingesetzte Bohrgestänge, welches bevorzugt eine Kellystan ge ist, einen bohrlochseitigen Verbindungsbereich auf, an welchem das dem jeweiligen anstehenden Bodenmaterial ent sprechende Bohrwerkzeug rasch befestigt und gelöst werden kann. In terms of the device, the piping or a pipe to be sunk Outer tube independent of the drill pipe with drilling tool axially adjustable. The drill pipe is ver extendable, e.g. B. telescopic, and together with the ever because the drilling tool is axially adjustable net, for example via a sliding guide on a crane mast arranged. Furthermore, according to the invention used drill pipe, which prefers a Kellystan ge, a borehole-side connection area on which corresponds to the pending soil material speaking drilling tool can be quickly attached and detached can.

Als Verdrängungsbohrwerkzeug kann beispielsweise eine Verdrängerwalze zum Einsatz kommen, welche in der DE 195 30 718 C1 beschrieben ist. Diese Verdrängungswalze ist an ei nem abgewinkelten bohrlochseitigen Abschnitt eines Bohr gestänges fest angeordnet und drehbar gelagert und weist an einem etwa doppelkonisch ausgebildeten Verdichterkörper ei nen Schneidkopf auf. Zur detaillierten Ausbildung und Funk tion wird auf die DE 195 30 718 C1 verwiesen. Das beschrie bene Verdrängungsbohren und die Verdrängerwalze werden ausdrücklich zum Bestandteil dieser Anmeldung gemacht.As a displacement drilling tool, for example Displacement roller are used, which are described in DE 195 30 718 C1. This displacement roller is on egg an angled downhole section of a drill linkage fixed and rotatably mounted and instructs an approximately double-conical compressor body egg cutting head. For detailed training and radio tion is made to DE 195 30 718 C1. That described bene displacement drilling and the displacement roller expressly made part of this application.

Die Bohrvorrichtung der DE 195 30 718 C1 wird nahezu aus schließlich in einem lockeren und verdrängbaren Baugrund eingesetzt, da ein Verdrängungsbohren in relativ har ten Bodenschichten und in einem Baugrund unter Grundwasser wirtschaftlich nicht sinnvoll und vor allem mit einer stark verlängerten Bohrzeit verbunden ist.The drilling device of DE 195 30 718 C1 is almost out finally in a loose and displaceable building site used since a displacement drilling in relatively har layers of soil and in a subsoil under groundwater not economically sensible and especially with a strong extended drilling time.

Dagegen besteht bei Einsatz der erfindungsgemäßen Bohrvor richtung die vorteilhafte Möglichkeit, das Verdrängungs bohrwerkzeug aus der Verrohrung und dem bereits abgeteuf ten, verrohrten Bohrloch herauszuziehen und ein dem anste henden Baugrund entsprechendes Bohrwerzeug zu befestigen.In contrast, when using the Bohrvor invention direction the advantageous possibility of displacement drilling tool from the piping and the already sunk pull out the cased borehole and move it to the next one to fasten the corresponding drilling tool.

Um einen raschen Wechsel der Bohrwerkzeuge zu gewährlei sten, sind die Durchmesser des Bohrgestänges und der Bohr werkzeuge der lichten Weite des Außenrohrs bzw. der Ver rohrung angepaßt.To ensure a quick change of drilling tools Most are the diameter of the drill pipe and the drill tools of the inside diameter of the outer tube or the ver adapted pipe.

Eine stabile und sichere Befestigung eines Verdrängungs bohrwerkzeugs wird mit einem Verbindungsbereich am bohr lochseitigen Ende des Bohrgestänges erreicht, welches als ein Einsteckende ausgebildet ist und mit einem formschlüssigen Aufnahmebereich der jeweils zu befestigen den Bohrwerkzeuge zusammenwirkt. A stable and secure attachment of a displacement drilling tool with a connection area on the drilling reached the hole-side end of the drill pipe, which is designed as an insertion end and with a form-fitting receiving area to attach each the drilling tools cooperate.

Eine drehstabile Verbindung eines Verdrängungsbohrwerkzeugs an einem Bohrgestänge wird erreicht, wenn das Einsteckende einen polygonalen Querschnitt, beispielsweise einen quadra tischen Querschnitt, aufweist. Des weiteren ist eine Siche rung des befestigten Verdrängungsbohrwerkzeugs, beispiels weise mit Hilfe von Sicherungsbolzen vorgesehen.A torsionally stable connection of a displacement drilling tool on a drill pipe is achieved when the insertion end a polygonal cross section, for example a quadra table cross section. Furthermore is a safe tion of the fixed displacement drilling tool, for example provided with the help of safety bolts.

Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lösbar zu befe stigende Verdrängungsbohrwerkzeug und das erfindungsgemäße Verfahren führen zu einem deutlich verringerten Bodenaus trag bei der Herstellung verrohrter Pfähle. Daraus resul tieren geringere Entsorgungskosten und darüber hinaus wer den Umweltschäden, z. B. in bezug auf einzurichtende Depo nien und erforderlichen Transporte für den Bodenautrag, vermieden bzw. reduziert.To befe releasably in the device according to the invention increasing displacement drilling tool and the invention Procedures lead to a significantly reduced soil in the manufacture of cased piles. From this resul lower disposal costs and moreover who the environmental damage, e.g. B. in relation to depot to be set up nien and necessary transports for the soil support, avoided or reduced.

Weitere Vorteile eines in die Herstellung eines verrohrten Bohrlochs für ein Stützelement integrierten Verdrängungs bohrens mit lösbar fixierbarem Verdrängungsbohrwerkzeug be stehen darin, daß ein verrohrtes Bohrloch und damit ein Pfahl mit einem deutlich geringerem Zeitaufwand hergestellt werden kann.Other advantages of being piped in the making Drill hole for a support element integrated displacement drilling with a releasably fixable displacement drilling tool stand in that a cased borehole and thus a Pile manufactured with a significantly lower expenditure of time can be.

Darüber hinaus ist mit dem wenigstens bereichsweise durch zuführenden Verdrängungsbohren eine Bodenverdichtung ver bunden, welche die Tragfähigkeit des hergestellten Pfahls überraschenderweise derart erhöht, daß kürzere und damit kostengünstigere Pfähle hergestellt werden können.In addition, the at least partially through displacement drilling a soil compaction ver tied, which the load-bearing capacity of the manufactured pile Surprisingly increased so that shorter and therefore cheaper piles can be produced.

Ein weiterer Effekt der erfindungsgemäßen Bohrvorrich tung mit lösbar befestigtem Verdrängungsbohrwerkzeug an einem inneren Bohrgestänge ist darin zu sehen, daß das Verdrängungsbohrwerkzeug bzw. ein Verdrängerkopf oder eine Verdrängerwalze gemäß DE 195 30 718 C1, im Gegensatz zu den fördernden Bohrwerkzeugen der abzuteufenden Außenverroh rung voreilen kann. Die durch das Verdrängungsbohren er reichte Bodenverdichtung verhindert eine Grundbruchgefahr, welche beim Einsatz fördernder, voreilender Bohrwerkzeuge in lockeren Bodenschichten gegeben und deshalb nicht zulässig ist.Another effect of the drilling device according to the invention device with releasably attached displacement drilling tool An inner drill pipe can be seen in the fact that the Displacement drilling tool or a displacement head or a Displacement roller according to DE 195 30 718 C1, in contrast to the Conveying drilling tools of the outer pipe to be sunk tion can lead. The through drilling he sufficient soil compaction prevents the risk of breakage, which when using conveying, leading drilling tools given in loose soil layers and therefore not is permissible.

Eine voreilende Anordnung des Verdrängungsbohrwerkzeugs vor der Außenverrohrung ermöglicht die Ausbildung eines Frei raums und ein Nachdrehen der Außenverrohrung mit einem geringerem Energieaufwand.A leading arrangement of the displacement drilling tool the outside piping allows the formation of a free space and a re-turning of the external piping with one lower energy consumption.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit unabhängigen Drehantrieben für die Außerverrohrung und das Bohgestänge mit Verdrängungsbohrwerkzeug ist darin zu se hen, daß diese auch für Schotterpfähle und dgl. und zur Pfahlfußerweiterung und Durchmesservergrößerung eingesetzt werden kann.Another advantage of the device according to the invention independent rotary drives for the outside piping and that Bore rods with displacement drilling tool can be found in it hen that these also for ballast piles and the like Pile foot extension and diameter enlargement used can be.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung wei ter erläutert. Die einzige Figur zeigt in einer stark sche matisierten Darstellung einen Längsschnitt einer möglichen erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung im Bereich eines Bohrlo ches.The invention is based on a drawing ter explained. The only figure shows in a very nice automated representation of a longitudinal section of a possible Drilling device according to the invention in the area of a Bohrlo ches.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein Bohrgestänge 2 mit einem Drehantrieb 4 sowie eine Verrohrungseinrichtung 3, mit welcher entsprechend dem Bohrfortschritt jedoch un abhängig vom Bohrgestränge 2 eine Außenverrohrung 5 einge bracht werden kann.The device according to the invention comprises a drill pipe 2 with a rotary drive 4 and a piping device 3 , with which, depending on the drilling progress, however, depending on the drill string 2, an external piping 5 can be introduced.

Drehantriebe 4 bzw. Verrohrungseinrichtung 3 mit unabhängi gem Drehantrieb für die Verrohrung 5 sind nur schematisch als Drehrichtungspfeile angedeutet, da sie in an sich be kannter Weise ausgebildet sind. Rotary drives 4 or piping device 3 with independent rotary drive for the piping 5 are only schematically indicated as arrows indicating the direction of rotation, since they are designed in a manner known per se.

Das Bohrgestänge 2 und die Außenverrohrung 5 sind axial ver stellbar, gegebenenfalls auch koppelbar angeordnet und z. B. in Gleitführung an einenm Kranmast geführt (nicht darge stellt).The drill pipe 2 and the outer piping 5 are axially adjustable ver, optionally also arranged to be coupled and z. B. guided in a sliding guide to a crane mast (not shown).

Das Bohrgestänge 2 ist an seinem bohrlochseitigen Ende mit einem Verbindungsbereich 6 zur Befestigung eines Bohrwerk zeugs 8 versehen. Zur Veranschaulichung des Verbindungsbe reichs 6 des Bohrgestänges 2 und der komplementären Ausbil dung eines Aufnahmebereichs 14 an einem in der Figur darge stellten Verdrängungsbohrwerkzeug 10 als lösbar fixierbares Bohrwerkzeug 8 ist die Verbindung zwischen Bohrgestänge 2 und Verdrängungsbohrwerkzeug 10 im gelösten Zustand ge zeigt. Es ist offensichtlich, daß dieser Zustand nur ober halb der Außenverrohrung 5 und des Bohrlochs 7, nämlich bei dem zum Auswechseln des Bohrwerkzeugs 8 gezogenen Bohr gestänge 2, realisiert wird.The drill pipe 2 is provided at its borehole end with a connecting area 6 for attaching a drilling tool 8 . To illustrate the connection area 6 of the drill string 2 and the complementary training of a receiving area 14 on a displacement drill tool 10 shown in the figure Darge as a releasably fixable drill tool 8 , the connection between drill pipe 2 and displacement drill tool 10 is shown in the released state. It is obvious that this state is only above half of the outer tubing 5 and the borehole 7 , namely the rod 2 , which is drawn for replacing the drilling tool 8 .

Innerhalb des Bohrlochs 7 ist das Verdrängungsbohrwerkzeug 10 form- und kraftschlüssig sowie drehstabil am Bohrge stänge 2 befestigt. In Bohrlöcher 18 am Aufnahme- bzw. Be festigungsbereich 14 des Verdrängungsbohrwerkzeugs 10, wel che im Befestigungszustand mit Bohrlöchern 28 des Einsteck endes 6 des Bohrgestänges 2 fluchten, können als Verbin dungselemente bespielsweise Konusbolzen (nicht darge stellt) eingeführt werden, welche eine besonders sichere und drehstabile Befestigung gewährleisten.Within the borehole 7 , the displacement drilling tool 10 is positively and non-positively and rotatably attached to the Bohrge rods 2 . End in holes 18 at the receiving or loading attachment portion 14 of the Verdrängungsbohrwerkzeugs 10 wel che in the fastened state with bore holes 28 of the plug 6 of the drill rod 2 are aligned, can be used as connecting elements recordable as conical bolt (not Darge represents) are inserted which a particularly secure and Ensure torsionally stable attachment.

Die Befestigung des Verdrängungsbohrwerkzeugs 10 kann dabei im Austausch mit einem vorausgehend verwendeten fördernden Bohrwerkzeugs 8 (nicht dargestellt) erfolgen.The displacement drilling tool 10 can be fastened in exchange with a previously used conveying drilling tool 8 (not shown).

Ein Auswechseln eines fördernden Bohrwerkzeugs 8 gegen ein Verdrängungsbohrwerkzeug 10 wird dann durchgeführt, wenn in dem Baugrund eine lockere, grundbruchgefährdete und ver dichtbare Bodenschicht ansteht. In einem besonders effi zienten Bohrverfahren wird mit Hilfe des Verdrängungsbohr werkzeugs 10, welches auch im befestigten Zustand der Außenverrohrung 5 voreilt, der lockere Boden 20 verdrängt und dabei verdichtet.An exchange of a conveying drilling tool 8 against a displacement drilling tool 10 is then carried out when a loose, buried and ver sealable soil layer is present in the ground. In a particularly effi cient drilling process, with the help of the displacement drilling tool 10 , which also leads in the attached state of the external piping 5 , the loose soil 20 is displaced and compacted in the process.

Das Verdrängen des Bodens 20 wird durchgeführt, wenn die Kellystange 2 bzw. das Bohrgestänge mit dem rotierenden Verdrängungsbohrwerkzeug 10 in entsprechender Geschwindig keit und insbesondere kontinuierlich in den Boden 20 einge trieben werden. Dabei erfolgt im wesentlichen keine Förde rung des Bodens 20 nach oben, sondern eine Verdrängung der art, daß ein Freiraum 22 entsteht.The displacement of the soil 20 is carried out when the Kelly rod 2 or the drill string with the rotating displacement drilling tool 10 in a corresponding speed and in particular continuously driven into the soil 20 . There is essentially no promotion of the floor 20 upwards, but a displacement of the kind that a free space 22 is created.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, als Verdrängungsbohrwerkzeug 10 eine rotationssymmetrische Verdrängerwalze an der Kellystange 2 zu befestigen. Eine Verdrängerwalze mit vergleichbarer Konstruktion ist in der DE 195 30 718 C1 an sich bekannt. Die beschriebene Bohrvor richtung eignet sich jedoch nur zum Verdrängungsbohren und die Verdrängerwlze ist drehbar gelagert, jedoch fest mit einer Bohrstange verbunden.In the present exemplary embodiment, it is provided that a rotationally symmetrical displacement roller is attached to the Kelly bar 2 as the displacement drilling tool 10 . A displacement roller with a comparable construction is known per se in DE 195 30 718 C1. The Bohrvor direction described, however, is only suitable for displacement drilling and the displacement roller is rotatably mounted, but firmly connected to a boring bar.

Dagegen ist die Bohrvorrichtung gemäß vorliegender Erfin dung sowohl für ein Verdrängungsbohren als auch für ein Ab bohren mit Bodenaushub geeignet und gewährleitet einen be sonders raschen Wechsel der Bohrwerkzeuge in Abhängigkeit von den anstehenden Bodenschichten. Es kann dadurch besonders vorteilhaft eine Verrohrung in Böden, die wenigstens teilweise verdrängbar sind, eingebracht werden.In contrast, the drilling device according to the present invention for both displacement drilling and ab drilling with excavation is suitable and ensures a be particularly rapid change of drilling tools depending on from the upcoming soil layers. It can piping in floors that is particularly advantageous are at least partially displaceable.

Nach Erreichen der Endtiefe wird das jeweilige Bohrwerkzeug mit dem Bohrgestänge aus dem verrohrten Bohrloch herausge zogen und dieses nach üblichen Pfahlherstellungstechniken verfüllt. After reaching the final depth, the respective drilling tool with the drill pipe from the cased borehole pulled and this according to usual pile manufacturing techniques backfilled.

Eine rotationssymmetrische Verdrängerwalze 10 ist drehbar an einem Innenrohr 19 gelagert, welches oberhalb eines als Doppelkonus ausgebildeten Verdichterkörpers 24 abgewinkelt ist und in den Aufnahmebereich bzw. Befestigungsbereich 14 übergeht. Am unteren Ende ist die Verdrängerwalze 10 mit einem Schneidkopf 17 versehen, welcher wie der Verdich terkörper 24 mit einem Neigungswinkel in einem Bereich von 3 bis 10° bezogen auf die Längsachse 9 von Bohrgestänge 2 und Aufnahmebereich 14 angeordnet ist.A rotationally symmetrical displacement roller 10 is rotatably mounted on an inner tube 19 which is angled above a compressor body 24 in the form of a double cone and merges into the receiving area or fastening area 14 . At the lower end, the displacement roller 10 is provided with a cutting head 17 which, like the compressor body 24, is arranged with an inclination angle in a range from 3 to 10 ° with respect to the longitudinal axis 9 of the drill string 2 and the receiving region 14 .

Zur Ausbildung des Freiraums 22 für die Außenverrohrung 5, welche insbesondere kontinuierlich und entsprechend der Ab teufgeschwindigkeit des Bohrgestänges 2 eingedreht wird, eilt das Verdrängungsbohrwerkzeug 10 der Außenverrohrung 5 derart vor, daß eine Unterkante 15 der Außenverrohrung 5 etwa in Höhe einer Oberkante 12 des geneigt angeordneten Verdichterkörpers 24 angeordnet ist.To form the free space 22 for the outer piping 5 , which is in particular continuously and in accordance with the speed from the drill string 2 , the displacement drilling tool 10 of the outer piping 5 hurries in such a way that a lower edge 15 of the outer piping 5 is arranged at an upper edge 12 of the inclined Compressor body 24 is arranged.

Das Bohrgestänge 2 weist eine Durchgangsöffnung 13 auf, durch welche gegebenenfalls Schotter- und/oder Kiesmaterial eingefüllt werden kann. Auch das Innenrohr 19 des Ver drängungsbohrwerkzeugs 10 ist mit einer Bohrung 16 verse hen, welche über den Aufnahmebereich 14 und das Einstecken de 6 mit der Durchgangsöffnung 13 verbunden ist. Die Bohr vorrichtung mit lösbar befestigtem Verdrängungsbohrwerkzeug und nacheilenden Außenverrohrung kann deshalb vorteil haft zur Herstellung von Schotterpfählen und dgl. verwendet werden.The drill pipe 2 has a through opening 13 , through which gravel and / or gravel material can optionally be filled. The inner tube 19 of the displacement drilling tool 10 is provided with a bore 16 which is connected to the through opening 13 via the receiving area 14 and the insertion 6 . The drilling device with releasably attached displacement drilling tool and trailing outer piping can therefore be used advantageously for the production of ballast piles and the like.

Derartige Schotterpfähle, welche primär aus nichtvermörtel ten Zuschlägen bestehen, können mit einem geringeren Ener gieaufwand hergestellt werden, als dies mit Hilfe von lan gen Tiefenrüttlern der Fall ist. Des weiteren besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung mit tele skopierbarer Bohrstange und daran befestigtem Verdrän gungsbohrzeug zum Einbringen von Schottermaterial oder ent sprechend anderem Trockenmaterial in jeder gewünschten Tie fe und mit nahezu beliebigen Mengen einzusetzen. Auch der Durchmesser der Schotterpfähle kann so beeinflußt werden und eine Durchmesservergrößerung, zumindest bereichsweise, und/oder eine Pfahlfußaufweitung durchgeführt werden.Such ballast piles, which are primarily made of non-mortar surcharges can exist with a lower energy gi effort be produced as this with the help of lan against deep vibrators. Furthermore there is Possibility to tele the drilling device according to the invention scopable boring bar and extrusion attached to it gungsbohrzeug for the introduction of ballast material or ent speaking different dry material in any desired tie fe and can be used with almost any amount. Also the The diameter of the ballast piles can be influenced in this way and an increase in diameter, at least in some areas, and / or a pile foot widening can be carried out.

Grundsätzlich kann durch eine bereichsweise Verdrängungs bohrung und Bodenverdichtung die Standfestigkeit des her gestellten Bohrpfahls vergrößert werden, so daß kosten günstige kürzere Bohrpfähle oder Bohrpfähle mit einem ge ringeren Durchmesser hergestellt werden können.Basically, a partial displacement drilling and soil compaction the stability of the provided bored pile are increased so that cost cheap shorter bored piles or bored piles with a ge smaller diameter can be produced.

Claims

1. A method for producing a bored pile, in particular layers in a subsoil with different soil, in which a borehole is sunk with a supporting drilling tool attached to a drill pipe and an outer pipe for securing the borehole wall , characterized in that
that when reaching loose, fracture-prone Bo layers, the promotional drilling tool is replaced by a displacement drilling tool and a displacement drilling with soil compaction is carried out and
that the outer tube is tracked in the borehole section formed by the displacement drilling.

2. The method according to claim 1, characterized, that the outer tube accordingly during displacement drilling the drilling progress of the inner rod with one on it fixed displacement drilling tool continuously is turned.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that after drilling the loose, Grundbruchge the displacement drilling tool at risk Drill rods against a promotional drilling tool exchanged and the borehole with piping is drilled.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that before or during displacement drilling, gravel and / or gravel material supplied to the borehole and a highly compressed borehole wall is formed.

5. The method according to claim 4, characterized, that with the supplied during displacement drilling Gravel or gravel material the diameter of one Piles at least partially enlarged and / or the Pile foot is widened.

6. Device for producing a bored pile with a drill pipe ( 2 ) which is connected to a rotary drive ( 4 ) and has a connection area on the borehole side ( 6 ) for releasably fastening a drilling tool ( 8 ), and with a piping device ( 3 ) for sinking an outer tube ( 5 ), in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that
that the outer tube ( 5 ) is arranged so as to be axially adjustable independently of the drill pipe ( 2 ) with the drilling tool ( 8 ),
that the drill string ( 2 ) is telescopic and for exchanging the drilling tools ( 8 ) outside the outer tube res ( 5 ) and the borehole ( 7 ) is axially adjustable and
that a drilling tool or a displacement drilling tool ( 10 ) on the connection area ( 6 ) of the drill string ( 2 ) can be fixed as a drilling tool ( 8 ) depending on the soil layers to be drilled.

7. The device according to claim 6, characterized in that the connecting region ( 6 ) of the drill pipe ( 2 ) is designed as an insertion end ( 6 ) and is provided with a po lygonal cross-section, in particular with a square cross-section, and that the displacement drill tool ( 10 ) with a positive receiving area ( 14 ) for the insertion end ( 6 ) and non-positively and rotationally stable with the Bohrge rods ( 2 ) can be connected.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that a drill rod as a drill rod ( 2 ) and as a displacement drilling tool ( 10 ) a displacer roller, which is rotationally symmetrical, is releasably attached to the Kelly rod ( 2 ).

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the drill rod ( 2 ) is guided in the outer tube ( 5 ) during displacement drilling with a leading displacement roller ( 10 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the displacement roller ( 10 ) is so advanced in displacement displacement drilling in the outer tube ( 5 ) that a lower edge ( 15 ) of the outer tube ( 5 ) at the height of the upper edge ( 12 ) at an inclination angle the displacer roller ( 10 ) is arranged from 3 to 10 °.

11. Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the drill pipe ( 2 ) has a smaller diameter than the displacement drilling tool ( 10 ) and the diameter of the displacement drilling tool ( 10 ) is smaller than the inside diameter of the outer tube ( 5 ).

12. The device according to one of claims 6 to 11, characterized in that
that the drill pipe ( 2 ) is hollow and has a through opening ( 13 ) and
that the through opening ( 13 ) via the insertion end ( 6 ) of the drill pipe ( 2 ) and the receiving area ( 14 ) of the displacement drilling tool ( 10 ) with a bore ( 16 ) in the displacement drilling tool ( 10 ) is connected and the bore ( 16 ) up to a cutting head ( 17 ) of the displacement drilling tool ( 10 ) is sufficient.

13. Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that the rotary drive ( 4 ) of the drill pipe ( 2 ) and a rotary drive of the piping device ( 3 ) for the senrohr from ( 5 ) are independent of each other.

14. Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that the rotary drives ( 4 ) of the drill pipe ( 2 ) and the piping device ( 3 ) are coupled.

15. Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that two motors are provided as independent drives for the drill rod ( 2 ) and the outer tube ( 5 ).