DE20020031U1 - Anlage zum Einbringen von Pfählen in den Untergrund - Google Patents

Description

Anlage zum Einbringen von Pfählen in den Untergrund

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Einbringen von Pfählen, vorzugsweise Doppel-T-Stahlprofile in den Untergrund nach dem Anspruch 1.

Zur Verbesserung der Tragfähigkeit des Untergrundes ist bekannt, Pfähle in diesen einzutreiben. Es ist ferner bekannt, Stahlpfähle zu verwenden, vorzugsweise mit einem H- oder Doppel-T-Profil. Es ist bekannt, derartige Pfähle mittels eines Rammbären in den Untergrund einzutreiben. Das schlagende Eintreiben baut einen Spitzendruck unter dem Pfahlfuß auf, der die wesentliche Komponente zur Lastabtragung bildet. Es ist außerdem bekannt, während des Eintreibvorgangs Mörtel zu injizieren. Zu diesem Zweck sind mehrere Injektionslanzen am Pfahl angebracht, die sich zum Pfahlfuß erstrecken. Der hierbei aufgewendete Druck beträgt maximal 20 bar. Das

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-2-Einbringen
des Mörtels führt zu einer Reibung zwischen Pfahl und umgebenden Boden, wodurch die Lastabtragung verbessert wird. Nachteilig bei dem bekannten Verfahren, das sich ansonsten bewährt hat, ist die außerordentlich hohe Schallemission beim Rammen. Außerdem besteht die Gefahr, dass bei Vorliegen von Weichschichten im Untergrund das Rammverfahren zu einem unkontrollierten Nachrutschen des Pfahls führen kann, da dieser nicht formschlüssig gehalten ist. Dadurch kann der „Verpressfilm" um den Pfahl herum abreißen und ein unkontrolliertes Tragverhalten und vorzeitige Korrosion zur Folge haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Einbringen von Pfählen in den Untergrund zu schaffen, die geräuscharm arbeitet und die auch eine Schrägrammung der Pfähle ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist ein Trägergerät mit Mäkler vorgesehen. Dies ist für das Einrammen von Pfählen an sich bekannt. Es können alle herkömmlichen Mäkler verwendet werden, beispielsweise Mäkler mit Verstellbrücke für eine Schrägrammung, Schwingmäkler usw. Erfindungswesentlich ist, dass statt eines Rammbären ein Vibrationsbär verwendet wird. Vibrationsbären sind an sich zum Eintreiben von Spundwandbohlen oder dergleichen bekannt. Sie sind jedoch zum Eintreiben von Pfählen nicht verwendet worden, da die Vibrationstechnik nicht zu einer

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Lastabtragung fuhrt. Außerdem besteht die Gefahr eines Grundbruchs unter dem Pfahlfuß, wodurch die Lastabtragung des Pfahls weiter verschlechtert wird. Bei der erfindungsgemäßen Anlage wird jedoch eine Hochdruck-Verpresspumpe vorgesehen, mit der ein Zementleimmörtel unter hohem Druck während des Eintreibens injiziert wird. Ein derartiger Zementleimmörtel wird zum Beispiel aus Zement, Flugasche und Additiven erzeugt mit Hilfe eines geeigneten Mischgerätes. Der Zementleimmörtel reduziert die Reibung zwischen Pfahl und Boden und vermeidet mithin die beschriebenen Nachteile, die sonst bei der Anwendung eines Vibrationsbärs zum Eintreiben von Gründungspfählen auftreten. Nach dem Aushärten des Zementleimmörtels wird gleichwohl ein ausreichender Kraftschluss zwischen dem Pfahl und dem Untergrund erzielt. Durch den hohen Druck, mit dem der Zementleimmörtel injiziert wird, wird ein „Vorschneiden" erzielt, wodurch der Pfahl noch leichter in den Untergrund eingetrieben werden kann.

Die erfindungsgemäße Anlage führt daher zu gleich guten oder sogar verbesserten Ergebnissen beim Eintreiben von Gründungspfahlen in den Untergrund, vermeidet jedoch eine störende Geräuschemission. Außerdem ermöglicht die erfmdungsgemäße Anlage das Eintreiben von schräg liegenden Pfählen, was in manchen Einsatzfällen gefordert ist.

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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hochdruckpumpe für einen Druck von mehr als 100 bar ausgelegt ist. Der übliche Druck beim Injizieren des Zementleimmörtels liegt bei 20 bar.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Druckmesser und ein Durchflussmesser vorgesehen sind sowie eine Steuervorrichtung für die Pumpe zur Steuerung des Eintragens des Zementmörtels nach Druck und/oder Durchflussmenge. Auf diese Weise wird ein gleichmäßiger Injektionsfilm auf der Außenhaut des Pfahls gewährleistet.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist dem Mäkler eine Vorspannvorrichtung zugeordnet zum Aufbau einer Vorspannung auf den Vibrationsbär. Eine derartige Vorrichtung ist an sich bekannt, im vorliegenden Fall von großem Vorteil, wodurch die aufwärts gerichtete Schwingungskomponente unterdrückt und zum Vortrieb ausgenutzt wird.

Während die Lanzen bei den mit einem Rammbär eingetriebenen Pfählen einen Durchmesser von 10 mm und mehr haben, haben sie bei der Erfindung einen Innendurchmesser von 4 bis 6 mm.

Es kann außerdem von Vorteil sein, wenn erfindungsgemäß der Pfahl am Eintreibende eine Schneide oder ähnliche Ausbildung hat, die das Eintreiben erleichtert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Anlage nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Verpresspfahl, der mit der Anlage nach Fig. 1 eingetrieben wird.

Fig. 3 zeigt das Fußende des Verpresspfahls nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Mäkler 10 dargestellt, auf dessen Aufbau im Einzelnen nicht eingegangen werden soll, weil er bekannt ist. Ein Vibrationsbär 12, der zum Beispiel mit einer Frequenz von 34 Hz arbeitet, ist an einem Schlitten 14 angebracht, der am Mäkler 10 geführt ist. Der Mäkler 10 wird von einer Trageinrichtung 16 eines Raupenfahrzeugs 18 gehalten. Mit der Führung 14 ist ein Seil 20 verbunden, das nach unten geführt und um eine Rolle 22 herum gelenkt ist, die am Mäkler 10 gelagert ist. Oberhalb der Rolle 22 ist eine Winde 24 angedeutet, mit der eine Spannung am Seil 20 erzeugt werden kann, um den Vibrationsbären 12 nach unten vorzuspannen.

Der Vibrationsbär 12 sitzt auf einem Pfahl 26, dessen Querschnitt sich aus Fig. 2 ergibt. Er ist aus Stahl gefertigt und im Profil H- oder Doppel-T-förmig. Im unteren

Bereich ist eine Verstärkung der seitlichen Stege vorgesehen, wie bei 28 gezeigt. Derartige Gründungspfähle 26 sind an sich bekannt.

In den Ecken, die von den Außenstegen und dem Quersteg gebildet sind, ist jeweils eine Injektionslanze 30 angeordnet, die sich über die gesamte Länge des Pfahls 26 erstreckt bis zum unteren Ende, wie aus Fig. 3 zu erkennen. Die Seitenstege sind am Fuß des Pfahls 26, wie ebenfalls aus Fig. 3 hervorgeht, angespitzt, wie bei 32 gezeigt. Dadurch lässt sich der Pfahl 26 leichter in den Untergrund eintreiben.

Über eine geeignete nicht gezeigte Verbindung sind die Lanzen 30 mit einer Druckleitung 34 verbunden, die zum Ausgang eines Pumpenaggregats 36 führt. Das Pumpenaggregat erzeugt einen Druck von bis zu 200 bar. Es saugt aus einer Mischvorrichtung 38 einen Zementleimmörtel an und drückt ihn in die Lanzen 30, wobei der Zementleimmörtel unter hohem Druck aus den unteren Enden der Lanzen 30 austritt. Der Zementleim setzt sich z.B. zusammen aus Zement, Flugasche und Additiven, die in die Mischvorrichtung 38 eingegeben werden, wo sie zu einer kornlosen fließfähigen pastösen Masse vermischt werden.

Während des Eintreibens des Pfahls 26 mit Hilfe des Vibrationsbären, der zum Beispiel eine Schwingung von 34 Hz erzeugt, wird kontinuierlich Zementleimmörtel in den darunter liegenden Bodenbereich injiziert. Aufgrund des hohen Druckes findet ein Vorschneiden statt, wodurch das Eintreiben des Pfahls 26 erleichtert wird. Außerdem

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auf diese Weise zwischen dem Pfahl 26 und dem Bodenmaterial ein Gleitfilm erzeugt, wodurch der Pfahl 26 problemlos und auf schnelle Art und Weise eingetrieben wird. Erdbrüche oder andere Erscheinungen, welche die Lastaufnahme im Boden erschweren, treten nicht auf.

Während des Eintreibvorgangs wird mit Hilfe des Seils 20 und der Winde 24 eine erhebliche Vorspannung auf den Vibrationsbär 12 ausgeübt, so dass der sich nach oben erstreckende bzw. fortpflanzende Schwingungsanteil, der normalerweise beim Eintreiben mit einem Vibrationsbär entsteht, unterdrückt wird.

Das Injizieren des Zementleimmörtels wird von der Pumpe aus durch eine Steuervorrichtung 40 überwacht, welche ihre Signale von einem Druckmesser und/oder einem Durchflussmesser erhält.

Claims (6)

1. Anlage zum Einbringen von Pfählen, vorzugsweise Doppel-T-Stahlprofilen in den Untergrund, umfassend folgende Komponenten:

- ein Trägergerät (18, 16) mit Mäkler (10)

- ein am Mäkler (10) geführter Hochfrequenz-Vibrationsbär (12)

- eine Hochdruck-Verpresspumpe (36), die über eine Druckleitung (34) mit mindestens einer am Pfahl (26) angebrachten Lanze (30) verbindbar ist und

- eine maschinelle Mischeinrichtung (38) für die Herstellung eines im Wesentlichen körnungslosen Zementleimmörtels, die über eine Leitung mit der Hochdruck-Verpresspumpe (36) verbunden ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck- Verpresspumpe (36) für einen Druck von mehr als 100 bar ausgelegt ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckmesser und/oder ein Durchflussmesser vorgesehen ist sowie eine Steuervorrichtung (40) für die Pumpe (36) zur Steuerung des injizierten Zementleimmörtels nach Druck- und/oder Durchflussmenge.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mäkler (20) eine Vorspannvorrichtung (20, 24) zugeordnet ist zum Aufbringen einer Vorspannung auf den Vibrationsbär (12).

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (30) am Pfahl (26) eine Schneide (32) oder eine ähnliche das Eintreiben erleichternde Ausbildung hat.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (30) am Pfahl (26) einen Innendurchmesser von 4 bis 6 mm aufweist.