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Gründungspfanl und Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gründungspfahles, wobei ein Kernteil
mit einem Fuß, dessen Querschnitt größer als der des Kernteiles ist, in den Boden
gerammt und der durch den Rammvorgang gebildete Raum zumindest im unteren Abschnitt
des Rwimloches mit Beton gefüllt wird.
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Auf dem Gebiet der Herstellung von Ortpfählen sind zahlreiche Verfahren
bekannt, von denen die wichtigsten in dem Buch von W. Köhn, "Katalog der Ortpfahl-Verfahren",
, Wiesbaden und berlin, 1968, zusammengestellt sind. Ein als "Vibro-Pfahl" bekannter
Ortbetonrammpfahl wird z.B. in der eine hergestellt, daß zunächst ein n aus Stahl
bestehendes
Schalungsrohr, das lose auf eine Rammspitze oder einen
Rammfuß aus Gußeisen aufgesetzt ist, bis zur eriorderlichen Tiefe und bis zum Rammwiderstand
in den Boden gerammt wird.
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Danach wird das ohr, gegebenenfalls nach vorheriger Einbringung einer
Bewehrung, mit Beton gefüllt, und darauf das Mantelrohr bei Õleichzeitiger Verdichtung
des ketons gezogen, wobei zwischen dem im Boden verbleibenden Fuß und der Unterkante
des Rohres eine komprimierte Beton schicht ausgeranmt wird.
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Ein weiteres bekanntes Verfahren sieht die Herstelling eines verpressten
Rammptahles in der Weise vor, daß ein Pfahlschaft mit einem am unteren Lande befestrgten
Piahlschuh, dessen Querschnitt größer als der'des pfahlschaftes ist, in den Boden
gerammt wird. während des Einrammens wird durch den Pfahl hindurch vom unteren Ende
her in den um den Pfahlschaft gebildeten freien Raum eine Verpreßmasse unter hohem
Druck eingeführt. Diese Verpreßmasse ist z.B. ein Gemiscn aus Zement und Traß. Nach
vollständigem Einrammen wird scnließlich auch aer Innenraum des rfahles ausgefüllt.
Der derart hergestellte Rammpfahl ist ein reiner Zugpfahl.
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Bei der Herstellung von Preßbetonbohrpfählen ist es nach dem Hochstrasser-Weise-Verfahren,
siehe auch US-PS 2,830,442, bekannt, am oberen Ende des Mantelrohres eine schwinge
anzuordnen, dienacn Einfüllung von beton in das chalungsrohr
und
zusätzlicher Beaufschlagung der Betonfullung durch Druckluft zum Rutteln verwendet
wird, um während des Ziehens des Schalungsrohres verdichteten Beton am unteren Ende
auszupressen Bei der Herstellung von ?reßbetonpfählen ist die Anordnung von seitlich
am Kopf des Rohres montierten Vibratoren bekannt.
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Die Bautecnnik ist allgemein bestrebt, Bauarbeiten mit möglichst geringen
Kosten und Zeitaufwand auszuführen. In diesem Zusaimenhang ist man seit Jahren auch
darum bemüht, den Aufwand fur Gründungspfähle, vor allem Ortpfähle, zu verringern.
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Die erfindung geht zu diesem Zweck von der Aufgabe aus, eine zuverlässige
Werbindung zwischen Pfahl und umgebenden Boden herzustellen, so daß Druckpfähle
höher als bisher belastet werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren
der eingangs erwähnten Art so ausgeführt, daß während des zinrammens fortlaufend.
unmittelbar von oben in den Mantelraum zwischen Kernteil und Wandung des Rammloches
fließfähiger Beton eingefuhft wird. Bei der Ausführung aes Verfahrens in bindigen
Böden ist nach der Erfindung vor gesehen, da in den Mantelraum zunächst eine der
Tiefe des Eingriffs in die tragende Schicht entsprechende Betonmenge und darauf
Sand oder dergleichen eingeführt wird. Gemäß einem weiteren Merkmal wird nach der
Erfindung dafür gesorgt, daß beim Einrammen ein- b'indringen des durch den Fuß gelösten
Bodenmaterials unmittelbar über aen oberen Außenrand des
Fußes nach
innen in den Mantelraum wenigstens teilweise verhindert wird0 versuche haben gezeigt,
daß der fließfähige beton den Mantelraum in der angestrebten Weise ausfüllt. falls
gemälS einer Ausführungsform der Erfindung als Kernteil ein Betonpfahl verwendet
wird, wird bei einem solchen Pfahl der sich unmittelbar über dem Fuß anschließende
Mantelraum während des Einrammens fortlaufend gefüllt. Gegenuber dem Stand der Technik
wird fur derartige Pfähle die Mantelreibung wesentlich erhöht, und dementsprechend
auch die belastbarkeitO Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung wird
als Kernteil ein abgedichtet auf den Fuß gestelltes Schalun srohr verwendet. Erfindungsgemäl3
ist vorgesehen, da nach dem Einrammen das Schalungsrohr mit Beton gefüllt und darauf
das chalungsrohr bei gleichzeitiger Verdichtung des in das ohr gefullten Betons
gezogen wird. Der während des Einrammens außen am Schalungsrohr entlang eingeführte
fließfähige Beton wird nach teilweise Ziehen des Schalungsrohres von dem unten ausgepressten,
verdichteten beton teilweise in die umgebenden Bodenschichten gedrückt. Dadurch
wird in aiesem Bereich eine besonuers zuverlässige Verbindung zwischen dem Efahlfuß
und den umgebenden Bodenschichten hergestellt.
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Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden dadurch erzielt, dalJ während
der Verdichtung mit einem Vibrator ublicher Art gerdttelt wird, dessen Schwingungsenergie
jedoch mit Abstand unter dem oberen nde des Schalungsrohres auf das Kohr ubertragen
wird. Damit wird erreicht, daß das Schalungsrohr auch in gewissem Umfange Querschwingungen
ausführt, die zusätzlich verdichtend auf den Beton im 'ußbereich und im Mantelraum
einwirken.
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Der zusätzliche Aufwand zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist gegenuber üblichen Verfahren,z.B. bei der Herstellung des sogenannten Vibro-Pfaules,
verhältnismäßig gering. Im wesentlichen genagt ein am Rammloch aufgestellter, das
einzurammende Schalungsrohr oder den Pfahl umgebender Kragen, der den in den Mantelraum
einzufuhrenden Beton aufnimmt, Aus diesem vom Kragen umschlossenen Raum fließt der
Beton selbsttätig während des Einrammens in den Mantelraum0 Versuche naben gezeigt,
daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die belastbarkeit eines Druckpfahles erheblich
gesteigert werden kann0 So kann ein Pfanl, der z.B. mit einem Schalungsrohr hergestellt
wird, das ublicherweise zur Herstellung von Pfählen mit einer Belastbarkeit von
120 t benutzt wird, nach erfindungsgemäßer Ausführung in der Größenordnung von etwa
50 mehr belastet werden0
Weitere vorzuge und Merkmale der @rfindung
ergeben sich aus den Anspruchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der
Zeichnung, in denen Ausfuhrungsbeispiele der Erfindun; erlautert und dargestellt
sich.
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Es zeigen : Fig. 1 die Herstellung eines Grundungsofanles nach der
Erfindung vollständig in Ortbeton, r1i£ 2 eine Draufsicht auf einen zur zur Verwendung
bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Verfahren, FiLj0 3 eine Teildarstellung eines
Schnittes entlang der Linie 3 - 3 der Fig. 2, Fig. 4 eine der Fig. 4 entsprechende
Darstellung der Herstellung eines Ortrammpfahles und Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung
eines Axialscnnittes durch den einzurammenden Pfanl der Fig. 4.
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In einer ersten Ausfahrungsform des erfindungsgemäßen @erfanrens,
siehe Fig. 1, wird ein Schalungsrohr 10 auf eine Fußplatte 12 gesetzt, und zwar
derart, daß der untere Rand des Schalungsrohres 10 an der Fußplatte 12 <,egen
Eindringen von Material in den unteren dereich des Schalungsrohres 10 abgedichtet
ist. Zu diesem Zweck kann ein Dichtungskragen 14 auf der Fußplatte 12 befestigt
sein, Zwischen dem Schalunbsrohr 10 und dem Dichtungskragen 14 kann eine Teerschnur
ein gelegt werden. Der Querschnitt der Fußplatte 12 ist größer als der des Schalungsrohres
10, so dau der Rand der Fußplatte 12 allseits vorspringt.
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Das Schalungsrohr 10 wird in ublicher Weise in den Boden Ueranmt,
indem der obere Hand 11 mit einem Harnmbär beaufschlagt wird. Bein Halmen entsteht,
da die fußplatte 12 seitlich über den Umfang des Schalungsrohres 10 vorspringt,
ein in Fig. 1 ubertrieben dargestellter Mantelraum M zwischen der Außenseite des
Schalungsrohres und der wandung des Rammloches.
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An der aus Stahl hergestellten Fußplatte 12, die im Boden bleibt,
sind Ablenkbleche 16 befestigt, siehe Fig. 1 - 3.
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Die Ablenkbleche springen peitschenartig nach oben und außen über
den Rand des Fußes 12 vor und verhindern in einem erheblichen ausmaße das Eindringen
von Material, das beim Einerammen durch die Fußplatte verdrängt wird, in den Mantelraum
M. Die Fußplatte 12 hat in diesem Fall die Form eines regelmäßigen Sechsecks. Durch
Anordnung der Ablenkbleche 16 in der dargestellten weise an den Ecken des Sechsecks
wird die erstrebte Wirkung bereits in einem ausreichenden Maße erzielt.
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Um das Rammloch herum ist an der Oberfläche ein Kragen 22 aufgestellt,
der z.B. aus zwei halbkreisförmig gebogenen, durch Scharniere und Schloß verbundenen
Blechen bestehen kann. In einer abgewandelten Ausfuhrungsform kann auch eine große
Blechwanne verwendet werden, die mit einer etwa dem Rammloch entsprechenden Bodenöffnung
ausgebildet ist0 Der aus gebogenen Blechen zusammengesetzte Kragen 22 empfiehlt
sich
wegen der leichteren Handhabung; er kann nach Aufsetzen des Schalungsrohres 10 mit
dem Fuß 12 auf den Boden um das Schalungsrohr 10 herum angeordnet werden. Danach
wird der vom Kragen 22 umscnlossene Raum mit fließfähigem Beton B gefüllt und mit
dem Einrammen des Schalungsrohres 10 begonnen. Während des Einrammens gleitet der
flißfähige beton B in den Mantelraum M und fullt diesen aus, Sowie das Schalungsrohr
10 bis zu der gewünschten Tiefe eingerammt ist, wird der Innenraum des Schalungsrohres
10 mit beton gefüllt, Gegebenenfalls wird noch vorher eine Bewehrung in dem Schalungsrohr
10 angeordnet. sodann wird das Schalungsrohr 10 bei leichzeitiger Verdichtung des
eingeltllten Betons wieder herausgezogen. Dabei wird in bekannter Weise so verfahren,
dab der für die kompakte Ausfullung des Ram mloches benötigte zusätzliche Beton
zwischendurch in das Schalungsrohr f0 nachgefullt wird.
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Die Verdichtung erfolgt mit Hilfe eines üblichen Ruttel-Vibrators
20, der mit Abstand unter dem oberen stand 11 seitlich am ,9chalungsrohr 10 auf
einer am Rohr befestigten Konsole 18 sitzt. Die Konsole 18 ist, wie die Ansicht
in Fig. 1 zeigt, kreuzförmig. Sie besteht aus Blechabschnitten, die rechtwinklig
zueinander stehen und rechtwinklig abstehend am Schalungsrohr 10 außen angeschweißt
oder auf eine andere Weise derart befestigt sind, daß die vom Vibrator 20 erzeugten
Schwingungen auf das Schalungsrohr 10
übertragen werden0 Im Gegensatz
zu der ublichen Anordnung von Schwingungserregern am operen Rand eines Schalungsrohres
wird durch die dargestellte Anordnung des Vibrators 20 das Rohr 10 auch in Querschwingungen
versetzt, die die verdichtung des Betons im Mantelraum M und das Eincfringen in
die angrenzenden Bodenschichten begunstigen.
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Die Fig. 4 und 5 betreffen die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
unter Verwendung eines aus Beton hergestellten Rammpfahles 30, der vorzugsweise
einteilig mit einem ebenfalls aus Beton bestehenden E'uß 32 hergestellt ist0 Der
querschnitt des Fußes 32 ist größer als der des Pfahlschaftes 30, so daß der Fuß
allseits uber den Umfang des. Pfanles 30 vorsteht. Der Pfahl 30 wird durch Beaufschlagung
seiner Oberseite 31 durch einen Rammbär in den Boden gerammt, wobei wegen aer-Abmessungsverhältnisse
ein Mantelraum M gebildet wird0 An der oberen Außenkante des Fußes 32 ist eine im
Querschnitt L-förmige Schiene so befestigt, daß das beim einrammen verdrängte Manterial
im erforderlichen Ausmaß daran gehindert wird, in den Mantelraum M einzudringen0
Hierzu ist die Winkelschiene derart auf der Oberseite des Fußes 32 mit einem Scnenkel
36 befestigt, dad der eigentliche Winkel außerhalb des Fußrandes liegt und der andere
Schenkal 34 der t-Form außerhalb des Umfanges des Fußes 32 nach oben ragt, Zur Befestigung
der Winkelschiene sind Verankerungs
bolzen 38 am schenkel 36 befestigt
und in den keton es fußes 32 eingelassen. Die Winkelschiene 34, 36 ist aus einem
ausreichend widerstandsiähigen Stahlmaterial hergestellt.
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Um das Rammloch nerum ist ein Kragen 40 aus zwei entsprechend gebogenen
Blechen, die durch Scharniere und Schlösser verbunden sind, aufgestellt. der von
dem Kragen 40 umschlossene Raum wird mit fließfähigem Beton B gefüllt, der während
des Einrammens des Pfahles 30 in den sich bildenden Mantelraum N hineingleitet und
den Mantelraum dabei ausfüllt.
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Bei Pfahlgründungen in stark bindigen Böden wird nur der Mantelraum
in der eigentlichen Verankerungsschicht des Pfahles mit Beton gefüllt. Der daruber
befindliche Mantelraum wird mit Sand oder ähnlichem Material gerüllt, das dafür
sorgt, daß sich im oberen Bereich des Mantelraumes nur eine beschränkte Manteireibung
zwischen dem Pfahl 30 und den umgebenden Bodenschichten ausbildet.
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- PATENTANSPRÜCHE -