DE2403988A1 - PROCEDURE FOR MAKING OR STABILIZING A FOUNDATION USING STAKES EXTENDING THE GROUND - Google Patents
PROCEDURE FOR MAKING OR STABILIZING A FOUNDATION USING STAKES EXTENDING THE GROUNDInfo
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Description
Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lny. R. König ■ Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte · ·4ααο Düsseldorf 3D · Cecilienallee 76 · Telefon -432732Dipl.-Ing. H. Sauerland · Dr.-lny. R. König ■ Dipl.-Ing. K. Bergen Patent Attorneys · · 4ααο Düsseldorf 3D · Cecilienallee 76 · Telephone -432732
28. Januar 1974 29 158 SJanuary 28, 1974 29 158 pp
PYNFORD LIMITED, 74 Lancaster Road, London, N. 4 t GroßbritannienPYNFORD LIMITED, 74 Lancaster Road, London, N. 4 t United Kingdom
"Verfahren zum Herstellen oder Stabilisieren eines Fundaments unter Verwendung von in den Boden ragenden"Method of making or stabilizing a foundation using digging into the ground
Pfählen"Piles "
Der gebräuchliche Typ eines Fundaments für Häuser oder Fabrikgebäude besteht aus festen, massiven Sockeln, die in der Weise hergestellt werden, daß Gräben von einem Meter Tiefe oder mehr dort in den Boden gegraben werden, wo die die Gebäudelast aufnehmenden Wände später errichtet werden, worauf die Gräben mit Beton gefüllt werden«, Das Herstellen der Gräben bedeutet einen erheblichen Arbeitsaufwand und das Betonvolumen, das nötig ist, die Gräben zu füllen, ist beträchtlich. Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich dann, wenn das Gebäude auf einem Bett aus unstabilem Grund und Boden errichtet werden soll, beispielsweise aus trocken gewordenem Kalk, der sich unterhalb der Oberfläche über einen Bereich von beispielsweise drei Meter nach unten erstreckt. In diesem Falle müssen die Gräben so tief in den Boden ragen, bis stabiler Grund und Boden erreicht ist, was den Aufwand an Zeit und Kosten bedeutend erhöht, wenn man nicht so vorgehen will, daß Pfahle in geringen Abständen entlang dem Fundament vorgesehen werden. Ähnliche Probleme können sich in Gebieten ergeben, bei denen wechselnde Frostbedingungen eine Rolle spielen. Ein bekanntes Verfahren, um die unter solchen Bedingungen notwendigen Pfähle in den Boden zu versenken, erfordert die Verwendung von Stangenbohrern, um Löcher zu schaffen,The common type of foundation for a house or factory building consists of solid, massive plinths, which are made in such a way that trenches of one meter Dig deeper or more into the ground where the building load-bearing walls will later be erected, whereupon the trenches are filled with concrete «, The making of the trenches means a considerable amount of work and the volume of concrete required to fill the trenches is considerable. There is a particular difficulty when the building is to be erected on a bed of unstable ground, for example from dry lime that extends below the surface over an area of, for example, three meters extends downwards. In this case, the trenches must protrude deep into the ground until the ground is stable is achieved, which increases the expenditure of time and costs significantly, if one does not want to proceed in such a way that stakes be provided at small intervals along the foundation. Similar problems can arise in areas where changing frost conditions play a role. A well known method of getting around under such conditions sinking necessary piles into the ground requires the use of auger bits to create holes,
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deren Durchmesser 375 mm oder mehr betragen kann, und zwar in verhältnismäßig geringen Abständen voneinander, worauf die Pfähle in den Bohrungen oder Löchern hergestellt werden. So vorzugehen ist nicht in allen Fällen befriedigend, weil sich der Bauunternehmer die Stangenbohrmaschinen im allgemeinen leihen muß. Um in solchem Falle die Leihkosten möglichst niedrig zu halten, werden die Bohrungen oder Löcher oft schneller hergestellt, als die Pfähle geformt werden können. Es geschieht dann häufig, daß vor der Herstellung der letzten Pfähle die ihnen zugehörigen Löcher teilweise schon wieder mit Schmutz gefüllt sind, was dazu nötigt, den Schmutz zu entfernen und mindestens die Grundfläche des Loches oder der Bohrung erneut herzustellen. In baulicher Hinsicht kann man sagen, daß Pfähle von etwa 375 mm Durchmesser in der Lage sind, eine Last bis zu 20 Tonnen aufzunehmen. Näher betrachtet bedeutet dies ein unnatürlich großes Verhältnis zwischen der zu tragenden Last im Vergleich mit der Materialmenge, die zum Herstellen des Fundaments aufgewendet werden muß. Um zu vermeiden, daß die Anzahl der recht kostspieligen Pfähle unnötig groß wird, werden die Pfähle entlang dem Fundament in großen Abständen angeordnet. Dann ist es aber notwendig, die oberen Enden der Pfähle durch Betonbalken miteinander zu verbinden, um die infolge des großen Abstandes zwischen den Pfählen, also der großen Spannweite erheblich angewachsene Last sicher aufnehmen zu können. Unabhängig davon, ob massive Sockel oder Pfähle verwendet werden, die sich nach unten bis dorthin erstrecken, wo stabiler Grund gefunden ist, müssen Prüfungen vor oder während der Herstellung der Fundamente durchgeführt werden, um festzustellen, wann stabiler Grund erreicht ist» Im ganzen kann gesagt werden, daß die üblichen Verfahren sämtlich umständlich sind und eine große Materialmenge erfordern, wenn man bedenkt, daß andererseits neuzeitliche Konstruktionsmethoden oberhalb der Grundfläche des Gebäudes darauf abzielen, mit möglichstwhose diameter can be 375 mm or more, and in relatively small distances from each other, whereupon the piles are made in the bores or holes. Proceeding in this way is not always satisfactory because the contractor generally has to borrow the auger machines. To reduce the rental costs in such a case To keep it as low as possible, the bores or holes are often made faster than the piles are formed can. It then often happens that before the last piles are made, the holes belonging to them are partially are already filled with dirt again, which requires to remove the dirt and at least the base area of the hole or the bore again. From a structural point of view, one can say that piles of about 375 mm in diameter are able to take a load of up to 20 tons. On closer inspection, this means a unnaturally large ratio between the load to be borne compared to the amount of material used to manufacture of the foundation must be used. In order to avoid that the number of quite expensive piles is unnecessarily large the piles are placed at large intervals along the foundation. But then it is necessary to do the above To connect the ends of the piles with each other with concrete beams in order to that is, to be able to safely absorb the load that has grown considerably over the large span. Regardless of whether massive Pedestals or stakes are used that extend down to where stable ground is found, Tests must be carried out before or during the construction of the foundations to determine when more stable Reason has been reached »On the whole, it can be said that the usual procedures are all cumbersome and one require large amounts of material, considering that on the other hand, modern construction methods above the Aim to use the building's footprint as possible
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leichten Werkstoffen auszukommen.get along with light materials.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend erläuterten Probleme, die sich aus den üblichen umständlichen Methoden beim Erstellen von Fundamenten an offenen Baustellen ergeben, zu beseitigen. Hierzu schlägt die Erfindung vor, bei der Erzeugung eines Fundaments auf eine ganz neue Weise vorzugehen, nämlich derart, daß zum Herstellen des Fundaments in verhältnismäßig geringen Abständen Reihen schlanker Pfähle in den Boden eingetrieben werden, die nicht dicker sind als 100 mm, und die oberen Enden dieser Pfähle mit einer dünnen Betonplatte zu verbinden.The invention is based on the object of the above discussed problems arising from the usual cumbersome methods of building foundations on open Construction sites to be eliminated. For this purpose, the invention proposes when creating a foundation on a to proceed in a completely new way, namely in such a way that to produce the foundation at relatively short intervals Rows of slender stakes are driven into the ground, no thicker than 100 mm, and the top ends to connect these piles with a thin concrete slab.
Dünne Pfähle bis zu 100 mm Dicke, vorzugsweise einer Dicke zwischen 25 und 65 mm, können in den Boden bis zu einer Tiefe von sechs oder sieben Metern unter Verwendung verhältnismäßig einfacher Vorrichtungen eingetrieben werden. Die Pfähle, die irgend eine Querschnittsform haben können, werden so weit eingetrieben, bis ihr unteres Ende stabilen Grund und Boden erreicht, worauf die Pfähle dann noch drei oder vier Meter weiter eingetrieben werden, wie sich leicht aus der dem Eintreiben entgegengesetzt wirkenden Reaktionskraft ermitteln läßt. Schon wenn man nur die Oberflächenreibung zwischen den unteren vier Metern des Pfahles und dem diese Strecke umschließenden stabilen Boden zugrundelegt, so kann schätzungsweise ein Pfahl von Kreisquerschnitt mit einem Durchmesser von 50 mm eine Last von 4,5 t aufnehmen, also jedenfalls mit beträchtlicher Sicherheit eine Last von 1,5 t. Für Pfähle anderen Durchmessers wächst die aufnehmbare Last mit dem Durchmesser. Eine entsprechende Kraft von 4,5 t zum Eintreiben eines Pfahles vermögen überall erhältliche tragbare Winden zu erzeugen, entweder mit oder ohne zusätzliche Vibrationsmittel zur Verminderung der Reibung zwischen dem Pfahl und dem umgebenden Grund und Boden beim Eintreiben» Wegen ihrer SchlankheitThin piles up to 100 mm thick, preferably between 25 and 65 mm thick, can be inserted into the ground up to one Depth of six or seven meters using relatively simple devices are driven. The piles, which can have any cross-sectional shape, are driven in until their lower end reaches stable ground, after which the piles are then three more or four meters further, as can easily be determined from the reaction force acting in the opposite direction to the driving. Even if you just look at the surface friction between the lower four meters of the pile and the stable ground surrounding this section, it is estimated that a pile with a circular cross-section and a diameter of 50 mm can carry a load of 4.5 t take up, at least with considerable certainty a load of 1.5 t. For piles of other diameter grows the load that can be absorbed with the diameter. A corresponding force of 4.5 t is able to drive in a pile to produce widely available portable winches, either with or without additional vibration means for reduction the friction between the pile and the surrounding ground when it was driven in because of their slimness
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können derartige Pfähle keine beträchtlichen Biegungsbeanspruchungen aufnehmen. Eine geeignete Winde, die zum Eintreiben benutzt wird, sollte daher ein Spannfutter oder einen Spannkopf enthalten, um den Pfahl gerade oberhalb der Geländeoberfläche zu fassen und ihm nur einen Weg von 50 cm oder etwas mehr bei jedem Hub der Winde zu gestatten. Obwohl jeder Pfahl mit Sicherheit nur eine Last von 2 t oder etwas mehr aufnehmen kann, abhängig natürlich von seinem Durchmesser, so genügt dies doch im ganzen, die gestellte Aufgabe zu erfüllen, die später auf ihnen ruhende Last eines Hauses oder Fabrikgebäudes zu tragen, wenn die Pfähle nicht mehr als einen Meter Abstand voneinander haben. Der geringe Abstand zwischen den Pfählen vermeidet sonst nötige große Spannweiten zwischen ihnen, so daß die oberen Enden der Pfähle mit einer dünnen, flachen Betonplatte verbunden werden können, etwa einer Platte von 150 mm Dicke, die eine Schicht in Form einer netzförmigen Betonarmierung enthält. Die Pfähle können zunächst eingetrieben werden, worauf die dünne, ihre oberen Enden verbindende Betonschicht gegossen wirdo Der bevorzugten Ausführung der Erfindung entspricht es jedoch, die Betonplatte zunächst mit einer Anzahl nach oben ragender Hülseneinführungen zu gießen, die sich durch die Platte in Abständen erstrecken, also an Stellen, wo die Pfähle eingesetzt werden sollen. Die Pfähle werden anschließend durch die Hülsen eingetrieben, worauf die oberen Hülsenenden durch Ausgießen oder Ausstreichen mit Beton oder anderem geeignetem Material vergossen werden. Dies liefert den zusätzlichen Vorteil, daß das Gewicht der Betonplatte an jedem Pfahl die Reaktion der Betonplatte aufnehmen kann, wenn die das Eintreiben bewirkende Winde an der Betonplatte verankert ist.such piles cannot withstand significant bending loads. A suitable winch used for driving should therefore include a chuck or head to grip the pile just above the surface of the ground and allow it to travel only 50 cm or slightly more with each lift of the winch. Although each post can only take a load of 2 t or a little more, depending of course on its diameter, on the whole this is sufficient to fulfill the task of carrying the load of a house or factory building later on on them, if the piles are no more than one meter apart. The small distance between the piles avoids the otherwise necessary large spans between them, so that the upper ends of the piles can be connected to a thin, flat concrete slab, for example a slab 150 mm thick, which contains a layer in the form of a net-shaped concrete reinforcement. The piles can be initially driven, is poured and then the thin, their upper ends joining concrete layer o The preferred embodiment of the invention, however, corresponds to the concrete slab initially with a number of upwardly projecting sleeve introductions to pour, which extend through the disk at intervals, that is, in places where the piles are to be used. The piles are then driven through the sleeves, whereupon the upper sleeve ends are grouted by pouring or painting with concrete or other suitable material. This provides the additional advantage that the weight of the concrete slab on each pile can take up the reaction of the concrete slab when the driving winch is anchored to the concrete slab.
Ein analoges Verfahren ist brauchbar, wenn es sich darum handelt, ein bestehendes floßartiges Plattenfundament fürAn analogous method is useful when it comes to an existing raft-like plate foundation for
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ein Gebäude zu stabilisieren, wenn die Dicke der floßartigen Platte so bemessen ist, daß Bolzenunterstützung an den Kanten der Platte unzureichend wäre, um die Platte daran zu hindern, sich in der Mitte des Plattenfundaments zu senken. In diesem Falle können Löcher in Abständen durch die Platte gebohrt werden, worauf schlanke Pfähle durch jedes Loch eingetrieben werden, bis die nötige Reaktion erreicht ist, worauf die Pfähle mit dem floßartigen Plattenfundament vergossen werden.to stabilize a building if the thickness of the raft-like plate is such that bolt support to the Edges of the slab would be insufficient to prevent the slab from sagging in the center of the slab foundation. In this case, holes can be drilled at intervals through the plate, with slender piles through each Hole are driven in until the necessary reaction is achieved, whereupon the piles with the raft-like plate foundation to be shed.
Die übliche Pfahlfundamentierung ist häufig damit verbunden, daß der Grund und Boden durch die Pfähle angehoben wird. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine verhältnismäßig große Anzahl dünner Pfähle benutzt wird, kann diesem Problem mindestens in erheblichem Masse begegnet werden, indem zunächst Pfähle an der Kante der Platte eingetrieben werden, um dadurch eine Art Grundanker zu schaffen, welcher die Platte festlegt. Die übrigen Pfähle werden hiernach eingetrieben. Da jedoch die Platte bereits verankert ist, kann sie sich dabei nicht anheben,, Die einzige dann noch eintretende Wirkung besteht darin, daß die Erde unterhalb der Platte verdichtet wird.The usual pile foundation is often associated with that the ground is raised by the piles. When using the method according to the invention, at which a relatively large number of thin piles are used, this problem can at least to a considerable extent can be countered by first driving piles at the edge of the slab to create a kind of ground anchor to create which defines the plate. The remaining piles are then driven in. However, since the record is already there is anchored, it cannot lift itself, The The only effect that then still occurs is that the earth is compacted below the plate.
Die wesentlichen Vorteile des neuen Verfahrens seien nachstehend zusammengefaßt. Zunächst erfordert das Verfahren ein Minimum an Grabarbeit und ebenso ein Minimum in der Betonmenge, die ohne Rücksicht auf die Zuverlässigkeit des Bodens benötigt wird. Das Loch zur Aufnahme jedes Pfahles braucht nicht über die volle Länge des Pfahles gebohrt zu werden, wenn auch ein Anfangsloch gewünscht sein mag, sofern die äußere Erdkruste besonders hart ist. Die Perfektion oder Genauigkeit des Loches oder der Bohrung ist jedoch bedeutungslos, da der Fuß des Pfahles sich seinen eigenen Weg herab in das die Last tragende Erdreich erzwingt. Im Vergleich mit einer üblichen Methode, die sichThe main advantages of the new process are summarized below. First of all, the procedure requires a minimum of digging and also a minimum of concrete, regardless of the reliability of the Soil is required. The hole for receiving each post does not need to be drilled over the full length of the post even if an initial hole may be desired, provided that the outer crust is particularly hard. The perfection or accuracy of the hole or bore is insignificant, however, as the foot of the pile is its own forces its own way down into the load-bearing soil. Compared with a common method that is
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großer Pfähle bedient, ist es viel einfacher, erfindungsgemäß eine große Anzahl schlanker Pfähle in kleinen Abständen vorzusehen, und zugleich auch weniger kostspielig, und zwar sowohl in bezug auf die Vorrichtungen, die notwendig sind, um die Pfähle zu handhaben und in ihre Löcher einzuführen, als auch in bezug auf die Pfähle selbst. Die mit der Erfindung erzielte Verbesserung in bezug auf die Kosten der Pfähle rührt von der Tatsache her, daß die Last, die ein Pfahl zu tragen vermag, hauptsächlich auf der Oberflächenreibung mit dem Bodenmaterial beruht, die wiederum proportional dem Pfahldurchmesser ist, während die Materialkosten zur Herstellung eines Pfahles vom Volumen des Pfahles abhängen, das proportional zu dem aus dem Durchmesser errechneten Querschnitt des Pfahles ist. Eine Herabsetzung des Durchmessers ergibt somit eine mehr als proportionale Herabsetzung der Materialmenge und der Kosten, die für die Herstellung des Pfahles nötig sind, um äquivalente Tragfähigkeit zu erreichen.For handling large piles, it is much easier, in accordance with the invention, to provide a large number of slender piles at small intervals, and at the same time less expensive, both in terms of the devices necessary to manipulate the piles and to insert them into their holes, as well as in relation to the piles themselves. The improvement achieved with the invention in relation to the cost of the piles arises from the fact that the load which a pile can carry is mainly due to the surface friction with the soil material, which in turn is proportional to the pile diameter, while the material costs for the manufacture of a pile depend on the volume of the pile , which is proportional to the cross-section of the pile calculated from the diameter. A reduction in diameter thus results in a more than proportional reduction in the amount of material and the costs that are necessary for the manufacture of the pile in order to achieve equivalent load-bearing capacity.
Die Konstruktion jedes Pfahles kann verschieden gestaltet sein. Beispielsweise kann jeder Pfahl aus mit Harz imprägniertem Beton oder aus Beton bestehen, der mit Fasern aus Kohlenstoff, Polymeren, Asbest, Glas oder Metall armiert ist. Ebensowohl ist es möglich, einen versteifenden Stab oder vorgespannte oder auch nicht vorgespannte Drähte vorzusehen, die sich über die Pfahllänge erstrecken. Der aus Beton bestehende Pfahl kann dann in eine Metallhülse eingeschlossen werden, beispielsweise aus galvanisiertem Eisen, damit der Pfahl leicht in den Boden eingetrieben werden kann. Wenn die Metallhülse später durch Rost zerstört wird, so ist dies sogar nützlich, weil dadurch die Festigkeit des Pfahls nicht beeinflußt wird und das Rosten des Metalls eine Volumenzunahme bewirkt, die nur zur Folge hat, daß der Pfahl noch fester im Boden gehalten wird. Abweichend von den vorstehend genannten Möglichkeiten kann derThe construction of each pile can be designed differently. For example, each post can be made from impregnated with resin Concrete or made of concrete that is reinforced with fibers made of carbon, polymers, asbestos, glass or metal is. It is also possible to use a stiffening rod or pre-stressed or non-pre-stressed wires, which extend over the length of the pile. The concrete pile can then be enclosed in a metal sleeve made of galvanized iron, for example, so that the stake can be easily driven into the ground can. If the metal sleeve is later destroyed by rust, this is even useful because it increases the strength of the pile is not affected and the rusting of the metal causes an increase in volume, which only results in that the post is held even more firmly in the ground. Notwithstanding the above options, the
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Pfahl aus Metall oder anderem Material in Form eines massiven Stabes oder Rohres gefertigt sein. Wenn die Druckfestigkeit des Pfahles auf Metall beruht, so muß das gewählte Metall nichtkorrodierend sein, und ein rostfreier Stahl ist in diesem Falle angebracht. Der Grad der Rostbeständigkeit wird in jedem einzelnen Falle dann auf einer Analyse der im Boden vorhandenen Salze abhängen. In manchen Fällen der Anwendung der Erfindung kann der Pfahl aus einem unteren Abschnitt oder unteren Abschnitten aus armiertem Beton bestehen, während ein oberer Abschnitt oder obere Abschnitte aus perforiertem Metall gefertigt sind.Post made of metal or other material in the form of a solid rod or tube. When the compressive strength If the pile is metal, the metal chosen must be non-corrosive and be stainless steel appropriate in this case. The degree of rust resistance in each individual case is then based on an analysis of the im Depend on the salts present in the soil. In some cases of using the invention, the pile may consist of a lower section or lower sections consist of reinforced concrete, while an upper section or upper sections consist of perforated metal.
Wird das Fundament oberhalb des Wurzelsystems eines kürzlich gefällten noch frischen Baums errichtet, so kann sich dort ein Tonbett befinden, das zuvor durch das Wurzelsystem des Baums getrocknet worden ist, sich aber infolge seines Feuchtigkeitsgehalts ausdehnen kann, bis Gleichgewicht mit dem umgebenden Grund und Boden besteht. Selbst dann, wenn die Pfähle sich durch den sich ausdehnenden Ton bis in den stabilen Grund unterhalb des Bettes erstrecken, kann die Ausdehnung des Tons sich als Auswölbung der dünnen Betonplatte auswirken, die so groß werden kann, daß sie die Bodenverankerung der Pfähle überwindet und eine Verformung des Gebäudes hervorruft, die derjenigen analog ist, welche durch eine Bodensenkung hervorgerufen werden kann. Liegen Bedingungen vor, die eine derartige Wirkung befürchten lassen, so kann das Problem durch eine unterhalb der gegossenen Betonschicht liegende, nachgiebige oder zerbröckelbare Schicht, also eine Schicht aus einem stückig brechenden Material, ausgeschaltet werden, beispielsweise eine Schicht aus Schaumpolysterin, welche nachgibt und jede aufwärts gerichtete Bewegung des darunter befindlichen Erdbodens absorbiert. Die auf dem Fundament ruhende Last wird auf diese Weise wirksam von der Betonplatte und die Pfähle bis herunter zu dem stabilen Erdboden aufgenommen und durch dasIf the foundation is built above the root system of a recently felled tree that is still fresh, it can there is a bed of clay that has previously been dried by the tree's root system, but is due to its Moisture content can expand until there is equilibrium with the surrounding soil. Even if the piles extend through the expanding clay into the stable ground below the bed, the Expansion of the clay has the effect of bulging the thin concrete slab, which can become so large that it is anchored to the ground overcomes the piles and causes a deformation of the building analogous to that which can be caused by subsidence. If there are conditions that give rise to fear of such an effect, for example, the problem can be caused by a pliable or crumbling layer underneath the poured concrete layer Layer, that is to say a layer made of a piece of breaking material, are switched off, for example a layer made of foam polystyrene, which yields and absorbs any upward movement of the ground below. The load resting on the foundation is effective in this way from the concrete slab and the piles down added to the stable ground and through the
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nachgiebige oder zerbrechliche Material gegen jede Aufwärtsbewegung unterhalb des Betons geschützt.compliant or fragile material against any upward movement protected below the concrete.
Obwohl die den einen wesentlichen Teil des Fundaments bildende Betonplatte sowohl in horizontaler und vertikaler Richtung durch die große Anzahl von Pfählen stabil gehalten wird, besteht an sich doch die Möglichkeit einer horizontalen Bewegung des Bodens, die horizontal gerichtete Drücke auf die Seiten der einzelnen Pfähle mit der Gefahr ausüben, daß die Pfähle sich von der Betonplatte trennen oder von ihr abschnappen. Dieser Gefahr kann dadurch begegnet werden, daß jeder nadeiförmige Pfahl unterhalb der Betonplatte und innerhalb des Bettes unstabilen Untergrundes mit einem Material umhüllt wird, das den seitlichen Druck absorbiert und daran hindert, direkt auf den Pfahl übertragen zu werden. Geeignetes Material ist beispielsweise Bentonitstaub, Sand, Kies von Erbsengröße oder anderes fließfähiges Material; es kann auch ein zerbröckelbarer oder nachgiebiger Kragen vorgesehen werden, beispielsweise aus Pappe oder Kunststoff auf Zellulosebasis. Um einen derartigen Kragen daran zu hindern, von dem Pfahl während des Eintreibens abgestreift zu werden, kann es notwendig sein, den Boden bis auf eine Tiefe vorzubohren, die genügt, um das den seitlichen Druck absorbierende Material aufzunehmen. Das vorgebohrte Loch erstreckt sich natürlich nicht bis in den stabilen Grund und Boden, in welchen der Fuß des Pfahles getrieben wird, um die Last aufzunehmen. Stattdessen kann der Oberteil des Pfahles auch einfach durch einen Hohlraum geschützt werden, in welchem Fall das vorgebohrte Loch ungefüllt bleibt.Although the concrete slab forming an essential part of the foundation both horizontally and vertically Direction is kept stable by the large number of piles, there is actually the possibility of a horizontal one Movement of the soil, the horizontally directed pressures on the sides of each pile with the risk exercise that the piles separate from the concrete slab or snap off from it. This can counteract this danger that every needle-shaped pile below the concrete slab and inside the bed unstable subsoil is encased with a material that absorbs the lateral pressure and prevents it from hitting the stake directly to be transferred. Suitable material is, for example, bentonite dust, sand, gravel the size of a pea or other flowable material; a frangible or resilient collar can also be provided, for example made of cardboard or plastic on a cellulose basis. To prevent such a collar from falling off the stake To be stripped during driving, it may be necessary to pre-drill the soil to a depth that is sufficient to absorb the material that absorbs the lateral pressure. The pre-drilled hole extends naturally not down to the stable ground into which the foot of the pile is driven to take the load. Instead, the top of the pile can simply be protected by a cavity, in which case that pre-drilled hole remains unfilled.
Das den Pfahl unmittelbar unterhalb der Betonplatte umgebende Material kann porös und so angeordnet sein, daß es Wasser in den umgebenden Grund und Boden sickern läßt. Für diesen Zweck kann der obere Teil des Pfahles als perforier-The material surrounding the pile immediately below the concrete slab can be porous and arranged so that it Allows water to seep into the surrounding soil. For this purpose, the upper part of the pile can be used as a perforating
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ter rohrförmiger Metallabschnitt gestaltet werden, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl. Stattdessen oder auch außerdem kann der Kragen aus zerbröckelbarem Material, das den Pfahl unterhalb der Betonplatte umgibt, porös sein und je nach den gegebenen Umständen ein Frostschutzmittel enthalten. Bei Anwendung der Erfindung beispielsweise in einem Bett aus ausgetrocknetem Ton erweicht die in den Ton sikkernde Flüssigkeit unterhalb der Betonplatte den Ton und hat eine Schmierwirkung, die dem Ton oder dem zerbröckele baren Material, wenn diese Stoffe unter der Einwirkung von Feuchtigkeit fließfähig werden, die Möglichkeit geben, im Falle einer relativen Horizontalbewegung rings um die Pfähle zu schlüpfen. Eine derartige Befeuchtung kann wünschenswert sein, wenn ein noch frischer Baum gefällt worden ist und der Ton oder Lehm zuvor durch das Wurzelsystem des Baumes ausgetrocknet worden ist„ter tubular metal section are designed, for example made of stainless steel. Instead or also in addition, the collar of crumbling material surrounding the pile below the concrete slab can be porous and Contain antifreeze, depending on the circumstances. When applying the invention, for example, in a Bed of dried-out clay, the liquid dripping into the clay underneath the concrete slab softens the clay and has a lubricating effect, which the clay or the crumbling ble material when under the action of these substances Moisture can flow, giving the possibility of a relative horizontal movement around the piles to hatch. Such humidification can be desirable when a fresh tree has been felled and the clay or loam has previously been dried out through the tree's root system "
Ein Beispiel einer Konstruktion eines Fundaments mit den Merkmalen der Erfindung, das an einer offenen Baustelle errichtet werden soll, ist in der Zeichnung dargestellt. Dort zeigenAn example of a construction of a foundation with the features of the invention on an open construction site is to be erected is shown in the drawing. Show there
Fig. 1 das Fundament während seiner Herstellung und Fig. 2 das fertige Fundament. 1 shows the foundation during its manufacture and FIG. 2 shows the finished foundation.
Zunächst wird eine Schicht 5 aus zerbröckelbarem, zerquetschbarem oder brüchigem Material auf den Boden gebracht, worauf eine dünne Platte 6 aus Beton mit rohrförmigen Hülsen 7 gegossen wird, wobei die Hülsen sich durch die Betonplatte und das zerbröckelbare Material erstrecken,, An der Betonplatte sind Ankerbolzen 8 befestigt.First, a layer 5 of crumble, crushable or fragile material is placed on the ground, whereupon a thin plate 6 made of concrete with tubular sleeves 7 is poured, the sleeves going through the concrete slab and the crumbling material extend, Anchor bolts 8 are attached to the concrete slab.
Sodann werden Anfangslöcher 9 durch die Betonplatte bis auf eine Tiefe von etwa zwei Meter gebohrt. Ein Pfahl 10 wird hierauf abwärts durch jedes Loch getrieben, und zwarThen initial holes 9 are drilled through the concrete slab to a depth of about two meters. A stake 10 is then driven downwards through each hole, namely
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nacheinander unter Anwendung einer vertikal abwärts arbeitenden Winde 11. Die Winde 11 ist mit einer Grundplatte 12 versehen, die an den jeweils zugeordneten Ankerbolzen 8 festgelegt wird. Sie enthält zwei doppeltwirkende hydraulische Zylinder 13 mit Kolbenstangen, die an einem Querhaupt 14 angelenkt und durch Arme 15 mit einem einseitig greifenden Spannkopf 16 verbunden sind.successively using a winch 11 operating vertically downwards. The winch 11 is provided with a base plate 12 provided, which is fixed to the anchor bolt 8 assigned in each case. It contains two double-acting hydraulic ones Cylinder 13 with piston rods hinged to a crosshead 14 and by arms 15 with a unilateral gripping clamping head 16 are connected.
Gemäß Fig. 1 wird ein armierter Betonpfahl 10 von Standardlänge, beispielsweise sechs Meter, in die Winde 11 eingeführt und abwärts durch das Loch in den darunter befindlichen Boden getrieben. Wenn die Kolben der hydraulischen Zylinder 13 ausgefahren werden, dann gleitet der Spannkopf 16 entlang dem Pfahl 10. Werden die Kolben der Zylinder 13 dagegen wieder nach unten eingefahren, so greift der Spannkopf 16 automatisch den Pfahl und treibt ihn abwärts mit einem Arbeitshub bis zu ein Meter Länge oder mehr.According to FIG. 1, a reinforced concrete pile 10 of standard length, for example six meters, is inserted into the winch 11 and driven down through the hole in the ground below. When the pistons of the hydraulic Cylinders 13 are extended, then the clamping head 16 slides along the pile 10. The pistons of the cylinders 13 on the other hand, retracted downwards again, the clamping head 16 automatically grips the pole and drives it downwards with it a working stroke of up to a meter in length or more.
Jeder Pfahl wird in den Boden so weit eingetrieben, bis die gewünschte, aufwärts gerichtete Reaktion auftritt. Dies kann, wie in Fig. 2 angedeutet ist, erwartet werden, wenn der Fuß des Pfahles den die Last oder das Gewicht tragenden stabilen Grund erreicht und in diesen über eine Strecke von etwa vier Meter eingedrungen ist. Die Winde 11 wird dann auf der Betonplatte 6 in eine neue Stellung gebracht und der nächste Pfahl in der beschriebenen Weise eingetrieben. Dies wird so lange fortgesetzt, bis sämtliche Pfähle sich in ihren gewünschten Stellungen befinden.Each pile is driven into the ground until the desired upward response occurs. this can, as indicated in Fig. 2, be expected when the foot of the pile is the one bearing the load or weight has reached stable ground and has penetrated it over a distance of about four meters. The winch 11 is then placed on the concrete slab 6 in a new position and driven in the next pile in the manner described. This continues until all of the piles are in their desired positions.
Nachdem die Pfähle eingetrieben worden sind, werden ihre nach oben herausragenden Enden, wie sie sich aus der Standardlänge der verwendeten Pfähle ergeben, abgeschnitten, so daß ihre oberen Enden mit der Oberseite der Betonplatte 6 fluchten. Der Ringraum zwischen dem Oberteil jedes Pfahles und der Wand des vorgebohrten Loches oder AnfangslochesAfter the piles have been driven in, their upwardly protruding ends will look like they are from the standard length of the piles used result, cut off so that their upper ends are flush with the top of the concrete slab 6 align. The annulus between the top of each pile and the wall of the pre-drilled hole or starting hole
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9 wird dann mit zerbröckelbarem Material 5A gefüllt und der Oberteil jedes Pfahles mit der Betonplatte 6 durch Füllmaterial 17 vergossen, beispielsweise Kalk oder Zement oder Material ähnlicher Eigenschaften.9 is then filled with friable material 5A and the The upper part of each pile is cast with the concrete slab 6 by filling material 17, for example lime or cement or Material of similar properties.
Die Anzahl und die gegenseitigen Abstände der Pfähle 10 hängen von der aufzunehmenden Last ab. Die Zeichnung zeigt nur einen Teil einer Betonplatte. Handelt es sich um ein Fundament für ein typisches zweistöckiges Haus, so können die Pfähle so angeordnet werden, daß sie, von oben gesehen, als quadratisches Netzwerk erscheinen, dessen Mitten in Abständen von einem Meter voneinander liegen, oder die Pfähle können in Stellungen konzentriert angeordnet werden, die der Konzentration der zu erwartenden Belastung durch das Gebäude entsprechen.The number and the mutual spacing of the piles 10 depend on the load to be absorbed. The drawing shows only part of a concrete slab. If it is a foundation for a typical two-story house, you can the piles are arranged in such a way that, when viewed from above, they appear as a square network, the centers of which are spaced apart one meter apart, or the piles can be concentrated in positions that correspond to the concentration of the expected exposure to the building.
Die Pfähle können zunächst verhältnismäßig langsam eingetrieben werden, um die Betonplatte zu verankern. Ist dies geschehen, so kann das Eintreiben der weiteren Pfähle mit größerer Geschwindigkeit erfolgen. Um die verankernde Wirkung der ersten Pfähle zu prüfen, kann der einseitig wirkende Spannkopf der Winde reversierbar sein, so daß die Winde auch benutzt werden kann, um auf einen eingetriebenen Pfahl eine aufwärts gerichtete Zugkraft auszuüben.The piles can initially be driven in relatively slowly in order to anchor the concrete slab. Is this happen, the driving in of the other piles can take place at greater speed. About the anchoring effect To check the first piles, the one-sided clamping head of the winch can be reversible, so that the Winch can also be used to exert an upward pull on a driven pile.
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