DE2413418B2 - Verfahren zur Herstellung von Pfahlgriindungen sowie Fertigbetonpfahl zur Verwendung bei diesem Verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pfahlgründungen unter Verwendung von Fertigbetonpfählen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Fertigbetonpfahl mit einer in Längsrichtung durchgehenden Öffnung zur Verwendung bei diesem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Aus der US-PS 10 24 820 ist ein Verfahren zur Herstellung von Pfahlgründungen unter Verwendung von Fertigbetonpfählen bekannt, bei dem der Fertigbetonpfahl mit einem Bohrmeißel an seinem Unterende versehen wird, der an diesem drehbar gelagert ist und eine Kupplung für das Bohrgestänge aufweist. Beim Absenken des Fertigbetonpfahles wird nach diesem bekannten Verfahren dieser gegen Drehung festgehalten, dann bei stillstehendem Fertigbetonpfahl durch Drehung des Meißels über das Bohrgestänge, welches durch die in Längsrichtung durchgehende Öffnung bis zum Unterende hindurchgeführt ist und dort mit dem Bohrmeißel gekoppelt ist ein auf den Durchmesser des Fertigbetonpfahles abgestimmtes Loch unter gleichzeitigem Absenken des Fertigbetonpfahles bis in den Bereich tragender Bodenschichten gebohrt wird. Beim

Bohrvorgang wird ein Spülstrom durch das Bohrgestänge der durchgehenden öffnung des Fertigbetonpfahles hindurchgeleitet und dadurch das Bohrgut durch den Ringraum zwischen den Fertigbetonpfahl und dem Erdreich zu Tage gefördert Nach Erreichen der Gründungstiefe wird bei dem bekannten Verfuhren das Bohrgestänge von dem am Fertigbetonpfahl verbleibenden Meißel gelöst und die durchgehende öffnung des Fertigbetonpfahles wird anschließend mit Frischbeton gefüllt Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Fertigbetonpfahl verwendet der eine in Längsrichtung durchgehende öffnung aufweist wobei am Unterende des Fertigbetonpfahles ein in einem Lager drehbar gelagerter Bohrmeißel vorgesehen ist, der eine zu der öffnung ausgerichtete Kupplung für das Bohrgestänge aufweist

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Pfahlgründungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, mittels dessen sich Pfahlgründungen höchster Bela.rtbarkeit herstellen lassen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst

Durch die Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt daß sich Bohrpfähle wesentlich einfacherer und kostengünstigerer Bauart verwerden lassen. Darüber hinaus ermöglicht es die Tatsache, daß der verlorene Meißel am Unterende des Fertigbetonpfahles eine Verankerung darstellt, daß ein auf diese Weise gesetzter Fertigbetonpfahl gleichzeitig als Zugpfahl verwendbar ist Darüber hinaus wird der eingebaute Fertigbetonpfahl als reiner Standpfahl durch die Kombination der Wirkung des erweiterten Fußes und den Gleitmitteleigenschaften der thixotropen Substanz wirksam und besitzt eine entsprechend hohe Belastbarkeit Darüber hinaus stützt die thixotrope Substanz die Wandung des erweiterten Fußraumes gegen den Bodennachfall und Grundwasser bzw. die Fußraumsohle gegen Auftrieb und ist somit gleichzeitig als Stützmedium wirksam. Beim Einpumpen des Ortbetons in den Fußraum wird die thixotrope Substanz zwischen Pfahlschaft und Boden in den Ringraum verdrängt, erhärtet dort und steift den Pfahlschaft gegen den anstehenden Boden aus. Hierbei zeigt die thixotrope Substanz gleichzeitig die Wirkung als Gleitmittel zwischen Pfahlschaft und Boden, so daß eine negative Mantelreibung und ein Aufhängen des Bodens am Pfahlschaft verhindert wird. Im erhärteten Zustand wirkt die thixotrope Substanz als Korrosionsschutzmittel, so daß aggressive Bodenwässer den Pfahlschaft und auch den aus Ortbeton hergestellten Fuß nicht angreifen können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 12 gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt

Fig. la den Verfahrensschritt des Abteuf ens des Bohrloches unter Verwendung des erfindungsgsmäßen Fertigbetonpfahles in der Seitenansicht, eo

F i g. 1 b eine Unteransicht der F i g. 1 a,

Fig.2a und 2b den Fig. la und Ib entsprechende Ansichten eines daran anschließenden Verfahrensschrittes beim Ausschneiden eines vergrößerten Fußes,

Fig.3 eine Seitenansicht, in der der Fuß fertig ausgeschnitten und mit einem Stützmedium gefüllt ist,

F i g. 4 eine F i g. 3 entsprechende Seitenansicht, in der der ausgeschnittene Fuß bereits teilweise mit Frischbeton gefüllt ist

F i g. 5 den an F i g. 4 anschließenden Zustand, in dem der ausgeschnittene Fuß vollständig mit Frischbeton gefüllt ist,

Fig.6 eine Seitenansicht des Vorganges beim Einrammen des Fertigbetonpfahles.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, wie der Fertigbetonpfahl 1 über einen Anschluß 20 an einer Aufhängung 18 an dem stillstehenden Teil des Kraftkopfes 8 des Bohrgerätes befestigt ist An der Unterseite des Fertigbetonpfahles 1 ist ein Bohrmeißel 5 in einem Lager 13 drehbar gelagert. Durch die durch den Fertigbetonpfahl in Achsrichtung durchgehende öffnung 2 ist ein Bohrgestänge 16 geführt, welches über eine Kupplung 14 mit dem Bohrmeißel 5 am Unterende des Fertigbetonpfahles verbunden ist Am oberen Ende ist das Bohrgestänge 16 am drehbaren Teil des Kraftkopfes 8 des Bohrgerätes befestigt. Auf diese Weise wird der Bohrmeißel 5, wie in F i g. 1 veranschaulicht, gedreht ohne daß der Fertigbetonpfahl 1 Drehmomente aufnehmen muß.

Durch den Bohrmeißel 5 am Unterende des Fertigbetonpfahles t wird nun das Bohrloch 4 abgeteuft, wobei der Bohrmeißel 5 in seinem Wirkungskreis geringfügig größer als der Durchmesser des Fertigbetonpfahles ausgebildet ist. Das Bohrgestänge 16 ist in diesem Stadium des erfindungsgemäßen Verfahrens an eine Spülung 9 angeschlossen, durch die ein Spülmedium durch das Gestänge an die Bohrlochsohle geleitet wird und das Bohrgut durch den Ringraum 3 zwischen Fertigbetonpfahl 1 und Bohrloch 4 nach oben gefördert wird, wie dies durch die Pfeile 10 in Fig. la, die den Austritt von Spülmedium vermischt mit Bohrgut bezeichnen, angedeutet ist.

Wie der untere Teil von Fi g. la und F i g. Ib zeigen, ist der Bohrmeißel 5 am Unterende des Fertigbetonpfahles 1, der daher als verlorener Meißel nur für eine einmalige Verwendung bestimmt ist, ausgesprochen einfach aufgebaut und besteht bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform aus einer Schneide, an der um parallel zur Fertigbetonpfahlachse liegende Achsen verschwenkbare Zusatzschneiden 6 und 6a angelenkt sind. Die Schwenkachsen 15 der Zusatzschneiden 6, 6a liegen im Bereich des Außenumfanges des Fertigbetonpfahles 1. Im eingeklappten Zustand, der beim Abteufen des Bohrloches 4 in F i g. 1 a veranschaulicht ist, liegen die Zusatzschneiden 6, 6a innerhalb des Wirk- und Arbeitskreises des Bohrmeißels 5. Im ausgeschwenkten Zustand, der in den Fig.2a, 2b dargestellt ist, ragen die Zusatzschneiden 6, 6a jedoch erheblich in ihrer Gesamtlänge über den Außenumfang des Fertigbetonpfahles vor und sind an an dem Bohrmeißel 5 ausgebildeten Anschlagsflächen 22 gegen eine weitere Drehung festgehalten.

Die Anordnung ist derart getroffen, daß, wenn der Bohrmeißel 5 in einer Richtung gedreht wird, bei der die auf gegenüberliegenden Seiten des Bohrmeißels 5 angeordneten Schwenkachsen 15 jeweils bezüglich der Drehrichtung hinter dem Bohrmeißel liegen, die Reibung mit dem Bohrgut und der Bohrlochwandung die Zusatzschneiden im eingeschwenkten Zustand hält. Demgegenüber werden, wird diese Drehrichtung umgekehrt, aufgrund der gleichen Reibung die Zusatzschneiden nach außen verschwenkt und ermöglichen somit eine erhebliche Vergrößerung des Wirkkreises des Bohrmeißels 5.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Bohrmeißel 5 über einen Rohrstutzen 21 in dem ausgesprochen einfach aufgebauten Lager 13 drehbar

gelagert. Der Rohrstutzen 21 kann einfach mit der dargestellten, etwa quadratischen Grundplatte 23 verschweißt sein, welche die Schneide und die Zusatzschneiden 6, 6a des Bohrmeißels 5 trägt. Der Rohrstutzen 21 ist zur Bohrlochsohle hin ebenfalls offen ausgebildet, so daß die durch das Bohrgestänge 16 geführte Spülung und die weiter unten noch erwähnte Medienzuführung die Bohrlochsohle erreicht. Zur Abdichtung gegenüber dem Bohrgestänge 16 ist im oberen Bereich des Rohrstutzens bzw. an dessen oberem Ende noch eine mit dem Fertigbetonpfahl 1 verbundene Ringdichtung 19 vorgesehen, die das Bohrgestänge 16 umgreift, wenn dieses durch die durchgehende öffnung 2 des Fertigbetonpfahles 1 auf eine Kupplung 14 vorgesehen, die möglichst einfach als Klauenkupplung od. dgl. ausgebildet sein kann.

In F i g. 2 ist ein Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, bei dem die Gründungstiefe bereits erreicht ist und die Drehrichtung, die mittels des Kraftkopfes 8 über das Bohrgestänge 16 auf den Bohrmeißel 5 übertragen wird, umgekehrt wurde, um die Zusatzschneiden 6,6a um die Schwenkachsen 15 zu verschwenken, so daß am Unterende des Bohrloches 4 eine Unterschneidung oder ein vergrößerter Fuß 7 ausgeschnitten ist. Das hierbei anfallende Bohrgut wird gleichfalls durch die Spülung 9 über den Ringraum 3 über Tage gefördert. Die Umkehr der Drehrichtung ist durch Pfeile 25 in F i g. 2b angedeutet, weiche zu den Pfeilen 24 in F i g. Ib entgegengesetzt gerichtet sind.

In F i g. 3 ist veranschaulicht, wie nach erneuter Umkehrung der Drehrichtung des Bohrgestänges 16 die Zusatzschneiden 6, 6a wiederum durch Schwenken um die Achsen 15 in dem Bereich des Wirkkreises des Bohrmeißels zurückgeschwenkt sind. Anschließend wird durch das Bohrgestänge 16 der ausgeschnittene Fuß 7 mit einer Stützflüssigkeit gefüllt, die üblicherweise durch eine Betonitsuspension gebildet ist Durch das Einpumpen der Stützfüllung 17 wird die in dem ausgeschnittenen Fuß 7 vorhandene Spülflüssigkeit verdrängt, bei der es sich üblicherweise um Wasser handelt

Der hieran anschließende Verfahrensschritt ist in Fig.4 veranschaulicht. In Fig.4 ist das Bohrgestänge 16 von der Kupplung 14 gelöst und aus dem Fertigbetonpfahl entfernt. Der Fertigbetonpfahl 1 ist weiter über die Aufhängung 18 an dem Kraftkopf angeschlossen, an dem nunmehr ein mit der durchgehenden öffnung 2 des Fertigbetonpfahles 1 in Verbindung stehender Schlauchanschluß vorgesehen ist durch den durch die durchgehende Öffnung 2 und dei Rohrstutzen 21 am Bohrmeißel 5 Frischbeton 11 auf di< Bohrlochsohle, d. h. in dem den Fuß 7 bildenden Raun unter gleichzeitigem Zurückziehen des Fertigbeton pfahles 1 gedrückt wird. Der eingedrückte Frischbetoi verdrängt hierbei die Stützfüllung 17 in dem Ringraun 3, wobei gleichzeitig die hier verbleibende Spülflüssig keit über Tage austritt, wie dies erneut durch die Pfeils

to 10 angedeutet ist.

Wie in F i g. 5 veranschaulicht, wird der gesamte Fu[ 7 des Fertigbetonpfahles 1 sowie etwa 1 m de; Pfahlschaftes unter ständigem Zurückziehen des Fertig betonpfahles 1 mit Frischbeton gefüllt. Bei diesen-Vorgang wird die Spülflüssigkeit vollständig aus derr Ringraum 3 verdrängt und schließlich tritt das in der Fuß 7 eingefüllte Stützmedium ebenfalls über Tage aus dem Ringraum 3 aus, wie dies in F i g. 5 durch die Pfeil« 17'angedeutet ist.

Anschließend werden der Kraftkopf 8, die Aufhängung 18 sowie die dazugehörigen Zuführungsleitunger für Spülmedium, Beton und die thixotrope Substanz vor dem Oberende des Fertigbetonpfahles 1 gelöst unc dieser, wie dies in F i g. 6 angedeutet ist, mittels eine; Rammbären 12 in den Frischbeton 11 eingerammt, se daß es zu einer Ausbildung eines Pfahlfußes 26 au! Beton kommt, welcher in einem verdichteten umgebenden Bodenbereich 27 sitzt.

Bei diesem Verfahrensschritt ist es je nach der speziell an der Baustelle vorliegenden Bedingunger auch möglich, den Pfahl lediglich in die Füllung au; Frischbeton 11 einzudrücken, wenn beispielsweise besonders erschütterungsfrei gearbeitet werden sol oder den Fertigbetonpfahl festzurütteln.

Wie aus Fig.6 ferner ersichtlich, verbleibt dit thixotrope Stützfüllung 17 innerhalb des Ringraumes 3 und dient somit als Stützmittel, als Gleitmittel geger positive Mantelreibungen und als Korrosionsschutz gegen aggressive Bodenwässer.

Der Bohrmeißel 5 mit den Zusatzschneiden 6,6a, derr Lager 13 und der Dichtung 19 verbleiben an derr Fertigbetonpfahl und dienen gleichzeitig als Verankerung, sollte der Fertigbetonpfahl irgendwelchen Zugkräften ausgesetzt werden.

Vor oder nach dem Einrammen mit dem Rammbärer 12 kann die durchgehende öffnung 2 des Fertigbetonpfahles 1 noch mit Frischbeton gefüllt werden, welchei dann erstarrt, um einen massiven Pfahl zu bilden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Pfahlgründungen unter Verwendung von Fertigbetonpfählen, welche eine in Achsrichtung durchgehende öffnung aufweisen, bei dem der Fertigbetonpfahl mit einem Bohrmeißel an seinem Unterende versehen wird, der an diesem drehbar gelagert ist und eine Kupplung für das Bohrgestänge aufweist, bei dem der Fertigbetonpfahl gegen Drehung festgehalten wird, dann bei stillstehendem Fertigbetonpfahl durch Drehung des Meißels über das Bohrgestänge ein auf den Durchmesser des Fertigbetonpfahles abgestimmtes Loch unter gleichzeitigem Absenken des Fertigbetonpfahles bis in den Bereich tragender Bodenschichten gebohrt wird, wobei ein Spülstrom durch das Bohrgestänge in der durchgehenden öffnung des Fertigbetonpfahles hindurchgeleitet und dadurch das Bohrgut durch den Ringraum zwischen dem Fertigbetonpfahl und dem Erdreich zu Tage gefördert wird, und bei dem nach Lösen des Bohrgestänges von dem am Fertigbetonpfahl verbleibenden Meißel in die durchgehende öffnung des Fertigbetonpfahles Frischbeton gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fertigbetonpfahl am Kraftkopf gegen Drehung festgehalten aufgehängt wird, daß bei Erreichen der Gründungstiefe der Bohrmeißel am Kopf des Fertigbetonpfahles radial vergrößert wird und dann das Bohrloch mit einem erweiterten Fuß versehen wird, wobei das anfallende Bohrgut ebenfalls durch den Ringraum mittels der Spülung zu Tage gefördert wird, daß dann eine thixotrope Substanz als Stützmedium, Gleitmedium und/oder Korrosionsschutz durch das Bohrgestänge in den freigeschnittenen Fußraum von der Sohle her aufwärts eingeoumpt wird, daß darauf durch die durchgehende öffnung des Fertigbetonpfahles unter gleichzeitigem Anziehen desselben bis in den Bereich der Oberkante des erweiterten Fußraumes der Frischbeton in den Raum unterhalb des Fertigbetonpfahles gedrückt wird, wobei die thixotrope Substanz durch den Ringraum über Tage austretend verdrängt wird und daß schließlich der Fertigbetonpfahl unter Herstellung einer Verankerung in den tragenden Bodenschichten der Gründungstiefe nach Art eines Rammpfahles festgerammt oder eingedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thixotrope Substanz eine Betonitsuspension verwendet wird.

3. Fertigbetonpfahl mit einer in Längsrichtung durchgehenden Öffnung zur Verwendung bei dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit einem am Unterende des Fertigbetonpfahles in einem Lager drehbar gelagerten Bohrmeißel und mit einer zu der öffnung ausgerichteten Kupplung für das Bohrgestänge, dadurch gekennzeichnet, daß am Oberende des Fertigbetonpfahles (1) ein Anschluß (20) für eine Aufhängung (18) am Kraftkopf vorgesehen ist, durch die der Fertigbetonpfahl (1) gegen Drehung festgehalten ist und daß an dem Bohrmeißel (5) in radialer Richtung in ihrem Wirkkreis ausdehnbare Zusatzschneiden (6,6a) vorgesehen sind.

4. Fertigbetonpfahl nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzschneiden (6, 6a) an dem Bohrmeißel (5) in dessen radial außen liegendem Bereich angelenkt sind, derart, daß durch den durch das Bohrgut ausgeübten Widerstand in einer Drehrichtung des Bohrmeißels (5) die Zusatzschneiden (6,6a,) nach außen schwenkbar sind.

5. Fertigbetonpfahl nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrmeißel (5) in Urcfangsrichtung liegende Anschlagsfiächen (22) für die Zusatzschneiden (6, 6a) in ihrer am weitesten ausgeschwenkten Stellung aufweist

6. Fertigbetonpfahl nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrmeißel (5) über einen Rohrstutzen (21) in dem Lager^l3) an dem Fertigbetonpfahl (1) gelagert ist

7. Fertigbetonpfahl nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (14) innerhalb des Rohrstutzens (21) angeordnet ist

8. Fertigbetonpfahl nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung am Oberende des Rohrstutzens (21) angeordnet ist

9. Fertigbetonpfahl nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (19) gegen das Bohrgestänge (16) vorgesehen ist

10. Fertigbetonpfahl nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als eine außen gegen das Bohrgestänge (16) anliegende Dichtung die öffnung (2) umgebend ausgebildet ist.

11. Fertigbetonpfahl nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Dichtung (19) als Ringdichtung am Oberende des Rohrstutzens (21) ausgebildet ist

12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, unter Verwendung des Fertigbetonpfahles nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der Gründungstiefe zum Ausschwenken der Zusatzschneiden die Drehrichtung des Bohrgestänges umgekehrt wird, dann der vergrößerte Fuß ausgeschnitten wird, daß darauf zum Anziehen des Pfahles in dem Bereich der Oberkante des erweiterten Fußes die Drehrichtung des Bohrgestänges kurzzeitig erneut zum Einschwenken der Zusatzschneiden umgekehrt wird, anschließend der Frischbeton eingefüllt wird, worauf der Pfahl festgerammt wird.