DE2413418C3 - Verfahren zur Herstellung von Pfahlgrundungen sowie Fertigbetonpfahl zur Verwendung bei diesem Verfahren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Pfahlgrundungen sowie Fertigbetonpfahl zur Verwendung bei diesem VerfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pfahlgründungen unter Verwendung von Fertigbetonpfählen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I
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 Verfahren 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
Gegerüber 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 2u
dessen sich Pfahlgründungen höchster Belastbarkeit 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 verwenden 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 ju
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 n 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 3oden 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 Pfahlschalt verhindert wird. Im erhärteten Zustand wirkt die thixotrope Substanz als
Korrosionsschutzmittel, so daß aggressive Bodenwässer den Pfahlschaft und auch den aus Ortbeton hergestellt
ten 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 Abteufens des Bohrloches unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Fertigbetonpfahles in der Seitenansicht,
Fig.2a und 2b den Fig. la und Ib entsprechende
Ansichten eines daran anschließenden Verfahrensschrittes beim Ausschneiden eines vergrößerten Fußes,
F i g. 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 ar Unterende des Fertigbetonpfahles 1 wird nun das Bohric ;h 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 Fig. la und Fig. 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 angdenkt 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. la veranschaulicht ist, liegen die Zusatzschneiden 6, 6a innerhalb des
Wirk- und Arbeitskreises des Bohrmeißels 5. Im ausgeschwenkten Zustand, der in den F1 g. 2a. 2b
dargestellt ist. ragen die Zusatzschneiden 6, 6a jedoch erheblich in ihrer Gesamtlänge über den Außenumfang
des Fertigbetonpfffhles vor und sind an an dem Bohrmeißel 5 ausgebildeten Anschlagsflächen 22 gegen
eine weitere Drehung fes!gehalten.
Di»* 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 d«e 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 S trägt. Dei
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 Fig. 2 ist ein Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, bei dem die Gründungstiefe bereits
erreicht ist und die Drehrichtung, die mittels des ii
S üuci das BuitigcMdiige 16 auf ueii
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 Fig. 2b angedeutet, welche zu den
Pfeilen 24 in F i g. Ib entgegengesetzt gerichtet sind.
In Fig. 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 Bentonitsuspension 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 den Rohrstutzen 21 am Bohrmeißels Frischbeton 11 auf die
Bohrlochsohle, d. h. in dem den Fuß 7 bildenden Raum
s unter gleichzeitigem Zurückziehen des Fertigbetonpfahles
1 gedrückt wird. Der eingedrückte Frischbeton verdrängt hierbei die Stützfüllung 17 in dem Ringraum
3, wobei gleichzeitig die hier verbleibende Spülflüssigkeit
über Tage austritt, wie dies erneut durch die Pfeile
in 10 angedeutet ist.
Wie in Fig.5 veranschaulicht, wird der gesamte Fuß
7 des Fertigbetonpfahles 1 sowie etwa 1 m des Pfahlschaftes unter ständigem Zurückziehen des Fertigbetonpfahles
1 mit Frischbeton gefüllt. Bei diesem
ι·-, Vorgang wird die Spülflüssigkeit vollständig aus dem Ringraum 3 verdrängt und schließlich tritt das in den
Fuß 7 eingefüllte Stützmedium ebenfalls über Tage aus dem Ringraum 3 aus, wie dies in F i g. 5 durch die Pfeile
17'angedeutet ist.
:t) Anschließend werden der Krafikopi S, die Aufhängung
18 sowie die dazugehörigen Zuführungsleitungen für Spülmedium, Beton und die thixotrope Substanz von
dem Oberende des Fertigbetonpfahles 1 gelöst und dieser, wie dies in Fig.6 angedeutet ist, mittels eines
_■-, Rammbären 12 in den Frischbeton 11 eingerammt, so
daß es zu einer Ausbildung eines Pfahlfußes 26 aus Beton kommt, welcher in einem verdichteten umgebender.
Bodenbereicli 27 sitzt.
Bei ü.isem Verfahrensschritt ist es je nach den
tu speziell an der Baustelle vorliegenden Bedingungen
auch möglich, den Pfahl lediglich in die Füllung aus Frischbeton 11 einzudrücken, wenn beispielsweise
besonders erschütterungsfrei gearbeitet werden soll oder den Fertigbetonpfahl festzurütteln.
Wie aus F i g. 6 ferner ersichtlich, verbleibt die thixotrope Slützfüllung 17 innerhalb des Ringraumes 3
und dient somit als Stützmittel, als Gleitmittel gegen positive Mantelreibungen und als Korrosionsschutz
gegen aggressive Bodenwässer.
jo Der Bohrmeißel 5 mit den Zusatzschneiden 6,6a, dem
Lager 13 und der Dichtung 19 verbleiben an dem Fertigbetonpfahl und dienen gleichzeitig als Verankerung,
sollte der Fertigbetonpfahl irgendwelchen Zugkräften ausgesetzt werden.
■■5 Vor oder nach dem Einrammen mit dem Rammbären
12 kann die durchgehende öffnung 2 des Fertigbetonpfahles 1 noch mit Frischbeton gefüllt werden, welcher
dann erstarrt, um einen massiven Pfahl zu bilden.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
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 gefordert 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 Ringraur' mittels der Spülung zu Tage gefördert
wird, daß dann eine thixotrope Substanz als Stützmediuni, Gleitmedium und/oder Korrosionsschutz durch das Bohrgestänge in den freigeschnittenen Fußraum von der Sohle her aufwärts eingepumpt 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 wirr1
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 thixotrnpc Substanz eine Benlonit
suspension 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 (I) ein Anschluß (20) für eine Aufhängung (18) am Kraftkopf vorgesehen ist.durch
die der Fertigbetonpfahl (I) gegen Drehung festgehalten ist und daß an dem Bohrmeißel (S) 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 (S) 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 Umfangsrichtung liegende Anschlagsflächen (22) für die
Zusatzschneiden (6, da) 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 (13) 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 wiiv!, anschließend der Frischbeton eingefüllt wird, worauf der Pfahl
festgerammt wird.
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