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Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Gründungspfählen aus
Ortbeton Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gründungspfählen
aus Ortbeton sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Gründungspfähle aus Ortbeton sind bekannt. Hierzu wird ein Vortreibrohr,
welches am unteren Ende durch eine verlorene Rammspitze oder einen Betonpfropfen
abgeschlossen sein kann, in den Boden eingetrieben. Das Innere des Vortreibrohres
wird nach vollständigem Eintreiben mit erhärtendem Baustoff aufgefüllt. Dieser wird
meist unter Ziehen des Vortreibrohres verdichtet. Für das Eintreiben des Vortreibrohres
ist das Einrammen bekannt. Es kann dabei eine Außenrammung, bei der eine Rammvorrichtung
auf das Vortreibrohr aufgesetzt wird oder eine Innenrammung, bei der im Inneren
des Rohres mit einem Rammbär oder über eine Rammjungfer auf die Rammspitze oder
den Betonpfropfen gerammt wird, verwendet werden.
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Es ist auch das hydraulische Einpressen eines Vortreibrohres bekannt.
In diesen Fällen wird beim Eintreiben des Vortreibrohres das am Rohrquerschnitt
entsprechende Bodenvolumen seitlich verdrängt und verdichtet. Schließlich ist auch
noch das Einbohren des Vortreibrohres bekannt, wobei das Rohr unten offen ist und
Bodenmaterial durch einen Greifer oder ein sonstiges Förderwerkzeug gefördert wird.
Hierbei entfällt weitgehendst eine Verdichtung des Bodens. Schließlich ist noch
das Einbringen des Vortreibrohres durch ein Rütteln oder ruckartiges Eindrehen bekannt.
Der Boden wird entweder verdrängt, z.B. durch einen im Vortreibrohr hängenden Hochfrequenzrüttler
oder durch ein Bohrwerkzeug gefördert.
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Als Baustoff für den Gründungspfahl und für das Einbringen desselben
wird erdfeuchter Beton verwendet, der eingeschüttet und bei gleichzeitigem Ziehen
des Vortreibrohres eingestampft wird. Voraussetzung ist, daß das Vortreibrohr frei
und ohne Wasser ist. Es ist auch bereits bekannt, plastischen Beton über Schüttrohre
einzubringen. Falls unter Wasser betoniert wird, erfolgt dies im Kontraktorverfahren.
Die Verdichtung kann erfolgen durch Drehen und/ oder wiederholtes kurzes Eintreiben
des Vortreibrohres; Vibration des Vortreibrohres durch einen am oberen Ende montierten
Außenrüttler; Einhängen eines Vibrations-Innenrüttlers in das Vortreibrohr oder
Verschließen des Vortreibrohres am oberen Ende und Einpressen von Druckluft bei
gleichzeitigem Ziehen der Verrohrung (Preßbetonpfahl).
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Bei den bekannten Gründungspfählen besitzen die Vortreib-bzw. Bohrrohre
Durchmesser von mindestens 30 cm. Nachteilig ist, daß bei diesen bekannten Gründungspfählen
die Bodenverdichtung und die Verfüllung von Hohlräumen um den Pfahl nicht optimal
ist und daß keine sichere Gewähr dafür gegeben wird, daß Fehlstellen im Pfahl vermieden
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung
zur Herstellung von Gründungspfählen aus Ortbeton zu schaffen, das es ermöglichst,
den Boden um den Pfahl möglichst hoch zu verdichten, Hohlräume im Boden wirksam
zu verfüllen und Fehlstellen im Pfahl zu vermeiden.
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Das Verfahren nach der Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein
mit einer verlorenen Spitze versehenes Vortreibrohr in den Boden durch eine Außenrammung
eingetrieben wird, das Vortreibrohr mit pumpfähigem, erhärtendem Baustoff aufgefüllt
wird und unter Ziehen des Vortreibrohres Baustoff in das Vortreibrohr nachgepreßt
wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß der Baugrund
um den Pfahl stark verdichtet wird, nämlich einmal durch das Verdrängen des Bodens
beim Einrammen des Rohres und zum anderen durch das Verpressen mit dem dünnflüssigen
Zementmörtel unter hohem Druck bei Ziehen des Rohres. Durch das Verpressen mit hohen
Drücken wird gleichzeitig der Boden um den Pfahl injiziert, wodurch Hohlräume im
Boden wirksam verfüllt werden. Es ergibt sich eine innigere Verzahnung des Pfahls
mit dem Baugrund als bei üblichen Pfählen. Die Pfahllasten werden ausschließlich
über Mantelreibung in den Baugrund abgeleitet. Zudem werden Fehlstellen im Pfahl
sicher vermieden, da beim Ziehen des Vortreibrohres Baustoff ständig nachgepreßt
wird, wenn dieser im Hohlraum im Boden eindringt.
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Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen vertikalen
Schnitt der Anordnung zur Herstellung eines Gründungspfahles und Fig. 2 eine Schnittansicht
wie in Fig. 1 mit teilweise gezogenem Vortreibrohr.
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Zur Herstellung des Gründungspfahles aus Ortbeton wird ein Vortreibrohr
1, das gegebenenfalls aus mehreren, fest miteinander verbundenen Schüssen bestehen
kann, in den Boden 2 eingetrieben. Das Vortreibrohr 1 besitzt am vorausgehenden
Ende vorzugsweise eine verlorene Spitze 3. Das Vortreibrohr hat einen Außendurchmesser
von min. ca. 12 cm bis maximal ca.30 cm.
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Das Eintreiben des Vortreibrohres 1 in den Boden 2 erfolgt durch Außenrammung
(Obenrammung), d.h. auf das Vortreibrohr 1 wird eine Rammvorrichtung aufgesetzt.
Durch das Einrammen des Vortreibrohres 1 in den Boden 2 wird der Boden um das Vortreibrohr
1 stark verdichtet.
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Ist das Vortreibrohr 1 auf die erforderliche Tiefe in den Boden 2,
wie in Fig. 1 dargestellt, eingetrieben, wird der Innenraum des Vortreibrohres 1
über die gesamte Länge mit pumpfähigem, erhärtendem Baustoff 4 ausgefüllt. Der Baustoff
besteht aus einem Mörtel aus Normenzement mit oder gegebenenfalls ohne Fein- bzw.
Feinstsand. Das vollständige Ausfüllen des Innenraumes des Vortreibrohres mit dem
Baustoff erfolgt im Kontraktorverfahren. Gegebenenfalls kann in den Innenraum des
Vortreibrohres ein Bewehrungskorb 5 aus Stäben oder dergleichen eingebracht werden.
Dieser Bewehrungskorb 5 bildet die Armierung für den fertigen Gründungspfahl. Nach
oder zur vollständigen Auffüllung des Innenraumes des Vortreibrohres 1 wird am über
den Boden 2 vorstehenden Ende ein Verpreßkopf 6 aufgesetzt und mit dem Rohr 1 fest
verbunden. An den Kopf 6 ist eine Baustoffleitung 7 anschließbar, die zu einer nicht
dargestellten Baustoffpumpe führt.
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Unter Ziehen des Vortreibrohres 1 - aus Fig. 2 ersichtlich -wird Baustoff
4 kontinuierlich unter Druck nachgepreßt, so daß in jeder Phase der Pfahlherstellung
eine stets kontinuierlich, geschlossene Pfahlmörtelsäule vorhanden ist. Das Nachpressen
des Baustoffes mit einer Pumpe erlaubt die Anwendung sehr hoher Drücke, wodurch
Baustoff in den durch das Vortreibrohr freigegebenen Bodenbereich injiziert wird
und vorhandene Hohlräume ausfüllt, ohne daß dadurch die Baustoffsäule im Bereich
des Pfahlquerschnittes (durch fehlenden Baustoff) Fehlstellen bilden kann. Der Zementmörtel
läßt die Injizierung des Bodens infolge seines dünnflüssigen Zustandes zu. Durch
die starke Pressung des Zementmörtels auf den umgebenden Boden wird dieser zusätzlich
stark verdichtet.
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Die Injizierung des Zementmörtels in den Boden ergibt weiterhin eine
innigere Verzahnung des Pfahles mit dem Baugrund. Die Pfahllasten werden dadurch
ausschließlich über Mantelreibung in den Baugrund abgeleitet.
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Der Nachverpressungsdruck kann aufrechterhalten bleiben, bis das Vortreibrohr
1 vollständig gezogen ist. Nach Erhärtung des Baustoffes des gebildeten Pfahles
kann dieser wie vorgesehen, belastet werden. Die Vortreibrohrspitze 3 verbleibt
im Boden.
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Es ist aber auch möglich, die Strecke, in der die Pfahllast auf den
Baugrund übertragen wird, im wesentlichen auf die unterste Zone des Pfahles zu begrenzen.
Hierfür wird nur in dieser Zone mit hohem Nachpreßdruck gearbeitet. Es kann auch
in einer oberen Pfahl strecke die Verrohrung oder ein gesondert eingebrachtes dünnes
Hüllrohr im Boden verbleiben, wodurch in diesem Bereich die Krafteinleitung fast
auf Null reduziert wird.
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Patentansprüche: 1 Verfahren zur Herstellung von Gründungspfählen
aus Ortbeton dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer verlorenen Spitze versehenes
Vortreibrohr in den Boden durch eine Außenrammung eingetrieben wird, das Vortreibrohr
mit pumpfähigem, erhärtendem Baustoff aufgefüllt wird und unter Ziehen des Vortreibrohres
Baustoff in das Vortreibrohr nachgepreßt wird.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pumpfähiger,
erhärtender Baustoff, aufgeschlemmter Normenzement mit oder ohne Fein- bis Feinstsand
verwendet wird.