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Pfahl
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Pfahl mit einem rohrähnlichen
Pfahlschaft, einer Pfahlspitze und einer lösbaren, die Rammenergie auf den Pfahischaft
übertragendenEinfüllvorrichtung zum Einpressen einer flüssigen oder breiigen, insbesondere
schnell erhärtenden Verpreßmasse in den Pfahlschaft, wobei die Einfüllvorrichtung
auf das obere Ende des Pfahlschaftes aufgesetzt ist.
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Solche Pfähle kommen vorzugsweise bei der Herstellung von Mastgründungen
im Freiluftleitungsbau zum Einsatz.
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Es ist bekannt, bei der Herstellung eines Rammpfahles mit einer Betonummantelung
während des Einrammens gleichzeitig Beton oder Mörtel vom unteren Teil des Pfahles
aus in den
beim Rammen um den Pfahlschaft erzeugten Hohlraum einzupressen.
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Zu diesem Zweck wird dem Pfahlschaft an seinem oberen Ende unter konstantem
Druck stehender Beton zugeführt, der am unteren Ende des Pfahlschaftes durch Öffnungen
austreten kann.
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Aus der DE-AS 1 289 795 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der beim
Einrammen der Pfähle gleichzeitig mit jedem Rammschlag eine gewisse Menge Beton
in den Pfahl eingepreßt wird. Hierzu ist auf das obere Ende des Pfahles eine Rammhaube
aufgesetzt, die eine Kammer zur Aufnahme der Einpreßmasse aufweist. Diese Kammer
wird oben von einem die Schlaghaube überrsagenden Kolben begrenzt. Die Zuführung
der Einpreßmasse in die Kammer erfolgt über ein Rückschlagventil. Auf den Pfahl
ist ein Rohrstutzen aufgeschweißt, der in den zylindrichen Hohlraum der Schlaghaube
lose hineinreicht. Vom Rückschlagventil führt eine Leitung zu einem Behälter, der
mit Verpreßmasse gefüllt und mit Druckluft beaufschlagt wird. Durch den Luftdruck
wird die Verpreßmasse in die zylindrische Kammer der Schlaghaube und in den Pfahl
eingedrückt, wobei der oben erwähnte Kolben angehoben wird. Über dem Kolben ist
die Wirkungsfläche des Ram.mbären angeordnet. Wenn der Rammbär fällt, betätigt er
zuerst den Kolben. Das Rückschlagventil schließt sich und die in der Kammer eingeschlossene
Verpreßmasse wird mit großer Gewalt in den Pfahl und von dort aus der Pfahlspitze
herausgepreßt. Nach dem Eindrücken des Kolbens schlägt der Rammbär auf die Schlaghaube
auf.
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Diese Betoneinfüllvorrichtung ist in ihrem gesamten Aufbau sehr aufwendig.
Nachteilig ist hierbei außerdem, daß der Beton nicht kontinuierlich in den Pfahl
eingepreßt wird. Beim Unterbrechen des Rammvorganges kann es zur Bildung von schnell
erhärtenden Betonpfropfen kommen. Diese verhindern ein weiteres kontinuierliches
Einpressen der Füllmasse, so daß es innerhalb und um den Pfahl herum zu nicht ausgefüllten
Hohlräumen kommen kann, die zur Minderung der Stabilität des Pfahles beitragen.
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Desweiteren ist aus der DE-OS 1 484 511 ein Einfüllrohr zum Einbringen
von Verpreßmasse in das Innere eines Pfahles bekannt. Dieses Einfüllrohr ist am
oberen Ende des Pfahles senkrecht zu dessen Längsachse angeschweißt. Der Beton wird
hierbei mittels Luftdruck und einem an das Einfüllrohr angeschlossenen Schlauch
in das Innere des Pfahles gepreßt. Der Querschnitt des an den Pfahl angeschweißten
Einfüllrohres ist wesentlich kleiner als der Querschnitt des Pfahles. Durch das
rechtwinklige Einfüllen des Betons in den Pfahl schaft kommt es zu einer ungleichmäßigen
Auffüllung des Pfahles mit Beton.
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Zusätzlich wird der Querschnitt der einzufüllenden Betonsäule mehrfach
geändert. Dadurch kann es ebenfalls zur Bildung von Betonpfropfen kommen, die ein
kontinuierliches Einpressen der Füllmasse verhindern.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Pfahl mit einer
sehr einfachen Einfüllvorrichtung zum Einpressen einer flüssigen oder breiigen Verpreßmasse
in den Pfahlschaft so zu schaffen, daß die Verprenmasse über eine sehr große Zuführung
und außerdem tangential zur Längsachse des Pfahles in selbigen eingeleitet wird.
Ferner soll die Einfüllvorrichtung so beschaffen sein, daß sie während des Rammvorganges
die gesamte Rammenergie aufnehmen und vollständig auf den Pfahlschaft übertragen
kann.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Pfahlschaft am oberen Ende
mit einem Einfüllrohr verbunden ist, auf das ein die Rammenergie aufnehmendes und
in den Pfahlschaft weiterleitendes Rammelement aufgesetzt ist.
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Das Einfüllrohr hat den gleichen Außen- und Innendurchmesser wie der
Pfahlschaft. Im direkten Anschluß an den Pfahlschaft ist das Einfüllrohr so geführt,
daß seine Längsachse in einer Ebene mit der Längsachse des Pfahlschaftes liegt.
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Im Anschluß an die geradlinige Führung ist das Einfüllrohr umgebogen
und nach unten geführt. Der übrige Teil des Einfüllrohres ist mindestens um 1300
aus der geradlinigen nach oben weisenden Richtung abgelenkt. Auf den gekrümmten
Bereich des Einfüllrohres ist das Rammelement aufgesetzt.
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Es handelt sich hierbei um einen Rohrstutzen oder einen Vollzylinder.
Das Rammelement ist so auf das Einfüllrohr aufgesetzt, daß seine Längsachse in einer
Ebene mit der Längsachse des Pfahlschaftes und des geradlinigen, nach oben geführten
Teilbereiches des Einfüllrohres liegt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß
die von einem Rammbären auf das Rammelement ausgeübte Kraft von diesem vollständig
in den Pfahlschaft übertragen werden kann.
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Der Durchmesser des Rammelementes ist so gewählt, daß er ebenso groß
ist, wie der Durchmesser des Einfüllrohres. Das Rammelement wird vorzugsweise kraftschlüssiy
an der Auncnilächc de-s Einfüllrohres befestigt.
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Da das Rammelement für das Aufsetzen auf den gekrümmten Bereich des
Einfüllrohres unsymmetrisch ausgebildet ist, sind Ausgleichmassen vorgesehen, die
rund um das Rammelement angeordnet und mit diesem verbunden sind. Durch diese Ausgleichmassen
erhält das Rammelement eine bessere Gewichtsverteilung und damit eine stabilere
Auflage auf dem Einfüllrohr, wodurch die Übertragung der Rammenergie in den Pfahlschaft
optimiert wird. Die Ausgleichmassen sind an den gemeinsamen Berührungsflächen mit
dem Einfüllrohr an diesem ebenfalls befestigt.
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Am freien Ende des Einfüllrohres ist ein Anschlußelement für einen
Zuführungschlauch vorgesehen. Über diesen Zuführungsschlauch kann dem Einfüllrohr
die Verpreßmasse zugeführt werden.
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Das Einfüllrohr ist bei einer Ausführungsform des Pfahles über
einen
Verbundstoß am Pfahlschaft befestigt. In vorteilhafter Weise wird der Verbundstoß
durch ein Rohrstück gebildet.
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Dieses umgibt das obere Ende des Pfahlschaftes und das untere Ende
des Einfüllrohres hüllenartig und ist zusätzlich an der Aunenfläche des Einfüllrohres
befestigt. Das Rohrstück ist am unteren Ende rundum mit mehreren nach oben weisenden
L-förmigen Schlitzen versehen. Der Pfahlschaft weist am oberen Ende nach außen weisende
Zapfen auf. Diese werden zur Verbindung von Einfüllrohr und Pfahlschaft in die Schlitze
eingerastet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Verbundstoß
durch stegartige Laschen gebildet. Diese sind am unteren Ende des Einfüllrohres
außen rundum befestigt. Die taschen sind so angeordnet, daß sie das obere Ende des
Pfahlschaftes überlappen. Jede Lasche weist am unteren Ende einen nach innen weisenden
Haken auf. Der Pfahlschaft ist am oberen Ende außen rundum mit Widerlagern versehen.
Diese können zur Verbindung von Einfüllrohr und Pfahlschaft in die Haken eingerastet
werden.
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In vorteilhafter Weise besteht die Einfüllvorrichtung der vorliegenden
Erfindung nur aus einem Einfüllrohr, das über einen einfach ausgebildeten Verbundstoß
leicht am Pfahl zu befestigen ist. Da das Einfüllrohr im Anschluß an den Pfahl über
eine bestimmte Strecke geradlinig weitergeführt ist, gelangt der Beton senkrecht
in den Pfahl. Durch den gleichen Querschnitt von Pfahl und Einfüllvorrichtung wird
der Querschnitt des geförderten Beton nicht ständig geändert. Dadurch wird die Bildung
von schnell erhärtenden Betonpfropfen vermieden. Mit der Einfüllvorrichtung ist
es daher möglich den Pfahl ohne Bildung von Hohlräumen vollständig mit Beton auszufüllen
und auch ausreichend Verpreßmasse aus den unteren Öffnungen des Pfahles in den um
den Pfahl verbleibenden Hohlraum zu pressen. Dadurch wird gewährleistet, daß die
Pfähle die für sie erforderliche Stabilität auch wirklich
erhalten.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert und
der mit der Erfindung erzielbare Fortschritt dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Pfahl mit aufgesetzter
Einfüllvorrichtung; Fig. 2 eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung
ebenfalls im Längsschnitt.
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Der in Fig. 1 gezeigte Pfahl mit der aufgesetzten l:infüllvorrichtung
umfaßt einen Pfahlschaft 1, eine Pfahl spitze 2, ein Einfüllrohr 3, ein Rammelement
4, AusgleichmaF:sen 5, sowie einen Zuührungsschlauch 6.
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Iler in Fig. 1 dargestellte Pfahl weist einen rohrähnlichen Pfahlschaft
1 auf. Dieser ist innen vollständig hohl. nrn unteren Ende des Pfahlschaftes 1 ist
die verbreiterte Pfahlspitze 2 befestigt. Sie weist Austrittsöffnungen (hicr nicht
dargestellt) für den I3eton auf, der von oben in den Pfahlschaft 1 gepreßt wird.
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Wic Fig. 1 weiterhin zeigt, ist auf das obere Endet des Pfahlschaftes
1 das Einfüllrohr 3 aufgesetzt. Der Innen- und Auendurchmesser von Pfahlschaft 1
und Einfüllrohr 3 sind gleich groß.
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Der direkt an das obere Ende des Pfahlschaftes 1 angrenzende Teil
des Einfüllrohres 3 ist geradlinig weitergeführt, so daß die Längsachsen des Pfahlschaftes
1 und des Einfüllrohres 3 in einer Ebene liegen. Die gesamte Länge des geradlinig
weitergeführten Teiles 3A des Einfüllrohres 3 ist so groß zu wählen, daß in jedem
Fall gewährleistet wird, daß der durch das Einfüllrohr 3 gelcitete Beton senkrecht
in den Pfahlschaft, d.h.
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parallel zu dessen Längsachse eingefüllt bzw. eingepreßt wird.
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Die zum Einbringen des Pfahlschaftes 1 in den Baugrund erforderliche
Rammenergie wird über das Teilstück 3A des Einfüllrohres 3 in den Pfahlschaft 1
weitergeleitet. Damit dies möglich ist, ist das Einfüllrohr 3 über eine kraftschlüssige
Verbindung an dem oberen Ende des Pfahlschaftes 1 befestigt.
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Hei diesem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung
über einen Verbundstoß 7. Dieser wird durch ein Rohrstück 8 gebildet, das den Stoß
9 des Pfahlschaftes 1 und des Einfüllrohres 3 hüllenartig umgibt. Das Rohrstück
8 ist zur nrretierung an den Außenflächen des Einfüllrohres 3 angeschweißt. Über
das obere Ende des Pfahl.schaftes 1 ist es übergeschoben und wird an diesem mittels
eines bajonettartigen Verschlusses lösbar gehalten. Das die beiden Enden des Pfahlschaftes
1 und des Einfüllrohres 3 um einige Zentimeter hüllenartig umgebende Rohrstück 8
weist an seinem unteren Ende rundum mehrere nach oben gerichtete L-förmige Schlitze
10A auf. In gleicher Höhe mit den oberen Bereichen der Schlitze lOA ist das obere
Ende des Pfahlschaftes 1 rundum mit Zapfen lOB versehen.
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Diese Zapfen lOB sind am Pfahlschaft 1 angeschweißt und stehen davon
senkrecht nach außen weisend ab. Die Anzahl der Zapfen lOB richtet sich nach der
Anzahl der L-förmigen Schlitze lOA.
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Beim Aufsetzen des Einfüllrohres 3 wird das mit dem Rohrstück 8 verbundene
Ende des Einfüllrohres so aufgesetzt, daß die in ihrem unteren Bereich vertikal
verlaufenden Schlitze lOA in einer Ebene mit den Zapfen lOB liegen. Dann wird das
Rohr-
stück 8 weiter über das obere Ende des Pfahlschaftes 1 geschoben
bis das Endstück des Einfüllrohres 3 fest auf dem Pfahlschaft 1 aufsitzt. Anschließend
wird das Rohrstück 8 geringfügig um seine Längsachse gedreht, und zwar so, daß die
oberen nach innen liegenden Anschläge der Schlitze lOA an den Zapfen lOB anliegen.
Die Ablösung des Einfüllrohres vom oberen Ende des Pfahlschaftes 1 erfolgt in umgekehrter
Weise.
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Wie bereits oben erwähnt und anhand von Fig. 1 veranschaulicht, ist
das Teilstück 3A des Einfüllrohres 3 im Anschluß an das obere Ende des Pfahlschaftes
1 geradlinig weitergeführt. Der an dieses Teilstück 3A sich anschließende Bereich
des Einfüllrohres 3 ist aus dieser geradlinig nach oben weisenden Richtung weggeführt.
Insbesondere ist das Einfüllrohr ab hier um mindestens 1300 abgelenkt und nach unten
umgebogen.
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Der Krümmungsradius des Einfüllrohres 3 ist dabei so gewählt, daß
der bisherige runde Querschnitt, den das Teilstück 3A aufweist, beibehalten wird.
Die bei dieser Ausführungsform gewählte Ablenkung von etwa 130° aus der yerdeS-linigen
Richtungsführung muß nicht bei allen Ausführungsformen so gewählt werden. Vielmehr
kann sie größer oder klein sein. Am zweiten freien Ende des Einfüllrohres ist ein
Anschlußelement 11 befestigt. Es handelt sich vorzugsweise um ein Rohrstück, das
mit einem Innengewinde versehen ist. Dieses ist auf das mit einem Außengewinde versehene
zweite Ende des Einfüllrohres 3 mindestens bis zur Hälfte aufgeschraubt. Die zweite
Hälfte des Anschlußelementes 11 ist mit dem ersten Ende eines Zuführungschlauches
6 verbunden. Vorzugsweise ist das am Verbindungselement 11 zu befestigende Ende
des Zuführungsschlauches 6 mit einem entsprechenden Außengewinde versehen, welches
in das Anschlußelement eingeschraubt werden kann.
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Wie bereits erwähnt übernimmt das Teilstück 3A des Einfüll-
rohres
die zum Einbringen des Pfahles in den Baugrund erforderliche Rammenergie und leitet
sie vollständig und zentral in den Pfahlschaft 1 ein. Die Oberfläche des Einfüllrohres
3 ist zur direkten Aufnahme der vom Rammbären (hier nicht dargestellt) erzeugten
Rammenergie nicht geeignet. Deshalb ist hierfür ein spezielles Rammelement 4 vorgesehen.
Bei diesem Rammelement 4 handelt es sich vorzugsweise um einen Rohrstutzen. Es ist
jedoch auch möglich hierfür einen vollständig mit Material ausgefüllten Metallzylinder
zu verwenden. Das Rammelement 4 ist auf die nach oben weisende Oherfläche des Einfüllrohres
3 aufgesetzt und dort festgeschweißt. Damit die Rammenergie zentral in den Pfahlschaft
1 übertragen werden kann, ist das Rammelement 4 auf den gekrümmten Bereich des Einfüllrohres
3 aufgesetzt, und zwar so, daß die Längsachsen des Pfahlschaftes 1, des Teilstückes
3A des Einfüllrohres und des Rammelementes 4 in einer Ebene liegen. Der Außendurchmesser
des Rammelementes 4 ist den Außendurchmessern des Pfahlschaftes .1 und des Einfüllrohres
3 angepaßt. Vorzugsweise ist das.Rammelement 4 an dem Einfüllrohr festgcschweißt.
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Damit das Rammelement 4 auf den gekrümmten Bereich des Einfüllrohres
3 aufgesetzt werden kann, muß seine Aufsitzfläche dem Krümmungsradius des Einfüllrohres
3 angepaßt sein. Vorzugsweise wird das Rammelement 4 in dem direkt an das Einfüllrohr
3 anschließenden Bereich rundum mit Ausgleichsmassen 5 versehen. Diese sind an den
Außenflächen des Rammelementes 4 und zusätzlich an den gemeinsamen Kontaktflächen
mit dem Einfüllrohr 3 angeschweißt. Die Ausgleichsmassen dienen der Gewichtssymmetrierung
des Rammelementes 4, welches durch die Anpassung an den Krümmungsradius des Einfüllrohres
3 unsymmetrisch ausgebildet ist.
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Fig. 2 zeigt einen Pfahl mit Einfüllvorrichtung, der in gleicher Weise,
wie der in Fig. 1 dargestellte und in der dazu-
gehörigen Beschreibung
erläuterte Pfahl; ausgebildet ist.
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Lediglich der die Verbindung des Einfüllrohres 3 mit dem oberen Ende
des Pfahlschaftes 1 bildende Verbundstoß ist bei dieser Ausführungsvarianten anders
ausgebildet. Insbesondere sind an dem Teilstück 3A des Einfüllrohres 3 außen rundum
eine Vielzahl von stegartig ausgebildeten Laschen 28 angeschweißt, die den Stoß
9 des Pfahlschaftes 1 und des Einfüllrohres 3, sowie den oberen Bereich des Pfahlschaftes
1 überlappen. Diese Laschen 28 sind im Bereich des Pfahlschaftes mit nach innen
weisenden Haken 29 versehen. Der Pfahlschaft 1 ist in gleicher Höhe wie diese Haken
29 rundum mit einer gleichen Anzahl von Wilerlagern 30 versehen.
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Beim Aufsetzen des Einfüllrohres 3 auf das obere Ende des Pfahlschaftes
1 werden die Laschen 28 so angeordnet, daß ihre Haken 29 in einer Ebene mit den
Widerlagern 30 liegen.
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Durch ein einmaliges Aufschlagen des Rammbären (hier nicht dargestellt)
auf die nach oben weisende Stirnfläche des Rammelementes 4 gleiten die Laschen 28
über die Widerlager 30, die dabei in die Haken 29 einrasten.
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Das Lösen dieser Verbindung erfolgt vorzugsweise unter Zuhilfenahme
eines speziellen Werkzeuges (hier nicht dargestellt), mit dem die Laschen angehoben
und die Widerlager 30 aus den Haken 29 gelöst werden.
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Mit der erfindungsgemäl3en Einfüllvorrichtunq wird der Beton unter
Zuhilfenahme von Preßluft über den Zuführungsschiauch G und das Einfüllrohr 3 tangential
zur Längsachse des Pfahlschaftes 1 in selbigen eingefüllt. Das Einpressen des Beton
in den Pfahl kann während des Rammvorganges erfolgen. In vorteilhafter Weise ist
das Rammelement so auf das Einfüllrohr aufgesetzt ist, daß die gesamte vom Rammbären
(hier nicht
dargestellt) erzeugte Eneryie über das Teilstück 3A
des Einfüllrohres 3 vollständig und zentral in den Pfahlschaft 1 übertragen wird.
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