DE3318050C2

DE3318050C2 -

Info

Publication number: DE3318050C2
Application number: DE19833318050
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 6056 Heusenstamm De Berg; Gerd Dr.-Ing. 8038 Groebenzell De Chambosse
Original assignee: Keller Grundbau GmbH
Current assignee: Keller Grundbau GmbH
Priority date: 1982-05-20
Filing date: 1983-05-18
Publication date: 1991-08-29
Also published as: DE3348198C2; DE3318050A1; GB2120304B; GB2120304A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines armierten Betontrageelementes in Gestalt eine Betonpfahles im Boden, bei dem das Bohrloch mittels eines Bohrwerkzeu ges, insbesondere mittels eines Rüttlers niedergebracht und zugleich mit dem Ziehen des Bohrwerkzeuges, insbeson dere des Rüttlers mit Beton verfüllt wird.

Es ist bereits bekannt, Betontrageelemente im Boden als Bohrpfähle, Rammpfähle oder aber als Schlitzwandelemente auszubilden. Derartige Ausbildungsweisen gestatten es, die Betontrageelemente zur Erhöhung ihrer Festigkeit mit Armierungen oder Bewehrungen zu versehen. Eine derartige Armierung ist dabei entweder im vorgefertigten Element enthalten (Fertigpfahl) oder aber sie wird in künstlich im Boden hergestellten und mittels Verrohrung, Schalung oder mittels Stützflüssigkeiten offengehaltenen Hohlräumen ein geführt. Nach dem Einführen der Armierung wird der ver bleibende Hohlraum mit Beton verfüllt.

Aus der DE-AS 12 10 385 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem ein Bohrloch mittels eines Schneckenrohres erstellt und unter Verzicht auf eine solche Verrohrung oder Schalung Beton beim Ziehen des Rohres eingebracht wird. Eine gitter- oder korbartige Bewehrung wird hierbei nachträglich niedergebracht, wobei auf eine Verdichtung des Betons verzichtet werden muß.

Es ist ferner bekannt, Betontrageelemente unter Anwendung des sogenannten Tiefenrüttler-Verfahrens oder eines son stigen, hierzu geeigneten Rüttel-Verfahrens herzustellen. Hierbei wird das Bodenmaterial verdrängt. Derartige Be tontrageelemente, etwa Betonrüttelsäulen, lassen sich jedoch nur ohne jegliche Armierung herstellen. Da diese Elemente ohne künstliches Offenhalten eines Hohlraumes mittels Abstützung, wie etwa Verschalung, Verrohrung oder Stützflüssigkeit hergestellt werden, ist das Einführen einer Armierung vor dem Verfüllen mit Beton praktisch ausgeschlossen.

Derart unbewehrte Betontrageelemente sind zur Aufnahme von insbesondere Horizontalkräften und Momenten nicht oder nur bedingt geeignet, wenn man nicht Gefahr laufen will, daß sie unter bestimmten Beanspruchungen zerbrechen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung unter Anwendung an sich bekannter Bohr- oder Rüttelverfah ren ein Verfahren zu schaffen, um armierte Betontrageele mente von relativ großer Festigkeit und Belastbarkeit her zustellen.

Gelöst wird die erstgenannte Aufgabe unter Berücksichtigung der in den Unteransprüchen 2 bis 5 vorgeschlagenen spezi fischen Ausgestaltungsweisen im wesentlichen durch folgende Verfahrensschritte:

- eine spannbare Armierung wird vor dem Aushärten des Betons in das verfüllte Bohrloch eingebracht und das vollständige Aushärten des Betons wird zugelassen und
- die spannbare Armierung wird zum Ausüben von Druck auf zumindest einen Teil des Betons gespannt.

Mit der vorgeschlagenen Erfindung geht eine Reihe von Vor teilen einher:
Das vorgeschlagene Verfahren ist zwar einfach in seinen Grundgedanken, dabei aber zugleich leicht praktikabel und höchst effektvoll.

Ein unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens her gestelltes Betontrageelement bietet gegenüber einem auf die bisher übliche Weise hergestellten Trageelement fol gende konkreten Vorteile:

- Während das Bohrwerkzeug, insbesondere der Rüttler in den Boden eindringt, konsolidiert er den Boden um den Fuß des Betonpfahles herum sowie auch unterhalb von diesem. Der Fuß des Pfahles befindet sich also vor zugsweise in einem gut verdichteten und vergleich mäßigten Untergrund. Dies hat zur Folge, daß ein Setzen des Pfahles im Boden nur sehr gering ist.
- Infolge der guten Verdichtung des Bodens unterhalb des Pfahlfußes lassen sich die Betontrageelemente bei ge gebenen Voraussetzungen vielfach in ihrer axialen Länge kürzer ausbilden als solche, die nach konven tionellen Verfahren hergestellt sind. Hieraus ergeben sich dann besonders wirtschaftliche Vorteile, wenn eine Vielzahl von Trageelementen anzuordnen ist.
- Das Bohrwerkzeug, insbesondere der Rüttler läßt sich so anwenden, daß sich ein vergrößerter Pfahlfuß bildet, was sich beispielsweise durch abwechselndes Anheben und Absenken des Werkzeuges realisieren läßt. Ein auf solche Weise hergestellter Betonpfahl hat daher in Abhängigkeit von seinem Durchmesser eine äußerst hohe Tragfähigkeit.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungs beispiel dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen fertigen Betonpfahl,

Fig. 2 einen etwa der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch einen fertigen Betonpfahl mit in dessem Zen trum angeordneter und aus Spannelement sowie Hülse bestehender vorgespannter Armierung.

Bei dem nachstehend noch im einzelnen beschriebenen Ver fahren wird zunächst mittels eines Bohrwerkzeuges, insbe sondere eines Rüttlers ein Bohrloch im Boden geschaffen. Ein solcher Rüttler ist an sich bekannt und gehört dem gemäß nicht zur Erfindung. Üblicherweise besteht ein solches Gerät aus einem länglichen, torpedoartigen Körper mit kreisförmigem Querschnitt. An dessen unterem Ende be findet sich innen ein exzentrisch befestigtes, von einem Motor angetriebenes Gewicht, um seitliche Schwingungen am unteren Ende des Gerätes hervorzurufen. Der Rüttler hängt an einem Kran oder an einer ähnlichen Vorrichtung. Er wird an der Stelle in den Boden eingelassen, an welcher der Pfahl hergestellt werden soll. Wenn der Motor läuft, kann sich der Rüttler aufgrund der an seinem unteren Ende sich bildenden seitlichen Schwingungen als Folge des Eigenge wichtes in dem Maße, wie er von dem Kran abgesenkt wird, in den Boden bohren.

Wenn das Bohrwerkzeug, insbesondere der Rüttler bis zu der gewünschten Pfahltiefe in den Boden eingedrungen ist, wird es aus dem Bohrloch nach oben gezogen und in dem Maße, wie es angehoben wird, wird Beton in den darunter befindlichen Hohlraum verfüllt. Zweckmäßigerweise wird der Beton mittels eines Rohres verfüllt, welches sich z. B. innen oder außen an dem Rüttlerkörper entlang erstreckt und in einer unterhalb des Rüttlerbodens angeordneten Auslauf öffnung endet. Auf diese Weise kann das Bohrloch in dem Maße, wie das Bohrwerkzeug, insbesondere der Rüttler nach oben gezogen wird, vollkommen mit Beton verfüllt werden. Wenn der Beton sodann aber erhärtet ist, ist der derart hergestellte Betonpfahl normalerweise nicht geeignet, Horizontalkräfte und -momente aufzunehmen, da er bereits unter einer relativ niedrigen Last versagen würde.

Um dem aber vorzubeugen, wird erfindungsgemäß ein Armie rungskörper von oben in den flüssigen Betonpfahl einge führt, ehe sich der Beton erhärtet hat. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht die Armierung aus einem langgestreckten Körper 10, dessen Länge im wesent lichen der des Pfahls 12 entspricht, wobei diese Armierung die Form einer Stahlstange, eines Stahlrohres oder eines Stahlkabels haben kann. Die Armierung 10 kann entweder aufgrund ihres Eigengewichtes oder aber durch eine Druck-, Schlag- oder Schwingungskraft in den Betonpfahl eingeführt werden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht die Armierung aus einem langgestreckten Spannelement in Form einer Stahlstange 14, deren Länge wiederum im wesentlichen der des Pfahls 12 entspricht. Zur Armierung gehört auch eine Hülse 16, in welcher die Stange 14 ge führt ist und frei bewegt werden kann. Die Hülse 16 wird zusammen mit der Stange 14 in den Beton vor dessen Erhär ten eingeführt. Die Stange erstreckt sich dabei über den Hülsenboden hinaus. Der Kopf 18 der Stange 14 ist so an geordnet, daß er sich oberhalb des gegossenen Betons be findet. Er besteht aus einem mit einem Schraubgewinde versehenen Teil, welches mit der Mutter 20 in der Weise zusammengearbeitet, daß nach Erhärten des Betons die Mutter angezogen werden kann, um den im Beton eingebet teten Teil der Stange unter Spannung zu setzen, d. h. den Teil 22 der Stange 14, der sich über die Hülse 16 hinaus erstreckt. Als Folge der auf die Stange ausgeübten Spannung wird der Beton außerhalb der Hülse 16 einer Druckbeanspruchung unterworfen.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 2 kann der Beton selbst zusätzlich armiert werden, indem er mit Stahl-, Glas-, Kohlenstoff- oder Kunststoffasern vermischt wird. Nach der Erfindung wird also ein Verfahren zum Her stellen von armierten Betonpfählen insbesondere mit Hilfe eines Rüttlers geschaffen, bei welchem der armierte Pfahl nach Erhärten des Betons um die Armierung herum eine weitaus höhere Tragkraft gegenüber Horizontalkräften und -momenten aufweist als ein solcher Betonpfahl ohne ent sprechende Armierung.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines armierten Betontragele mentes in Gestalt eines Betonpfahles im Boden, bei dem das Bohrloch mittels eines Bohrwerkzeugs, insbesondere mittels eines Rüttlers, niedergebracht und zugleich mit dem Ziehen des Bohrwerkzeugs, insbesondere des Rüttlers, mit Beton verfüllt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß eine spannbare Armierung vor dem Aushärten des Betons in das verfüllte Bohrloch eingebracht wird, daß das vollständige Aushärten des Betons zugelassen wird und
daß die spannbare Armierung zum Ausüben von Druck auf zumindest einen Teil des Betons gespannt wird.

2. Armiertes Betontragelement, hergestellt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spannbare Armierung zumindest aus einem lang gestreckten Spannelement (14) und einer äußeren Hülse (16) besteht, innerhalb welcher das Spannelement geführt wird und frei beweglich angeordnet ist und wobei das Spannelement nach unten mit einem freien Ende (22) über das Ende der Hülse hinausragt und das Spannelement mit einem Kopfteil (18) oben aus der Hülse und dem Beton herausragt und Mittel zum gegen seitigen Verspannen umfaßt.

3. Betonpfahl nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (14) aus einer Stange, einem Rohr oder einem Kabel besteht.

4. Betonpfahl nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verspannen im wesentlichen aus einer sich gegen die Hülse oder den Beton abstützenden Mutter (20) bestehen, die auf dem mit Schraubgewinde versehenen Kopfteil (18) des Spannelementes (14) be festigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Spannelementes (14) im wesentlichen der Länge des Betonpfahls (12) im Bohrloch entspricht.