DE3501252A1

DE3501252A1 - Verfahren zum herstellen eines an ort und stelle gegossenen betonpfahles

Info

Publication number: DE3501252A1
Application number: DE19853501252
Authority: DE
Inventors: Juei-Jse Pan Chiao City Tai Pei Hsien Lin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-01-04
Filing date: 1985-01-16
Publication date: 1986-07-17
Also published as: FR2575776B1; ZA85136B; AU4977885A; NL8503449A; AU563261B2; FR2575776A1

Description

HOEGER, STELLRECHT & PARTNER 35 Q 1 2

PATENTANWÄLTE UHUANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGART 1

A 46 445 m Anmelder: Juei-Jse Lin

m - 213 4th Fl.,No. 37-39,See.2,

15. Januar 1985 Shih Chuan Road

Panchiao City, Taiwan

Beschreibung

Verfahren zum Herstellen eines an Ort und Stelle gegossenen Betonpfahles

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines an Ort und Stelle gegossenen Betonpfahles.

An Ort und Stelle gegossene Betonpfähle werden allgemein in zwei Gruppen eingeteilt: Pfähle mit Gehäuse, bei denen ein dünnes Metallgehäuse in den Erdboden eingetrieben wird und als Form dient, und Pfähle ohne Gehäuse, bei denen der Beton direkt am Erdboden anliegend eingebracht wird. Es sind verschiedene Methoden zum Herstellen von Betonpfählen mit und ohne Gehäuse bekannt. Bei einem solchen Verfahren zum Gießen eines Pfahles mit Gehäuse wird ein Kern zusammen mit dem Gehäuse eingetrieben. Nachdem der Kern wieder herausgezogen ist, wird das Gehäuse mit Beton gefüllt. Das Gehäuse kann eine dünne Metallschale sein. Bei bestimmten Verfahren kann die Schale an ihrem unteren Ende mit einem flachen oder kegelförmigen Schuh verschlossen sein.

Pfähle ohne Gehäuse können auch mit einem vorübergehend vorhandenen Gehäuse ausgebildet sein, welches nach Einbringung des Betons herausgezogen wird. Diese Pfähle können auch dadurch errichtet werden, daß man

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Löcher in den Erdboden bohrt und in diese Beton eingießt.

Es ist ferner bekannt, daß an Ort und Stelle gegossene Betonpfähle mit vergrößerten Basisabschnitten versehen werden können, um die Intensität der auf die umgebenden Bodenschichten übertragenen Last zu reduzieren. Zahlreiche Methoden stehen für derartige Pfahlkonstruktionen zur Verfügung. Bei einer Methode wird eine Hülse, die zunächst teilweise mit Beton gefüllt wird, durch einen inneren Kern eingetrieben. Die Hülse wird angehoben und der Kern wird nach unten gedrückt, um den Beton zwecks Herstellung einer vergrößerten Pfahlbasis auszupressen. Anschließend wird das Gehäuse mit Beton gefüllt und hierauf herausgezogen. Die bisher angewandten Methoden erweisen sich jedoch insoweit als nachteilig, als es schwierig ist, ein gewünschtes Ausmaß der Erweiterung bei der Herstellung der Pfahlbasis zu erreichen. Darüber hinaus entwickeln die in herkömmlicher Weise gegossenen Pfähle gewöhnlich nur eine verringerte Reibung an der Oberflächenhaut des Betons, weil rund um die gebildeten Pfähle herum Spalten auftreten, die sich beim Eintreiben der Hülsen ergeben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines an Ort und Stelle gegossenen Betonpfahls anzugeben, aufgrund dessen der Pfahl eine bessere Tragkraft und Oberflächenreibung erhält.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

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a) eine Hülse, die an ihrem unteren Ende vorübergehend mit einem Schuh verschlossen ist, wird bis zu einer bestimmten Tiefe in den Boden eingetrieben;

b) der Schuh wird durch Einschlagen eines Kernes gezwungen, sich vom unteren Hülsenende zu lösen und in größere Tiefe vorzudringen, wodurch zwischen dem unteren Hülsenende und dem Schuh eine Höhlung entsteht;

c) der Kern wird aus der Hülse wieder entfernt;

d) die Höhlung wird durch Erdausschürfung seitlich erweitert und

e) in die erweiterte Höhlung und in die Hülse wird Beton eingebracht.

Hierdurch ist es möglich, einen an Ort und Stelle gegossenen Betonpfahl mit einer größeren Pfahlbasis auszustatten, und einen verhältnismäßig großen Oberflächenbereich des Pfahles in dichten Eingriff mit dem umgebenden Boden zu bringen.

Gemäß der Erfindung kann ferner eine drehbare Welle mit kollapsiblen oder zusammenklappbaren Schaufeln oder Flügeln vorgesehen werden, die so weit abgesenkt wird, bis sie die Höhlung erreicht. Die zusammenklappbaren "Schaufeln" können als Stahlketten ausgebildet sein.

Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen werden, daß man vor der Einbringung des Betons durch die Hülse hindurch zentral ein Druckrohr einführt, das sich bis über den Boden der erweiterten Höhlung erstreckt, und nach dem Einbringen des Betons eine weitere Ladung Beton durch das Druckrohr hindurch eindrückt, so daß der Beton in

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den die bereits gebildete, vergrößerte Betonbasis des Pfahles umgebenden Boden und in den Spalt um die Hülse herum eindringt.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung können folgende Verfahrensschritte vorgesehen werden:

a) ein Kern mit einer Hülse wird in den Boden eingetrieben;

b) der Kern wird von der Hülse entfernt;

c) ein zentrales Rohr wird durch die Hülse hindurch eingeführt, welches sich wenigstens bis zum Hülsenende erstreckt;

d) durch den das zentrale Rohr ringförmig umgebenden Raum wird Beton in die Hülse eingebracht;

e) man läßt den Beton aushärten und

f) preßt eine weitere Betoncharge durch das zentrale Rohr hindurch ein, so daß er in den Boden und den die Hülse umgebenden Spalt eindringt.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine im Erdboden angeordnete Hülse mit Schuh;

Fig. 2 das Ablösen des Schuhes von der Hülse und sein Eintreiben in den Boden;

Fig. 3 eine rotierende Welle mit ausklappbaren "Schaufeln";

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Fig. 4 und 5

den Betrieb der rotierenden Welle beim Aufweiten einer Höhlung;

Fig. 6 einen ausklappbaren, in der Hülse und der Höhlung angeordneten Verstärkungsrahmen ;

Fig. 7 ein Druckrohr in Hülse und Höhlung;

Fig. 8 Hülse und Höhlung nach Einfüllung von Beton;

fig. 9 eine Ansicht nach Einführung eines Bodenstabilisierungsmittels durch das Druckrohr und

Fig.10 eine Ansicht der fertigen Pfahlkonstruktion.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist eine Hülse 10, die bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung z.B. aus PC-Kunststoff besteht, an ihrem unteren Ende mit einem kegelförmigen Schuh 11 versehen. Die Hülse 10 wird in den Boden eingetrieben. Wenn sie eine gewisse Tiefe erreicht hat, wird der kegelförmige Schuh 11 durch Einschlagen eines Kernes 10a gezwungen, sich von dem unteren Ende der Hülse 10 zu trennen. Das Einschlagen wird solange fortgesetzt, bis der Schuh 11 sich in eine größere Tiefe von etwa 1 bis 2 Metern erstreckt, wodurch sich zwischen dem unteren Hülsenende und dem Schuh 11, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Höhlung 12 er-

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Die Höhlung 12 wird durch ErdausSchürfung seitlich erweitert. Hierzu dient eine rotierende Welle mit ein- und ausklappbaren Schaufeln oder Flügeln, welche durch die Hülse 10 hindurch eingeführt und anschließend über das untere Hülsenende hinausragend ausgestreckt werden können. Als "Schaufeln" werden vorzugsweise Stahlketten verwendet. Eine drehbar gelagerte Welle 13, die mit Stahlketten 15 versehen ist, wird durch die Hülse 10 hindurch in die Höhlung 12 abgesenkt und anschließend durch Antriebsmittel, beispielsweise einen Motor, in Rotation versetzt. Die Länge der'Ketten 15 wird entsprechend dem gewünschten Ausmaß der zu bildenden Pfahlbasis gewählt. Die Welle 13 wird bis zu einer Tiefe eingebracht, daß ihr Ende über dem Schuh 11 liegt, vergleiche Fig. 3.

Beim Rotieren der Welle 13 werden die Ketten 15 herumgewirbelt, so daß sie die Erde, wie in Fig. 4 dargestellt, ausschlagen und ausschürfen. Um den Schürf-? effekt zu erhöhen, kann die Welle 13 abwechselnd im Uhrzeiger- und im Gegenuhrzeigersinn in Drehung versetzt werden. Anschließend wird Wasser in die Höhlung 12 eingedüst und der ausgeschürfte Boden wird zu einem Schlamm verrührt, der anschließend in an sich bekannter Weise ausgebracht wird. Große Steine und dergleichen, die im Schlamm nicht suspendiert werden können, werden von den Ketten 15 in den engen Raum oberhalb des Schuhes

11 geschlagen, wie in Fig. 5 dargestellt. Durch das Ausschürfen des Bodens wird die Höhlung 12 erweitert. Die erweiterte Höhlung 12 kann eine Größe oder einen Radius erhalten, der im wesentlichen der Länge einer Stahlkette 15 entspricht. Das Volumen der erweiterten Höhlung

12 kann durch einen Ultaschall-Detektor bestimmt werden.

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Um die rotierende Welle 13 koaxial innerhalb der Hülse 10 zu halten, werden Halteglieder 17, beispielsweise aus elastischem Material wie Gummi öder dergleichen, zwischen der Welle 13 und der Hülse 10 vorgesehen.

Zum Zwecke einer Verstärkung wird ein Stahlrahmen 14, der vorzugsweise kollapsibel, d.h. ausklappbar ist, in die erweiterte Höhlung 12 und die Hülse 10 eingebracht, bevor Beton, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, eingegossen wird.

Ferner wird vor dem Eingießen des Betons ein Druckrohr 16 eingesetzt, welches sich durch die Hülse 10 hindurch bis in die Höhlung 12 erstreckt. Vorzugsweise reicht das Rohr 16 dabei bis in ein Gebiet unterhalb der erweiterten Bereiche der Höhlung 12, welche, wie in Fig. und 9 dargestellt, mit Beton gefüllt wird, so daß das offene Ende des Rohres 16 nicht in Beton eingebettet ist.

Eine Betoncharge wird in die Höhlung 12 in den Ringraum um das Rohr 16 herum eingefüllt. Um eine Blockierung am Ende des Rohres 16 zu vermeiden, wird das Rohr 16 während des Füllvorganges mit einem Wasserstrom gespeist. Nachdem die Hülse 10 und die erweiterte Höhlung 12 mit Beton gefüllt sind (Fig. 8), läßt man den Beton während vier bis fünf Stunden aushärten.

Anschließend wird ein Bodenstabilisierungsmittel durch das Rohr 16 hindurch eingepreßt, so daß es in den Boden eindringt, welcher die erweiterte Betonbasis 18 des Pfahles umgibt, wie in Fig. 9 dargestellt. Weitere Zu-

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führung an Bodenstabilisierungsmittel veranlaßt dieses Mittel, durch den ümgebungsbereich der vergrößerten Basis 18 hindurch anzusteigen bis zu dem Gebiet um die Hülse 10 herum, wodurch die Bodendichte und die Stabilität um die Hülse 10 und die vergrößerte Basis 18 herum verbessert wird.

Anschließend wird eine weitere Betoncharge durch das Rohr 16 eingepreßt, so daß sich der Beton in dem die vergrößerte Basis umgebenden Boden ausbreitet und hierdurch die Größe dieser Basis wie auch dessen Oberflächenreibung steigert. Wenn die Zuführung des Betons mit ausreichend hohem Druck erfolgt, dringt er auch ausgehend von der Basis 10 in den Spalt um die Hülse 10 herum ein, wie in Fig. 10 dargestellt. Nach Aushärtung des Betons entwickelt sich eine verbesserte Oberflächenreibung um die Hülse 10 herum. Dieser Schritt ist wesentlich für eine Verbesserung der Oberflächenreibung des Pfahles. In diesem Stadium ist die Herstellung des Betonpfahles fertig.

Die von der Erfindung vorgeschlagene Methode vermittelt eine verbesserte Betonpfahlkonstruktion mit wirksam vergrößerter Basis, durch welche die stirnseitig gerichtete Tragkraft des Pfahles erhöht ist. Außerdem wird ein wirksamer Oberflächenbereich vermittelt, der durch Anhaften an dem umgebenden Boden die Betonhautreibung verbessert.

Claims

P a t e η t a nsprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines an Ort und Stelle gegossenen Betonpfahles, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) eine Hülse (10) , die an ihrem unteren Ende vorübergehend mit einem Schuh (11) verschlossen ist, wird bis zu einer bestimmten Tiefe in den^H Boden eingetrieben;

b) der Schuh (11) wird durch Einschlagen eines Kernes (10a) gezwungen, sich vom unteren Hülsenende zu lösen und in größere Tiefe vorzudringen, wodurch zwischen dem unteren Hülsenende und dem Schuh eine Höhlung (12) entsteht;

c) der Kern (10a) wird aus der Hülse (10) wieder entfernt;

d) die Höhlung (12) wird durch ErdausSchürfung seitlich erweitert und

e) in die erweiterte Höhlung (12) und in die Hülse (10) wird Beton (18) eingebracht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung der Höhlung (12) durch Schlagen der Erde mit einer rotierenden Welle (13) vorgenommen wird, an der zusammenlegbare Flügel (15) angeordnet sind.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zusammenlegbare Flügel (15) Ketten aus Stahl vorgesehen sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

f) vor der Einbringung des Betons (18) gemäß Schritt e) wird durch die Hülse (10) hindurch zentral ein Druckrohr (16) eingeführt, das sich bis über den Boden der erweiterten Höhlung (12) erstreckt und

g) nach dem Einbringen des Betons (18) gemäß Schritt e) wird eine weitere Ladung Beton durch das Druckrohr (16) hindurch eingedrückt, so daß der Beton in den die bereits gebildete, erweiterte Betonbasis des Pfahles umgebenden Boden und in den Spalt um die Hülse herum eindringt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:

h) nach Durchführung des Verfahrensschrittes f) wird durch das Druckrohr (16) ein Bodenstabilisierungsmittel eingeführt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt:

i) vor Durchführung des Verfahrensschrittes e) wird ein zusammenklappbarer Verstärkungs-Stahlrahmen (14) in die Hülse (10) und die erweiterte Höhlung (12) eingesetzt.

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7. Verfahren zum Herstellen eines Betonpfahles durch Eintreiben einer Hülse in den Boden und Eingießen von Beton in die Hülse, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) durch die Hülse (10) hindurch wird bis über das untere Hülsenende vorstehend ein Druckrohr (16) eingebracht;

b) durch den Ringraum um das Druckrohr (16) herum wird hierauf eine erste Betoncharge eingefüllt und

c) durch das Druckrohr (16) wird anschließend eine zweite Betoncharge eingepreßt und veranlaßt, in den Boden und den die Hülse und die Pfahlbasis umgebenden Spalt einzudringen.

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