DE3831547A1

DE3831547A1 - Verfahren zur herstellung einer moertelsaeule im erdreich

Info

Publication number: DE3831547A1
Application number: DE19883831547
Authority: DE
Inventors: Heinz Kaltenecker; Wolfgang Maier; Peter Banzhaf; Otto Back; Ludwig Schmidmaier
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1990-03-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder zur Formung einer Mörtelsäule im Erdreich, bei welchem eine Bohr schnecke in das Erdreich eingedreht und durch das Seelenrohr der Bohrschnecke eine Bindemittelsuspension in das Bohrlich ein gebracht wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der EP-OS 00 65 340 bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gründungspfahls im Erdboden beschrieben, bei welchem ein Rohr, dessen unteres Ende mit einer Schneidschaufel versehen ist, un ter axialer Belastung in den Boden geschraubt wird. Gleichzeitig wird eine Verfestigungsflüssigkeit, wie Vergußmörtel, über eine Öffnung der Rohrwand in der Nähe der nach unten weisenden Seite der Schaufel zugeführt, wobei das Rohr und die Schaufel im Bo den bleiben. Bei diesem bekannten Verfahren wird um die Rohr wand herum ein Raum mit beträchtlicher Dicke oberhalb der Schau fel gebildet, und es wird die Verfestigungsflüssigkeit von un ten nach oben in diesen Raum eingeführt.

Weiterhin ist aus der EP-PS 01 09 485 ein Gerät zur Bodenver besserung bekannt, welches eine drehbare Stange aufweist, deren vorderes Ende mit einer Bohrschneide ausgerüstet ist, die beim Einführen der Stange in den Erdboden in Drehung versetzt wird, um die Stange beim Eindringen in den Erdboden zu führen. Die Bohrschneide weist eine Auslaßöffnung zum Einspritzen eines flüssigen Mittels auf, welches zur Bodenverbesserung dienen soll und in den aufgewühlten Teil des Erdbodens eingespritzt wird, während die Stange mit der in Drehung gehaltenen Bohr schneide aus dem Erdboden herausgezogen wird.

Weiterhin ist aus der EP-PS 01 61 974 eine Anordnung bekannt, welche zwei gegenläufige Schnecken aufweist, die in den Boden eingebracht werden und dort mit einem zugegebenen Bindemittel einen Mörtel anrühren.

Den bekannten Verfahren ist gemeinsam der Nachteil eigen, daß bei verhältnismäßig großem gerätetechnischem Aufwand zwar eine Herstellung von Mörtel im Boden möglich ist, jedoch die Bohr lochwandung zunächst auf die volle Tiefe der Bohrung aufge lockert wird und erst beim Zurückziehen der Bohreinrichtung eine Vereinigung zwischen dem eingebrachten Bindemittel und dem Bodenmaterial erfolgen kann. Weiterhin können bei den be kannten Verfahren in festeren Böden Probleme bei der Vertikali tät der abgeteuften Bohrung entstehen.

Auf diesem Stand der Technik aufbauend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem im Umgebungsbereich der Bohrung Bodenauflockerungen vermieden werden, die zu Setzungsschäden an Nachbar-Bebauungen führen könnten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Bohr schnecke korkenzieherartig derart in das Erdreich eingedreht wird, daß kein Bodenmaterial nach oben gefördert wird, daß wäh rend des Eindrehens der Bohrschnecke die Bindemittelsuspension eingepumpt wird, daß die Bindemittelsuspension während der Ab senkung der Bohrschnecke durch wenigstens eine Öffnung am Fuß der Bohrschnecke aus dem Seelenrohr in das Bohrloch geleitet wird, daß der oben beschriebene Vorgang in der Weise durchge führt wird, daß die Bindemittelsuspension die Möglichkeit hat, in einen Ringraum um die Bohrschnecke herum einzudringen und entlang der Bohrung im Boden einen zylindermantelförmigen Stützmantel auszubilden, daß nach dem Erreichen der Endtiefe die Drehrichtung der Bohrschnecke umgekehrt wird, daß die Bohr schnecke aus dem Erdreich herausgeschraubt wird ohne Boden material nach oben zu fördern und daß beim Herausschrauben der Bohrschnecke Bindemittelsuspension zugegeben und somit der Raum innerhalb des Stützmantels verfüllt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah rens zeichnet sich dadurch aus, daß die Bindemittelsuspension unter Druck eingepumpt wird. Während der am besten geeignete Druck von der Bodenbeschaffenheit abhängt, und unter Umstän den experimentell zu ermitteln ist, können vorteilhafterwei se Drucke bis zum Bereich von etwa 40 bar verwendet werden.

Weiterhin kann gemäß der Erfindung vorzugsweise vorgesehen sein, daß aus dem Gemisch aus Bindemittelsuspension und Boden material im Bohrloch unter Verdichtung der Bohrlochverfüllung dadurch Wasser ausgetrieben wird, daß ein Verbauträger in das Bohrloch eingesetzt und nach dem Erreichen der Endtiefe in Vibration versetzt wird. Dabei entstehen die Vorteile, daß zum Setzen von Trägern für den Trägerverbau kein Bohrgut beseitigt werden muß, keine Verfüllung nötig ist, der Einbau mit leich ten Rüttlern möglich ist, der Trägereinbau mit minimalen Er schütterungen durchgeführt werden kann und dabei zugleich eine sehr gute Vertikalität für die Träger erreicht wird. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß der Bohrdurchmesser nur der größ ten Diagonalen der Träger entsprechen muß.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß zur Erzeugung der Vibration auf die Luftseite des Verbauträgers ein Rüttler auf gesetzt wird.

Gemäß der Erfindung ist vor allem der wesentliche Vorteil er reichbar, daß auch bei wenig standfesten Böden Auflockerungen des Baugrundes, insbesondere in seinem oberen Bereich, mit besonders hoher Zuverlässigkeit vermieden und auf diese Weise Setzungsschäden an Nachbargebäuden ausgeschlossen werden können.

Es wird gemäß der Erfindung vorteilhafterweise der Boden praktisch nicht aufgewühlt und nicht aufgelockert, sondern - im Gegenteil - im Bereich der Bohrung sogar beim Nieder bringen der Bohrung zunächst etwas verdichtet und im Bereich des zylindermantelförmigen Sützmantels relativ stark verfe stigt.

Weiterhin führt das erfindungsgemäße Verfahren zu dem Vorteil, daß die gemäß der Erfindung hergestellten Mörtelsäulen sich besonders gut als Füllpfähle für tangierende und eingeschnit tene Bohrpfahlwände eignen.

Weiterhin eignen sich die gemäß der Erfindung hergestellten Mörtelsäulen auch ausgezeichnet als Gründungselemente.

Schließlich können die nach der Erfindung hergestellten Mörtel säulen auch zur Ausfachung eines Trägerverbaues mit weniger hoch belasteten Füllpfählen gut verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeich nung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 das Abteufen des Bodens beim Niederbringen der Bohr schnecke;

Fig. 2 das Einbringen der Bindemittelsuspension beim Hoch fahren der Bohrschnecke und

Fig. 3 die Ausfachung eines Trägerverbaues mit weniger hoch belasteten Füllpfählen.

In Fig. 1 ist in einer rein schematischen Darstellung das Abteu fen einer Bohrung dargestellt. Der Begriff "Bohrung" wird in der vorliegenden Beschreibung weniger im Sinne einer klassischen Boh rung verwendet, sondern vielmehr mit dem Bedeutungsinhalt, daß derjenige Bereich angesprochen ist, in welchen eine Bohrschnecke ähnlich wie ein Korkenzieher in einem Flaschenkorken eingebohrt wird. Dies bedeutet im Ergebnis, daß der Boden im Bereich der Bohrschnecke weder nach oben gefördert, noch aufgewühlt wird. Das Erdreich bleibt bei der Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens nach einem wesentlichen Grundgedanken der Erfindung mehr oder weniger an Ort und Stelle, es wird beim Eindrehen der Bohrschnecke lediglich leicht nach außen ver drängt und dabei verdichtet. Der Begriff "Bohrung" bedeutet in der vorliegenden Beschreibung also nicht, daß ein Hohlraum entstünde. Vielmehr wird unter dem Begriff "Bohrung" in dieser Beschreibung verstanden, daß derjenige Bereich des Erdbodens, in den eine Bohrschnecke eingedreht wird, soweit wie möglich ungestört bleibt, lediglich etwas radial nach außen verdrängt und dabei verdichtet wird.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist eine Bohrschnecke 1 ein bestimmtes Stück in das Erdreich 2 hineingedreht. Es wird be reits zu Beginn des Bohrvorganges durch ein Seelenrohr 1 a eine Bindemittelsuspension 3 von oben in die Bohrschnecke 1 einge führt, wobei die Bindemittelsuspension 3 aus der unteren Öff nung 1 b des Seelenrohres 1 a austritt. Für die Bindemittelsus pension 3 kann ein flüssiges Bindemittel verwendet werden, wel ches auf der Basis von Bentonit, Zement, Kalk oder einem ähn lichen Erzeugnis beruht.

Es ist von Bedeutung, daß beim Niederbringen der Bohrschnecke 1 auch der Raum 7 zwischen den Schneckenwendelgängen mit Bodenma terial gefüllt bleibt. Es ist das Bodenmaterial im Raum 7 in der Zeichnung nicht speziell markiert.

Durch die Drehbewegung der Bohrschnecke 1 wird die Bindemittel suspension 3 vorwiegend in einen Ringraum gedrängt, der die Schneckenwendel der Bohrschnecke 1 umgibt. Dieser Vorgang ist durch Pfeile, die jeweils radial nach außen und dann nach oben weisen, im unteren Bereich der Bohrschnecke 1 angedeutet. In dem erwähnten Ringraum bildet sich ein Stützmantel 4 aus, wel cher die Schneckenwendel der Bohrschnecke 1 umgibt. In diesem Stützmantel 4 filtert durch den dort herrschenden Druck das Wasser aus der Suspension weitgehend aus, und es entsteht eine Art Filterkuchen im Bereich der Bohrlochwandung. Dieser Fil terkuchen kann je nach den Eigenschaften des Bodens zwischen einigen Millimetern und mehreren Zentimetern dick sein. Die ser Stützmantel 4 übernimmt die Stützung des Bohrlochs und verhindert zugleich eine Auflockerung des Erdreichs 2 im Be reich der Bohrlochwandung 5.

Wenn die Endtiefe erreicht ist, wird die Drehrichtung der Bohrschnecke 1 umgekehrt, und es wird die Bohrschnecke 1 wie der aus dem Erdreich herausgeschraubt. Dieser Vorgang ist in Fig. 2 schematisch veranschaulicht. Es kann beim Herausschrau ben der Bohrschnecke 2 mit einer höheren Drehzahl als beim Niederbringen der Bohrung gearbeitet werden. Es können dabei Drehzahlen zwischen 10 und 60 Umdrehungen pro Minute zweck mäßig sein. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 wird die Bohr schnecke 1 langsam nach oben bewegt und es wird dabei weiter hin Bindemittelsuspension 3 eingepumpt. Die Bindemittelsuspen sion tritt weiterhin aus der Öffnung 1 b im unteren Bereich der Bohrschnecke 1 aus. Durch die Drehung der Bohrschnecke 1 wird beim Hochziehen dieser Bohrschnecke die Bindemittelsuspension 3 mit dem Erdreich vermischt. Dabei entsteht eine Mörtelsäule 6, die praktisch eine Mischung aus Bodenmaterial und Bindemittel darstellt. Der Druck, mit dem die Bindemittelsuspension 3 ein gepumpt wird, kann im Bereich bis zu 40 bar liegen.

Die Fig. 3 veranschaulicht in einer schematischen Draufsicht eine Reihe von nebeneinander mit leichter Überschneidung ange ordneten Mörtelsäulen 6. In die beiden äußeren Mörtelsäulen ist jeweils ein Verbauträger 8 eingebracht. Die Fig. 3 veranschau licht eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit des erfindungs gemäßen Verfahrens zum Setzen von Verbauträgern 8 für einen Trägerverbau mit dem Vorteil, daß praktisch kein Bohrgut be seitigt werden muß und auch keine Verfüllung nötig ist. Der Einbau der Verbauträger 8 kann mit einem leichten Rüttler durch geführt werden. Wie aus der schematischen Darstellung der Fig. 3 ersichtlich ist, muß der Durchmesser der größten Diagonalen der Verbauträger 8 entsprechen. Die Fig. 3 veranschaulicht die Ausfachung eines Trägerverbaus mit weniger hoch belasteten Füllpfählen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, daß es zu einer hinreichend festen Verbindung zwi schen dem Stützmantel 4 und der Mörtelsäule 6 kommt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Mörtelsäule im Erdreich, bei welchem eine Bohrschnecke in das Erdreich einge dreht und durch das Seelenrohr der Bohrschnecke eine Bindemittelsuspension in das Bohrloch eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet,

(a) daß die Bohrschnecke korkenzieherartig derart in das Erdreich eingedreht wird, daß kein Bodenmaterial nach oben gefördert wird;
(b) daß während des Eindrehens der Bohrschnecke die Bin demittelsuspension eingepumpt wird;
(c) daß die Bindemittelsuspension während der Absenkung der Bohrschnecke durch wenigstens eine Öffnung am Fuß der Bohrschnecke aus dem Seelenrohr in das Bohr loch geleitet wird;
(d) daß der in den Schritten (a) bis (c) beschriebene Vorgang in der Weise durchgeführt wird, daß die Bin demittelsuspension die Möglichkeit hat, in einen Ring raum um die Bohrschnecke herum einzudringen und ent lang der Bohrung im Boden einen zylindermantelförmi gen Stützmantel auszubilden;
(e) daß nach dem Erreichen der Endtiefe die Drehrichtung der Bohrschnecke umgekehrt wird;
(f) daß die Bohrschnecke aus dem Erdreich herausge schraubt wird, ohne Bodenmaterial nach oben zu för dern und
(g) daß beim Herausschrauben der Bohrschnecke Bindemit telsuspension zugegeben und somit der Raum innerhalb des Stützmantels verfüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelsuspension unter Druck eingepumpt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gemisch aus Bindemittelsuspension und Bo denmaterial im Bohrloch unter Verdichtung der Bohrloch verfüllung dadurch Wasser ausgetrieben wird, daß ein Verbauträger in das Bohrloch eingesetzt und nach dem Er reichen der Endtiefe in Vibration versetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Vibration auf die Luftseite des Verbauträgers ein Rüttler aufgesetzt wird.