DE4137541C2

DE4137541C2 - Arbeitsgerät zur Herstellung von Ortbetonpfählen

Info

Publication number: DE4137541C2
Application number: DE19914137541
Authority: DE
Inventors: Claus-Peter Schorr
Original assignee: Keller Grundbau GmbH
Current assignee: Schorr Claus-Peter 85391 Allershausen De
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2011-11-15
Also published as: DE4137541A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät zur Herstellung von Ortbetonpfählen.

Stand der Technik

Pfähle wurden bereits als Bohrpfähle ausgeführt, wobei ein Hohl raum in den Untergrund gegraben und der Pfahlschaft an Ort und Stelle gegen den anstehenden Boden betoniert wird. Im Regelfall wird hierbei die Bohrlochwandung bis zum Betonieren durch eine Verrohrung oder durch eine Flüssigkeit im Bohrloch gestützt.

Zu den Bohrpfählen werden nicht nur runde Pfähle mit Durchmesser von etwa 0,3 bis 3,0 m gerechnet, sondern auch Gründungskörper mit abweichender Querschnittsform, wenn sie auf die beschriebene Weise hergestellt wurden, wie beispielsweise Schlitzwandelemen te.

Auch sog. "Schneckenbohrpfähle" gehören zur Art der Bohrpfähle, wobei zur Herstellung eine durchgehende Schnecke in den Boden gedreht wird, anschließend mitsamt dem Bodenpfropfen gezogen wird und Beton durch die Seele (Innenrohr) der Bohrschnecke unter Druck in den freiwerdenden Raum gepumpt wird.

Weiterhin wurden Pfähle bereits als Verdrängungspfähle ausge führt. Hier ist der Rammpfahl zu nennen, vorgefertigt aus Holz, Stahl oder Beton, der in den Boden gerammt oder gerüttelt wird.

In allen Fällen wird das dem Pfahlschaft entsprechende Bodenvo lumen verdrängt.

Dies erfolgt auch bei den verschiedenen Ortbetonverdrängungs pfählen, bei denen ein Vortreibrohr mit verschlossenem Fußende in den Boden gerammt wird, mit Beton verfüllt und wieder gezogen wird.

Aus der CH-PS-538573 ist ein Arbeitsgerät der genannten Art bekannt, bei der ein Vortreib- oder Rammrohr, das auch als Beto nierrohr dient, mit einer am unteren Ende angelenkten schwenk baren Klappe verschließbar ist. Die das Ramm- und Betonierrohr verschließende Klappe ist so angelenkt, daß sie sich beim Vor treiben des Rammrohres in den Boden schließt, so daß der gesamte Querschnitt des zu erstellenden Ortbetonpfahles beim Niederbrin gen des Rammrohres verdrängt werden muß. Beim Ziehen und Ein leiten von Beton öffnet sich die Klappe dagegen selbsttätig unter dem Eigengewicht und dem Gewicht des eingeleiteten Frisch betons.

Aus der US 898 013 ist ein Arbeitsgerät bekannt, das aus einem stabilen inneren Vortriebsrohr und einem dünneren äußeren Scha lenkörper besteht. Das Vortriebsrohr ist mit Bodenklappen verse hen, die sich beim Niederbringen in den Boden öffnen und beim Ziehen des Vortriebsrohres schließen. Hierdurch wird der im Boden verbleibende Schalenkörper vom Erdreich entkernt, um anschließend mit Beton verfüllt werden zu können. Es entsteht so ein stahlummantelter Betonpfahl im Boden.

Kritik am Stand der Technik

Zunächst wurden Pfähle, mit Ausnahme der klassischen Verdrän gungspfähle, in Kreisform ausgeführt; technisch bedingt durch die Aufgaben bis zur Herstellung:

Fördern des Bohrgutes bzw. Schaffen eines Hohlraumes im Boden, Stützen der Bohrlochwandung. Durch die Kreisform ist eine man gelhafte statische Ausnutzung des Querschnittes im Hinblick auf die Regelbiegebeanspruchung gegeben.

Die klassischen Verdrängungspfähle werden auch mit Rechteckquer schnitten ausgeführt; die Herstellung erfolgt jedoch mittels vorgefertigten Querschnitten und Pfahlschäften, die dann mittels großer Ramm- bzw. Rüttelenergie in den Boden getrieben werden. Auch bei den Ortbetonverdrängungspfählen wird ein Vortreibrohr mit großer Ramm- oder Rüttelenergie in den Boden getrieben.

Allen klassischen Verdrängungspfählen haftet an, daß das dem Pfahlschaft entsprechende gesamte Bodenvolumen bzw. der gesamte Querschnitt des Pfahlschaftes verdrängt werden muß. Dies erfor dert einen hohen Aufwand an Vortreibenergie, um diesen Quer schnitt bzw. Pfahlschaft in den Boden einzubringen, resultierend daraus, daß das Arbeitsgerät (Vortreibrohr) nicht an die einzel nen Herstelltakte des Pfahles angepaßt ist (Herstelltakte: Nie derbringen des Vortreibrohres bzw. des Arbeitsgerätes, Ziehen und Betonieren).

Das letztgenannte Arbeitsgerät erzeugt keine billig und schnell herzustellenden Ortbetonpfähle, sondern durch die Schalenkörper aus Stahl wesentlich verteuerte Pfähle, bei denen die Herstel lung durch das Aufziehen und das Abstreifen der Schalenkörper vom Vortriebsrohr zudem umständlich und fehleranfällig ist.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsgerät zum Herstellen von Ortbetonpfählen bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile der Geräte nach dem Stand der Technik mini miert bzw. aufhebt.

Lösung

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentan spruchs gelöst. Es wird ein Arbeitsgerät, auch Rüttel- oder Rammträger verwendet, das an die verschiedenen Erfordernisse der Herstelltakte angepaßt ist. Das Verfahren erfolgt in folgenden Herstelltakten:

1. Niederbringen des Arbeitsgerätes bis etwa auf Unterkante des geplanten Pfahles; dabei nimmt das Arbeitsgerät eine für diesen Herstelltakt günstige Form ein: das Arbeitsgerät ist gegenüber dem geplanten und später hergestellten Quer schnitt des Pfahlschaftes deutlich reduziert, d. h. die Querschnittsfläche des Arbeitsgerätes in diesem Takt ent spricht nicht der Querschnittsfläche des Pfahlschaftes. (Es muß nicht das dem gesamten Pfahlschaft entsprechende Boden volumen verdrängt werden.) Dies erfolgt über bewegliche Klappen am Fußende des Arbeitsgerätes, die beim Einfahren in den Boden automatisch eine nahezu senkrechte Stellung einnehmen.
2. Ziehen des Arbeitsgerätes; dabei entspricht der wirksame Querschnitt des Arbeitsgerätes dem des Pfahlschaftes unter gleichzeitigem Einbringen des Betons unter Druck über ein am Arbeitsgerät angebrachtes Betonierrohr in den entstehen den Hohlraum. Mit dem Ziehen des Arbeitsgerätes wird gleichzeitig das dem Pfahlschaft entsprechende Volumen an Boden gefördert. Die am Fußende angebrachten Förderklappen sind dazu geschlossen, in waagerechter Stellung. Diese Stellung wird automatisch beim Ziehen des Arbeitsgerätes durch das Gewicht des zu fördernden Bodens eingenommen, evtl. auch durch Unterstützung mittels hydraulischer Ein richtung. Es entsteht durch diesen Herstelltakt eine Frischbetonsäule im Boden, die dem geplanten Pfahlschaft entspricht;
3. Einbringen von Bewehrung in die hergestellte Frischbeton säule durch Absinkenlassen eines Bewehrungskorbes aufgrund dessen Eigengewichtes oder mittels geringer Unterstützung durch Rüttelenergie.

Arbeitstakte gemäß Zeichnungen der Darstellung I;

Zur Erläuterung des schematischen Wirkens des Arbeitsgerätes (Rüttel- oder Rammträger) bei den Herstelltakten, siehe Zeich nungen der Darstellungen II.

Zur Darstellung des Arbeitsgerätes im Detail liegen Beispiele von möglichen Ausführungen bei; im Hinblick auf den anstehenden Boden sind jedoch vielfältige Varianten denkbar und förderlich. Möglichkeiten siehe Zeichnungen der Darstellung III, Blatt 1-3;

Erzielbare Vorteile

- im Hinblick auf die Beanspruchung des Pfahles günstige Querschnittsform erzielbar
- Ortbetonbauweise, mit inniger Verzahnung des Pfahlschaftes mit dem anstehenden Boden
- wesentlich geringerer Aufwand an Ramm- oder Rüttelenergie zur Herstellung als bisher nach dem Stand der Technik, damit verbunden eine wesentliche Erhöhung der Herstellge schwindigkeit und der Wirtschaftlichkeit bei der Herstel lung
- (eine Überprüfung des anstehenden Bodens z. B. im Hinblick auf seine Tragfähigkeit, Lagerungsdichte, Schichtwechsel usw., ist durch eine intensivierte Meßtechnik auf dem Sek tor "Rüttelenergie" seit kurzer Zeit gegeben.)

Zeichnungsbeschreibung

Bevorzugte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfingungsgemäßen Vorrichtung sind in den Zeichnungen darge stellt.

Darstellung I zeigt 3 Arbeitstakte

Fig. 1 Niederbringen (Abrütteln) des Arbeitsgerätes

Fig. 2 Ziehen des Arbeitsgerätes; gleichzeitig Betonieren

Fig. 3 Einbau einer Bewehrung in Frischbeton

Darstellung II zeigt ein Arbeitsgerät in verschiedenen Phasen schematisch.

Fig. 4 Stellung Einfahren in den Boden

Fig. 5 Erreichen der Endtiefe

Fig. 6 Ziehen des Arbeitsgerätes

Fig. 7 Erstellen des Ortbetonpfahles

Darstellung III, Blatt 1 zeigt den Fuß eines Arbeitsgerätes in einer ersten Ausführung

Fig. 8 Arbeitsgerät in Draufsicht

Fig. 9 Arbeitsgerät im Axialschnitt

Darstellung III, Blatt 2 zeigt den Fuß eines Arbeitsgerätes in einer zweiten Ausführung

Fig. 10 Arbeitsgerät in Draufsicht

Darstellung III, Blatt 3 zeigt den Fuß eines Arbeitsgerätes in einer dritten Ausführung

Fig. 11 Arbeitsgerät in Draufsicht

Fig. 12 Arbeitsgerät im Axialschnitt

Nachstehende Einzelheiten sind in den einzelnen Figuren erkenn bar

Fig.

1:
Bodenoberfläche

1

anstehender Boden

2

Raupenfahrzeug

3

Rammgewicht

4

Arbeitsgerät

5

Vortreibrohr

6

Klappen

7

Betonierrohr

8

Bewegungspfeil

13

Fig. 2:
Bodenoberfläche 1
anstehender Boden 2
Raupenfahrzeug 3
Rammgewicht 4
Arbeitsgerät 5
Vortreibrohr 6
Klappen 7
Betonierrohr 8
Bodenöffnung 9
Betonierter Säulenfuß 10
Bewegungspfeil 17

Fig. 3:
Bodenoberfläche 1
anstehender Boden 2
Bodenöffnung 9
Frischbetonsäule 11
Bewehrungskorb 12

Fig. 4:
Bodenoberfläche 1
gewachsener Boden 2
Vortreibrohr 6
Klappen 7
Betonierrohr 8
Bewegungspfeil 13

Fig. 5:
Bodenoberfläche 1
gewachsener Boden 2
Vortreibrohr 6
Klappen 7
Betonierrohr 8

Fig. 6:
Bodenoberfläche 1
gewachsener Boden 2
Vortreibrohr 6
Klappen 7
Betonierrohr 8
Betonzugabepfeil 15
Betonaustrittspfeile 16

Fig. 7:
Bodenoberfläche 1
gewachsener Boden 2
Vortreibrohr 6
Klappen 7
Betonierrohr 8
Bodenöffnung 9
betonierter Säulenfuß 10
Betonaustrittspfeile 16
Bewegungspfeil 17

Fig. 8:
Vortreibrohr 6 (Rechteckquerschnitt)
Klappen 7a, b (geschlossen)
Betonierrohr 8 (Kreisquerschnitt)
Spülrohr 9 (Kreisquerschnitt)

Fig. 9:
Vortreibrohr 6
Klappen 7a, b (geöffnet)
Betonierrohr 8

Fig. 10:
Vortreibrohr 6 (Rechteckquerschnitt)
Klappen 7a, b (geschlossen)
Betonierrohr 8 (Kreisquerschnitt)
Spülrohr 9 (Kreisquerschnitt)

Fig. 11:
Vortreibrohr 6 (Rechteckquerschnitt)
Klappen 7a, b, c (geschlossen)
Betonierrohr 8 (Rechteckquerschnitt)

Fig. 12:
Vortreibrohr 6
Klappen 7a, b, c (geöffnet)
Betonierrohr 8

Claims

1. Arbeitsgerät (5) zur Herstellung eines Ortbetonpfahles mit einem Vortreibrohr (6) und am unteren Ende angeordneten um eine horizontale Achse beweglichen Klappen (7), die den Querschnitt des Vortreibrohres (6) in geschlossener hori zontaler Stellung im wesentlichen verschließen, mit Klap pen (7), die beim Niederbringen des Arbeitsgerätes in eine die wirksame Querschnittsfläche des Arbeitsgerätes (5) reduzierende, nahezu senkrechte Stellung nach oben schwenk bar sind und beim Ziehen des Arbeitsgerätes in der geschlossenen horizontalen Stellung nicht-nachgebend von einem zum Fuß des Vortreibrohres hin wirkenden Gewicht einer zu fördernden Bodensäule belastbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Vortreibrohr (6) einwandig ausgeführt ist und Rechteckquerschnitt hat,
daß sich ein Betonierrohr (8) innerhalb des Querschnitts des Vortreibrohres (6) bis an dessen Fuß erstreckt, und
daß die Klappen (7) in geschlossenem Zustand an den Quer schnitt des Betonierrohres (18) und den Querschnitt des Vortreibrohres abschließend angepaßt sind.

2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spülrohr (9) innerhalb des Querschnitts des Vor treibrohres (6) liegt und daß die Klappen (7) in geschlos senem Zustand auch an den Querschnitt des Spülrohres (9) abschließend angepaßt sind.