DE4303986C1

DE4303986C1 - Vorrichtung zum Herstellen von Injektionssohlen

Info

Publication number: DE4303986C1
Application number: DE19934303986
Authority: DE
Inventors: Horst-Ruediger Kirchner
Original assignee: BAGGERBETRIEB MAINTAL GmbH
Current assignee: BAGGERBETRIEB MAINTAL GmbH
Priority date: 1993-02-11
Filing date: 1993-02-11
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2013-02-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Injektionssohlen mit Hilfe einer in ein Bohrloch einge brachten Injektionslanze.

Die Anlegung sogenannter Injektionssohlen im Boden zur Gründung von Bauwerken ist bspw. dann erforderlich, wenn das Fundament des Bauwerkes noch unter Grundwasserniveau liegt und mit Grundwassereinbrüchen berechnet werden muß. Um solche Injektionssohlen anzulegen, werden über die ganze Gründungsfläche mit einem bestimmten Raster Bohrlö cher im Abstand von ca. 1,5 bis 2 m auf gewünschte Tiefe niedergebracht, wobei das Injektionsmittel mit Hilfe von in die Bohrlöcher abgesenkter Injektionslanzen unter Druck in den Boden indiziert wird, nachdem vorher Stützflüssig keit (sogenannte Dämmer) bis zu einer bestimmten Höhe im Bohrloch eingebracht wurde. Die aus geeignetem Kunststoff bestehende Injektionslanze verbleibt dabei nach dem Ver pressen im jeweiligen Bohrloch. Von Bohrloch zu Bohrloch ergeben sich dabei im Boden überschneidende Injektionsbe bereiche, die dann nach Verfestigung die Injektionssohle bilden, auf der dann nach entsprechender Ausschachtung das Bauwerk errichtet bzw. das eigentliche Fundament angelegt wird. Dabei sind Tiefen ab Bodenoberfläche von durchaus 10 bis 20 m für das Niveau der Injektionssohle üblich.

Die Niederbringung der Bohrlöcher erfolgt dabei im Spül verfahren mit Hilfe eines auf gewünschte Länge aus Ein zelstücken zusammenfügbaren Doppelrohrgestänges, wobei nach Erreichen der gewünschten Tiefe das Innenrohr mit dem daran angeordneten Bohrkopf gezogen, das Dämmittel eingebracht, die Lanze mit entsprechender Länge einge führt, das Außenrohr gezogen wird und dann via Lanze das Injektionsmittel verpreßt wird. Das Ganze erfolgt mit Hilfe eines auf der Bodenoberfläche stehenden, von Loch zu Loch versetzbaren, d. h., verfahrbaren Ständers mit ei ner vertikalen und ausreichend hohen Halte- und Führungs einrichtung. Aufgrund der oben erläuterten Einzelvorgänge sind diese bei einer Niederbringungstiefe von bspw. 20 m pro Loch mit einem Zeitaufwand von ca. zwei Stunden ver bunden mit einer entsprechenden Gesamtzeit je nach Größe der anzulegenden Injektionssohle. Abgesehen von der Viel zahl der Einzelmanipulationen ist das Ganze durch das Spülen mit einer Durchfeuchtung der Bodenoberfläche ver bunden bzw. die Abfuhr der Spülflüssigkeit mit geeigneten Mitteln aufwendig.

Hier Abhilfe zu schaffen, insbesondere aber den Zeitauf wand pro Loch wesentlich zu reduzieren, ist Aufgabe der vorliegenden- Erfindung, d. h., es soll eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der nicht nur die Anzahl der Ein zelmanipulationen, sondern auch der apparative Aufwand und der Zeitaufwand reduzierbar sein sollen und zwar ver bunden mit der Maßgabe, die Bohrungen trocken niederbrin gen zu können.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Hierbei ist also die Injektionslanze von vornherein im Bohrschneckenrohr enthalten und wird sogleich beim Bohren mit niedergebracht, wobei die Injektionslanze mit dem zweiten Teil des zweiteilig ausgebildeten Bohrkopfes lösbar ver bunden ist, wobei die Trennung der Injektionslanze vom Bohrkopf nach Niederbringung auf gewünschte Tiefe durch den unter Druck via Bohrschneckenrohr eingebrachten Dämmer erfolgt. Unter Verbleiben des gelösten Bohrkopfteiles im Boden ist dann nur noch das Bohrschneckenrohr mit dem an ihr fest sitzenden anderen Teil des Bohrkopfes zu ziehen, und es folgt die Verpressung mit dem Injektionsmittel via Injek tionslanze, die an ihrem bodenseitigen Ende mit noch nä her zu erläuternden Injektionsmittelauslässen versehen ist.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung, für deren Halterung ebenfalls ein von Loch zu Loch ver setzbarer Ständer benutzt wird, ergibt sich eine Arbeits zeitverkürzung bei vergleichbarer Tiefe von bspw. 20 m auf ca. 15 bis 20 Minuten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung bestehen in folgendem:

Der erste Teil des Bohrkopfes ist aus einer Scheibe mit an deren Umfang angeordneten Bohrmeißeln gebildet und der zweite, unter der Scheibe sitzende und mit seinem Hals stück verdrehfest und formschlüssig in eine Ausnehmung der Scheibe eingreifende Teil aus einer durchmesserklei neren Bohrkrone, die im Boden verbleibt, deren Verlust aber im Vergleich zur Zeiteinsparung ohne weiteres hinge nommen werden kann.

Die Scheibe ist dabei einfach mit einem zum Bohr schneckengang des Bohrschneckenrohres gegenläufigen Ge winde im Bohrschneckenrohr eingeschraubt.

Um unter Druck das Ende der Injektionslanze vom verlore nen, zweiten Teil der Bohrkrone leicht lösen zu können, ist das Ende der Injektionslanze lediglich mit einer Spannschelle am Halsstück des verlorenen, zweiten Teiles der Bohrkrone befe stigt.

In Rücksicht auf die niederzubringende Tiefe und eine zweckmäßige Handhabung für den Transport ist das Bohr schneckenrohr aus mindestens zwei miteinander drehfest verbindbaren Teilen gebildet, und was die Einrichtungen am Ende der Injektionslanze für den Injektionsmittelaus laß betrifft, so sind diese aus axial orientierten Soll bruchstellen in der Wandung der Injektionslanze gebildet, die wie bisher auch aus geeignetem Kunststoff besteht und bis zu einem gewissen Grad biegsam ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispie les näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Bohrlochraster mit den sich in der Tiefe überschneidenden Injektionsbereichen;

Fig. 2 in Seitenansicht einen an einem Baggerfahrzeug angeordneten vertikalen Halter mit dem Bohr schneckenrohr beim Einführen der Injektions lanze;

Fig. 3 in Seitenansicht das mit der Injektionslanze niedergebrachte Bohrschneckenrohr;

Fig. 4 einen Schnitt durch das untere Ende des Bohr schneckenrohres mit dem daran angeordneten Bohrkopf und

Fig. 5A, B in Seitenansicht und im Schnitt das untere Ende der Injektionslanze.

Wie insbesondere aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ersichtlich, ist die Injektionslanze 1 in einem am oberen Ende 2 mit einem Drehantrieb 3 (siehe Fig. 2) versehenen Bohrschneckenrohr 4 angeordnet und dieses am unteren Ende 5 mit einem zweiteiligen Bohrkopf 6 versehen, dessen erster Teil 7 fest mit dem Ende 5 des Bohrschneckenrohres 4 verbunden ist und dessen zweiter Teil 8 mit einem Kragen 9 verdrehfest aber axial lose im ersten Teil 7 geführt und mit einem Halsstück 10 versehen ist, das fest aber unter Axi aldruck lösbar mit dem unteren Teil 1′ der Injektions lanze 1 verbunden und dieses Ende 1′ mit Einrichtungen für einen Injektionsmittelauslaß versehen ist.

Die Gesamtanordnung der Vorrichtung an einem Halter 17 (hier Bagger mit vertikal aufrichtbarem Führungsgestänge) ist in den Fig. 2, 3 verdeutlicht, wobei Fig. 2 den Zu stand des Gesamtgerätes vor der Bohrniederbringung zeigt und Fig. 3 nach derselben.

Bei Stellung gemäß Fig. 2 wird die biegsame Injektions lanze 1 von unten in das Bohrschneckenrohr 4 eingescho ben, wobei die Bohrkrone 8′ (Teil 8) vor Erreichen der ganzen Einschublänge am Ende 1′ der Injektionslanze 1 befestigt wird. Der erste Teil 7 des Bohrkopfes 6 ist gemäß Fig. 4 aus einer Scheibe 11 mit an deren Umfang angeordneten Bohrmeißeln 12 gebildet und der zweite, unter der Scheibe 11 sitzende und mit einem Halsstück 10 verdrehfest und formschlüssig in eine Ausnehmung 11′ der Scheibe 11 ein greifende Teil 8 aus der durchmesserkleineren Bohrkrone 8′. Die Scheibe 11 ist dabei mit einem zum Bohrschnecken gang 13 des Bohrschneckenrohres 4 gegenläufigen Gewinde 14 im Bohrschneckenrohr 4 eingeschraubt.

Das Halsstück 10 und die zugehörige Ausnehmung 11′ in der Scheibe 11 sind im Draufsichtsquerschnitt mehreckig, wo durch sich eine drehfeste Zuordnung der Bohrkrone 8′ zur Scheibe 11 ergibt. Für die vorübergehende Verbindung zwi schen Halsstück 10 und Ende 1′ der Injektionslanze 1 wird eine angedeutete Spannschelle 15 benutzt.

Wenn die Tiefststellung gemäß Fig. 3 erreicht ist, wird durch das Bohrschneckenrohr 4 unter Druck die Dämmflüssig keit eingepreßt und das Bohrschneckenrohr 4 hochgezogen bzw. in entgegengesetzter Richtung hochgedreht. Dabei löst sich die Bohrkrone 8′ von der den ersten Teil 7 des Bohrkopfes bildenden Scheibe 11 und das Dämmittel kann austreten.

Nunmehr wird durch die Injektionslanze 1 das Injektionsmittel unter Druck eingeführt, wobei der mit Sollbruchstellen (siehe Fig. 5A, B) versehene Endbereich der Injektionslanze 1 aufreißt und der ganze Bodenbereich 19 (siehe Fig. 1) um das Bohrloch 18 etwa kreisförmig in jiziert wird. Nach Abschluß der Injektion verbleibt die Injektionslanze 1 mit der verlorenen Bohrkrone 8′ im Bohrloch.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen von Injektionssohlen mit Hilfe einer in ein Bohrloch eingebrachten Injektionslanze (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionslanze (1) in einem am oberen Ende (2) mit einem Drehantrieb (3) versehenen Bohr schneckenrohr (4) angeordnet und dieses am unteren Ende (5) mit einem zweiteiligen Bohrkopf (6) verse hen ist, dessen erster Teil (7) fest mit dem Ende (5) des Bohrschneckenrohres (4) verbunden ist und dessen zweiter Teil (8) verdrehfest aber axial lose im ersten Teil (7) geführt und fest aber unter Axialdruck lösbar mit dem unteren Ende (1′) der Injektionslanze (1) verbunden und das untere Ende (1′) der Injektionslanze (1) mit Einrichtungen für mindestens einen Injektionsmittelauslaß versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (7) des Bohrkopfes (6) aus einer Scheibe (11) mit an deren Umfang angeordneten Bohr meißeln (12) gebildet ist und der zweite, unter der Scheibe (11) sitzende und mit einem Halsstück (10) verdrehfest und formschlüssig in eine Ausnehmung (11′) der Scheibe (11) eingreifende Teil (8) ei ne durchmesserkleinere Bohrkrone (8′) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (11) mit einem zum Bohrschneckengang (13) des Bohrschneckenrohres (4) gegenläufigen Ge winde (14) im Bohrschneckenrohr (4) eingeschraubt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende (1′) der Injektionslanze (1) mit einer Spannschelle (15) an einem Halsstück (10) des zweiten Teiles (8) des Bohrkopfs (6) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen für den Injektionsmittelauslaß aus axial orientierten Sollbruchstellen (16) in der Wandung der Injektionslanze (1) gebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrschneckenrohr (4) aus mindestens zwei miteinander drehfest verbindbaren Teilen (4′) gebil det ist.