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Dehnbarer Mantel für Ortbetonpfähle Bei bisher bekanntgewordenen Verfahren.
zur Herstellung von Ortpfählen aus Beton sind Maßnahmen vorgesehen, um am unteren
Ende des Pfahles einen verbreiterten Pfahlfuß oder am Pfahlschaft Wulste herzustellen.
Zu diesem Zwecke werden gefaltete Beutel aus Stoff u. dgl. verwendet, wobei der
Beutel mit Beton aasgestampft wird und auf diese Weise die beabsichtigte Pfahlverbreiterung
erzielt werden soll.
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Es ist auch bekannt, an Stelle von Beuteln übereinandergelegte Bleche
zu verwenden, wobei der von ihnen umschlossene Raum ebenfalls mit Beton ausgefüllt
und durch kräftiges Stampfen eine Vergrößerung des Raumes erstrebt wird. Bei den
bekannten Verfahren kann aber die beabsichtigte Verbreiterung des Pfahlfußes oder
des Pfahlschaftes nur unvollkommen erreicht werden, da bei der Stampfarbeit der
Schlag des Stampfers von dem senkrecht darunter befindlichen Baustoff aufgefangen
und nach unten weitergeleitet wird. Infolgedessen ist die hierbei erzielte Kraftwirkung
nach der Seite verhältnismäßig gering, so daß der seitliche Widerstand des Erdreichs
nur unvollkommen überwunden werdenkann.. Keilförmige oder konische Stampfer, die
einen etwas größeren Seitendruck ausüben, setzen sich erfahrungsgemäß beim Stampfen
im Beton fest, so daß sie ebenfalls nicht zum Ziele führen. Aus diesen Gründen bleibt
die Anwendung der bekannten Verfahren auch nur auf jeweils ganz Örtlich auszuführende
Pfahlverbreiterungen beschränkt, so daß die verwendeten Vortreibrohre oder Vortreibpfähle
auf jeden Fall praktisch keinen nennenswert kleineren Durchmesser besitzen dürfen,
als der herzustellende Mindestdurchmesser des Pfahles betragen soll.
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Ferner ist es bekannt, dehnungsfähige Mäntel, z. B. aus Leinen oder
Gummi, in ein Bohrloch zu -setzen und dann durch Einführen eines Druckmittels, z.
B. von Preßbeton, auszudehnen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Ausführung und
Anwendung derartiger dehntungsfähiger Mäntel. Sie besteht darin, daß die Mäntel
eine prismatische Form mit Längs- rund Querfaltung aufweisen, an beiden. Enden geschlossen
sind und mit einem Anschlußstutzen zum Einführen des Druckmittels, z. B. Druckwasser,
Druckluft, Preßbeton o. dgl., versehen sind.
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Gegenüber den bekannten Mänteln haben die nach der Erfindung den Vorteil,
daß auf der ganzen Länge des Mantels ein bestimmter hoher Seitendruck gegen das
Erdreich ausgeübt werden kann. Dieser auf die Flächeneinheit bezogene meßbare Druckkahn
infolge des oberen Abschlusses des Mantels beliebig gesteigert werden, wobei per
auch beim ausgeweiteten Mantel ohne Schwierigkeit aufrechterhalten bleibt. Infolge
des gegen. das Erdreich Druckes stellt der z. B. mit Preßbeton ausgefüllte Mantel
einen Betonpfahl dar, an dessen Umfang das Erdreich einen Gegendruck ausübt, der
dem Druck des Druckmittels bzw. des Preßbetons
innerhalb des Mantels
entspricht. Bei den. auf diese Weise hergestellten Pfählen ist somit der am Umfang
herrschende Erddruck bekannt, so daß die Tragkraft des Pfahles, die sich aus der
Umfangsreibung .ergibt, ohne weiteres rermittelt werden kann. Bekanntlich wird im
allgemeinen die große Tragfähigkeit der Pfähle hauptsächlich durch die Umfangsreibung
erzielt und nur in geringerem Umfange durch Fußverbreiterungen. oder Wulste am.
Pfahlschaft, die sich praktisch nur auf das Erdreich auflegen. -Infolgedessen weisen
die mit Mänteln nach vorliegender Erfindung hergestellten Pfähle eine weit höhere
Tragfähigkeit auf als bei Verwendung bekannter Mäntel, bei denen res sich nur um
eine Fußverbreiterung handelt oder um die Ausführung eines auf der ganzen Pfahllänge
naturgemäß nur geringen Seitendrucks.
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Gegenüber den bekannten. Mänteln haben die nach der Erfindung den
weiteren Vorteil, daß, im Falle zur Pfahlherstellung zunächst rein Bohrloch ausgeführt
wird, dieses verhältnismäßig eng sein kann. Hierbei wird der Mantel in das abgesenkte
Bohrrohr eingeführt und dieses erst hierauf ohne den Mantel .wieder gezogen.
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Ein. weiterer Vorteil besteht auch darin, _daß die aus Blech o. dgl.
ausgeführten Mäntel in weiche Bödeneingerammt werden können, so daß sich dann die
Herstellung eines Bohrloches erübrigt.
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Die Mäntel können auch nur an bestimmten Stellen im Erdreich oder
in noch nicht abgebundenem Beton, der in das Erdreich eingebracht ist, vorgesehen
werden, z. B. am unteren. Ende reines Bohrloches zwecks Herstellung eines Pfahlfußes
oder im Bereich weicher Erdschichten, die verdichtet werden sollen.
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Im Bereich nachgiebiger Erdschichten, wie z. B. in der Nähe der Geländeobierfläche,
kann. res zweclnnäßig sein, Maßnahmen zu treffen, um den- Preßkörper auch dort wegen
des fehlenden oder geringeren Gegendruckes 'des umschließenden Materials genügend
widerstandsfähig zu machen. Ein Preßkörper, der sich z. B. in noch nicht abgebundenem,
nassem. Betonmaterial befindet, wird im allgemeinen im runtersten Teil den größten.
und im obensteh Teil den kleinsten. Gegendruck erfahren. Ähnlich können die Verhältnisse
auch im Erdreich selbst liegen. In solchen Fällen wird sich der Preßkörper unter
einem bestimmten Innendruck an der Stelle seiner größten Tiefe am wenigsten und
an seinem oberen Teil am stärksten ausdehnen. je größer die Ausdehnung wird, um
so größer und ungünstiger ist im allgemeinen die Beanspruchung dies Bleches und
der Verbindungen bzw. der. Löt-oder Schweißstellen. Infolgedieserungleichen Beanspruchungen
im oberen und unteren Teil des Körpers kann die Baustoffesfigkeit im unteren Teil
nicht voll ausgenutzt werden. In bezug auf diesen unteren Teil könnte der Innendruck
noch gesteigert werden, während vielleicht im oberen Teil der Körper .bei Steigerung
des Innendruckes schon platzen würde. Es wird sich in solchen Fällen empfehlen,
den Preßkörper z. B. im oberen Teil zu verstärken oder durch besondere Maßnahmen
den Gegendruck zu erhöhen, z. B. vermittels einer über den oberen. Teil. des Preßkörpers
gelegten starren oder bis zu einem gewissen Grade nachgiebigen Haube. Unter diese
Maßnahmen fällt auch reine bestimmte Formgebung des Preßkörpers im oberen Teil.
Es kann z. B. zweckmäßig sein, den Preßkörper nach oben in eine Spitze auslaufen
zu lassen, dm z. B. für die Wellen bzw. Falten u.. dgl. an den oberen rund unteren
Enden alhnäblichere rund bessere Übergänge zu schaffen, durch die ungünstige Beanspruchungen
des Bleches vermieden werden.
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Die Preßkörper dienen zweckmäßig zu der Herstellung von Beton- oder
Eisenb.etonpfählen, indem in den in das Erdreich eingeführten und dann z. B. vermittels
Wasserdrucks ausgeweiteten Blechkörper Beton mit oder ohne Eisenarmierung oder sonst
ein geeignetes Material eingeführt wird. Nach dem Erhärten des Betons kann der auf
dieseWeiee hergestellte Pfahl zur Aufnahme größerer Lasten dienen, indem naturgemäß
nicht nur der Boden runter der unteren Grundfläche dieses Pfahles am Tragen teilnimmt,
sondern vor allem auch die Umfangfläche des Pfahles infolge der zwischen dem Erdreich
und dem Preßkörper bestehenden Reibungswiderstände bzw. Haftung. Durch das in den
Preßkörper eingeführte Druckmittel, z. B. Druckwasser, wird der Mantel mit großer
Kraft gegen das Erdreich gedrückt, so daß durch die zwischen dein Mantel und dem
Erdreich reintretenden Spannungsverhältnisse am Pfahlumfang eine große Tragfähigkeit
erzielt wird. Ein solcher Pfahl kann naturgemäß eine größere Tragfähigkeit aufweisen
als rein Rammpfahl, indem bei letzterem infolge der Rammschläge jeweils die- Reibung
überwunden werden. muß rund dadurch zwischen Pfahl -und Erdreich künstlich reine
Gleitfläche erzeugt wird.
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Der Mantel des Preßkörpers wird mit einem genau bekannten
-Druck, -z. B. dem Druck des Druckwassers,- der an reinem Manometer abgelesen
werden kann, gegen die ihn umschließenden Massen, z. B. Erdreich, gepreßt. -Der
Prreßkörp.er kann zweckmäßig aus Eisen-, Zink-- oder - Kupferblech hergestellt werden.
Verschiedene
Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den beiliegenden Abb. i -bis
i i dargestellt.
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Abb. i zeigt im Aufriß einen solchen Körper z. B. zur Herstellung
von Ortpfählen aus Beton oder Eisenbeton. Den Querschnitt dieses in Sternform möglichst
eng zusammengefalteten Blechkörpers zeigt Abb.2 an der breitesten Stelle. Brei solchen
Körpern kann der Mantel möglichst eng gefaltet werden, so daß der Querschnitt des
noch nicht ausgedehnten Körpers möglichst klein ist, aber die Abwicklung sämtlicher
Falten einen möglichst großen Umfang ergibt, sobald, der Körper vermittels eines
Druckmittels ausgedehnt wird. Beim beispielsweisen sternförmigen Querschnitt (Abb.2)
dehnt sich der Körper infolge von in das Innere eingeleitetem Druckwasser aus, bis
er einen angenähert kreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Umfang gleich der
Abwicklung des Sternquerschnittes ist.
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Abb. 3 und 4 zeigen in gleicher Weiseeinen Preßkörper, dessen Querschnitt
eine harmonikaartige Faltung des Mantels ;aufweist: Ebenso zeigen Abb. 5 und 6 .einen
Körper, der in der Längsrichtung harmonikaartig ausgebildet ist. Der Querschnitt
nach Abb. 6 kann im übrigen noch beliebig geformt sein. Beispielsweise kann eine
Ausbildung nach Abb. 5, 6 mit derjenigen nach Abb. i, 2 kombiniert werden. Die Falten
des Blechmantels können in ganz beliebiger Weise ausgebildet sein, so daß z. B.
Körper !entstehen, die mach jeder Richtung hin sich um ein bestimmtes Maß erweitern
können.
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Abb.7 zeigt einen Preßkörperquerschnitt, der sich zur Herstellung
von Pfählen mit länglichem Querschnitt, z. B. ähnlich oder gleich einem Rechteck,
eignet. Solche Pfähle ergeben, nebeneinander angeordnet, Pfahlwände. Läßt man die
Falten von zwei benachbarten Pfählen ineinandergreifen, wie beispielsweise aus dem
Querschnitt der Abh. 8 hervorgeht, so entstehen Wände mit dichten Fugen. Dabei kann
der Preßkörperquerschnitt auch nach Abb. g mit Nut und Feder ausgebildet werden.
Es entstehen. hierbei beim Unterdrucksetzen der Körper dichte Fugen, zwischen den
einzelnen Pfählen, ähnlich wie bei Spundwänden. Die Nut und Feder kann beispielsweise
auch durch Profileisen gebildet werden, die in geeigneter Weise zwischen den Falteneingeschaltet
werden.
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Abb, io zeigt das obere Ende eines Preßk6rpiers nach Abb. i, 2. Es
wird hier durch eine steife Haubea überdeckt, so daß es bei sehr nachgiebigem Boden
von überbeanspruchungen geschützt bleibt. Abb. i i zeigt eine Ausbildung, bei der
die Haube aus Lamellen b verschiedener oder gleicher Länge besteht, so daß der Preßkörper
an dieser Stelle ähnlich wie eine Feder nachgiebig ist.
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Nachdem die Körper in das Erdreich, in vorhandenen Beton usw. auf
irgendeine Weise eingebracht sind und sich unter dem Druck ,eines Druckmittels,
z. B. Druckwasser oder Druckluft, ausgedehnt haben, können sie an einer bestimmten
Stelle, z. B. bei Pfählen oben am Kopf, aufgeschnitten bzw. geöffnet werden, so
daß in den Körper Beton eingebracht werden kann. Zu diesem Zwecke kann das im Körper
etwa vorhandene Wasser herausgepumpt oder der Beton in bekannter Weise im Körper
unter Wasser eingebracht werden.
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Auch kann, wenn der Druck während der Betoneinbringung unverändert
bestehen bleiben muß, der Beton vermittels einer Schleuse eingeschleust werden.
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In die Preßkörper kann in geeigneter Weise auch eine Eisenarmierung
eingebracht werden zwecks Herstellung von Eisenbeton.
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Als Druckmittel kann auch von Anfang an Preßbeton oder -mörtel Verwendung
finden, so daß dann das Druckmittel nicht erst durch Beton ersetzt zu werden braucht.
Auch kann als Druckmittel ein Gas oder ein beliebiger flüssiger, plastischer usw.
Stoff verwendet werden.