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Verfahren zur Herstellung von Preßbetonpfählen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Preßbetonpfählen.
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Die bei den bisherigen Verfahren auftretenden Nachteile und Gefahren
bei der Herstellung von in den Boden eingelassenen Pfählen sind bekannt. Es kann
bei Anwendung dieser Verfahren vorkommen, daß die Erschütterungen des Bodens und
insbesondere der Druck der umgebenden Erdmassen auf den noch plastischen Beton des
Pfahles während seiner Abbindung einwirken und ihn dabei zerstören. Oft weisen solche
Pfähle erhebliche Einschnürungen auf und sind sogar über ihren ganzen Querschnitt
gerissen. Ebenso haben die bisherigen Verfahren oft zu erheblichen Auswaschungen
des Betons geführt und gewährleisten nicht den Zusammenhalt des Pfahles. Es sind
Einrichtungen in Vorschlag gebracht worden, um diese Auswaschungen und alle Unterbrechungen
zu vermeiden, doch sind sie umständlich und führen nicht immer zu dem erhofften
Ergebnis. Des weiteren hängen sie in großem Maße von der Geschicklichkeit und Gewissenhaftigkeit
der Arbeiter ab. Die Pfähle, die durch die Verfahren, auf die hier angespielt wurde,
hergestellt sind, zeigen infolgedessen eine Tragfähigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegen Zugbeanspruchung, die oft kleiner ist als vorgesehen war.
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Alle diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt,
daß der Beton mittels einer die über ihm stehende Flüssigkeitssäule durchdringenden
Leitung ständig unter Druck eingeführt wird, wobei das Bohrrohr hydraulisch durch
den Druck der Flüssigkeitssäule auf den Abschlußdeckel herausgetrieben wird. Hierbei
ergibt sich, daß die Erschütterungen der den noch plastischen Beton des Pfahles
umgebenden Erdmassen durch den Gegendruck des Betons selbst ausgeschlossen werden.
Ferner bildet sich zwischen diesem und dem darüberstehenden Wasser eine trennende
Oberfläche, welche praktisch wasserdicht ist und die Auswaschungen verhindert.-Das
Verfahren hat gegenüber den älteren nennenswerte Vorteile: das im Rohr stehende
Grundwasser braucht nicht entfernt zu werden; die Einführung des Preßbetons geschieht
ohne Unterbrechung, wodurch die Gewähr gegeben ist, daß ein einstückiger Pfahl entsteht.
Ferner hat das Verfahren im wesentlichen nur einen Arbeitsvorgang. Es ist daher
einfach und wirtschaftlich. Es ist auch kein besonderes Druckerzeugungsgerät notwendig,
da der Druck durch die Zufuhr des Betons selbst erzeugt wird.
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In der Praxis wird der Pfahl vorzugsweise folgendermaßen hergestellt:
Nachdem das Bohrrohr und die Bewehrung an Ort und Stelle gebracht worden sind, wird
das Rohr mit einem Deckel geschlossen und eine bestimmte Menge des Betons unter
Druck in
den unteren Teil eingeführt. Dieses wird dann vollständig
mit Wässer gefüllt und an seinem oberen Teil verschlossen, worauf man. die Einführung
des Betons am unteren -Te:f' des -Röhrensystems unter Druck fortsetzt:. Der Beton
drängt dann das über ihm in' der. Röhre enthaltene Wasser zurück, welches>` entsprechend
hochsteigt und somit das Heraustreiben des Rohres bewirkt. Sobald das Loch, welches
durch die Anfangslage des Rohres bedingt war, von Beton ausgefüllt wird, ist das
Rohr selbst vollkommen herausgetrieben. Während der ganzen Füllung hat der ständig
unter Druck gehaltene Beton Erdbewegungen und das Eindringen von Wasser verhindert
und überdies das in der Röhre enthaltene Wasser mit seiner Oberfläche verdrängt,
wobei gleichzeitig jede Zerstörung des Pfahles und jede Auswaschung verhindert wird.
Da sich das Rohr nur so weit heben kann, als eine gewisse, mindestens dem Volumen
des herausgetriebenen Rohres entsprechende Menge Beton unter Druck eingeführt worden
ist, ist, der Zusammenhang des Pfahlschaftes gesichert.
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Das Wesen der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles, die an Hand der Zeichnung erfolgt, deren Fig. i einen-
Längsschnitt eines üblicherweise in den Boden eingelassenen Rohres darstellt.
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Fig. 2 zeigt die in das Rohr eingebrachte Bewehrung sowie ein Rohr,
dessen Zweck weiter unten erklärt werden wird.
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Fig. 3 veranschaulicht den Augenblick -der Deckelanbringung und Fig.4
den Beginn der Pfahlherstellung. Fig. 5 zeigt die vollständige Füllung' des Rohres
und .. Fig. 6 die Fortsetzung in der Herstellung des Pfahles.
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Fig. 7 vergegenwärtigt einen darauffolgenden Zustand, in welchem ein
Schuß des Rohres entfernt worden ist und Fig.8 den fertiggestellten und zur Aufnahme
der Betonfüllung vorbereiteten Pfahl. Fig. 9 zeigt den Fall, wo eine oder mehrere
Erweiterungen angebracht worden sind, um dein Pfahl eine größere Tragfähigkeit zu
verleihen.
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In der dargestellten Ausführungsform ist das nach den üblichen Verfahren
einzusetzende Rohr mit i bezeichnet. In dieses Rohr setzt man gegebenenfalls die
Bewehrung 2 ein sowie gegebenenfalls auch eine oder mehrere Röhren 3, welche späterhin
dazu dienen sollen, die Einfüllung der Zementmilch zu bewerkstelligen, und welche
zu diesem Zweck etwas über .den unteren Teil des Rohres i hinweggehen (Fig. 2).
Aus Fig.3 ist des weiteren zu ersehen, daß an dem .Oberende des Rohres ein Deckel
4 angebracht werden kann, der mit einem Trichter 5 ünd einem Hahn 6 versehen ist.
Durch den Deckel 4 ist ein Rohr 7 geführt, welches bis zu dem unteren Teil des Rohres
i herunterreicht. Das Rohr 7 ist an seinem untersten Ende mit einem Ventil 12 ausgestattet,
welches die Auswaschungen des in das Rohr 7 zunächst eingebrachten Betons vermeidet.
8 zeigt die Höhe des Grundwasserspiegels an. Um den Pfahl herzustellen, preßt man
durch die öffnung 9 Beton ein, welcher das Rohr 7 allmählich ausfüllt. In diesem
Moment öffnet der Beton das Ventil 12 und dringt in der aus Fig. 4 bei io ersichtlichen
Weise in den unteren Teil des Bohrrohres. ein. Der so bei io zusammengepreßte.Beton
stößt, wie bei i i angedeutet, die über ihm stehende Wassersäule nach oben. Es ist
keine Auswaschung des Betons zu befürchten, weil das Rohr 7, welches den Beton einführt,
bis auf den Boden des Rohres i herunterfährt und weil es an dem untersten Ende mit
einem Ventil i2- versehen ist, welches sich nur unter dem Druck des Betons selbst
öffnet. Die so eingeführte Betonschicht io trennt das in dem Rohr i enthaltene Grundwasser
von demjenigen der Umgebung. Man füllt dann mittels eines Trichters: 5 deri ganzen
leeren Zwischenraum, welcher am Oberende des Rohres i , geblieben ist, mit Flüssigkeit,
namentlich mit Zementmilch, aus, indem man die Luft durch den zu diesem Zweck geöffneten
Hahn entweichen läßt.
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Während dieses Vorganges bleibt der Beton io unter -dem Druck der
darüberstehenden Wassersäule. Der Hahn 6 wird dann verschlossen sowie die Zuführung
zu dem Trichter, worauf man fortfährt, den Beton, unter Druck durch das Rohr 7 einzuführen.
Dieser Beton fließt in den bereits eingefüllten Beton ein, wobei die Länge des Rohres,
durch welches der Beton eingeführt wird, entsprechend eingestellt ist. Der Beton
.preßt den schon eingebrachten Beton, welcher die umgebenden Erdmassen mehr öder
weniger nach Maßgabe ihrer eigenen Widerstandsfähigkeit zurückdrängt, zusammen.
Hierbei ist zu beachten, daß bei diesem Verfahren grundsätzlich immer dieselbe Betonoberfläche
mit der überstehenden Flüssigkeit in Berührung steht. Dieser Beton drängt das -über
ihm stehende Wasser nach oben zurück; da aber das Rohr i nach -oben abgeschlossen-
ist, entsteht ein Gegendruck.
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Der auf den Beton ausgeübte Druck entspricht diesem Widerstande und
hebt das Rohr i nach Maßgabe der eingeführten Betonmengen hoch. Die Röhre 7 folgt
der Steigbewegung, so daß der unter dem äußersten
Ende dieser Röhre
liegende Beton zur Ruhe kommt. Infolge des Druckes des Betons werden alle Hohlräume
und Zwischenräume, die das Röhrensystem umgeben, mit Beton ausgefüllt, und gleichzeitig
werden die Erdmassen in ihrer Lage festgehalten und stark gedrückt, was zu einem
sehr ungleichförmigen Pfahl führt, der fest mit dem ihn umgebenden Boden verankert
ist. Fig.6 gibt diese Entwicklungstufe des Pfahles wieder.
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Wenn ein genügendes Stück des Rohres aus der Erde getrieben ist, nimmt
man den Deckel ,4 ab, entfernt den obersten Schuß des Rohres (wie in Fig. 7 durch
die gestrichelte Linie dargestellt), zieht ebenfalls einen Teil der Röhre 7 heraus,
verbringt den Deckel q. wieder an seinen Platz und fährt nun fort, Beton durch die
Röhre 7 unter Druck einzubringen. Während der Wegnahme des Gliedes ia hält das in
dem Rohr i enthaltene Wasser mit dem Gewicht des schon vorhandenen Betons dem Druck
der Erdmassen das Gleichgewicht.
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Man fährt so fort, bis die Bohrung vollkommen ausgefüllt und der Pfahl
fertig ist. Es leuchtet ein, daß auf diese Art die Güte des Pfahles unabhängig von
den beschäftigten Arbeitern und der durch diese möglichen falschen Handhabung gewährleistet
ist.
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Wenn .man vorher in das Bohrrohr ein besonderes Rohr 3a (Fig. 8 und
9) eingebracht hat, um Zement oder chemische Stoffe unter den Pfahl in das Innere
oder um den Pfahl herum einzuführen, so leitet man die hierfür notwendigen Stoffe
durch dieses Rohr, nachdem man letzteres auf eine bestimmte Länge herausgezogen
hat. Dieser Vorgang kann sich über die ganze Länge des Schaftes fortsetzen.
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Ein solches Verfahren ermöglicht es, den Pfählen einen verbreiterten
Sockel ioa zu geben oder Erweiterungen iob vorzusehen, was durch bekannte Mittel,
wie z. B. Explosionen, mechanisches Stauchen usw., erfolgen kann.
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Die Eisen 2a und 2b der Bewehrung im Innern des Pfahles können
umgebogen sein, um das Auflegen des Deckels zu ermöglichen. Wenn der Pfahl einmal
fertig ist, können diese Eisen zwecks Verankerung mit oberhalb des Pfahles (Fig.8
und 9) vorgesehenen Überbauten herausgezogen werden.
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An Stelle des Wassers kann man oben auf den Beton auch Zementmilch
einführen oder auch andere Flüssigkeiten, die von selbst einen dichten Film zwischen
dem Beton und der über ihm stehenden Flüssigkeit bilden.
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Um Betriebspausen beim Betonieren zu ermöglichen, die wegen der Entfernung
der einzelnen Glieder des Bohrrohres erforderlich sind und die Gefahr mit sich bringen,
daß sich die Betonpumpe oder die Zuleitung zusetzen, kann die Pumpe mit einer zusätzlichen,
Einrichtung versehen sein. Auf der von der Betonpumpe kommenden und nicht dargestellten
Zuleitung ist ein Dreiwegehahn angebracht, der durch eine Leitung mit der Ansaugöffnung
der Pumpe verbunden ist. Während des Betonierens ist der Hahn so gestellt, daß der
Beton in den Pfahl einfließt und somit nicht zur Pumpe zurückfließen kann. Während
einer Betriebspause wird dagegen der Hahn so gestellt, daß der Beton nicht in den
Pfahl ausfließen kann, sondern durch den erwähnten Hilfskanal zur Pumpe zurückläuft.
Die Betonpumpe setzt hier also im geschlossenen Kreislauf ihren regelmäßigen Gang
unter gleichmäßiger Belastung fort, ohne Gefahr zu laufen, sich zu verstopfen oder
gar festzufressen, wie dies leicht der Fall ist, wenn diese Maschinen mit Unterbrechungen
arbeiten.