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Dehnbarer Blechmantel zur Herstellung von Ortpfählen aus Beton Bei
bekannten Verfahren zur Herstellung von Ortpfählen werden dehnbare Mäntel aus Blech
von prismatischer Form mit Längsfalten verwendet, die nach dem Einbringen in das
Erdreich durch ein Druckmittel, z. B. Druckluft, Druckwasser oder Preßbeton, zur
Entfaltung gebracht werden. Solche aus Blech bestehenden prismatischen Mäntel haben
den Nachteil, daß sie an Orten mit beschränkter Bauhöhe, z. B. in Kellern, wegen
der im allgemeinen erforderlichen Pfahllängen nicht verwendet werden können. Ein
nachträgliches Verlängern solcher Mäntel durch Anschweißen von Mantelstücken ist
nur schwer möglich und erfüllt nicht seinen Zweck, da die der Faltung folgende Schweißnaht
beim Ausdehnen des Mantels leicht Risse bekommt. Ein Nachteil dieser bekannten Mäntel
besteht auch darin, daß die längs laufenden Bleche, aus denen der Mantel sich zusammensetzt,
zweckmäßig vor Ausführung der Zusammenschweißung gefaltet werden müssen und wegen
der prismatischen Form der Mäntel die übliche einfache Maschinenschweißung nur unter
erheblichen Schwierigkeiten Anwendung finden kann. Bei den dehnungsfähigen Blechmänteln
nach der Erfindung treten die genannten Nachteile nicht auf. Die Mäntel lassen sich
wegen ihrer flachen Form leichter und billiger herstellen und in einfacher Weise
in das Erdreich einbringen.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Mäntel im Querschnitt
im wesentlichen die Form eines langgestreckten Rechtecks besitzen, deren lange Seiten
sich gegebenenfalls nahezu berühren.
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Ferner umfaßt die Erfindung den oberen bzw. unteren Abschluß der Mäntel
mittels gefalteter Bleche sowie die Form der Faltung der Mäntel sowie Vorrichtungen
zu ihrer Herstellung und zum Einbringen in das Erdreich.
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Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Abb. i bis 4 zeigen Querschnitte des zur Verwendung kommenden Blechmantels
und Abb. 7 einen solchen im gewellten Zustande. Der Blechmantel nach Abb. i weist
im Querschnitt etwa die Form eines Rechtecks auf, dessen lange Seiten i möglichst
nahe nebeneinanderliegen und an den Bändern miteinander verschweißt sind. Die Schweißnaht
ist
mit 6 bezeichnet. Abb. 2 zeigt eine Ausbildung mit der Schweißnaht
6 in der Mitte einer langen Seite des Mantels. Nach Abb. 3 besteht der Mantel aus
zwei Einzelblechen 2, die an den Rändern verschweißt sind. In.; Abb. 4 ist eine
etwas andere Ausbildung der beiden Bleche 4 dargestellt, indem dort die"" Bleche
je an einem Rande umgebogen sind.
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Abb. 5 zeigt-den durch ein Druckmittel aufgeweiteten Mantel nach Abb.
3 und Abb. 6 denjenigen nach Abb.4. Je nach den angewendeten Schweißverfahren oder
aus Gründen der Festigkeit kann die Schweißung 6 zweckmäßig nach Abb. i und 3 oder
nach Abb. ?-
und 4 oder in sonst geeigneter Weise je nach der Ausbildung der
Verbindung der Bleche erfolgen.
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Zum Einbringen der Mäntel nach Abb. i bis 4 in das Erdreich kann es
zweckmäßig sein, dem Mantel vor dem Einbringen eine gewellte Form zu geben. Die
Abb. 7 zeigt beispielsweise den in eine solche gellvellte Form gebrachten Mantel
16, der ursprünglich die Form nach Abb. 3 hatte und in ein Vortreibrohr 7 eingesetzt
ist.
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Das Vortr eibrohr kann einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser besitzen,
trotzdem nach dem Hochziehen des Vortreibrohres der dann ausgeweitete Mantel einen
größeren Durchmesser als das Vortreibrohr aufweist. Beispielsweise kann bei einer
Anordnung nach Abb. 7 der Vortreibrohrdurchmesser z. B. io cm und die Abwicklungslänge
des eingezeichneten gewellten Mantels 2 X 5z = 104 cm betragen. Dieser Abwicklungslänge
entspricht ein Durchmesser des ausgeweiteten Mantels von 104 : a = 33 cm.
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Es können auch Mantelquerschnitte Verwendung finden, bei denen die
langen Seiten einen größeren Abstand besitzen, um z. B. Einrichtungen (Erdbohrer
u. dgl.) zum Absenken des Blechmantels unterzubringen. Der Mantelquerschnitt zeigt
dann beispielsweise Formen nach Abb. 9 bis 13.
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Die Mäntel von Abb.9 bis 13 können zwecks Einbringung in das Erdreich
noch besonders geformt werden, wobei dann die freien Räume 8 für die Unterbringung
von Einrichtungen zum Absenken des Mantels dienen können.
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Das Einbringen der Mäntel in das Erdreich kann auf verschiedene Weise
erfolgen. Sie können beispielsweise durch Rammeng oder mittels eines in das Erdreich
durch Bohrung oder durch Rammeng mit verlorener Spitze versenkten Vortreibrohres
eingebracht werden, wobei dann das Vortreibrohr oline den Mantel wieder hochgezogen
wird. Dabei muß das Vortreibrohr einen genügend großen lichten Durchmesser zum Einführen
des Mantels besitzen, oder es muß sich der kohrquerschnitt der Mantelform anpassen,
so daß beispielsweise Rohre mit länglichem bzw. rechteckigem Querschnitt Verwendung
finden kön-*'en. Auch kann das Einbringen der Mäntel ip: -das Erdreich, z. B. bei
Mänteln der Abb. i big; 4, mittels eisernen Platten 9 nach Abb. 16 _ci'der Stäben
io nach Abb. 17 erfolgen. Werden die Platten 9 bzw. die Stäbe io mit einer geeignetenRammhaube
12 gerammt, so ziehen sie dabei den dazwischen befindlichen Mantel 17 infolge der
auftretenden Reibungskräfte mit in das Erdreich hinein. Dabei können die Platten
9 bzw. Stäbe io zwecks Erleichterung der kammeng am unteren Ende eine gemeinsame
keilartige Spitze, z. B. in Form eines umgebogenen Bleches i i nach Abb. 18, die
einen senkrechten Schnitt darstellt, erhalten. Beim Hochziehen der Platten 9 bzw.
Stäbe io verbleiben der Mantel 17 und die Spitze i i im Boden.
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Die Einbringung der Mäntel kann auch nach Abb. i9 erfolgen, indem
die obengenannten Stäbe io im Innern des Mantels angeordnet sind und mittels einer
losen Rammspitze i i und Rammhaube 12 der Abb. 18 zusammen mit dem Mantel gerammt
werden. Sobald die Spitze i i die gewünschte Tiefe erreicht hat, werden die Stäbe
io wieder hochgezogen. Um bei einem Mantel nach Abb. i9 einen unteren dichten Abschluß
zu erzielen, kann in die von den Eisen 1o freigegebenen Räume z. B. eine bestimmte
Menge Zementmörtel oder Beton eingeführt werden, die unter Wirkung des zum Ausweiten
des Mantels nachher eingeführten Druckmittels (z. B. Druckwasser) kräftig seitlich
an den Mantel und nach unten gegen das Erdreich gedrückt wird und damit abdichtend
wirkt.
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An Stelle von Rammstäben io können auch Bohrwerkzeuge oder enge Vortreibrohre,
aus denen der Boden ausgebohrt wird, Verwendung finden. Auch können dabei sowie
auch beim Absenken der obengenannten Vortreibrohre zweckmäßig Einrichtungen verwendet
werden, durch die der Boden am unteren Ende weggedrückt statt ausgebohrt wird.
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Besonders bei sehr langen Pfählen kann es sehr umständlich bzw. nachteilig
sein, wenn z. B. die gewellten Blechmäntel vor dem Einbringen in das Erdreich mit
ihrer ganzen Länge senkrecht aufgestellt werden müssen. Solchen Verhältnissen trägt
die Erfindung dadurch Rechnung, daß die Mäntel zunächst in Formen, wie sie beispielsweise
in Abb. i bis 4 dargestellt sind, angefertigt, dann zum Teil in senkrechte Lage
gebracht und erst unmittelbar über dem Erdreich mittels geeigneter Einrichtungen
in eine gewellte Form, z. B. diejenige nach Abb. 7, gebracht werden. Da die Mäntel
nach Abb. i bis 4 bis zu einem gewissen Grade biegsam sind, können sie in
bestimmter
Höhe über dem Erdreich z. B. aus der horizontalen in die vertikale Lage gebracht
und dann die Wellen durch Pressen oder Walzen erzeugt werden. Dieser letztere" Arbeitsvorgang
ist in Abb. 2o beispielsweise im Aufriß dargestellt. Der verschweißte Mantel 18
nach Abb. r bis q. läuft hierbei über eine Rolle 13 und wird dann von einem vertikal
stehenden System ineinandergreifender Walzenpaare rd. gefaßt, deren Kalibertiefe
von oben nach unten zunimmt. Durch Drehen der Walzen ,wird der Mantel vorwärts bewegt,
so daß er das ganze Walzensystem 1q. durchläuft und schließlich in die Querschnittform
nach Abb. 7 übergeht. Es ist dann ohne weiteres möglich, den gewellten Mantel fortschreitend
beispielsweise in das Vortreibrohr 7 und damit durch Wiederhochziehen des Rohres
in das Erdreich 1g einzubringen.
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Die Walzen rd. werden beispielsweise im Grundriß, wie aus Abb.8 ersichtlich,
angeordnet. Sie greifen ineinander, wobei das oberste Walzenpaar die kleinsten Rillen
und das unterste die größten Rillen besitzt, so daß letztere dem Mantel die beabsichtigte
endgültige gewellte Form geben. Der Vollständigkeit halber sind in Abb. 8 die Kurbeln
15 angegeben, mit denen die Walzen von Hand gedreht und damit der Mantel abwärts
laufend bewegt wird. Der gewellte Mantel kann natürlich auch auf jede beliebige
andere Weise, z. B. mit maschinell betriebenen Einrichtungen, hergestellt werden.
Er kann beispielsweise in die gewellte Form durch geeignete Pressen gebracht -werden.
Auch können die Wellen eine beliebige andere Form als in Abb. 7 beispielsweise angegeben
erhalten und Einrichtungen vorgesehen werden, durch die aus Mänteln nach Abb. z
bis ¢ Mäntel mit Querschnitten nach Abb. 1q. und 15 hergestellt werden.
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Die Mäntel sind am oberen und unteren Ende geschlossen. Wird nach
dem Einbringen in das Erdreich ein Druckmittel in das Mantelinnere eingeleitet,
so weiten sie sich aus, drücken das umgebende Erdreich zur Seite und nehmen schließlich
eine kreisrunde Form ein, sofern der Druck des Druckmittels genügt, das Erdreich
so weit zu verdrängen. Wird der Druck des Druckmittels, sobald die Kreisform erreicht
ist, weiter gesteigert, so muß der Druck wenigstens zum Teil vom Mantel aufgenommen
werden. Wird als Druckmittel z. B. Druckwasser verwendet und der Pfahlbeton in den
Mantel von oben unter Aufrechterhaltung des Druckes eingeschleust und dieser bis
zum Erhärten des Betons aufrechterhalten, so steht nach Aufhebung des Druckes der
eingebrachte Pfahlbeton unter seitlicher Druckspannung, da dann das Mantelblech
infolge seines elastischen Verhaltens bestrebt ist, sich wieder zusammenzuziehen.
Dadurch wird die Druck- und Schubfestigkeit in vertikaler Richtung erhöht, was hinsichtlich
der später auftretenden Pfahlbelastung von Vorteil ist. Bei genügender Tragfähigkeit
des Bodens kann diese erhöhte Betonfestigkeit ausgenutzt werden, indem der Pfahlquerschnitt
verringert werden kann.
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Die Schließung der Mäntel am oberen und unteren Ende kann mittels
Schweißung erfolgen, wobei die Enden ähnlich wie die Böden von üblichen Papiersäcken
oder Papiertüten ausgebildet sein können. Diese Böden sind so gefaltet, daß sie,
wie beim Papiersack, zunächst ganz flach liegen und sich z. B. beim Aufblasen bzw.
Ausweiten des Mantels ein von einem Boden abgeschlossener Raum bildet.
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Die Mäntel brauchen unten auch nur eine Verschlußeinrichtung zu besitzen,
die bis zu einem bestimmten Druck den Mantel abschließt und sich dann bei steigendem
Druck öffnet. Der Mantel nach beispielsweise Abb. 7 wird sich nämlich im allgemeinen
schon bei verhältnismäßig geringem Druck genügend ausdehnen, daß dann z. B. eine
gewisse Menge Beton von oben eingebracht werden kann, durch die der Blechmantel
am unteren Ende geschlossen wird. Zwecks Einbringen des Betons kann der Kopf des
Mantels aufgeschnitten und in geeigneter Weise an einen verschließbaren Deckel,
eine Schleuse o. dgl. angeschlossen werden. Durch Steigerung des Druckes, z. B.
mi t Druckluft oder Druckw asser, dehnt sich der Mantel, wie beabsichtigt, weiter
aus, indem der Verschluß am unteren Ende, soweit nötig, durch Einführung weiterer
Betonmengen aufrechterhalten bleibt. Schließlich kann der Blechmantel vollständig
mit Beton ausgefüllt und auf diese Weise der Betonpfahl hergestellt werden. Dabei
kann, wie schon erwähnt, der obengenannte obere Abschlußdeckel zwecks Einführung
einer bestimmten Betonmenge jeweils geöffnet werden, sofern vorher der Druck des
Druckmittels auf Null ermäßigt worden ist. Nachdem der Beton eingebracht ist, wird
der Deckel wieder geschlossen und von neuem mit dem Druckmittel, Luft oder Wasser,
ein bestimmter Druck ausgeübt, durch den naturgemäß auch der eingebrachte Beton
zusammen- epreßt und kräftig an den Mantel gedrückt wird. Auf diese Weise wird immer
mehr Beton in den Pfahlmantel eingebracht, bis schließlich der Mantel bis oben mit
Beton angefüllt ist. Dieser Pfahlbeton kann natürlich auch eingeschleust werden,
wobei dann während der Pfahlbetonierung der Druck des Druckmittels ständig aufrechterhalten
bleibt.
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Auch kann der Beton mit Hilfe einer
Betonpumpe in
geeigneter Weise eingebracht werden, indem das Betonzuführungsrohr, das als Schlauch
ausgebildet sein kann, den obengenannten Abschlußdeckel durchdringt und bis zu genügender
Tiefe hinabreicht. Das Zuleitungsrohr kann beim Deckel durch eine Stopfbüchse o.
dgl. hindurchgeführt werden, damit es je nach Füllung des Mantels mit Beton zurückgezogen
werden kann, ohne daß der Druck im Mantel auf Null zurückgeführt oder die Pumparbeit
unterbrochen werden muß.
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Die obenerwähnte Einrichtung, durch die sich der Mantel unten öffnet
und dann der Beton nach unten austritt und ein fester Anschluß desselben an das
Erdreich erfolgt, läßt sich auf verschiedene Weise ausbilden.
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Beispielsweise kann der gefaltete Boden aus möglichst dünnem Blech
oder sonst einem Stoff bestehen, der bei einem bestimmten Druck aufreißt oder mittels
eines geeigneten Stampfers von oben leicht durchschlagen und genügend weit aufgerissen
werden kann. Auch kann der untere nicht geschlossene Mantelteil in eine flüssige,
z. B. erwärmte Asphaltmasse o. dgl. eingetaucht werden, die in den schmalen Spalt
zwischen den aufeinanderliegenden Blechen eindringt und beim Erkalten diese fest
verbindet. Bei einem gewissen Druck des Druckmittels wird dann diese Asphaltverbindung
aufgerissen. Als Verbindungsmittel bzw. Mittel zum Abschluß des Spaltes kann auch
Zementmilch, Zementmörtel u. dgl. verwendet werden. Auch kann der Mantel unten mit
Zementmörtel etwas umhüllt werden. Durch das Abbinden des Zementes bzw. des Mörtels
erfolgt dabei ein Abschluß des betreffenden Spaltes, der durch Drucksteigerung des
Druckmittels wieder aufgehoben werden kann.
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Es ist natürlich auch möglich, das untere Ende des Mantels einfach
mit Pappe zu überkleben. Auch kann das Mantelende mit einem Blech überdeckt und
durch Hämmern oder auf sonst geeignete Weise eine gewisse Dichtung herbeigeführt
werden. Die geschilderten vorübergehenden Abschlüsse können natürlich nach Bedarf
auch als Dauerabschlüsse ausgebildet werden.
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Für den Fall, daß der Betonpfahl im Innern eine Längsarmierung erhalten
soll, kann diese Armierung eingebracht werden, sobald der Mantel durch das Druckmittel
genügend ausgeweitet ist. Die Armierung kann auch nachträglich in den Pfahlbeton
eingerammt werden, um so mehr der Blechmantel für die Eisen eine gewisse Führung
darstellt.