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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Gründungspfahls, in dem ein hohles Rohr in der Weise in den
Boden eingeführt wird, daß das Rohr in eingeführtem Zustand
innen leer ist, ein zuvor hergestelltes Tragelement mit
geringerer Außenabmessung als der Innendurchmesser des hohlen
Rohres in das leere hohle Rohr eingeführt wird, in der Weise,
daß zwischen dem Tragelement und dem hohlen Rohr ganz darum
herum ein freier Raum bleibt, der Raum zwischen dem
Tragelement und der Innenwand des hohlen Rohrs mit einem Material
gefüllt wird und das hohle Rohr anschließend aus dem Boden
entfernt wird.
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Ein solches Verfahren ist in DE-A-2 120 691 offenbart. Gemäß
dieser Druckschrift ist das in den Raum zwischen dem
Tragelement und der Innenwand des hohlen Rohrs eingefüllte Material
wäßriger Zement, Mörtel oder dergleichen. Der Zweck des
Einbringens eines solchen Materials ist, eine enge Verbindung
zwischen dem Pfahl und der umgebenden Erde auszubilden.
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Es gibt auch viele andere Verfahren zur Herstellung eines
Gründungspfahles. Solche Verfahren umfassen Eintreiben oder
-schrauben fertiger Gründungspfähle in den Boden sowie
Einbringen einer hohlen Schale in den Boden, Entfernen der Erde
um die Schale, so daß ein leerer Raum ausgebildet wird, der
anschließend mit Beton ausgefüllt wird, wonach die Schale
gegebenenfalls entfernt wird. Weitere Verfahren sind aus der
Literatur bekannt.
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Bei bestimmten Bodenbedingungen tritt das Phänomen der
sogenannten negativen Adhäsion in dem Teil der Erde über der
Tragschicht auf, auf der der Gründungspfahl schließlich ruhen
soll, oder in dessen oberem Teil das untere Ende des
Gründungspfahles
schließlich ruht. Im Falle einer negativen
Adhäsion "haftet" der entsprechende Teil der Erde am
Gründungspfahl und wenn sich dieser Teil der Erde setzt, zieht er
den Pfahl mit sich nach unten.
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Bisher wurde versucht, dieses Phänomen der negativen Adhäsion
dadurch zu verhindern, daß eine Schicht aus einem geeigneten
Gleitmittel wie Bentonit ganz um den fertigen Gründungspfahl
herum vorgesehen wird, zum Beispiel, wenn er in den Boden
geschraubt wird, unter anderem durch Einspritzen von Bentonit
von der Spitze des Pfahles über den Weg, auf dem die Spitze
den Bodenbereich durchguert, der negative Adhäsion zeigt.
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Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung
eines Gründungspfahls zur Verfügung zu stellen, in dem das
Problem der sogenannten negativen Adhäsion in weit geringerem
Maße auftritt als es bei fertigen Gründungspfählen der Fall
ist, die auf übliche Weise in den Boden getrieben oder
geschraubt werden.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein
Verfahren wie es oben in den ersten Zeilen angegeben ist, in dem
der Raum zwischen dem Tragelement und der Innenwand des Rohrs
mit einem geeigneten Gleitmittel gefüllt wird.
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Erfindungsgemäß kann das Einführen eines hohlen Rohrs in den
Boden auf unterschiedliche Weise vorgenommen werden, wie es
an sich bekannt ist, beispielsweise durch Rammen oder
Einschrauben. Das hohle Rohr kann auf eine Weise eingeführt
werden, wobei die Erde verschoben wird, so daß das Rohr leer
ist, wenn es eingeführt wird und nach dem Einführen so
bleibt. Es ist jedoch auch möglich, ein hohles Rohr
einzuführen, das am unteren Ende offen ist und die Erde im hohlen
Rohr zu entfernen, wenn es eingeführt ist, zum Beispiel mit
einem Bohrer, um ein leeres Rohr zu erhalten. Wenn das Rohr
durch Rammen eingeführt wird, wobei die Erde verschoben wird,
wird dies bevorzugt in der Weise bewirkt, daß das hohle Rohr
an seinem unteren Ende mit einem wasserdichten Verschluß in
Form eines geeigneten Schuhs versehen ist, wobei dieser
Schuh mit dem hohlen Rohr in der Weise verbunden ist, daß
nach späterer Entfernung des Rohrs der Schuh freigegeben wird
und im Boden zurückbleibt. Wenn das hohle Rohr in den Boden
geschraubt wird, wobei Erde verschoben wird, kann eine
sogenannte verlorene Einziehschraube verwendet werden. Der beim
Pfahleintreiben bevorzugt verwendete Schuh kann die Form
einer runden flachen Platte aufweisen, die mit einem runden
Ring versehen ist, der sich senkrecht dazu erhebt, wobei der
runde Ring mehr oder weniger fest auf dem Ende des hohlen
Rohrs sitzt. Mittels eines geeigneten Vergußzements kann ein
solcher Schuh mit dem Ende des hohlen Rohrs verbunden werden.
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In einer geeigneten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann vor dem Einführen des Tragelements in das
hohle Rohr eine Menge Vergußmaterial oder ähnliches Material
in das Rohr gegossen werden, so daß nach dem Einführen des
Tragelementes dessen unterster Teil von einer Vergußschicht
umhüllt ist unter der Gleitmittelschicht, die anschließend
gebildet wird. Eine solche Vergußmaterialfüllung, die in
Abhängigkeit von der beabsichtigten Tragfähigkeit und den
örtlichen Bodenbedingungen gegebenenfalls vorgesehen ist,
schafft eine solide Basis für den endgültigen Gründungspfahl,
dessen Pfahlbasis beispielsweise im tragenden Teil des Bodens
unter dem Teil angeordnet sein kann, der negative Adhäsion
zeigt.
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Das Tragelement, das erfindungsgemäß in das hohle Rohr
eingeführt werden soll, kann jedes Element sein, das für den Zweck
geeignet ist, zum Beispiel ein vorgefertigter Betonpfahl oder
Betonträger, eine Stahlstütze oder dergleichen; der
Querschnitt kann jede geeignete Form aufweisen, zum Beispiel
rund, rechteckig oder T-förmig. Das erfindungsgemäß zu
verwendende Gleitmittel kann Bentonit sein oder ein anderes
geeignetes Gleitmittel, zum Beispiel ein bituminöses Material.
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Erfindungsgemäß wird das hohle Rohr nach Anordnen des
Tragelementes und seiner Umhüllung mit dem Gleitmittel entfernt,
zum Beispiel durch Herausziehen. In einer geeigneten Weise
kann das Tragelement dann in Richtung nach oben verlängert
werden, zum Beispiel durch Verwendung einer Pfahlkupplung.
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Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein
Gründungpfahl, der mit einer Gleitmittelschicht über dem Teil seiner
Länge versehen ist, wo er von einer Schicht Erde umgeben ist,
die negative Adhäsion zeigt. Auf diese Weise wird dem
Phänomen der negativen Adhäsion entgegengewirkt. Bei
Gründungspfählen, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurde
festgestellt, daß die negative Adhäsion nur 10 % der negativen
Adhäsion ausmachte, die für einen gleichen Pfahl ohne die
Gleitmittelschicht berechnet wurde.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug zu den Zeichnungen
erläutert, worin die Figuren 1 - 6 schematische Schnittansichten
einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Schritten einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen.
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Fig. 1 zeigt wie unter Verwendung einer Rammvorrichtung 1 mit
einer hydraulischen Ramme 2, ein hohles Rohr 3 in den Boden
eingeführt wird. Das hohle Rohr 3 ist an seinem unteren Ende
mit einem Schuh versehen, der im wesentlichen aus einer
kreisförmigen Platte 5 besteht, die damit verbunden einen
aufrechten Ring 6 besitzt. Mittels eines geeigneten
Vergußzementes ist der Schuh wasserdicht am unteren Ende des hohlen
Rohrs 3 befestigt, so daß das Rohr 3 vollständig leer bleibt,
wenn es eingeführt wird.
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Das hohle Rohr 3 besteht beispielsweise aus Stahl mit einer
Dicke von 25 mm und kann einen Durchmesser von beispielsweise
600 mm aufweisen. Die runde Platte 5 kann in diesem Fall
einen Durchmesser von 700 mm aufweisen und aus Stahlblech mit
einer Dicke von beispielsweise 16 mm bestehen. Das hohle Rohr
3 besitzt, beispielsweise an seinem oberen Ende, einen
erweiterten Teil 7, der mit eine Vorschubausdehnung 8 versehen
ist. In der Wand des erweiterten Teils 7 können Ziehösen 9
als Eingreifpunkte zum Ziehen des hohlen Rohrs 3 vorgesehen
sein, was nachfolgend beschrieben wird.
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Nachdem das Rohr 3 in die gewünschte Tiefe eingeführt ist,
wie in Fig. 2 gezeigt, wird aus einem Vergußmaterialreservoir
10 eine Menge Vergußmaterial in das Rohr gefüllt, so daß ein
Teil des Rohrs 3, der beispielsweise in der Tragschicht 12
angeordnet ist, damit gefüllt wird. Es wird hypothetisch
angenommen, daß die Erde 4 über der Schicht 12 das Phänomen der
negativen Adhäsion zeigt. Die Menge an Vergußmaterial oder
ähnlichem Material, das eingeführt werden soll, ist so
ausgewählt, daß das anschließend anzuordnende Tragelement
vollständig von Vergußmaterial umgeben ist, genau an dem Punkt,
wo positive Adhäsion übertragen werden kann, d. h. in der
Tragschicht 12.
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Fig. 3 zeigt wie, nachdem die Vergußfüllung 11 im hohlen Rohr
3 eingebracht ist, ein zuvor hergestelltes Tragelement,
beispielsweise ein vorgefertigter Pfahl 13, in das Rohr 3
abgelassen wird. Der vorgefertigte Pfahl 3 besteht beispielsweise
aus vorgespanntem Beton und kann, im gezeigten Fall,
Außenabmessungen von 380 x 380 mm im Querschnitt aufweisen. Der
Träger umfaßt einen zentralen Suspensionstab 14 und ist an
dessen oberem Ende mit einer Pfahlkupplung versehen, so daß eine
Verlängerung nach oben möglich ist. Die Länge des Trägers 13
ist so ausgewählt, daß der Träger sich in eingeführtem
Zustand ungefähr bis zur Bodenhöhe erstreckt.
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Nachdem der Träger 13 in das hohle Rohr 3 eingesetzt ist, wie
in Fig. 4 gezeigt, wird der Raum zwischen der Innenwand des
hohlen Rohrs 3 und der Außenseite des Trägers 13 mit Bentonit
oder einem ähnlichen geeigneten Gleitmittel gefüllt. Zu
diesem Zweck wird Bentonit mittels einer Pumpe 16 von einem
Reservoir 15 in den erweiterten Teil 7 des Rohrs 3 gepumpt. Das
Ergebnis ist eine Bentonitschicht 17 um den Träger 13.
Gegebenenfalls kann der Bentonit zunächst auf eine überschüssige
Höhe eingefüllt werden, so daß mehr Druck auf das am Boden
des Rohrs 3 um den Träger 13 vorhandene Vergußmaterial
ausgeübt wird, so daß dieses Vergußmaterial gut komprimiert werden
kann und eine starke Pfahlbasis bildet.
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Fig. 5 zeigt wie anschließend das hohle Rohr 3 aus dem Boden
herausgezogen wird. Dies wird mit Hilfe der Vorrichtung 1
bewirkt, die nun einen geeigneten Zugmechanismus 18 damit
verbunden aufweist, der in geeigneter Weise über die Ziehösen
9 im erweiterten Teil 7 am oberen Ende des Rohrs am Rohr 3
eingreift. Die Zugwirkung kann durch Hämmern bewirkt werden,
wenn das Rohr 3 aus der Schicht 12 gezogen werden muß, die
eine positive Adhäsion zeigt. Wenn das Rohr aus dem Teil der
Erde 4 über der Schicht 12 gezogen wird, die negative
Adhäsion zeigt, kann das Herausziehen durch gleitendes Ziehen
bewirkt werden. Während des Herausziehens wird der Schuh, der
aus einer runden Platte 5 mit einem damit verbundenen
aufrechten Ring 6 besteht, freigegeben, so daß er im Boden
zurückbleibt.
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Fig. 6 stellt den Endzustand dar. Das hohle Rohr wurde
vollständig entfernt. Im Boden verbleibt der Fertigpfahl 13, der
von einer Bentonitschicht 17 umgeben ist, in dem Teil der
Erde 4, die negative Adhäsion zeigt. Auf diese Weise wird das
Phänomen der negativen Adhäsion in großem Maße vermieden. In
der Erdschicht 12, die positive Adhäsion zeigt, ist das
Tragelement 13 von einer Vergußmaterialumhüllung 11 umgeben. Über
dem Boden 14 wurde der vollendete Gründungspfahl mittels
eines Verlängerungsstückes 20 verlängert, das damit über die
Pfahlkupplung 19 verbunden ist. Gegebenenfalls kann von der
Höhe des Bodens eine Einspritzung von Vergußmaterial über
eine Länge von 1 - 1,5 m bewirkt werden, so daß die
Antiadhäsionsbeschichtung 17 aus Bentonit an ihrem oberen und
unteren Ende von einer Vergußmaterialumhüllung begrenzt ist.