DE69516915T2 - Werkzeug und Verfahren zum Bohren ohne Erdaustrag und Füllen des Bohrloches mit Beton - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Bohrens ins Erdreich, besonders beim Bau von Fundamentpfählen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Werkzeug und ein Verfahren zum Bohren und Füllen des Bohrlochs mit Beton, ohne daraus Erde zu entfernen. Gegenwärtig gibt es unter den am meisten verbreiteten Verfahren zur Herstellung von Grundpfählen die folgenden:
• (a) das Verfahren der vor Ort gegossenen Rammpfähle;
• (b) das Verfahren des Bohrens von Pfählen mit großem Durchmesser; schließlich
• (c) das Schneckenbohrer-Verfahren.
• Das Verfahren (a) der vor Ort gegossenen Rammpfähle macht Verwendung von einem Metallrohr, welches am unteren Ende zeitweise geschlossen ist, und das durch Stoßen oder Rütteln in den Grund getrieben wird. Das Einrammen des Rohres bewirkt, daß die umgebende Erde festgestampft wird, wobei die mechanischen Eigenschaften der Erde verbessert werden, insbesondere deren Tragfähigkeit. In das Rohr wird eine Verstärkung hinabgelassen und anschließend wird der Beton hineingegossen. Das Rohr wird anschließend herausgezogen, während es gestoßen oder gerüttelt wird, um zu bewirken, daß der Beton sich gut setzt und in inniger Weise am Boden haftet.
• Das Verfahren (b) des Bohrens von Pfählen mit großem Durchmesser verwendet ein großes rotierendes Werkzeug, das Teile des Erdreichs austrägt und herausschaufelt. Das Werkzeug wird in zylindrischer Weise aus dem Bohrloch herausgezogen, um Erdbrocken auf der Oberfläche abzustreifen und kehrt anschließend in das Bohrloch zurück. Da der das Bohrloch umgebende Boden zum Dekomprimieren und Einstürzen neigt, muß er oft durch eine provisorische Verkleidung oder durch die Oberflächenspannung von Wasser oder einer speziellen Impermeabilisierungs-Aufschlämmung gestützt werden. Der Einfachheit halber ist trockenes Bohren gegenüber der Aufschlämmungsmethode bevorzugt und wird, wenn möglich, angewendet. In das Bohrloch wird eine Verstärkung herabgelassen und anschließend wird Beton über einen Schlauch vom Boden des Bohrlochs her zugesetzt, was verhindert, daß er sich mit der Bohraufschlämmung vermischt.
• Bei dem Schneckenbohrer-Verfahren (c) wird ein schraubenähnliches Werkzeug, das so lang wie das gewünschte Bohrloch ist, in den Grund geschraubt, wobei es den Boden aufbricht und die Anhebung eines Teils davon zur Oberfläche bewirkt. Die Erde wird teilweise zusammengedrückt oder aufgelockert, in Abhängigkeit von deren Art und dem Bohrverfahren. Der umgebende Boden wird im allgemeinen von der Erde in der Spirale gehalten und der Beton wird gewöhnlich durch den Hohlkern des Schneckenbohrers gepumpt, während dieser herausgezogen wird. Dabei muß darauf geachtet werden, keine Lücken zwischen dem Beton und dem Schneckenbohrer zu hinterlassen, um ein Zusammenbrechen zu vermeiden. Die Verstärkung wird sukzessive in den Beton eingesenkt.
• Die drei oben zitierten Verfahren (a), (b) und (c) weisen einige Nachteile auf.
• Das Verfahren (a) der vor Ort gegossenen Rammpfähle wird gekennzeichnet durch die Emission von sehr starkem Lärm und Vibrationen, welches es für die Anwendung in städtischen Gegenden nicht geeignet macht. Im allgemeinen überschreitet der Durchmesser dieser Pfähle auch aus wirtschaftlichen Gründen niemals 1 Meter und die Tiefe niemals 25 Meter. Das Verfahren ist relativ schnell und die verwendeten maschinellen Hilfsmittel sind nicht besonders hochentwickelt. Deshalb ist dieses Verfahren relativ billig.
• Die gleichen wie die oben gemachten Bemerkungen treffen auch auf das Schneckenbohrer- Verfahren (c) zu, mit dem wesentlichen Unterschied, daß dieses Verfahren ausreichend leise ist und keine Vibrationen verursacht. Es gibt eine praktische Beschränkung betreffend die Länge der Verstärkung, welche 16 bis 18 Meter nicht überschreiten darf, aufgrund von Schwierigkeiten, die mit deren Absenken in den Beton verbunden sind.
• Das Verfahren (b) des Bohrens von Pfählen mit großen Durchmessern erfordert spezielle Vorrichtungen und Bedienpersonen zum Gießen des Betons und verwendet eventuell eine Bentonit-Aufschlämmung. Jedoch erlaubt dieses Verfahren den Bau von Pfählen mit einem Durchmesser von über 2 Metern und einer Tiefe von bis zu 80 Metern, wegen der Verwendung von teleskopischen Bohrgestängen, die bei den Verfahren (a) und (c) nicht verwendet werden können.
• Die europäische Patentanmeldung Nr. 0 044 817 und das U. S.-Patent Nr. 2,168,640 beschreiben einschlägige Bohrwerkzeuge, die dafür vorgesehen sind, am unteren Ende eines Stangenstrangs befestigt zu werden, welcher um seine Längsachse rotiert, und sie umfassen eine zentrale Achse, die mit dem Stangenstrang verbunden ist, und eine Leerlaufwalze, die an der zentralen Achse befestigt ist, welche eine spindelförmige Seitenoberfläche aufweist, die an den oberen und unteren Endstücken verjüngt ist, wobei die Längsachse der zentralen Achse mit einer Achse zusammenfällt, die bezüglich der Längsachse geneigt ist, und der untere Endabschnitt mit Schneidmitteln zum Auflockern der Erde ausgestattet ist.
• Die zitierten Bohrgeräte waren in der Lage, die vorgenannten Nachteile zu überwinden, aber sie zeigten ihre Grenzen bei der Eindringfähigkeit und zuallererst in der Verstärkungsfähigkeit für das auszuführende Bohrloch.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, vorwiegend vertikale und schräge Bohrlöcher zur Verfügung zu stellen, welche die Vorteile des Zusammenpressens des umgebenden Bodens erhalten und eine gute Haftung zwischen dem umgebenden Erdboden und dem Beton oder anderem Gußmaterial zu erreichen, wobei die Durchmesser- und Tiefenbeschränkungen der bekannten Verfahren (a) und (c) überwunden werden.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Störungen der Umwelt durch Lärm und Vibrationen zu vermeiden.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Kosten und Zeit des Grundpfahlbaus zu verringern, indem weniger Bedienpersonen und eine einfachere Bohrvorrichtung und - installation verwendet werden.
• Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, den Energieverbrauch durch Verwendung hocheffizienter Vorrichtungen zu verringern.
• Gemäß einem Gesichtspunkt der beanspruchten Erfindung werden diese Aufgaben durch die Bereitstellung eines Bohrgerätes, wie in Anspruch 1 beansprucht, gelöst.
• Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bau von Betonfundamentpfählen zur Verfügung gestellt, welches ein Bohrgerät verwendet, das am unteren Ende eines Stangenstrangs befestigt ist, die sich um ihre Längsachse drehen und in Richtung dieser Längsachse vorwärtsbewegen, um den Boden am Ende des Bohrlochs durch Schneidmittel aufzulockern, wobei ein im wesentlichen zylindrisches Bohrloch bereitgestellt wird und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte umfaßt:
• - Erweitern der Seitenwand des Bohrlochs durch Walzen der seitlichen Oberfläche des Bohrgerätes an der Wand, wobei die das Bohrloch umgebende Erde zusammengepreßt wird;
• - kontinuierliches Einführen kleiner Mengen von Bindemittel in das Bohrloch oberhalb des Gerätes, fortlaufendes Anpressen des Bindemittels gegen die Seitenwand des Bohrlochs mittels des Bohrgerätes, wobei ein Bohrloch mit einer festen Auskleidung bereitgestellt wird.
• Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird Beton kontinuierlich in das Bohrloch gegossen, um während der Bohrvorgänge das Bohrloch mit Beton gefüllt zu halten, wobei verhindert wird, daß die Seitenwand des Bohrlochs einstürzt.
• Damit die vorliegende Erfindung gut verstanden werden kann, werden nun einige Ausführungsformen beschrieben, gegeben im Wege des Beispiels, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
• Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform des Bohrgeräts dieser Erfindung zeigt;
• Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Geräts der Erfindung in Betrieb darstellt;
• Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des Bohrgeräts zeigt;
• Fig. 4 und S eine vierte Ausführungsform des Bohrgeräts der Erfindung in zwei verschiedenen Betriebsweisen zeigen;
• Fig. 6 und 7 eine fünfte Ausführungsform des Bohrgeräts der Erfindung in zwei verschiedenen Betriebsweisen zeigen; und
• Fig. 8 eine sechste Ausführungsform des Bohrgeräts darstellt.
• Mit anfänglichem Bezug auf Fig. 1 kennzeichnet die Zahl 10 überall ein Bohrgerät gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Gerät 10 ist in sicherer Weise am unteren Endstück einer Bohrstange 11 befestigt, deren Längsachse im wesentlichen vertikal orientiert ist. Die Stange 11 ist die unterste eines (nicht gezeigten) Stangenstrangs, der mit einem an der Oberfläche lokalisierten Gerät verbunden ist, das den Stangenstrang mit einer kombinierten Bewegung aus Rotation und vertikalem Vorschub in Bezug auf die Achse x antreibt. Ein derartiges Gerät konventioneller Art wird hier weder gezeigt noch beschrieben, da es dem Fachmann wohlbekannt ist.
• Das Gerät 10 umfaßt eine spindelförmige Walze 12, die leerlaufend an einer zentralen zylindrischen Achse 13 befestigt ist, deren geometrische Achse y in geeigneter Weise in Bezug auf die Längsachse x der Stange 11 geneigt ist. Die Abschrägung der zylindrischen Achse 13 wird mittels eines Kurbelteils 14 erreicht, welches das untere Endstück der Stange 11 mit der zylindrischen Achse 13 verbindet. Die Walze 12 ist spindelartig oder trommelartig geformt, wobei sie im mittleren Teil 12c breiter ist und an ihren oberen und unteren Endstücken 12a bzw. 12b leicht verjüngt ist. An ihrem unteren Ende bildet die Walze 12 eine konische Bohrerspitze 15.
• Wie erwähnt schneidet die Achse y des sicherungsförmigen Teils 12 die Bohrachse x diagonal, so daß, wenn die Stange sich dreht, die Spindel um ihre eigene Längsachse rotiert und an den Wänden des Bohrlochs entlangwalzt, während ihre Längsachse y gemäß einer sogenannten Nutationsbewegung zwei sich gegenüberliegende Kegelgrundflächen beschreibt.
• Die scharfe Spitze 15 der Spindel entfernt die Erde durch Rotieren, während die trommelförmige Oberfläche die Wände 17 des Bohrlochs glättet. Insbesondere wird das Bohrloch durch die seitliche Oberfläche der Walze schrittweise erweitert. Bei der Abwärtsbewegung wird das Bohrloch gemäß dem vom unteren Endstück 12b beschriebenen Kreis zunächst erweitert, wird anschließend weiter verbreitert, wenn es auf den größeren mittleren Teil 12c trifft. Als Folge wird das das Bohrloch umgebende Erdreich zusammengepreßt.
• Die genaue Form des Kurbelteils 14, dessen Endteile 14a, 14b entsprechend den Achsen x und y orientiert sind, hat die folgenden zwei Aufgaben:
• - Erreichen der gewünschten Neigung der Rotationsachse y der Walze; und
• - Wegbewegen des oberen Endes der zylindrischen Achse 13 und der Walze 12 von der Achse x, so daß sich die Endstücke der Walze 12 an gegenüberliegenden Seiten der Achse x befinden, wenn der Stangenstrang rotiert. Diese Anordnung gewährleistet ein ideales Gleichgewicht der rotierenden Massen und der Gegendruckkräfte der Erde, sogar bei Verwendung einer einzelnen sicherungsförmigen Walze.
• Wie augenscheinlich wird, ist das Bohrgerät 10 von sehr einfachem Aufbau.
• Mit Bezug auf Fig. 2, worin die gleichen Bezugszeichen zur Kennzeichnung gleicher Teile verwendet werden, wird eine alternative Ausführungsform gezeigt, worin eine zweite, im wesentlichen zylindrische Walze 16 leerlaufend und exzentrisch an dem Kurbelteil 14' befestigt ist. Wie in den Zeichnungen gezeigt, liegt die Längsachse z der Exzenterwalze 16 im wesentlichen parallel zur Bohrachse x. Die Sekundärwalze 16 hat die Aufgabe der Durchführung einer weiteren Kompaktierungshandlung bezüglich der Wand 17 des Bohrlochs, um dessen Selbsttragefähigkeit zu verbessern. Fig. 2 zeigt den Effekt des Geräts auf die Erde: durch Rotieren und vertikalen Vorschub erzeugt die Spitze 15 eine kreisförmige Furche 18 auf dem Boden des Bohrlochs, die später durch die mittleren und oberen Teilstücke der Walze 12 erweitert wird. Schließlich verleiht die Sekundärwalze 16 dem Bohrloch seinen endgültigen Durchmesser.
• Gemäß einer anderen (nicht gezeigten) Ausführungsform des Bohrgeräts der vorliegenden Erfindung werden mehrere Sekundärwalzen zur Verfügung gestellt, die oberhalb der spindelförmigen Walze angebracht sind. Die Sekundärwalzen sind vorzugsweise aus Gründen des Gleichgewichts um die Bohrachse winklig verschoben.
• Fig. 3 zeigt eine von vielen Möglichkeiten der Ausstattung der Walzen mit weiteren Bohrmitteln, wie etwa Bohrerspitzenflossen 19, spiralförmige Vorsprünge, vorstehende Beulen 20, etc., mit dem Ziel, die Haftung an den Wänden des Bohrlochs zu verbessern oder die Auflockerungshandlung am Boden des Bohrlochs zu verstärken.
• Mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 stellt eine vierte Ausführungsform des Bohrgeräts die konische Bohrerspitze 15 als integralen Bestandteil der zylindrischen Achse 13 zur Verfügung, um die die Walze sich drehen kann. In dieser Ausführungsform kann sich die Walze auch längsseitig im Bezug auf die Achse 13 verschieben. Insbesondere ist die Walze 12 eine Hohlhülse mit oberen und unteren Öffnungen 28, 29, welche durch die innere Seite der Schale miteinander in Verbindung stehen. Die Hülse 21 ist über Arme oder andere feste Verbindungsteile 30 festsitzend mit einer zentralen Laufbuchse 31 verbunden. Die Laufbuchse 31 kann sich mit der Hülse 21 um die Achse 13 frei drehen und entlang dieser zwischen oberen und unteren Stoppern 32, 33 entlanggleiten. Der untere Stopper 33 wird durch das obere Teilstück der konischen Bohrerspitze 15 gebildet.
• Die festen Verbindungsteile 30 bestimmen eine Vielzahl von Durchgangswegen, die dafür vorgesehen sind, einen Durchfluß bei der oberen Öffnung 28 eintreten, durch die Innenseite der Hülse 21 hindurchgehen und durch die untere Öffnung 29 austreten zu lassen. Die gezeigte Form und Anordnung der Verbindungsteile 30 ist rein illustrativ. Der Gesamtquerschnitt der Verbindungsteile ist ein geringer Prozentsatz des Gesamtquerschnitts der Hülse 21.
• Durch Entlanggleiten an der Achse 13, wenn ein abwärtsgerichteter Schub während des Bohrbetriebs auf das Gerät gerichtet wird, nimmt die Hülse 21 die in Fig. 4 gezeigte Anordnung ein, wobei die Walze aufwärts gedrückt wird, an deren oberen Stopper 32 anstößt und die konische Bohrerspitze 15 die untere Öffnung 29 verschließt.
• Wenn das Bohrgerät aus dem Bohrloch herausgezogen wird, d. h. wenn eine Zugkraft angewendet wird, zieht sich die konische Bohrerspitze 15 in die untere Öffnung 29 der Hohlhülse (Fig. 5) zurück und erlaubt den Durchtritt eines Fluids, wie etwa Beton oder ähnliche Stoffe, von der oberhalb des Werkzeugs gelegenen Bohrlochzone zur Zone darunter.
• Mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 wird eine weitere Ausführungsform des Bohrgeräts dieser Erfindung gezeigt, wobei die spindelförmige Walze 12 eine eingebaute Bohrerspitze 15 aufweist und in Längsrichtung von einem oder mehreren inneren Durchgängen 23 mit unteren Öffnungen 24 durchzogen ist. Während des Bohrbetriebs sind die Öffnungen 24 durch eine konische Verschlußabdeckung verschlossen, die die darunterliegende Bohrerspitze 15 abdeckt. Während der darauffolgenden Phase des Herausziehens des Gerätes (Fig. 7) wird die Verschlußabdeckung 22 am Boden des Bohrlochs zurückgelassen, während ein Fluid (Vergußmörtel), welches das Bohrloch füllt, von oberhalb des Gerätes durch die Durchgänge 23 nach unten hindurchtritt.
• In einer weiteren verschiedenen Ausführungsform, gezeigt in Fig. 8, sind die unteren Öffnungen 24 der Durchgänge 23 jeweils mit einer Verschlußabdeckung 25 ausgestattet. Die oberen Teilstücke 27 der Verschlußabdeckungen 25 sind am Walzenkörper 12 eingehängt, so daß während des Bohrbetriebs die Abdeckungen 25 die Durchgänge 23 verschließen (wie in der linken Querschnittsansicht der Fig. 8 gezeigt). Wenn das Gerät herausgezogen wird, rotieren die Abdeckungen 25 um die Gelenke 27 und öffnen sich (Position 26, rechte Seite der Fig. 8), wobei einem Materialfluß ermöglicht wird, das Bohrloch zu füllen.
• Es leuchtet ein, daß die Durchgänge, die die verschiedenen beschriebenen und in den Fig. 4 bis 8 veranschaulichten Ausführungsformen durchkreuzen, das Herausziehen des Bohrgerätes aus dem Bohrloch leichter gestalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das oben beschriebene Bohrgerät gemäß verschiedenen bevorzugten Verfahren verwendet werden, wovon einige im folgenden beispielhaft beschrieben werden.
• Gemäß eines ersten Bohrverfahrens, hierin "Trockenbohren" genannt, wird das Gerät 10, während es sich dreht, vertikal gegen den Erdboden getrieben. Das Gerät durchlöchert den Boden des Bohrlochs und walzt an dessen Wänden entlang. Wenn das Gerät vorrückt, hinterläßt es oberhalb seiner selbst ein zylindrisches Bohrloch. Da komprimierte Erde widerstandsfähiger ist und es weniger wahrscheinlich ist, daß sie zusammenfällt, ist das Trockenbohrverfahren dafür vorgesehen, effizient und billig bei verschiedenen Arten von Erdreich angewendet werden zu können. In diesem Falle kann die Verstärkung in das Bohrloch hinabgelassen werden und das Ausgießen wird wie in der Einleitung mit Bezug auf Verfahren (b) der Grundpfähle mit groß gebohrtem Durchmesser beschrieben, durchgeführt.
• Als Alternative zu diesem ersten Verfahren kann ein zweites Verfahren verwendet werden, das hierin "Auskleidungsbohren" genannt wird. Dieses Verfahren umfaßt die kontinuierliche Einführung kleiner Mengen von Bindemittelmaterial, das durch die Walzen schrittweise gegen die Wände gedrückt wird. Das Ergebnis ist eine Betonauskleidung an den Wänden des Bohrlochs. Durch Verwendung von Beton unter Zusatz eines Beschleunigers oder anderer schnellsetzender Mischungen, verleiht die sich bildende Auskleidung an den Wänden diesen in kurzer Zeit eine Standfestigkeit und erweitert die Möglichkeiten des Trockenbohrens.
• Ein drittes mögliches Verfahren ist das "Betonbohren", welches ideal ist bei besonders instabilen Arten von Erde. Wenn die Bohrung voranschreitet, wird Beton kontinuierlich in das Bohrloch gegossen, um es gefüllt zu halten. Der Wasserdruck des Betons verhindert den Einsturz der Wände, während ein Teil des Betons durch den Walzvorgang in die Wände eingearbeitet wird. Sobald das Gerät herausgezogen ist, wird die Verstärkung in den Beton in ähnlicher Weise wie bei dem bisher durchgeführten Schneckenbohren des erwähnten Verfahrens (c) herabgelassen.
• Im Vergleich mit den bekannten Arten von Bohrgeräten stellt das Walzengerät gemäß der vorliegenden Erfindung eine Reihe von Vorteilen zur Verfügung:
• - die Walzreibung ist in drastischer Weise verringert gegenüber den Verfahren, bei denen die Bohrgeräte einer Gleitreibung unterliegen. Dies führt dazu, daß der Energieverbrauch abgesenkt wird und die Effektivität verbessert wird;
• - wenn sie gewalzt werden, werden die Wände der Bohrung mit in geringerer Wahrscheinlichkeit abgeschürft;
• - die Bereiche, in denen das Gerät die Erde berührt sind klein. Dies führt dazu, daß der spezifische Druck höher ist.
• Daraus folgt, daß die mechanischen Eigenschaften des Erdreichs verbessert werden. Das Erdreich wird nicht, wie beim normalen Bohren, aufgelockert. Im Gegensatz dazu wird es eher wie beim Verfahren (a) der Rammpfähle zusammengepreßt, wo der gleiche Effekt durch Stoßen erzielt wird. Im Falle der vorliegenden Erfindung bringt das Verfahren viel weniger Vibration und Lärm mit sich.
• Im Vergleich zu einer Pfahlbohrung mit großem Durchmesser ist ein wirtschaftlicher Vorteil mit der Ausschaltung der Leerzeit (Anheben an die Oberfläche, Abstreifen und Wiederherabsenken) verbunden. Bei den Arten von Erdreich, die die Anwendung dieses Verfahrens erlauben (weicher, zusammenhängender Boden) betragen diese Leerzeiten mehr als 50% der gesamten Arbeitszeit. Ein anderer kleiner Vorteil ist die Verringerung der Ausgaben für die Reinigung des Bauplatzes, wie auch die Probleme, die mit der Anwesenheit von Schlamm am Bauplatz zusammenhängen.
• Bezüglich der Schneckenbohrpfahl- und Rammpfahlverfahren, die im allgemeinen auf Tiefen von 20 bis 30 Metern beschränkt sind, ermöglicht die Bereitstellung einer Bohrung dieser Erfindung mit Teleskopstangen-Bohrmaschinen das Erreichen von 50 bis 60 und mehr Metern an Tiefe, wo immer der Boden es erlaubt. Bezüglich des kontinuierlichen Helixverfahrens unter Verwendung einer gleichdimensionierten Maschine können die Verfahren dieser Erfindung dreimal tiefere Bohrlöcher gewährleisten. Mit dem gleichen verfügbaren Drehmoment kann der Bohrlochdurchmesser viel größer sein, weil die seitliche Reibung in beträchtlicher Weise verringert wird und die Antriebskraft auf das Teil des Gerätes konzentriert wird, welches tatsächlich ausgräbt. Außerdem gibt es keine Schwierigkeiten mit dem Einpassen der Verstärkung, wo es möglich ist, das Trockenbohrverfahren auszuführen.
• Die vorgenannten "Trockenbohr" und "Auskleidungsbohr"-verfahren gewährleisten alle der genannten Vorteile des Gerätes, insbesondere die große Tiefe, die mit Teleskopstangen erreicht werden kann, große Durchmesser aufgrund niedriger Reibung, verringerte Kosten aufgrund der Geschwindigkeit der Bohrvorgänge, Eliminierung von Bohrschlamm und relevanter Vorrichtungen und Bedienpersonen.
• Das "Betonbohr"-verfahren fügt drei weitere Vorteile hinzu:
• - es beseitigt die Risiken des Einstürzens;
• - es macht das Schlauchgußverfahren, die notwendige Maschinenausstattung und die Bedienpersonen zum Steuern desselben überflüssig;
• - es schaltet die Gießzeit aus, da dies zusammen mit der Bohrung simultan durchgeführt wird.
• Ferner ist wertzuschätzen, daß das obere, verjüngte Teilstück 12a der Walze die Einführung von Bindemittel in das Bohrloch erleichtert und das Herausziehen des Gerätes am Ende erleichtert.
• Schließlich ist das Gerät dieser Erfindung für die Anwendung in gegenwärtigen Bohranlagen geeignet, ohne daß diese verändert werden müssen.

Claims (9)

1. Bohrgerät (10), insbesondere zur Verwendung beim Betonfundament-Pfahlbau, angepaßt zur Befestigung am unteren Ende eines Stangenstrangs (11), der um seine Längsachse (x) rotiert und entlang dieser Achse (x) vorgetrieben wird, umfassend: eine zentrale Welle (13), deren Längsachse mit einer Achse (y) zusammenfällt, die in Bezug auf die Längsachse (x) geneigt ist, und mindestens eine Walze (12), die in Bezug sowohl auf die Stange (11) und die Welle (13) leerlaufend befestigt und um die Achse (y) verdrehbar ist und eine spindelförmige Seitenoberfläche aufweist, die an ihren oberen (12a) und unteren (12b) Endstücken verjüngt ist, um die Form einer Trommel zu ergeben, deren maximaler Durchmesser im Mittelteil (12c) liegt, wobei die oberen (12a) und die unteren (12b) Endstücke an gegenüberliegenden Seiten in Bezug auf die Längsachse (x) angeordnet sind und das untere (12b) Ende mit Schneidmitteln (15, 19) zum Auflockern von Erdboden ausgestattet ist, und mit einer konischen Bohrerspitze (15) endet, wobei das Bohrgerät (10) dadurch gekennzeichnet ist, daß es ferner eine gekrümmtes oder kurbelartiges Teil (14, 14') umfaßt, welches zwischen der Stange (11) und der zentralen Welle (13) angeordnet ist und ein oberes Endstück (14a), das mit der Stange (11) verbunden ist, und ein unteres Endstück (14b) aufweist, wobei das obere Endstück (14a) so wie die Längsachse (x) orientiert ist, das untere Endstück (14b) bezüglich der Achse (x) exzentrisch ist und so wie die geneigte Achse (y) orientiert ist, um zu vermeiden, daß das Bohrgerät (10) Boden aus dem Bohrloch entfernt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine zweite, im wesentlichen zylindrische Walze (16) am Kurbelteil (14') befestigt ist, wobei die zweite Walze eine Längsachse (z) aufweist, die von der Längsachse (x) räumlich entfernt und im wesentlich parallel dazu ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Walze (12) mindestens ein längsseitiger Durchgang (34, 23) vorgesehen ist, der mit der oberen Zone des Bohrlochs oberhalb des Gerätes und der unteren Zone unter dem Bohrgerät (10) in Verbindung steht, und der Durchgang mit zumindest einem entsprechenden Verschlußmittel (15, 22, 25) ausgestattet ist, welches angepaßt ist, um den Durchgang zu verschließen, wenn das Gerät eine Bohrung durchführt und um den Durchgang offenzuhalten, wenn das Gerät durch das Bohrloch angehoben wird, wobei einer Flüssigkeit erlaubt wird, durch diesen zumindest einen Durchgang aus der oberen Zone zur unteren Zone zu fließen.

4. Werkzeug gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze ein äußeres Gehäuse (21) umfaßt, welches verschiebbar auf einer zentralen Welle (13) befestigt ist, die an der unteren Stange (11) fixiert ist, wobei die Welle eine Längsachse aufweist, die mit der geneigten Achse (y) zusammenfällt, und die Verschlußmittel aus einer unteren Bohrerspitze (15) bestehen, die in die zentrale Welle (13) eingebaut ist.

5. Werkzeug gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine innere Durchgang (23) eine untere Öffnung (24) aufweist, die auf der konischen Bohrerspitze (15) lokalisiert ist, und die Verschlußmittel aus einer einzelnen festen Kappe (22) bestehen, welche deckungsgleich mit der Bohrerspitze (15) ist, wobei die Kappe nur dafür vorgesehen ist, während der Bohrvorgänge die Öffnung (24) von unten zu bedecken und in dem Bohrloch zurückgelassen zu werden, wenn das Bohrgerät aus dem Bohrloch herausgezogen wird.

6. Gerät gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine innere Durchgang (23) eine untere Öffnung (24) aufweist, die auf der konischen Bohrerspitze (15) lokalisiert ist, und die Verschlußmittel aus einer Verschlußabdeckung (25) bestehen, die an der Walze (12) befestigt (27) ist, und in der Lage ist, eine erste Verschlußstellung zum Verschließen der Öffnung (24) während der Bohrvorgänge einzunehmen und eine zweite offene Stellung, wenn das Bohrgerät aus dem Bohrloch herausgezogen wird.

7. Verfahren zum Bau von Betonfundament-Pfählen unter Verwendung eines Bohrgerätes (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bohrgerät am unteren Ende eines Strangs von Stangen (11) befestigt ist, die sich um ihre Längsachse (x) drehen und sich in Richtung der Längsachse (x) vorwärts bewegen, um so den Boden am unteren Ende des Bohrlochs durch Schneidmittel (15, 19) aufzulockern, wobei sie dadurch ein im wesentlichen zylindrisches Bohrloch gewährleisten, und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

- Erweitern der Seitenwand (17) des Bohrlochs durch Walzen der seitlichen Oberfläche (12) des Bohrgeräts (10) an der Wand, wobei der das Bohrloch umgebende Boden verfestigt wird;

- kontinuierliches Einführen kleiner Mengen von Bindemittel in das Bohrloch oberhalb des Geräts, fortschreitendes Andrücken des Bindemittels gegen die Seitenwand des Bohrlochs mittels des Bohrgeräts (10), wobei ein Bohrloch mit einer festen Umhüllung gewährleistet wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei Beton kontinuierlich in das Bohrloch gegossen wird, um so das Bohrloch während der Bohrvorgänge mit Beton gefüllt zu halten, wodurch vermieden wird, daß die Seitenwand des Bohrlochs kollabiert.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Schritt umfaßt, während der Phase, in der das Gerät aus dem Bohrloch herausgezogen wird, mindestens einen längsseitigen Durchgang (34, 23) durch das Gerät zu öffnen, um so einem Fluß des Bindemittels zu erlauben, durch das Gerät von der Zone oberhalb des Gerätes zur Zone darunter hindurchzugehen.