DE69606647T2

DE69606647T2 - Verfahren zum erzeugen eines pfahles durch schneckenbohren

Info

Publication number: DE69606647T2
Application number: DE69606647T
Authority: DE
Inventors: Gerrard England
Original assignee: Kvaerner Cementation Foundations Ltd
Current assignee: Cementation Skanska Ltd
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: BR9609974A; AU6625796A; GB2303868B; JPH11509900A; EP0842329B1; EP0842329B2; CA2228518A1; EP0842329A1; US6116819A; GB9827373D0; GB2303868A; WO1997005334A1; MX9800937A; CN1192793A; GB2328700B; DE69606647D1; CA2228518C; ATE189725T1; AU714365B2; ES2145473T5

Description

Die Erfindung betrifft das Erzeugen von Pfählen mit einem Erdbohrer, und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, das Automatisieren der Grab- und Pfahlerzeugungsphasen beim Pfahlerzeugen mit einem Erdbohrer, der eine durchgehende Schnecke hat.
Das Pfahlerzeugen mit einem Erdbohrer, der eine durchgehende Schnecke hat, wird in der Bauindustrie seit den frühen achtziger Jahren eingesetzt. Die Pfähle werden hergestellt, indem man mit einem Erdbohrer mit durchgehender Schnecke, der an einem Bohrgestell montiert ist, bis zur erforderlichen Tiefe bohrt, den Bohrer zurückzieht und beim Zurückziehen des Bohrers durch ihn Beton in den Hohlraum pumpt. Anschließend kann man einen Bewehrungskorb im feuchten Beton anbringen.
Der verlässliche Einbau des Pfahls wird von einer Anzahl Faktoren beeinflusst. Zum ersten ist zu berücksichtigen, dass der den Hohlraum umgebende Boden nicht übermäßig gestört werden sollte. Zum zweiten muss man darauf achten, dass durch den Erdbohrer eine ausreichende Betonmenge zugeführt wird, um zu verhindern, dass Erde von den Wänden des Schachts nachrutscht, die dann den Betonquerschnitt beeinträchtigen würde.
Es sei nun die erste Randbedingung betrachtet. Es ist möglich, einen Erdbohrer mit durchgehender Schnecke in den Boden einzubringen, indem man ihn einfach mit einem ausreichenden Drehmoment dreht. Dabei verfestigt eine seitliche Verschiebung des umgebenden Bodens das Erdmaterial, und es entsteht ein zunehmender Widerstand gegen die Drehung, bis der Widerstand das ausgeübte Drehmoment erreicht. An diesem Punkt versagt der Bohrer, d. h., er kann sich nicht weiter drehen und nicht tiefer in den Boden eindringen. Hat die Erdbohrerspitze beim Steckenbleiben die erforderliche Tiefe erreicht, und kann das Bohrgestell den beladenen Erdbohrer zurückziehen, so wäre es möglich, den Beton durchgängig zuzu führen. Die in der Praxis auf diese Weise erreichten Eindringtiefen sind jedoch kaum ausreichend. Zum Erreichen größerer Tiefen kann man die Eindringgeschwindigkeit des Erdbohrers begrenzen, so dass die Erde auf der Bohrerschnecke allmählich vom Boden abgeschert wird, der den Schacht umgibt.
Das Drehen eines Erdbohrers in einem Boden, bei dem am Umfang keine Reibung auftritt, fördert keine Erde nach oben und ist daher sehr wenig wirksam. Ein Erdbohrer, der sich in einem Boden mit einem großen Reibungswinkel dreht (wenn die vertikale Komponente der Scherkraft zwischen Boden und Bohrerschnecke relativ zum Boden, der die Schachtwand bildet, verglichen mit der waagrechten Komponente groß ist) erfährt vom Boden wenig seitlichen Druck und fördert daher schlecht. Ein Erdbohrer, der sich beispielsweise in lockerem Sand dreht, erfährt dagegen einen großen seitlichen Bodendruck und fördert gut. Ist die Eindringgeschwindigkeit des Erdbohrers in einem derartigen Boden nicht so groß, dass die Bohrerschnecke durch den Grabvorgang vollständig gefüllt bleibt, so beläd sich der Erdbohrer mit Material, das von der Bohrlochwand nach ihnen rutscht, und es entsteht eine beträchtliche Störung des umgebenden Bodens.
Es sei nun die zweite Randbedingung betrachtet. Bei der Betonzufuhr durch den Erdbohrer kann man den eingespeisten Beton dadurch überwachen, dass man den Betondruck im Speiserohr an einer geeigneten Stelle überwacht, beispielsweise oben am Bohrer. Man kann dann einen Pfahl dadurch herstellen, dass man beim Zurückziehen des Bohrers einen Betonüberdruck aufrechterhält. Dabei ist vorausgesetzt, dass in den Leerraum, den der zurückgezogene Bohrer freigibt, kein zusätzlicher Beton eingefüllt werden kann. Dieses Verfahren arbeitet nicht bei allen Bodenzuständen verlässlich. Insbesondere bei schlecht verfestigten Böden, bei denen Beton an der Oberfläche austreten kann, wird die Drucküberwachung sinnlos. Zudem kann Bohrschutt das Loch versperren, über das der Beton zugeführt wird, und dadurch Überdruckwerte erzeugen, obgleich zu wenig Beton eingefüllt wird. Die Betondruck-Messwerte hängen auch davon ab, ob sich der Erdbohrer beim Zurückziehen dreht, da sich die Messwerte verkleinern, wenn fortlaufend Beton auf der Bohrerschnecke nach oben gefördert wird. Daher ist die Drucküberwachung für sich allein kein gutes Verfahren zum Steuern der Pfahlherstellung, und es liefert auch keine gute Unterscheidung, ob ein Pfahl erfolgreich erzeugt wurde.
Zum Beseitigen dieser Schwierigkeiten wird beispielsweise in US-3,200,599 vorgeschlagen, das Betonvolumen zu messen, indem man die Hübe zählt, die die Betonpumpe ausführt. Diese Pumpen fördern jedoch in der Regel zirka 25 Liter je Hub; dies ist ein sehr grobes Maß. Zudem wird in den meisten Betonpumpen ein Rückschlagventil verwendet, das sich schließen muss, damit sich der Kolben mit frischem Beton füllen kann. Damit ist die Schließgeschwindigkeit des Ventils eine kritische Einflussgröße für das Betonvolumen, das beim folgenden Hub ausgegeben wird. Das bei jedem Hub ausgegebene Volumen kann sich um ±10 Prozent oder mehr ändern.
Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zum Pfahlerzeugen mit einem Erdbohrer bereitgestellt, der eine durchgehende Schnecke hat, wobei:
i) ein Erdbohrer in den Boden eingebracht wird und dabei eine erste Eindringphase und eine zweite Rückziehphase durchläuft; und
ii) die Drehzahl und/oder die Eindringgeschwindigkeit des Erdbohrers und/oder das auf den Erdbohrer ausgeübte Drehmoment während der ersten Eindringphase bestimmt ist und als Funktion der Bodeneigenschaften und der Erdbohrergeometrie geregelt wird, und zwar mit Hilfe eines elektronischen Computers und mit dem Ziel, die Schneckenwindungen des Erdbohrers mit Erdboden beladen zu halten, der aus dem Bereich der Spitze des Erdbohrers stammt.
Gemäß einem zweiten Merkmal der Erfindung wird ein Bohrgestell für einen Erdbohrer mit durchgehender Schnecke bereit gestellt, umfassend einen Erdbohrer, eine Vorrichtung zum Eintreiben des Erdbohrers in den Boden, Vorrichtungen zum Messen und Regeln der Drehzahl und/oder der Eindringgeschwindigkeit des Erdbohrers und/oder des auf den Erdbohrer ausgeübten Drehmoments, wenn dieser in den Boden eindringt, und eine elektronische Computervorrichtung zum Regeln der Drehzahl und/oder der Eindringgeschwindigkeit des Erdbohrers und/oder des auf den Erdbohrer ausgeübten Drehmoments als Funktion der Bodeneigenschaften und der Erdbohrergeometrie, damit beim Einsatz die Schneckenwindungen des Erdbohrers möglichst mit Erdboden beladen bleiben, der aus dem Bereich der Spitze des Erdbohrers stammt.
Durch das Ausgleichen der verschiedenen Eindringparameter abhängig von den Bodenzuständen verbessert die Erfindung den Bohrwirkungsgrad gegenüber bekannten Systemen, die auf Versuch und Irrtum beruhen. Da zudem der Erdboden weniger gestört wird, der die Bohrlochwand bildet, nimmt die Oberflächenreibung für den fertigen Pfahl zu, und es wird weniger Beton zur Pfahlerzeugung benötigt, da weniger Beton in den umgebenden Boden entweicht.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird der Erdbohrer derart angetrieben, dass er bis zu einer vorbestimmten Tiefe in den Boden eindringt. Auf dieser Tiefe wird der Vorschub des Bohrers angehalten, um ein Abscheren des Bodens zu ermöglichen, der die Bohrlochwand umgibt. Der Bohrer kann sich dann wieder vorwärts bewegen, bevor er erneut angehalten wird. Diese Vorgehensweise kann man wiederholen, bis die gewünschte Tiefe erreicht ist.
Vorteilhafterweise richtet man die elektronische Computervorrichtung und die Bohrerregelvorrichtung so ein, dass sie den schrittweisen Vorschub des Bohrers regeln und eine besondere vorbestimmte Anzahl Bohrerumdrehungen je Meter Eindringtiefe erzielen. Mit diesen Mitteln kann man den Bohrer sehr fein regeln, und es ist ein nahezu kontinuierliches Ein dringen bei der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit möglich. Eine herkömmliche Handsteuerung ermöglicht dagegen nur einen großen schrittweisen Bohrervorschub.
Bestimmt man das größtmögliche Drehmoment, das das Bohrgestell abgeben kann, indem man beispielsweise den hydraulischen Druck im Antriebsmechanismus bei feststehenden Bohrgestell misst, so kann man sicherstellen, dass der Erdbohrer nicht vorgeschoben werden darf, wenn der Boden Bedingungen aufweist, unter denen das höchste Drehmoment entwickelt wird. Dies unterstützt das Vermeiden eines Zustands, bei dem der Bohrer im Boden festsitzt und kein zusätzliches Drehmoment verfügbar ist, um das Abscheren des Bodens anzustoßen.
Das erste Merkmal der Erfindung kann zusätzlich Schritte umfassen, worin:
iii) der Spitze des Erdbohrers während der zweiten Rückziehphase mit Hilfe von Flussregel- und Messvorrichtungen Beton zugeführt wird; und
iv) die Rückziehgeschwindigkeit des Erdbohrers als Funktion der Flussrate des Betons oder umgekehrt geregelt wird, und zwar mit Hilfe eines elektronischen Computers, damit sichergestellt ist, dass genügend Beton zugeführt wird, so dass beim Zurückziehen zumindest die Spitze des Erdbohrers im Beton eingetaucht bleibt.
Das zweite Merkmal der Erfindung kann zusätzlich umfassen: Vorrichtungen zum Zurückziehen des Bohrers aus dem Boden, eine Vorrichtung, die der Bohrerspitze während des Zurückziehens Beton zuführen, eine Vorrichtung zum Messen und/oder Regeln der Betonzufuhr in den Boden, und eine elektronische Computervorrichtung, die den Bohrer in der Zurückziehphase seines Betriebs regelt, damit sichergestellt ist, dass beim Zurückziehen zumindest die Spitze des Erdbohrers im Beton eingetaucht bleibt.
Gemäß einem dritten Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zum Pfahlerzeugen mit einem Erdbohrer bereitgestellt, der eine durchgehende Schnecke hat, wobei:
i) ein Erdbohrer in den Boden eingebracht wird und dabei eine erste Eindringphase und eine zweite Rückziehphase durchläuft;
ii) der Spitze des Erdbohrers während der zweiten Rückziehphase mit Hilfe eines elektromagnetischen Durchflussmessers und einer Flussregelvorrichtung Beton zugeführt wird; und
iii) die Rückziehgeschwindigkeit des Erdbohrers als Funktion der Flussrate des Betons oder umgekehrt geregelt wird, und zwar mit Hilfe eines elektronischen Computers, damit sichergestellt ist, dass genügend Beton zugeführt wird, so dass beim Zurückziehen zumindest die Spitze des Erdbohrers im Beton eingetaucht bleibt.
Gemäß einem vierten Merkmal der Erfindung wird ein Bohrgestell für einen Erdbohrer mit durchgehender Schnecke bereitgestellt, umfassend einen Erdbohrer, eine Vorrichtung zum Eintreiben des Erdbohrers in den Boden, eine Vorrichtung zum Zurückziehen des Erdbohrers aus dem Boden, eine Vorrichtung zum Einspeisen von Beton in die Spitze des Erdbohrers während des Zurückziehens, eine Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Beton in den Erdboden, einen elektromagnetischen Durchflussmesser zum Messen des Volumens an zugeführtem Beton, und eine elektronische Computervorrichtung zum Steuern des Erdbohrers zumindest in der Rückziehphase seines Betriebs, damit sichergestellt ist, dass zumindest die Spitze des Erdbohrers während des Zurückziehens im Beton eingetaucht bleibt.
Durch das Regeln der Rückziehgeschwindigkeit des Bohrers als Funktion der Betonzufuhr oder umgekehrt, und durch die Kenntnis des Bohrerdurchmessers kann man das theoretisch erforderliche Mindestbetonvolumen berechnen und zuführen, um einen baulich festen Pfahl zu erzeugen. Im Allgemeinen legt man jedoch eine vorbestimmte Zusatzmenge fest, um eine zusätzliche bauliche Festigkeit zu erhalten. Die Zusatzmenge beträgt am Besten mindestens 5 Prozent, bevorzugt zwischen 10 und 35 Prozent mehr als der theoretische Mindestwert. Der tatsächlich verwendete Wert ist, wie Fachleuten bekannt ist, immer durch den Bodenzustand auf der Baustelle bestimmt. Eine Zusatzbetonmenge hilft dabei, sicherzustellen, dass der Schacht vollständig gefüllt wird, und gleicht kleinere Störungen aus, die im Boden entstanden sind, der das Bohrloch umgibt. Im Gegensatz zu bekannten Systemen bietet die Erfindung eine exakte Regelung des zugeführten Betonvolumens. Die bei herkömmlichen Systemen normale Vergeudung wird vermieden. In der Rückziehphase ist es wichtig, die Bohrerspitze im Beton eingetaucht zu halten, damit von der Bohrlochwand nichts nach innen fällt. Dies würde dazu führen, dass der Beton des entstehenden Pfahls mit Erde verschmutzt wird.
Die Betonzufuhr misst man vorteilhaft mit einem elektromagnetischen Durchflussmesser. Bevorzugte Exemplare liefern eine Auflösung von ±1 Kubikdezimeter bei einer absoluten Genauigkeit von ungefähr ±5 Prozent. In der Praxis ist die Art der Zuschlagsstoffe für diese Abweichung der Messgenauigkeit verantwortlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum Zurückziehen des Erdbohrers ein hydraulisches Bohrgestell, das ein elektronisch gesteuertes Hydraulikventil enthält. Im Gegensatz dazu erfolgt bei herkömmlichen Systemen das Bohrerzurückziehen durch ein handbetätigtes Hebesteuerventil, das die Bedienperson des Bohrgestells betätigt. Durch die Anbindung des hydraulischen Ventils an die elektronische Computervorrichtung, die selbst mit dem Durchflussmesser verbunden ist, ist es möglich, die Rückziehgeschwindigkeit des Bohrers und die Durchflussgeschwindigkeit des Betons gemäß einer vorbestimmten Anweisung abhängig voneinander zu regeln. Insbesondere kann man die Rückführdaten des Durchflussmessers dazu verwenden, das Hydraulikventil zu regeln, um die Rück ziehgeschwindigkeit einzustellen, und umgekehrt. Einige Ausführungsformen der Erfindung, in denen der Rückführmechanismus verwendet wird, können eine Regelgenauigkeit erreichen, bei der das tatsächlich zugeführte Betonvolumen innerhalb von 5 Prozent und bevorzugt innerhalb von 2 Prozent des theoretisch festgelegten Volumens liegt. Dieses Sollvolumen kann während der Zufuhr jederzeit eingestellt werden, wenn veränderte Bodenzustände berücksichtigt werden sollen. Es ist zusätzlich möglich, Unterbrechungen in der Betonzufuhr zu erkennen und die Betonierphase automatisch beizubehalten, bis die Betonzufuhr wieder einsetzt. Im Gegensatz dazu hängt bei herkömmlichen Systemen die Regelung ausschließlich vom Können und der Reaktionszeit der Bedienperson ab.
Die Erfindung wird nunmehr zur besseren Darstellung und um zu zeigen, wie sie ausgeführt werden kann, beispielhaft mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 und 2 ein Bohrgestell zum Pfahlerzeugen für einen Erdbohrer mit durchgehender Schnecke;
Fig. 3 einen Erdbohrer in der Eindringphase;
Fig. 4 einen Erdbohrer in der Rückziehphase;
Fig. 5 eine Anzeigeeinheit des Bohrgestells in Fig. 1 und 2;
Fig. 6 einen Ausschnitt einer Bohrerschnecke im Detail;
Fig. 7 und 8 Kurven des seitlichen Bodendrucks über der Tiefe für verschiedene Bohrschachtgrößen und Böden mit unterschiedlichen Reibungswinkeln; und
Fig. 9 eine Kurve des Schneckenkraftverhältnisses abhängig von der Tiefe.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Bohrgestell 1 zum Pfahlerzeugen für einen Erdbohrer mit durchgehender Schnecke, das einen Erdbohrer 2 enthält. Das Bohrgestell besitzt auch einen Umdrehungsgeber 3, der die Drehzahl des Erdbohrers und/oder die Anzahl der Bohrerumdrehungen und/oder das auf den Bohrer ausgeübte Drehmoment misst. Es ist auch ein Tiefengeber 4 bereitgestellt, der die Eindringtiefe des Bohrers im Boden erfasst. Mit Hilfe eines elektromagnetischen Durchflussmessers 6 und eines Drucksensors 7 wird über eine Zufuhrleitung 5 und die Welle des Bohrers 2 Beton zugeführt. Der Umdrehungsgeber 3, der Tiefengeber 4, der Durchflussmesser 6 und der Drucksensor 7 sind über Datenverbindungen mit einem elektronischen Computer 8 verbunden, der eine Anzeigeeinheit 9 enthält, die in der Kabine des Bohrgestells 1 montiert ist. An den Computer 8 ist ein Drucker 10 angeschlossen.
Bei Betrieb wird das Bohrgestell 1 so gesteuert, dass der Bohrer 2 zuerst eine Eindringphase durchläuft, siehe Fig. 3. In dieser Phase wird der Bohrer 2 gedreht und kann in den Boden eindringen. Der Computer 8 verarbeitet die Daten, die der Umdrehungsgeber 3 und der Tiefengeber 4 liefern, und steuert die Drehzahl und/oder den Vorschub des Bohrers 2 in den Boden abhängig von den Bodenbedingungen (die vorab bekannt sein können und/oder mit Hilfe des Widerstands überwacht werden, den der Bohrer 2 im Boden erfährt, und mit anderen wichtigen Parametern, die der Umdrehungsgeber 3 und der Bohrerantrieb messen (nicht dargestellt)). Das Eindringen des Bohrers 2 wird so geregelt, dass sichergestellt ist, dass die Schneckenwindungen 11 des Bohrers 2 mit Erde beladen bleiben, die aus dem Bereich der Bohrerspitze 12 stammt. Diese Betriebsart wird festgelegt, um zu vermeiden, dass die Schneckenwindungen 11 Boden aus der Bohrlochwand 13 aufnehmen.
Nach dem Vorschub des Bohrers 2 auf die geforderte Tiefe, siehe Fig. 4, wird mit Hilfe des Durchflussmessers 6 und des Drucksensors 7 Beton 14 durch den Bohrer 2 gepumpt. Nachdem die Bohrerspitze 12 im Beton eintaucht, zieht ein hydraulischer Hebemechanismus (nicht dargestellt), der durch ein vom Computer 8 gesteuertes hydraulisches Ventil (nicht dargestellt) in Gang gesetzt wird, den Bohrer 2 immer weiter aus dem Bohrloch. Der Computer 8 ist auch mit dem Durchflussmesser 6 verbunden und so programmiert, dass er die Rückziehgeschwindigkeit des Bohrers abhängig von der Beton flussrate regelt (oder umgekehrt), so dass die Bohrerspitze 12 während der gesamten Rückziehphase im Beton 14 eingetaucht bleibt. Der Computer 8 ist auch so programmiert, dass er das Zurückziehen des Bohrers 2 unterbricht, falls die Betonzufuhr aussetzt.
Der Betonaustritt an der Bohrerspitze 12 kann sich am äußersten Ende 15 der Bohrerwelle befinden oder an einer Stelle 16 an der Seite der Bohrerwelle ganz kurz vor dem äußersten Ende. Man bevorzugt die letztere Anordnung, da bei ihr weniger Verschlüsse auftreten. Im Fall einer Verstopfung ist es wichtig, das Bohrloch gefüllt zu halten, während der Bohrer 2 zurückgezogen wird, um den Ausfluss wieder freizugeben. Dies kann man durch ein Zurückdrehen des Bohrers 2 erreichen, während man oben am Bohrer 2 wieder Erde einfüllt. Wahlweise kann man ein Betonierfluid verwenden, das über eine eigene Speiseleitung (nicht dargestellt) zugeführt wird, die am Bohrer 2 befestigt ist.
Die Anzeigeeinheit 9, in Fig. 5 ausführlicher dargestellt, besitzt zwei Anzeigen. Während der Eindringphase zeigt die erste Anzeige 17 das Eindringen des Bohrers pro Umdrehung. Die zweite Anzeige 18 zeigt eine graphische Darstellung 19 der Position des Bohrers 2. Die erste Anzeige 17 zeigt Daten (die der Computer 8 erfasst hat), die angeben, wo der Bohrer 2 harten Boden durchdringt, und sie gibt Warnanzeigen bei Bodenunstimmigkeiten aus oder falls die Möglichkeit besteht, dass der Bohrer 2 beginnt, Material aus der Seite aufzunehmen statt von der Spitze 12. Während der Rückziehphase zeigt die zweite Anzeige 18 vom Computer 8 erfasste Daten an, die eine fortlaufende Aufzeichnung 20 des Betondrucks enthält, der mit dem Drucksensor 7 gemessen wird, eine Aufzeichnung 21 des mit dem Durchflussmesser 6 gemessenen Betonflusses zusammen mit dem theoretischen Flussbedarf als Vergleich, und eine Darstellung 19 der Position des Bohrers 2. Die Druckanzeige 20 gibt die Zustände des Betondrucks beim Einspritzen wieder. Die Durchflussanzeige 21 gibt an, ob das korrekte Betonvolumen 14 oder zuviel zugeführt worden ist.
Die im Computer 8 gespeicherten Daten einschließlich der auf der Anzeigeeinheit 9 dargestellten Daten können auf einem Drucker 10 ausgedruckt und/oder direkt vom Computer 8 zur weiteren Verarbeitung auf einen äußeren Computer 80 (in Fig. 1 dargestellt) überspielt werden.
Anhand von Fig. 6 wird nun ein theoretisches Modell für das Bohren mit durchgehender Schnecke beschrieben, das die funktionalen Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Bohrerparametern darstellt, die erforderlich sind, um die Regelung auszuführen, die eine Ausführungsform der Erfindung bereitstellt.
Man versteht den Bohrvorgang besser, wenn man ein Modell des Verfahrens entwirft. Man darf dabei nicht übersehen, dass bei veränderlichen oder mehrschichtigen Bodenbedingungen ein derartiges Modell die Wirklichkeit nicht vollständig beschreibt; zum Verstehen des Vorgangs ist es jedoch nützlich. Am Besten untersucht man den Fall eines unzusammenhängenden Bodens, da dieser Zustand die größten Risiken birgt.
Der Bohrer 2 erfüllt zwei Funktionen. Er durchschneidet oder gräbt den Boden 22 und transportiert die Erde zur Oberfläche. Diese beiden Funktionen passen abhängig vom Boden und vom Bohrerentwurf und -einsatz nicht immer genau zusammen.
Zum Untersuchen der Situation ist es in diesem Zustand erforderlich, die Erde auf der Bohrerschnecke 11 als fortlaufendes Band zu betrachten. Man sollte jedoch nicht übersehen, dass dies aufgrund von Turbulenzen bei zunehmender Erdmasse nicht immer vollkommen zutrifft.
Die im Modell verwendeten Variablen haben die folgenden Bedeutungen:
φ: Winkel der Bodenreibung im Erdboden außerhalb des Bohrers
φa: Winkel der Reibung von gestörtem Boden auf den Bohrer
δ: Winkel der Oberflächenreibung des Bodens auf den Bohrer
γ: Tatsächliche Bodendichte außerhalb des Bohrers
γa: Dichte der angehäuften Erde auf der Bohrerschnecke
P: Steigung der Bohrerschnecke
Ds: Durchmesser des Bohrerschafts
D: äußerer Durchmesser des Bohrers
θ: Winkel der Bodeneintreibreibung am Bohrlochumfang gegen die Waagrechte
X: Volumen des Bohrermetalls dividiert durch das Volumen der ausgeschachteten Bohrung für eine gegebene Bohrerlänge (Bohrervolumen-Verdrängungsfaktor)
H: Tiefe unter der Oberfläche
ψ: Winkel der Schneckenkante gegen die Waagrechte
KH: seitlicher Erddruckkoeffizient an der Bohrlochwand (nach Terzaghi)
S: Eindringgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Meter
Ts: Scherkraft am Bohrerumfang
Der Bohrerschaft 23 und seine Drehrichtung sind so dargestellt, dass die Kante der Schnecke 11 gegen die tatsächliche Bodenwand 13 läuft, siehe Fig. 6. Auf das Bodenelement wirkt eine Radialkraft 24 am Bohrerumfang, von der man annimmt, dass sie gleich der aktiven Erdkraft des Bodens außerhalb des Bohrers 2 ist (d. h., gleich der Kraft, die erforderlich ist, um die Bohrlochwand 13 im Gleichgewicht zu halten). Zwischen dem Bodenelement und der Bohrlochwand 13 tritt an der gleichen Stelle eine waagrechte Scherkraft 25 und eine senkrechte Scherkraft 26 auf, die durch den im Bohrloch aufsteigenden Boden verursacht wird. Jede dieser Kräfte hängt von der Radialkraft 24 ab. Die Resultierende der waagrechten und der senkrechten Grenzflächenkraft ist bei 27 dargestellt.
Der Bodenaufstieg im Bohrloch bezüglich irgendeines Eindringvorgangs des Bohrers hängt von zwei Gesichtspunkten ab, nämlich: i) der Verdichtung oder Ausdehnung des abgetragenen Bodens, und ii) dem Verdrängungsvolumen des Bohrers selbst. Damit kann man den Anstieg je eingedrungener Bohrereinheitslänge wie folgt darstellen:
a = {(γ - γa)/γa} + {X/(1 - X)}. (1)
Die waagrechte Strecke am Umfang, die ein Punkt an der Bohrerkante pro eingedrungener Bohrereinheitslänge durchläuft, beträgt: b = π · D · S.
Da der Boden entlang des Bohrers aufsteigt, würde sich das betrachtete Bodenelement gegen die Drehrichtung bewegen, falls der Bohrer stationär wäre. Es bewegt sich daher nicht um die angegebene Entfernung b, sondern es bewegt sich waagrecht um:
b' = π · D · (S - a/P). (2)
Der Winkel der Schleppreibung muss sich selbst gegen die vektorielle Gesamtkraft ausrichten; damit beträgt sein Angriffswinkel gegen die Waagrechte:
θ = tan&supmin;¹(a/b'). (3)
Gleichung (1) zeigt, dass es eine Grenze für die Eindringgeschwindigkeit gibt, jenseits derer das Eindrehen des Bohrers in den Erdboden Kräfte freisetzen würde, die der 'Tragfähigkeit' entsprechen. Es wären außerordentlich große Drehmomente erforderlich, die herkömmliche Maschinen nicht liefern können.
Gleichung (2) zeigt, dass die auf das gewählte Bodenelement wirkenden Kräfte vom Bohrerdurchmesser, den Eindringumdrehungen je Einheitslänge und von der Steigung der Bohrerschnecke 11 abhängen.
Nachdem die Bohrerverdrängung und die Verdichtung auf den Boden eingewirkt haben, lassen sie nach, und der Boden wird als Körper nach oben gedrückt, und zwar durch die Effekte, die nahe an dem Punkt mit der gleichen Gesamtrate auftreten.
In der Praxis zeigen Proberechnungen, dass der Winkel der Bodenbewegungskraft B sich auch für größere Werte der Bohrerschneckensteigung nur einige Grade über die Waagrechte bewegt.
Die Bewegungskräfte leiten sich vom Radialdruck ab, der einwirkt, um das Loch zu schließen. Einen vernünftigen Ansatz zum Auffinden dieser Kräfte gibt Terzaghi in "Theoretical Soil Mechanics" (Wiley, New York, 1944) für Drücke an, die auf die Wände eines Schachts einwirken. Diese Kräfte stellen den erforderlichen Minimalwert zum Stützen der Wand dar.
Fig. 7 zeigt übliche Querdrücke abhängig von der Tiefe für verschiedene Schachtgrößen in einem Sand mit einem Reibungswinkel von 35 Grad. Man beachte, dass sich bei einem Schacht mit geringem Durchmesser die Drücke mit zunehmender Tiefe sehr rasch einem konstanten Wert annähern, und dass die Stabilität der Bohrlochwand 13 leichter zu erhalten ist als bei einem größeren Schacht. Bei verringerter Schachtgröße sinkt auch die Seitenkraft, die die Erde entlang des Bohrers fördert.
Fig. 8 zeigt die Auswirkung einer Änderung des Reibungswinkels der Erdmasse außerhalb des Bohrers auf den Seitendruck bei zunehmender Tiefe für einen Pfahlschacht mit 500 Millimeter. Man beachte wiederum, dass lockere Sande mit einem Reibungswinkel von beispielsweise 30 Grad größere Seitenkräfte erzeugen als dichter Sand. In lockerem Sand sind daher größere Kräfte verfügbar, die die Erde auf einem Erdbohrer mit durchgehender Schnecke nach oben fördern.
Daher bereiten Bohrer mit großem Durchmesser und lockere Sande meist sehr viel größere Probleme als dichte Sande und kleine Bohrer, da die Stabilität des Bohrlochs schwieriger zu erhalten ist und die Transporttriebkräfte größer sind. Hinsichtlich der Höhe der Drücke kann es vorteilhaft sein, Wasser in die Pfähle einzuspeisen, die mit dieser Art von Ausrüstung gebohrt werden. Kleine Wassersäulenunterschiede zwischen dem Bohrlochinneren und dem Boden außerhalb haben bei einem schwierigen Boden einen beträchtlichen Einfluss auf die Stabilität.
Die für den Seitendruck in den Bohrlöchern in Fig. 7 und 8 angegebenen Werte kann man in der Praxis dadurch bestätigen, dass man eine Wassersäulendifferenz von ungefähr einem Meter in Pfahlbohrungen verwendet, die mit Betoniersuspension hergestellt werden.
Es sei nun die mit dem Winkel 6 einwirkende Kraft betrachtet, die an der Bohrlochwand 13 auf das Bodenelement wirkt, das eine Windung des Bohrers 2 zwischen der Erde auf der Schnecke 11 und dem Boden außerhalb füllt, siehe Fig. 6:
Ts = π · D · P · KH · tan φa. (4)
Dies ist die einzige Triebkraft, die an der Bohrerschneckenkante wirkt. Dabei werden sämtliche Aufwärtskräfte vernachlässigt, die vorne an der Bohrerspitze 12 durch Boden erzeugt werden, der auf die Bohrerspitze gelangt.
Das Gewicht des Bodens auf einer Windung der Schnecke beträgt:
W = π · D² · P · γa· (1 - X). (5)
Es seien nun die Kräfte untersucht, die an der Oberfläche der Bohrerschnecke 11 nach oben und unten wirken. Dabei beachte man, dass die wirksamen Kräfte aufgrund des Bodenge wichts an ihrem Schwerpunkt auf der Schnecke 11 betrachtet werden müssen, wobei der Neigungswinkel aufgrund einfacher geometrischer Überlegungen nun von ψ auf ψ' korrigiert wird und der Durchmesser des Bohrerschafts DS nicht vergessen werden darf:
Nach unten wirkende Kräfte:
Kraft durch das Eigengewicht: W · sin ψ'
Kraft aufgrund der von Ts
verursachten Normalkraft: Ts · sin(ψ' + θ) · tan δa
Durch die Reibung an der Bohreroberfläche verursachte Kraft: W · cos ψ' · tan δa
Damit erhält man die in der Bohrerebene nach unten wirkende Gesamtkraft zu:
Q&sub1; = W · sinψ' + Ts · sin(ψ'+ θ) · tan δa + W · cos ψ' · tan δa (6)
Entgegengerichtet wirkt in der Bohrerebene nach oben:
Q&sub2; = Ts · cos(ψ' + θ). (7)
Es kann noch eine gewisse kleine Kraft auftreten, die ebenfalls auf die Unterseite der Schnecke 11 einwirkt, und zwar abhängig davon, ob der Boden fest in die Schnecke gedrückt wird; sie ist jedoch vermutlich zu klein.
Das Verhältnis Q&sub2;/Q&sub1; ist ein Verhältnis zwischen entgegengerichteten Kräften. Es wird der Vereinfachung wegen Schneckenkraftverhältnis (FR) genannt. Vom Bohrer darf man erwarten, dass er Erde transportiert, solange (FR) größer ist als Eins. Nimmt man an, dass das Verhältnis größer ist 1,0, so stellt die Größe des Verhältnisses (oder die überschüssige Kraft) das Potential dar, das Arbeit beim Erdtransport ver richten kann. Fig. 9 zeigt die Abhängigkeit des Schneckenkraftverhältnisses von der Tiefe für einen Sonderfall.
Ein Bohrer 2, der sich ohne Umfangsreibung dreht, würde keine Erde transportieren und wäre damit sehr unzulänglich. Ein Bohrer 2 in einem Boden mit sehr großem Reibungswinkel hätte wenig Seitendruck aus dem Boden zur Verfügung und wäre zum Fördern unwirksam. Auf einen Bohrer 2 in lockerem Sand wird jedoch ein hoher seitlicher Bodendruck ausgeübt; er ist daher wirksam. Ist somit seine Eindringgeschwindigkeit nicht so groß, dass er aufgrund des Grabvorgangs an der Basis 12 vollständig beladen bleibt, so beläd er sich durch nachrutschendes Material aus der Bohrlochwand 13 und erzeugt folglich eine beträchtliche Bodenstörung in der unmittelbaren Umgebung.
Dies sind relativ einfache Überlegungen, und es sind zusätzliche Kräfte auf die Unterseiten der Bohrerschnecke 11 und auf den Schaft möglich. In der obigen Untersuchung werden diese Merkmale als potentiell zweitrangig angesehen; sie gibt nur die Hauptrichtung des wahrscheinlichen Verhaltens an. Ferner ist zu vermuten, dass eine Turbulenz des Bodens im Bohrer die Wirksamkeit des Transports beeinträchtigt.
Ausgehend von einer Untersuchung des Schneckenkraftverhältnisses anhand dieses einfachen Modells kann man einige allgemeine Sätze über den Transportvorgang des Bodens auf Bohrern mit durchgehender Schnecke formulieren:
i) das Auftreten eines übergroßen Schneckenkraftverhältnisses ist bei Bohrern mit großem Durchmesser wahrscheinlicher als bei Bohrern mit kleinem Durchmesser;
ii) das Fördern des Bodens wird bei steilerem Schneckenwinkel schwieriger; und
iii) ein übermäßiges Schneckenkraftverhältnis wird weniger wahrscheinlich, wenn der Reibungswinkel des Bodens außerhalb des Bohrers zunimmt.
Man darf daher erwarten, dass die nachteiligen Effekte bei zu großen Erdeinzug in das Bohrloch am ausgeprägtesten sind, wenn der Reibungswinkel des umgebenden Bodens einem lockeren bis mäßig dichten Zustand entspricht. Unter diesen Umständen kann man die schlechtesten Auswirkungen der seitlichen Beladung nur dadurch vermeiden, dass man die Bohrereindringgeschwindigkeit erhöht, so dass die Grab- und Transportvorgänge im Gleichgewicht stehen. Damit sollte in lockeren Sanden, in den man einfach graben kann, die Eindringgeschwindigkeit erhöht werden. In dichten Sanden sollte man sie dagegen begrenzen. Die Leistung der eingesetzten Maschine sollte stets ausreichend sein. Maschinen mit schwachem Antrieb eignen sich für viele sandige Böden nicht. In Ausführungsformen der Erfindung werden die Eindringgeschwindigkeiten dadurch gesteuert, dass man sie direkt mit dem Drehmoment verknüpft, das der Antriebsmotor abgibt.
In der Betonierphase kann man den Bohrer während des Zurückziehens und der Betonabgabe drehen; in sandigen Böden kann man ihn auch einfach ohne Drehung herausziehen. Verwendet man die Drehung, so ist es möglich, dass in Sanden eine gewisse seitliche Beladung erfolgt, und zwar abhängig von der Überhöhung der Betonzufuhr, die verwendet wird.
Während der Betonierphase mit Ausführungsformen der Erfindung, bei denen man die Betonzufuhr mit einer Genauigkeit unter ±5 Prozent überwachen kann, kann man einen Sollwert für die Überhöhung im Bereich von ±20 Prozent einstellen. Die erforderlichen Drücke zum Erweitern eines Bohrschachts in Sand bei größeren Tiefen sind wegen der starken passiven Drücke hoch, die in einem kreisförmigen Loch mobilisiert werden können. Derartige Drücke sind mit herkömmlichen Betonpumpen normalerweise nicht zu erreichen. Der Zweck der Überhöhung liegt in diesem Fall lediglich darin, sicherzustellen, dass der Beton relativ zum Bohrer 2 stets steigt.
Eine zu geringe Betonzufuhr ist für die korrekte Ausbildung eines Pfahlschachts gefährlich, falls sie dann auftritt, wenn der Hauptkörper des Bohrers 2 über der Spitze 12 keine Reserve an sauberem Beton aufgenommen hat.
Dreht man den Bohrer beim Zurückziehen, so ist offenkundig, dass bei einer unzureichenden Betonzufuhr, die für die Bohrertransportrate nicht ausreicht, in diesem Zustand in Sand ebenfalls eine seitliche Beladung auftreten kann. In der Praxis ist eine gewisse Drehung zu Beginn des Betonflusses erforderlich, um Bohrschutt von der Bohrerspitze 12 zu verdrängen. Es ist jedoch erwünscht, den Bohrer 2 anschließend ohne Drehung einfach herauszuziehen. Ist dies aus irgendwelchen Gründen nicht möglich, so sollte man während des Vorgangs eine sehr geringe Drehzahl verwenden.
Wichtig ist auch, den Beginn des Betonflusses an der Pfahlbasis zu betrachten. Der Tiefengeber 4 kann mit einer Genauigkeit von ±25 Millimeter messen. Damit kann man im Einzelnen überwachen, ob ausreichend Beton auf den Bohrer 2 gefördert ist und ob ein ausreichender Überdruck vorhanden ist, bevor das Anheben beginnt. Dies hat vorteilhafte Auswirkungen, da i) irgendwelche Leerräume beseitigt werden, die sich im Bohrerschaft gebildet haben können, während sich die Maschine zwischen den Pfählen bewegt hat, und ii) der Beton im Pfahl um beispielsweise 0,5 Meter nach oben gefördert wird, um sicherzustellen, dass sämtlicher lockerer Bohrschutt gut von der Pfahlbasis entfernt wird. Um dies zu erreichen, muss man den Bohrer 2 in diesem Stadium drehen.
Eine weitere Schwierigkeit, die zu Beginn des Betonflusses auftreten kann, sind Verschlüsse. Zum Beseitigen dieses Problems ist es erforderlich, eine Betonmischung mit guten Fließeigenschaften zu verwenden. Normalerweise wird ein Setzmaß von 150 Millimeter eingesetzt. Es hat sich auch gezeigt, dass man auf die Wasserdichte des Spunds und seine Lage achten muss.
Der Betonzufuhrdruck wird normalerweise oben am Bohrerschaft gemessen. Wird er an irgendeiner anderen Stelle weiter unten auf der Zufuhrseite gemessen, dann tritt ein Versatz in der Druckzufuhraufzeichnung auf. Dem am Einspeisepunkt an der Bohrerspitze 12 verfügbaren Druck muss man solange den Druck der Betonsäule im Bohrerschaft zuaddieren, wie der gemessene Druck über minus einer Atmosphäre liegt. Über den größten Teil einer Pfahllänge darf man Überdrücke am Bohrerkopf erwarten. Nähert sich die Bohrerspitze 12 der Erdoberfläche und ist sie mit Sand beladen, so kann es geschehen, dass der Beton an der Erdoberfläche austritt, obwohl der Bohrer 2 noch einige Meter im Bohrloch steckt. An dieser Stelle wird die Druckmessung bedeutungslos; wichtig ist dann nur der Betonfluss. Der Beton kann durch einen Mechanismus, der dem Hydrofrac gleicht, an der Erdoberfläche austreten, und er kann entlang der Schneckenunterseite nach oben gelangen und aus der Öffnung des Bohrlochs fließen.
Eine bevorzugte Regel beim Betonieren von Pfählen, die mit durchgehender Schnecke gebohrt werden, besteht daher darin, den Bohrer in den Anfangsstadien des Betonpumpens zu drehen, um Beton auf den Bohrer zu fördern. Anschließend beendet man die Drehung für den Rest des Rückziehvorgangs, oder man erlaubt während des Hebevorgangs nur eine niedrige oder die geringste verfügbare Drehzahl.
In tonigen Böden treten die meisten der bei Sand genannten Probleme in der Regel nicht auf, falls die Tone fest und eigenstabil sind. Einige Schwierigkeiten treten jedoch auf, insbesondere bei weichen Tonen und tonigen Silten.
Im Allgemeinen überwacht man den Betondruck am Bohrerkopf in der Zufuhrleitung 5. Hat der Druck an dieser Stelle den Wert null, so entspricht normalerweise der Druck am Einspeisepunkt der Länge des Bohrers 2 abzüglich eines gewissen Zuschlags für die Reibung. Dieser Druck (minus eine Atmosphäre, wenn das Pumpen eingestellt wird) kann für sich mehr als aus reichend sein, eine Bohrlocherweiterung zu bewirken. Hat beispielsweise der die Bohrerspitze 12 umgebende Ton eine nicht entwässerte Scherfestigkeit von 30 kN/m², so wäre ein Druck von ungefähr 200 kN/m² zum Erweitern des Bohrlochs erforderlich. Ist der Bohrerschaft z. B. 25 m lang, so kann der verfügbare Druck an der Bohrerspitze in Bereich von 600 - 100 = 500 kN/m² liegen. Da der verfügbare Druck mehr als doppelt so groß ist wie der zur Erweiterung nötige Druck, kann man den Bohrer 2 abstellen, und es ist ein fortlaufendes Pumpen ohne auftretenden Widerstand möglich, und zwar auch dann, wenn der Beton keinen einfachen Weg findet, auf dem er an die Erdoberfläche austreten kann. Entnommene Pfähle, die in weichen Tonen hergestellt wurden, und bei denen eine überhöhte Betonmenge zugeführt wurde, bestätigen, dass Pfahlabschnitte beträchtlich zu groß ausfallen können. In den meisten Fällen wird dies keine wesentlichen Folgen haben; es kann sich jedoch der Boden heben. Dort wo eine negative Reibung oder ein Widerstand erwartet wird, kann dies zu erhöhten tatsächlichen Pfahllasten führen.
Ist dagegen in festen Tonen und bei vollständig mit Ton beladenem oder verstopftem Bohrer ein Betonaustritt an der Erdoberfläche nicht möglich, dann können die verfügbaren Drücke der Speisepumpe möglicherweise nicht dazu ausreichen, das Bohrloch zu erweitern, und es kann unmöglich sein, einen überhöhten Betonsollwert zu erreichen, der eingestellt worden ist. Längere Perioden mit hohem Druck in der Zufuhrleitung können die Zufuhr verstopfen, falls die Verbindungen der Leitungsanordnung irgendwelche kleinen Undichtigkeiten aufweisen. Unter Randbedingungen, bei denen keine überhöhte Zufuhr zu erreichen ist, mag es am besten sein, den Vorgang zu überwachen und anzuerkennen, dass irgendein voreingestellter Zufuhrsollwert nicht zu erreichen ist.
Die obige Untersuchung des Herstellungsvorgangs von Pfählen, die mit durchgehender Schnecke gebohrt werden, zeigt, dass mit dem Herstellungsvorgang in sandigen Böden zwei verschiedene Risiken verbunden sind. Zum einen führt ein unkontrolliertes starkes Graben und ein Lockern des Bodens leicht zu Bodensenkungen, und es können benachbarte Gebäude beeinträchtigt werden, wenn sie nicht gut gegründet sind. Zum zweiten führen die Störwirkungen im benachbarten Boden zu einer verringerten Schachtreibung, wenn man das Verfahren der Erfindung mit den Verfahren vergleicht, die zum Herstellen anderer Arten gebohrter Pfähle verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zum Pfahlerzeugen mit einem Erdbohrer, der eine durchgehende Schnecke hat, wobei:

i) ein Erdbohrer (2) in den Boden eingebracht wird und dabei eine erste Eindringphase und eine zweite Rückziehphase durchläuft; und

ii) die Drehzahl und/oder die Eindringgeschwindigkeit des Erdbohrers (2) und/oder das auf den Erdbohrer ausgeübte Drehmoment während der ersten Eindringphase bestimmt ist und als Funktion der Bodeneigenschaften und der Erdbohrergeometrie geregelt wird, und zwar mit Hilfe eines elektronischen Computers (8) und mit dem Ziel, die Schneckenwindungen (11) des Erdbohrers mit Erdboden beladen zu halten, der aus dem Bereich der Spitze (12) des Erdbohrers (2) stammt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:

iii) der Spitze des Erdbohrers (2) während der zweiten Rückziehphase mit Hilfe von Flussregel- und Messvorrichtungen (6, 7) Beton (14) zugeführt wird; und

iv) die Rückziehgeschwindigkeit des Erdbohrers (2) als Funktion der Flussrate des Betons (14) oder umgekehrt geregelt wird, und zwar mit Hilfe eines elektronischen Computers (8), damit sichergestellt ist, dass genügend Beton (14) zugeführt wird, so dass beim Zurückziehen zumindest die Spitze (12) des Erdbohrers (2) im Beton (14) eingetaucht bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Erdbohrer (2) so angetrieben wird, dass er bis zu einer vorbestimmten Tiefe in den Erdboden eindringt, und bei dieser Tiefe der Vorschub des Erdbohrers (2) angehalten wird, so dass ein Abscheren des Erdbodens erfolgen kann, der die Bohrlochwand (13) umgibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Schritte des Eindringens und Anhaltens wiederholt werden, bis der Erdbohrer (2) eine vorbestimmte Tiefe erreicht hat.

5. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektronische Computer (8) derart eingerichtet ist, dass er den Vorschub des Erdbohrers (2) so regelt, dass eine vorbestimmte Anzahl an Erdbohrerumdrehungen pro Einheitstiefe des Eindringens erreicht wird.

6. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das größtmögliche verfügbare Drehmoment zum Antrieb des Erdbohrers (2) bestimmt ist, und wobei der Vorschub des Erdbohrers (2) angehalten wird, wenn das auf den Erdbohrer (2) ausgeübte Drehmoment eine vorbestimmte Größe bei der oder nahe an der größtmöglichen bestimmten Größe erreicht.

7. Verfahren zum Pfahlerzeugen mit einem Erdbohrer, der eine durchgehende Schnecke hat, wobei:

i) ein Erdbohrer (2) in den Boden eingebracht wird und dabei eine erste Eindringphase und eine zweite Rückziehphase durchläuft;

ii) der Spitze (12) des Erdbohrers (2) während der zweiten Rückziehphase mit Hilfe eines elektromagnetischen Durchflussmessers (6) und einer Flussregelvorrichtung Beton (14) zugeführt wird; und

iii) die Rückziehgeschwindigkeit des Erdbohrers (2) als Funktion der Flussrate des Betons (14) oder umgekehrt geregelt wird, und zwar mit Hilfe eines elektronischen Computers (8), damit sichergestellt ist, dass genügend Beton (14) zugeführt wird, so dass beim Zurückziehen zumindest die Spitze (12) des Erdbohrers (2) im Beton (14) eingetaucht bleibt.

8. Verfahren nach Anspruch 2 oder 7, wobei mindestens 5 Prozent mehr Beton (14) zugeführt wird, als theoretisch zum Füllen eines Zylinders mit dem Durchmesser und der Länge des Bohrlochs erforderlich ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei 10 bis 35 Prozent mehr Beton (14) zugeführt wird, als theoretisch zum Füllen eines Zylinders mit dem Durchmesser und der Länge des Bohrlochs erforderlich ist.

10. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 2 und 7 bis 9, wobei der Erdbohrer (2) mit Hilfe eines hydraulischen Bohrgestells zurückgezogen wird, das ein elektronisch gesteuertes Hydraulikventil enthält, das der elektronische Computer (8) betätigt.

11. Bohrgestell (1) für einen Erdbohrer mit durchgehender Schnecke, umfassend einen Erdbohrer (2), eine Vorrichtung zum Eintreiben des Erdbohrers (2) in den Boden, Vorrichtungen (3, 4) zum Messen und Regeln der Drehzahl und/oder der Eindringgeschwindigkeit des Erdbohrers (2) und/oder des auf den Erdbohrer ausgeübten Drehmoments, wenn dieser in den Boden eindringt, und eine elektronische Computervorrichtung (8) zum Regeln der Drehzahl und/oder der Eindringgeschwindigkeit des Erdbohrers (2) und/oder des auf den Erdbohrer (2) ausgeübten Drehmoments als Funktion der Bodeneigenschaften und der Erdbohrergeometrie, damit beim Einsatz die Schneckenwindungen (11) des Erdbohrers möglichst mit Erdboden beladen bleiben, der aus dem Bereich der Spitze (12) des Erdbohrers (2) stammt.

12. Bohrgestell für einen Erdbohrer mit durchgehender Schnecke nach Anspruch 11, zudem umfassend eine Vorrichtung zum Zurückziehen des Erdbohrers (2) aus dem Boden, eine Vorrichtung (5) zum Einspeisen von Beton (14) in die Spitze (12) des Erdbohrers (2) während des Zurückziehens, eine Vorrichtung (6, 7) zum Messen und/oder Regeln der Zufuhr von Beton (14) in den Erdboden, und eine elektronische Computervorrichtung (8) zum Steuern des Erdbohrers (2) in der Rückziehphase seines Betriebs, damit sichergestellt ist, dass zumindest die Spitze (12) des Erdbohrers (2) während des Zurückziehens in Beton (14) eingetaucht bleibt.

13. Bohrgestell für einen Erdbohrer mit durchgehender Schnecke nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung (6, 7) zum Messen und/oder Regeln der Zufuhr von Beton (14) in den Erdboden einen elektromagnetischen Durchflussmesser (6) enthält.

14. Bohrgestell (1) für einen Erdbohrer mit durchgehender Schnecke, umfassend einen Erdbohrer (2), eine Vorrichtung zum Eintreiben des Erdbohrers (2) in den Boden, eine Vorrichtung zum Zurückziehen des Erdbohrers (2) aus dem Boden, eine Vorrichtung (5) zum Einspeisen von Beton (14) in die Spitze (12) des Erdbohrers (2) während des Zurückziehens, eine Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Beton (14) in den Erdboden, einen elektromagnetischen Durchflussmesser (6) zum Messen des Volumens an zugeführtem Beton (14), und eine elektronische Computervorrichtung (8) zum Steuern des Erdbohrers (2) zumindest in der Rückziehphase seines Betriebs, damit sichergestellt ist, dass zumindest die Spitze (12) des Erdbohrers (2) während des Zurückziehens in Beton (14) eingetaucht bleibt.