DE7127962U

DE7127962U - SLIDING SLEEVE AND FILLING MATERIAL FOR LARGE DRILL PILES WITH SEALING WITH COMPRESSIBLE SOFT FOAM

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Publication number: DE7127962U
Application number: DE19717127962
Authority: DE
Original assignee: EAH NAUE KG
Current assignee: EAH NAUE KG
Priority date: 1971-07-21
Filing date: 1971-07-21
Publication date: 1971-11-11

Description

E.A.H. NAUE KG, Espelkamp Espelkamp, il. 7. 1971E.A.H. NAUE KG, Espelkamp Espelkamp, il. 7th 1971

Gleithülse und Verfüllmaterial für Großbohrpfähle zur Minderung negativer Mantelreibung mit einer unteren Abdichtung durch kompressiblen Weichschaumstoff Sliding sleeve and backfill material for large bored piles to reduce negative skin friction with a lower sealing by compressible soft foam

In den letzten Jahren hat die Herstellung von Großbohrpfählen als Gründungselemente eine große Bedeutung erlangt. Mittels Gioßbohrpfählen können bekanntlich wesentlich höhere vertikale Lasten abgetragen werden als dies mit normalen Bohrpfählen bisher üolicher Durchmesser möglich ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß Großbohrpfähle erhebliche Horizont alkräfte aufnehmen können, für die sonst Schrägpfähle angeordnet werden müssen.In recent years, the manufacture of large bored piles as foundation elements has gained great importance. It is well known that significantly higher piles can be used with Gioß bored piles vertical loads can be carried as this was previously possible with normal bored piles with a diameter greater than or equal to a larger diameter. A Another advantage is that large bored piles can absorb considerable horizontal forces for which otherwise inclined piles must be arranged.

Bei der Dimensionierung von Pfählen ist negative Mantelreibung zu berücksichtigen, wenn mit Setzung der Deckschichten oberhalb des Gründungshorizontes gerechnet werden muß. Da Großbohrpfähle, insbesondere wenn eine Fußverbreiterung hergestellt wird, wegen des Verhältnisses von Fuß- und Mantelfläche den Hauptanteil der vertikalen Lasten über Spitzen- «Iruck abtragen, werden sie häufig als reine Spitzendruckpfähle betrachtet. In Wahrheit wirken auch bei ihnen Spitzendruck und Mantelreibung zusammen. Diese ist in der Praxis bisher wenig beachtet worden.When dimensioning piles, negative skin friction must be taken into account when settling the cover layers must be expected above the foundation horizon. Because large bored piles, especially if a foot widening is made due to the relationship between the foot and the lateral surface, the main part of the vertical loads is “When removing pressure, they are often used purely as point pressure piles considered. In truth, peak pressure and skin friction also work together with them. This is so far in practice received little attention.

Die bisherige Anschauung über das Tragverhalten von Großbohrpfählen hat dazu geführt, daß man - von wenigen Ausnahmen abgesehen - meint, bei ihnen brauche man auch nicht die negative Mantelreibung zu berücksichtigen. Dies Auffassung ist falsch. In Zukunft - spätestens nach Fertigstellung der neuen DIK-Vorschriften für Großbohrpfähle - wird man die negative Mantelreibung berücksichtigen müssen. Man wird dann feststellen, daß der Einfluß der negativen Mantelreibung ganz beträchtlich sein kann, und die Gebrauchslasten unter Umständen entsprechendThe previous view of the load-bearing behavior of large bored piles has led to the fact that - apart from a few exceptions - one thinks that you don't need the negative one either Skin friction must be taken into account. This view is wrong. In the future - at the latest after the new DIK regulations have been completed for large bored piles - the negative skin friction will have to be taken into account. You will then find that the influence of the negative skin friction can be quite considerable, and the working loads may be correspondingly

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erheblich reduziert bzw. die Pfähle verlängert werden müssen. Maßnahmen zur Verminderung der negativen Mantelreibung müssensignificantly reduced or the piles have to be lengthened. Measures to reduce the negative skin friction must be

In Deutschland wird vielfach selbst bei üblichen Pfahldurchmessern der Einfluß der negativen Mantelreibung vernachlässigt oder aber in zu geringer Höhe bzw. mit einem falschen Sicherheitegrad berücksichtigt. Man kann sagen, daß die negative Mantelreibung nur in verhältnismäßig wenigen Fällen bei der Dimensionierung korrekt eingerechnet wird.In Germany it is often used even with the usual pile diameters the influence of negative skin friction is neglected or at too low a level or with an incorrect degree of safety considered. One can say that the negative skin friction occurs only in relatively few cases the dimensioning is correctly taken into account.

Dagegen sind bereits häufiger - speziell bei (rauhem) Ortbetonpfählen - zur Verminderung der negativen Mantelreibung konstruktive Vorkehrungen (z.B. Einbau von glatten Hülsen aus Stahl oder Kunststoff) getroffen worden.On the other hand, they are more common - especially with (rough) cast-in-place concrete piles - To reduce the negative skin friction, constructive measures (e.g. installation of smooth sleeves made of steel or plastic).

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in Oslo ist festgestellt worden, daß bereits eine 1,2 mm dicke Bitumenbeschichtung die negative Mantelreibung wirksam, d. h. auf 10 bis 20 % vermindert 1In Oslo it has been found that a 1.2 mm thick bitumen coating is already effective in reducing the negative skin friction, ie reducing it to 10 to 20% 1

Bei Bauvorhaben sollen die Großbohrpfähle im BereL ch von WeicLiechichten, bei denen noch Nachsetzungen erwartet werden, verlorene Stahlhülsen erhalten, die aufgrund der Meßergebnisse in Norwegen von außen mit einem Bitumen bestimmter Qualität angestrichen werden sollen. Die Qualität bzw. die Zähigkeit des Bitumen ist abhängig von der Setzungsgeschwindigkeit, der Dicke der Ummantelung, von Temperaturbedingungen u. ä.In construction projects, the large bored piles should be in the area of White light, where subsequent settlements are expected, Lost steel sleeves received, which due to the measurement results in Norway from the outside with a bitumen certain Quality should be painted. The quality or the toughness of the bitumen depends on the rate of settlement, the thickness of the jacket, temperature conditions and the like.

Weil diese Großbohrpfähle auch erhebliche horizontale Kräfte aufzunehmen haben, muß die seitliche Bettung auch innerhalb der weichen Deckschichten gewährleistet werden. Deshalb muß der Ringspalt, der durch das Ziehen der Bohrrohre entsteht, mit einer geeigneten Füllmasse auf Zement-Bentonit-Basis verfällt werden. - Da dieser Ringspalt zwischen Boden undBecause these large bored piles also have considerable horizontal forces have to absorb, the lateral bedding must also be guaranteed within the soft cover layers. Therefore must the annular gap, which is created by pulling the drill pipe, with a suitable filling compound based on cement-bentonite be forfeited. - Because this annular gap between the floor and

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Gleithülse eine Dicke von etwa 6 bis 8 cm aufweist, stellt er eine Schale dar, die wegen der horizontalen Mindestfestigkeit auch erhebliche vertikale Kräfte abtragen kann.Sliding sleeve has a thickness of about 6 to 8 cm, it represents a shell, which because of the horizontal minimum strength can also dissipate considerable vertical forces.

Diese äußere Schale darf daher nicht auf den unterhalb der Gleithiilse sich verbreiternden Betonschalt der Pfähle aufsetzen, weil sonst die negative Mantelreibung über diesen Weg noch in den Pfahl eingeleitet wird.This outer shell must therefore not sit on the concrete shell of the piles, which widens below the sliding sleeve, because otherwise the negative skin friction will still be introduced into the pile via this path.

Am unteren Ende der Gleithülse muß daher eine Vorrichtung sein, die verhindert, daß die Verfüllmasse des Ringspaltes einen kraftschlüssigen Kontakt mit einem Absatz des Betonschaftes erhält.At the lower end of the sliding sleeve there must therefore be a device that prevents the filling compound of the annular gap receives a force-fit contact with a shoulder of the concrete shaft.

Die konstruktive Ausgestaltung eines Pfahles in Verbindung mit der von außen bituminierten Gleithülse ist Gegenstand dieses Schutzbegehrens.The structural design of a pile in connection with the externally bituminized sliding sleeve is the subject matter this protection request.

Ältere Vorschläge sehen eine doppelwandig« Gleithülse vor, deren etwa 1 cm dicker Ringspalt mit Bitumen als Gleitmaterial verfüllt wird, bzw. ein Stahlrohr, das von innen mit Bitumen beschichtet wird. Im ersten Fall ist aber die horizontale Bettung des Pfahles unter langzeitiger Belastung nicht sichergestellt. Bei der zweiten Lösung ist eine Beschädigung der Schmierschicht bei der Mortage bzw. beim Betonieren zu befürchten. Außerdem sind beide Vorschläge relativ unwirtschaftlich.Older proposals provide for a double-walled sliding sleeve, the 1 cm thick annular gap is filled with bitumen as sliding material, or a steel pipe that is inserted from the inside is coated with bitumen. In the first case, however, the horizontal bedding of the pile is subject to long-term loading not assured. In the second solution, damage to the smear layer is caused by mortage or by Fear of concreting. In addition, both proposals are relatively uneconomical.

Bei der hier vorgeschlagenen Lösung erfolgt die Bohrung für den Großbohrpfahl 5 in herkömmlicher Weise. Die von außen mit einem 1 mm bis 2 mm dicken Bitumenanstrich 1 a versehene Gleithülse 1 aus Metall, Kunststoff oder aus Beton wird zentrisch am Bewehrungskorb j/k fixiert. Zum Bauvorgang ist anzuführen, daß im allgemeinen der fertig hergestellte Bewehungskorb j/k bereits im Bohrloch eingesetzt sein wird. Danach wird der Einbau der Gleithülse 1 vorgenommen.In the solution proposed here, the drilling for the large bored pile 5 takes place in a conventional manner. The sliding sleeve 1 made of metal, plastic or concrete, which is provided with a 1 mm to 2 mm thick bitumen paint 1 a on the outside, is fixed centrally on the reinforcement cage j / k. Regarding the construction process, it should be noted that, in general, the completed reinforcement cage j / k will already be inserted in the borehole. The sliding sleeve 1 is then installed.

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Zu diesem Zweck sind außen an die Spiralbewehrung mehrere nicht gezeichnete Längsstäbe angeschweißt, die als Gleitkufen für die zwischen Bohrrohr und Bewehrungskorb einzubringende Gleithülse 1 dienen. In Solltiefe der U.K. Gleithülse können AufStandsnocken am Bewehrungskorb j/k angeordnet werden, die als Auflager der Gleithiilse dienen.For this purpose, several longitudinal bars (not shown) are welded to the outside of the spiral reinforcement, which serve as skids for the sliding sleeve 1 to be inserted between the drill pipe and the reinforcement cage. Support cams on the reinforcement cage j / k , which serve as supports for the sliding sleeve, can be arranged at the nominal depth of the lower edge sliding sleeve.

Am unteren Ende der Gleithülse 1 wird ein Mantel aus Schaumstoff 2 aufgeklebt. Mit dem stark kompressiblen Schaumstoffmaterial wird der KraftSchluß zwischen o. g. Verfüllmasse und dem unteren (dickeren) Pfahlschaft 5a verhindert. Der Schaumstoff muß den Hingspalt voll ausfüllen können und eine Dicke von mindestens dem Abstand zwischen AußenkanteAt the lower end of the sliding sleeve 1 is a shell made of foam 2 glued on. With the highly compressible foam material, the force connection between the above. Backfill and the lower (thicker) pile shaft 5a. The foam must be able to fill the gap completely and a thickness of at least the distance between the outer edge

und
Gleithülse 1 «kl Außenkante Bohrrohr B aufweisen. Damit die Gleithülse mit dem beklebten Schaumstoffpolster ohne große Schwierigkeit in das Bohrrohr eingeführt werden kann, muß dieses sich auf etwa 2 cm Dicke zusammendrücken lassen. Nach Versuchen eignet sich hierfür ·>1ϊ1 Weichschöunistoff, der ein Raumgewicht von etwa 35 k^/ctai besitzt. Zur Erleichterung der Montage kann der Schaumstoff am unteren Ende eine Anfassung 2 a erhalten. Außerdem empfiehlt es sich, am unteren Ende eine Art "Kantenschutz" 3a in Form eines Rundstahles o. ä. vorzusehen, durch den das Schaumstoffpolster eingefaßt und damit gegen Beschädigung bei der Montage bzw. beim Ziehen des Bohrrohres geschützt wird. Die Oberkante 2 b der Schaumstoffplatte wird zweckmäßigerweise mit einem Klebestreifen 9 a abgedeckt.and
Have sliding sleeve 1 ″ small outer edge of drill pipe B. So that the sliding sleeve with the foamed-on foam padding can be inserted into the drill pipe without great difficulty, it must be possible to compress it to a thickness of about 2 cm. Experiments have shown that ·> 1ϊ1 soft foam material, which has a density of about 35 k ^ / ctai, is suitable for this. To facilitate assembly, the foam can have a bevel 2a at the lower end. In addition, it is advisable to provide a kind of "edge protection" 3a in the form of a round steel or the like at the lower end, by which the foam padding is framed and thus protected against damage during assembly or when pulling the drill pipe. The upper edge 2 b of the foam board is expediently covered with an adhesive strip 9 a.

Der anschließende Betoniervorgang des Pfahles 5 erfolgt wie üblich, nur muß während des ZiehensÖer Bohrrohre der Ringspalt oberhalb des Schaumstoffpolsters mit dem oben genannten Füllmaterial 8 verfüllt werden.The subsequent concreting process of the pile 5 takes place as usual, only the drill pipes must be during the pulling Annular gap above the foam pad can be filled with the above-mentioned filler material 8.

Das Schaumstoffpolster 2 muß während des Betoniervorganges den aufwärts gerichteten Drück des flüssigen Betons aufnehmen.The foam pad 2 must be used during the concreting process absorb the upward pressure of the liquid concrete.

Dies wird durch den verwendeten Kunststoffkleber in Verbindung mit dem Klebstoffstreifen, 9 a, der die Oberhaut der Schaumstoffplatte abdeckt, gewährleistet. Die erforderliche Höhe des Schaumstoffpolsters richtet sich nach dor Größe der zu erwartenden Setzungen der Deckscitichten, die mit einem Sicherheitszuschlag zu versehen sind, Das Schaumstoffpolster sollte jedoch aus konstruktiven Gründen mindestens 6o bis 80 cm hoch sein.This is linked by the plastic glue used with the adhesive strip, 9 a, of the epidermis the foam board covers, guaranteed. The required The height of the foam cushion depends on the size of the expected settlement of the deck layers, which are to be provided with a safety margin, The foam padding should, however, for structural reasons be at least 6o to 80 cm high.

Im allg. sollte die Gleithülse bis in die tragfähigen bzw. nicht setzungsgefährdeten Schichten 5 einbinden. In Ausnahmefällen sind Abweichungen von dieser Regel möglich.In general, the sliding sleeve should extend into the load-bearing resp. Include layers 5 that are not at risk of settlement. Deviations from this rule are possible in exceptional cases.

Abweichend von diesem Vorschlag wäre es auch denkbar, wenn auch durch die Formkosten erheblich teurer - , wenn man ersatzweise die Dichtung des Ringspaltes gegen die Verfüliüiasse mittels Manschetten aus flexiblem Kunststoff oder Gummi oder dergleichen nach dem Prinzip der Dichtungen wie beim Fahrradschlauch-Ventil vornähme. Unvergleichlich preiswerter und sicherer aber ist die Abdichtung durch eine Schaumstoffplatte, die den Vorteil hat, daß sie ohne Werkzeugkosten allen örtlichen Bedürfnissen leicht anzupassen ist.Deviating from this proposal, it would also be conceivable, albeit considerably more expensive due to the cost of the mold - if you can replace the sealing of the annular gap against the Verfüliüiasse by means of sleeves made of flexible plastic or rubber or the like according to the principle of seals as in Bicycle tube valve. Incomparably cheaper and safer, however, is sealing with a foam sheet, which has the advantage that it can be easily adapted to all local requirements without tool costs.

Die vorgeschlagene Lösung zur Reduzierung der negativen Manteilreibung zeichnet sich durch eine einfache und damit sehr wirtschaftliche Konstruktion aus. Die genauen Einzelheiten dieser Konstruktion sind der Skizze in Anlage zu entnehmen.The proposed solution to reduce negative friction is characterized by a simple and therefore very economical construction. The exact details this construction can be found in the attached sketch.

Abschließend sei betont, daß sich bei Gründungen, wo mit dem Auftreten von negativer Mantelreibung gerechnet werden muß, bei Anwendung des o. erläuterten Verfahrens auch die Sicherhext des Bauwerkes erheblich erhöht, da die genaue Ermittlung der negativen Mantelreibung auch heute noch Schwierigkeiten bereitet.Finally, it should be emphasized that foundations where negative skin friction is to be expected, When using the above-mentioned procedure, the security of the building is also significantly increased, since the exact determination the negative skin friction still causes difficulties today.

In den beigefügten Zeichnungen ist das Verbauungsprinzip schematisch dargestellt.The construction principle is shown schematically in the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt das untere Schaftende eines Großbohrpfahles, links jait dem Bohrrohr B, rechts mit der Verfüllmasse 8,Fig. 1 shows the lower shaft end of a large bored pile, on the left with the drill pipe B, on the right with the filling compound 8,

Fig. 2 den ganzen Pfahl bis Oberkante der sich setzenden Decksicht nach der Fertigstellung (in verkleinertem Maßstab) „Fig. 2 the whole pile up to the upper edge of the settling cover layer after completion (on a reduced scale) "

Hit B ist das Bohrrohr, mit i die Gleithülse, mit 1 a die äußere Bitumenschicht gekennzeichnet, mit 2 die untere Abdichtung durch Schaum. 5 ist der Betonpahl, 5 a dessen verbreiterter Kegelfuß, 6 ist die Oberkante des tragfähigen Bodens, 7 die sich setzenden Deckschichten. 8 ist das Füllmaterial. Hit B is the drill pipe, with i the sliding sleeve, with 1 a the outer bitumen layer, with 2 the lower one Sealing by foam. 5 is the concrete pile, 5 a its Broadened cone base, 6 is the upper edge of the stable soil, 7 is the settling cover layers. 8 is the filler material.

Das Bohrrohr gehört nicht zum Gegenstand des Schutzes. Es wild nach der Einbringung der Bewehrung 3/^? ^die Gleithülse 1 und der Verfüllmasse aus dem Bohrloch herausgezogen mit dem Vorschub, mit dem sich die Verfüllmasse verhärtet hat.The drill pipe is not part of the protection. It wild after the introduction of the reinforcement 3 / ^? ^the sliding sleeve 1 and the filling compound pulled out of the borehole with the advance with which the filling compound has hardened.

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Claims

PROTECTION CLAIMS Sliding sleeve and filling jacket for large bored piles to reduce negative skin friction, characterized in that

1.) the outside with bitumen, plastic or the like (la) coated sliding sleeve (l) made of steel, plastic or concrete in the lower area between the widening pile shaft (5a) and the outer backfill shell (8) a compressible medium (2) with the most reversible property »η installed as a seal for the annular gap ,

2.) this compresi. 'edium (2) an annular plate .respectively. a sheet made of flexible polyurethane foam that is bent into a ring is,

3 ·) the height and strength of the soft foam seal according to claims 1 and 2 is adapted to the respective local conditions,

k.) this compressible medium (2) is a ring sleeve made of plastic, rubber or the like based on the principle of sealing as with a bicycle tube valve,

5.) the upper edge (2b) of the foam plate (2) with a water-permeable adhesive strip (9a) is covered,

6.) the lower end face (2a) of the foam plate handled is under an angle of 45 or less.

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