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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Gründungspfählen im Erdreich
Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Gründungspfählen
im Erdreich sowie auf verschiedene Mittel zur Verwirklichung dieses Verfahrens.
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Es sind bereits ähnliche Verfahren bekanntgeworden., gemäß denen der
Gründungspfahl in der Weise gebildet wird, daß man ein uiderstandsfähiges Metallrohr
in den Boden vortreibt, welches an seinem unteren Ende durch einen Stopfen aus Beton
odereinem anderen ähnlichen Werks,taff verschlossen; ist, auf den man dann wied,-rholt
Schläge mittels eines Rammbären ausübt, :um gleichzeitig das Einbringen des Rohres
und des Stopfens durchzuführen. Diese bekannten Verfahren, bei denen der Schaft
des Pfahles nach Maßgabe des Herauszxehens des Rohres gebildet wird, sind sehr wirksam
und geben keinerlei Anstände in technischer Hinsicht. Sie weisen indessen insofern
einen Nachteil auf, als sie sich nicht für Arbeiten zur Herstellung von Gründungsbauten
geringer Ausmaße eignen, da sie mechanische Spezialvorrichtungen sowohl für das
Einbringen des Rohres wie für seine Entfernung bedingen, die eine große Bauhöhe
aufweisen und ein hohes Gewicht haben, woraus sich eine schwierige und kostspielige
örtliche Bewegung dieser Vorrichtungen ergibt.
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Die Erfindung setzt sich das Ziel, diese Nachteile zu beseitigen,
indem sie :das Herstellungsverfahr; n in gewisser Weise so abändert, daß die Vorrichtungen
zur Durchführung des Verfahrens sowohl in
der Höhe als auch hinsichtlich
des Platzbedarfs und des Gewichtes wesentlich verringert werden, trotzdem die Konstruktion
und die Wirkungsweise der Vorrichtungen und des Verfahrens denkbar einfach sind.
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Das Neue an der Erfindung, wodurch es möglich ist, die gesuchten Ergebnisse
sicherzustellen, besteht im wesentlichen darin, @daß die Menge von Beton oder seinem
ähnlichen Werkstoff, die für die Bildung seines Stopfens erforderlich ist, in eine
verformbare Hülle .gegeben wird, die vorzugsweise aus .einem wenig widerstandsfähigen
Stoff, wie beispielsweise Papier, besteht, und daß diese Hülle in das untere Ende
des Rohres eingeführt wird,: dessen. Vortreiben anschließend durch Rammstöße auf
die angefüllte Hülle erfolgt. Gemäß der Erfindung kann diese Hülle in das untere
Ende des Rohres unmittelbar gegeben werden, so daß die Nachteile beseitigt werden,
die sich daraus @ergeben, daß bisher der Beton od. dgl. in das obere Ende des Rohres
vor dessen Eintreiben hineingegeben werden mußte. Außerdem ist @es nunmehr sehr
einfach, die Bemessung der zur Bildung eines Stopfens nötigen Menge vorzunehmen,
welche imstande ist, das Rohr unter der Wirkung der Rammstöße in den Boden durch
ihre Reibungshaftung gegenüber dem Rohr hineinzuziehen.
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Eiaa anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß, das Rohr im
Boden belassen wird, anstatt daß man !es herauszieht, wie dies bei den bekannten
Verfahren üblich ist.
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Aus denn Vorstehenden .ergi,'bt sich, daß die Erfindung mehrere Ziele
verfolgt, von denen lein .Hauptziel dahin geht, daß, wie bereits vorher erwähnt,
diie Höhe, der :allgemeine Umfang und das Gewicht der-erforderlichen Hilfsmittel
für das Vortreiben des Rohres und die Bildung des Gründungspfahles verringert werden,
so daß fauch die Kosten von kleinen Gründungspfahlkonstruktionen verringert werden.
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Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, die Arbeit
zur Bildung des Gründungspfahles zu verringern. und gleichzeitig die Arbeitszeit
zu verkürzen.
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Andere Ziele -und Vorzüge der Erfindung ergeben sich :aus der Beschreibung
einiger Ausiiihrungsbeispiele, die nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
wiedergegeben werden, wobei Abb. i seine Wiedergabe zum Teil in der Ansicht, zum
Teil im Längsschnitt :eines Vortreihrohres ist, das an s:eiwem unteren Ende mit
,einem Stopfen ausgestattet und in einer Lage wiedergegeben ist, die es vor denn
Eindringen in den Boden einnimmt; Abb. z :stellt seine ähnliche Ansicht dar, jedoch
in verkleinertem Maßstab, wobei das Rohr mit dem Stopfen nach einem :gewissen Vortrieb
in den Boden unter der Wirkung seines Rammbären dargestellt ist; Abb. 3 ist eine
Ansicht im Längsschnitt des gleichem Rohres mit seinem Stopfen am Ende des Vortreibvorg,anges.,
jedoch vor der Herstellung des Pfahlschaftes; Abb. 4 .gibt :einen Längsschnitt durch
die gleiche Anordnung, indessen nach Fertigstellung des Pfahlschaftes wieder, :der
keinerlei innere Bewehrungen aufweist; schließlich ist Abb. 5 ein Längsschnitt durch
eine Abwandlungsform des erfindungsgemäßen Vortreibrohres.
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In dezi Abbildungen sind die ,gleichen oder entsprechenden Teile mit
den .gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie aus den Abb. i bis . ,ersichtlich, weist das Metallrohra eine
im wesentlichen der Länge des zu bildenden Gründungspfahlesentsprechende Länge auf,
obgleich in den Fällen, wo der Stopfen, auf den weiter unten eingegangen wird, zum
Teil herausgetrieben wird, :die Länge ein wenig gering;-r seih kann. Dieses Rohr
kann eine gleichmäßige Wandstärke aufweisen, :es kann aber auch gemäß der Erfindung
seine über den größeren Teil seiner Länge verringerte Wandstärke zeigen, wobei nur
am unteren Ende i eine genügende Wandstärke vorgesehen ist, um die Seitenkräfte
.aufzunehmen, die durch den Rammvorgang auf den inneren Stopfen hervorgerufen werden.
Infolgedessen kann also der übrige Teil z des Rohres eine Mindest-:andstärke aufweisen,
da dieser Teil keine wesentlichen Kräfte aufzunehmen hat. Die vorerwähnte größere
Wandstärke kann in der Weise herbeigeführt werden, daß :entweder der äußere Durchmesser
des Rohres vergrößert wird, wie dies gemäß den Abb. i biss 4 wiedergegeben ist.
Man kann aber auch zusätzlich oder ausschließlich :den inneren Durchmesser verringern.
Das Rohr nach Abb.5 zeigt Beinen derartigen verringerten inneren Durchmesser, wobei
der Außendurchmesser an den vorzutreibenden Enden mit dem an,den übrigen Stellen
übereinstimmt.
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In das innere des vorerwähnten Rohres ia bringt man eine Hülle b sein,
die z. B. frischen und fast trockenen Beton oder einen :anderen entsprechenden Stoff
3 @enthält, durch welchen der eigentliche Stopfen c gebil.det wird. Die in Frage
stehende Hülle wird vorzugsweise von einem Papiersack gebildet, einem Sack aus Gewebe
Moder einem anderen entsprechenden Stoff, der eine :ausreichende Festigkeit ,aufweist,
um die den Stopfen e bildende Masse zusammenzuhalten, dabei aber genügend empfindlich
ist, um feine Zerstörung während des Rammvorganges herbeizuführen, obwohl nichts
dem entgegensteht, die Hülle .auch wesentlich stärker auszulegen, wobei sie dann
aber verformbar oder nachgiebig sein muß.
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Andererseits kann die Hülle an ihrem oberen Ende offen oder geschlossen
sein, wobei das obere Ende nach dem Innern des Rohres a zu liegt. Gemäß einer «nagen
ihrer schnellen Durchführbarkeit und ihrer Wirtschaftlichkeit praktisch besonders
vorteilhaften Ausführungsart werden die Hülle und der Stopfen i,n der in Abb. i
dargestellten Lage vor Beginn des Vortreeibens.:des Rohres mittels einer Anzahl
von Metalldrähten, Kabeln, Seilen, Bändern 4 od. ä. gehalten, die man mit ihren
Enden an Zapfen 5 befestigt, die fest ;an dem Ende i des Rohres angeordnet sind,
wie Abb. i zeigt, oder angeschweißt sein. können, wie in Abb. 5 dargestellt, wobei
die Drähte od. dgl. nach Art eines Korbbodcns
quer zur unteren
Öffnung des Rohresa so angeordnet werden, daß sie das entsprechende G.-wicht halten
können. Diese Drähte 4. od. dgl. können gemäß der Größe des zu tragenden Gewichtes
in beliebiger Anzahl von zwei oder mehr vorgesehen werden. Dae Anordnung zum Festlegen
des Stopfens und seiner Hülle kann aber auch durch jedes andere entsprechende und
geeignete Mittel ersetzt werden, .das an dem Rohr und/oder der Hülle vorgesehen
ist und es gestattet, das Gewicht des Stopfens vorübergehend aufzunehmen.
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Die Seile, Bänder q. :od. dgl. können z. B. von vornherein am Boden
der Hülle mit ihrem mittleren Teil oder auch am Rohr befestigt sein, wenn sie im
letzteren Fall eine genügende Nachgiebigkeit aufweisen, um zum Einführen der gefüllten
Hülle auseinandergeschoben zu werden. Man könnte auch eine Kappe oder einen Ring
vorsehen, der z. B. unter Reibung oder elastischem Druck in oder auf dem unteren
Ende des Rohres gehalten wird. Eine derartige Kappe oder Ring, z. B. aus Metall
oder einer plastischen Masse, könnte dann vom Rohr entfernt werden, sobald der Stopfen
ein wenig unter dem Einflu.ß des Rammens in den Boden eingedrückt ist.
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Wie bei dem bekannten Rammverfahren üblich, ist das Rohr a an seinem
oberen Ende mit zwei ösen 6 ausgestattet, in welche Seile oder Kabel 7 eingreifen,
die zum Halten des Rohres in seiner lotrechten Lage dienen und im allgemeinen seine
Bewegung ermöglichen. Wie aus den Abb. z und 3 hervorgeht, isst im übrigen der Rammbär
d an einem Kabel 8 ,aufgehängt, das in gleicher Weise wie die Kabel oder Seile 7
an dem Ausleger oder Gerüst der bekannten Rammvorrichtung befestigt ist. Der Rammbärd
weist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, einen Durchmessier ajuf, der ein wenig
größer ist :als derjenige der bisher üblichen Rammbären und nur wenig geringer a:ls
der innere Durchmesser des Rohres ,a.
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Dii,e verschiedenen, in der vorbeschriebenen Weise miteinander verbundenen
Teile gestatten ies, Gründungspfähle gemäß dier Erfindung nach einer der verschiiedenartigen
Ausfuhr ungsforinen der Erfindung auf .de folgende Weise -durchzuführen: Zunächst
gräbt man den Rammbären d zum Teil oder ganz in das Erdreiche ein, wobei es genügt,
eine kleine Aushöhlung vorzusehen. Man hebt sodann ,das Rohra und setzt es über
den Rammbären, den man anschließend in sein Seil 8 einhängt. Diarauf hebt man den
Rammbären und gleichzeitig das Rohra, indem man einen Zug :auf die entsprechenden
Seile 7 .ausübt. Man führt nun in das untere Ende. i des Rohres die Hülle h :ein,
welche den Beton zur Bildung .des Stopfens c. enthält, und spannt die Drähte .4
unter dem unteren Boden der Hülle, wobei man sie an den Tragzapfen 5 befestigt,
so d:aß sie nach Art :eines Tragkäfigs unter der Stopfenhülle angeordnet sind. Dias
Rohr und der Stopfen sind auf diese Weise für den Beginn :dies Vortrei,bens und
für die Bildung des Gründungsschachtes vorbereitet. Dieser Arbeitsgang wird dabei
gemäß den üblichen bekannten Normen durchgeführt, :obwohl einige wichtige Abwandlungen
vorgesehen sind, die sich auf die Merkmale der Erfindung beziehen. 'Nach diesen
Vorbereitungen beginnt man den Rammvorgang auf den Stopfen e, indem man dien Rammbären
d wiederholt von einer gewissen Höhe herabfallen läßt, ohne daß dabei der Stopfen
völlig aus dem Rohr :a herausgetrieben, würde. Es versteht sich und ist an sich
bekannt, daß die Rammschläge auf die obere Fläche der Hülle und des Stopfens den
Werkstoff stark zusammenpressen, aus dem der letztere gebildet ist, und ihn fest
gegen die Rohrwandung drücken., an dem sie zuverlässig haftet. Unter der Wirkung
der Rammstöße auf den Stopfen zieht dieser das Rohr durch seine Reibungshaftung
gegenüber dem letzteren seit sich und verwirklicht auf diese Weise das fortschreitende
Einbringen der Gesamtanord!n'ung. In der Praxis begleitet das Rohra ohne Schwierigkeiten
den Stopfen bei seinem Vordringen in das Erdreich. In zahlreichen Fällen hat der
Stopfen die Neigung, während des Rammvorganges aus dem unteren Ende des Rohresa
leicht herauszutreten, sio, daß sich ein Bruch oder ein Auseinandertreiben der Fäden
¢ einstellt, das jedoch keinerlei Nachteile mit sich bringt, ,nachdem sie ihre anfänglich
wichtige Aufgabe ierfüllt haben" die darin besteht, vorläufig den Stopfen und diie
Hülle in dem Rohr zu halten und die danach keinerlei wirksamen Aufgaben haben, weshalb
sie entfernt oder :auf irgendeine bieliebige Weise zerstört werden können.
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Wenn das Rohr vollständig vorgetrieben ist und sich in gleicher Weise
wie der Stopfen m einer Lage befindet, wie sie in Abb. 3 dargestellt ist, zieht
man den Rammbären d zurück und füllt darauf den inneren Raum des Rohres mit einer
zusätzlichen und entsprechenden Menge vorn Beton 9, als wenn es sich darum handeln
würde, die Verschalung einer Be:törnsäule zu füllen. Durch diesen Arbeitsgang wird
die Bildung des Gründungspfahles vollendet, der infolgedessen :aus einer vom Rohr:a
gebildeten Außenhaut und einer Füllung besteht, die aus dem Stopfen c und der zusätzlichen
Füllung 9 zusammengesetzt isst.
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Es versteht sich, daß das vorstehend beschriebene Verfahren zahlreiche
Abwandlungen und Änderungen ierfahren kann, ohne jedoch den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. So könnte minn z. B. zunächst die Hülle von unten in das Rohr einfüllen
und :ansichliießend den Rammhären von oben hereingehen. Dies weiteren könnte der
Rammbär einen wesentlich geringeren Durchmesser aufweisen wiie der Innendurchmesser
des Rohres. Andererseits könnte das Rohr a am Ende des Vortreibens leicht herausgezogen
werden, ium !ein begrenztes Austreiben des Stopfens e herbeizuführen, so daß sich
ein verbreiterter Fuß bildet, wie dies bereits durch die klassischen Verfahren bekanntgeworden
ist, bei denen lein Betonpfropfen .oid..ä. ohne Hülle durch !das jobere Ende ödes
Rohres eingeführt wird. Unter den möglichen Abwandlungen könnte man noch diejenige
nennen, die darin besteht, da13 man ein zusätzliches Rammen des Auffüllbetons 9
vornimmt, das sich an das Vortreiblen des Rohres
und :des Stopfens
anschließt. Ferner könnte man eine Bewehrung paus Stahldrähten im Innern des Rohres
a vorsehen, um den Gründungspfahl zu verstärken..