-
Verfahren zur Herstellung von Betonpfählen im Erdreich durch Auspressen-
der mit Zuschlagstoffen gefüllten abgeteuften Bohrung mit Zementmilch od. dgl. unter
schrittweiser Zurücknahme des Preßrohres Die Erfindung betrifft ein Verfahren. zur
Herstellung von Betonpfählen im Erdreich, bei dem eine abgeteufte Bohrung mit Zuschlagstoffen.
gefüllt und diese Schüt.tung mit Zementmörtel oder Zementmilch mittels eines schrittweise
nach oben aus den Zuschlagstoffen zurückziehbaren Preßrohres unter Druck ausgepreßt
wird.
-
Bei der Durchführung von Gründungen im Erdreich be-i der Errichtung
von. Hoch- oder Wasseirbau@ten (Ufermauern, Kaimauern, Speichermauern, Industriebauten.
u. dgl.) tritt oft das Bedürfnis ein, das Erdreich durch Abteufen von Bohrungen
und darin gebildete ortsfeste Betonpfähle zu befestigen. Es sind hierfür verschiedene
Verfahren, entwickelt worden.
-
So ist es bekannt, nach Abteufen des Bohrloches das Bohrrohr oben
mit einem Deckel luftdicht zu verschließen, in dem mit Absperrventilen versehene
Rohrleitungen und Entlüftungsstutzen angeordnetsind'. Durch die verschieden tief
reichenden Rohrleitungen wird, einerseits Druckluft, andererseits Mörtel zugeführt.
Die tiefste Rohrleitung dient dazu, bei Beginn der Arbeit mit Hilfe der eingeführten
Druckluft das Grundwasser aus dem Bohrloch zu entfernen. Es besteht dabei die Möglichkeit,
innerhalb des Bohrrohres eine Bewehrung vor
Anhringung des Deckels
einzuführen und schließlich auch den Inhalt des Bohrrohres teilweise oder ganz mit
Zuschlagstoffen, wie Kies u. dgl., zur Einsparung von Zement auszufüllen. Während
dieses Vorganges soll nun das Bohrrohr selbst. mit diesen Zuleitungen schrittweise
nach oben aus der Bohrung zurückgezogen werden. Auf diese Weise läßt sich zwar der
Innenraum beim Auspressen, der Schüttung- mit Mörtel unter so, hobeln Druck setzen,
daß dieser auch bestimmungsgemäß an die Wandung unterhalb des schrittweise nach
oben entfernten Bohrrohres eingedrückt werden kann. Die Durchführung des Verfahrens
ist jedoch deswegen besonders umständlich, weil dias ganze Bohrrohr mit den Rohrarmaturen
über dem Bohrloch nach oben gehoben werden muß. Sofern man nicht das Bohrloch jeweils
teilweise abbaut und jedesmal wieder diese Deckelarmatur anbringt, müssen hohe Zugtürme
errichtet werden. Trotzdem ist dieses Verfahren in der Güte seiner Durchführung
nicht kontrollierbar, da die Betonmischmaschine das Füllgut nur in Abständen erzeugen
kann, und daher Unterbrechungen entstehen. Infolgedessen kann es vorkommen, diaß
das aufwärts bewegte Bohrrohr durch Rohr- und: Mantelreibung eine obere Schicht
der Ausfüllung, die sich schon hinreichend: verdichtet bzw. abgebunden hat, nach
oben hin mitnimmt. Infolgedessen können. auf diese Weise im Pfahl Zwischenräume
entstehen, in deinen. lediglich die Bewehrung steht. Ein solcher Pfahl ist fehlerhaft:
und erfüllt daher nicht die an ihn gestellten Ansprüche an Sicherheit. Infolgedessen
bedarf die Errichtung eines Pfahles in dieser Weise besonderer Aufmerksamkeit und.
Zuverlässigkeit der Bauarbeiter. Ein vorhandener Fehler ist aber von außen her überhaupt
nicht erkennbar.
-
Es ist auch. bekanntgeworden, nach Abteufen des Bohrloches einen außerhalb
hergestellten Fertigbeto,npfahl ganzer Länge in dieses einzusetzen und in der Längsrichtung
desselben Rohre einzuformen, die in verschiedener Höhe über dem unteren Ende Austritte
aufweisen.. Durch diese Rohre wird. nach Einlassen des Pfahles Beton bzw. Mörtel
edngepreßt. Eine derartige Maßnahme, die mit den außerordentlich hohen Gewichten
des fertigen Pfahles zu hantieren verlangt, kann für geringe Bohrlochtiefen noch
durchgeführt werden. Je größer aber die Tiefe ist, um so größer ist der Aufwand
an. Mitteln und Zeit, um diese durchzuführen. Bei diesem Herstellungsverfahren ist
es auch bereits bekanntgeworden, zunächst durch das Rohr mit der am höchsten. liegenden
Austrittsöffnung Beton austreten. zu lassen und dann etappenweise nach unten, schrittweise
vorzurücken. Daherkönnen bei der Auspressung nun auch hohe Drücke angewendet werden,
und man, erreicht auch, ein tiefes Eindringen von Mörtel in die Wandung der Bohrung
in, weniger festem Bereichen.
-
Gegenistan.d der Erfindung ist demgegenüber ein Verfahren zur Herstellung
von Betonpfählen. im Erdreich innerhalb einer mit Zuschlagstoffen gefüllten Bohrung,
bei der die Schüttung mit Zementmörtel oder Zementmilch unter Druck und unter schrittweiser
Zurückziehung des Preßrohres ausgepreßt wird, in der Weise, daß die Bohrung gegebenenfalls
unter gleichzeitigem Ziehen eines zu ihrer -Herstellung verwendeten Vortreibrohres
bis nahezu zum oberen Rand mit den Zuschlagstoffen unter Einrütteln derselben. ausgefüllt
wird und dann. im oberen, noch freien Teil der Bohrung ein. an die, Erdwandung derselben.
dicht anschließender Betonpfropfen als vorzugsweise in eine in. die Zuschlagstoffe
eingebettete Bewehrung eingebundener druckdichter Abschluß hergestellt wird und
in diesen absperrbare Stutzen für den Ein- und Auslaß von Druckluft fest einbetoniert
sowie das Zuführungsrohr für -Mörtel, Zementmilch od. dgl. höhenverschiebbar eingesetzt
werden.
-
Durch diese Maßnahme tritt eine außerordentliche Verbilligung des
Verfahrens ein, weil zunächst das Bohrrohr unbehindert entfernt, darauf das abgeteufte
Bohrloch unmittelbar in der gewünschten Weise- ausgebaut und der Betonpfropfen als
oberer druckdichter Abschluß bequem bergestellt werden kann. Insoweit kann an Baugerüsten
und Arbeitslöhnen bereits wesentlich gespart werden.. Außerdem aber kann. nach einem
so einfachen Verschließen des Bohrloches mit starken Drücken in diesem selbst gearbeitet
werden, um das Grundwasser in das Erdreich zurückzudrängen, so daß die Zuschlagstoffe
vor dem Eindringen der Zementmilch bzw. des Zementmörtels soweit als möglich wasserfrei
gemacht sind. Der Preßdruck kann innerhalb dieser Verfahrensstufe auch weitgehend.
gesteigert werden, um zu erreichen, daß ringsum über die ganze Ausdehnung des zu
bildenden Betonpfahles alle Klüfte. bzw. Spalten in der Wandung des Erdloches ebenfalls
mit Mörtel unter Druck ausgefüllt werden, 'so, daß die Widerstandskraft des Betonpfahles
nur noch weitererhöht wird.
-
Dort wo es sich um die Füllung von Hohlräumen besonderer Tiefe handelt,
z. B. bei der Gründung von Ufermauern im. Wasser bzw. bei der Herstellung von Docksohlen
unter-Verwendung von hohlen Säulenkörpern, kann in gleicher Weise vorteilhaft verfahren
werden.
-
Wo. in den tieferen, mittleren oder höheren Schichten des Erdreiches
besonders aggressive Wässer bei Bodenuntersuchungen festgestellt werden, verfährt
man erfindungsgemäß vorteilhaft so, daß vor dem Einbringen der Zuschlagstoffe in
an sich bekannter Weise ein vorgefertigter, außen isolierter Stahlbetonpfahl von
einer durch die Bodenverhältnisse bedingten Länge und von geringerem Durchmesser
bis auf den Grund der Bohrung in diese eingelassen. wird, der mit nach oben herausragenden.
Enden seiner Bewehrung eine Verbindang mit dem anschließend aus den. Zuschlagstoffen
und dem eingepreßten Zementmörtel gebildeten Pfahlteil eingeht.
-
Das Verfahren der Erfindung kann auch insofern eine Abänderung erfahren,
als die Bohrung zunächst nur auf einem Teil ihrer Höhe: mlit Zuschlagstoffen. unter
Einrütteln derselben ausgefüllt und dann ein an seinem unteren Ende mit einem eingeschnürten
mittleren Ansatz versehener vorgefertigter
Pfahlabschnitt, vorzugsweise
aus Stahlbeton, auf die Schüttung aus Zuschlagstoffen abgelassen und schließlich
als Abschluß der Bohrung der Betonpfropfen in erörterter Weise hergestellt wird.
-
Ein derartiger vorgefertigter Pfahlabschnitt zur Durchführung dieses
Verfahrens wird erfindungsgemäß in seinem oberen Bereich am Rande derart eingeschnürt
ausgebildet, daß beim Betonieren des die Bdhrung nach oben abschließenden Betonpfropfens
ein ringförmiger Absch.l.ußpfropfen entsteht. , In der Zeichnung ist die Erfindung
an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert.
-
Abb. i zeigt einen aufrechten Schnitt durch einen im Aufbau befindlichen
Stahlbetonpfahl, Abb. i a eine Draufsicht bzw. einen Grundriß; Ab.b.2 zeigt den
fertigen Pfahl vor der Verpressung im aufrechten Schnitt und Abb. 3 die Durchführung
des Verpressungsvorganges; Abb..f bis 6 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel,
und, zwar unter Verwendung eines unteren Betonfertigpfahles, Abb.7 bis g ein drittes
Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines oberen Betonfertigpfahles.
-
Mit den aus Einzellängen bestehenden Bohrrohren i entsprechenden Durchmessers
wird zunächst ein Loch 2 bis auf den tragfähigen Baugrund abgeteuft. In das fertige
Loch 2 wird zunächst ein Rohr 3 eingeführt, an, dessen unterem Ende hinreichend
fest, aber doch lösbar ein Drahtring od. dgl. q. befestigt ist, welcher dafür sorgt,
daß auch das untere Ende des oft sehr langen Rohres 3 in der Mitte verläuft. Das
obere Ende dieses mehrteiligen Rohres 3 ragt hinreichend weit über den Erdboden
hinaus. Im Bedrarfsfalle wird nun ein Bewehrungsgeflecht 5 ganz oder in Teilen,
überg;.= schoben, so daß die ganze Länge des Pfahles mit einer Bewehrung in der
ringförmigen Randzone ausgerüstet ist. Auf diese Weise ist zwischen dem Rohr 3 und.
dem Bohrrohr i genügend Raum für ein von oben her eingeschobenes Schüttrohr 6, durch
das nach Einführung der Bewehrung 5 die Bohrung mit etwas groben, von Feinsand freien
Zuschlagstoffen ausgefüllt wird. Dabei verbleibt das Preßrohr 3 noch immer in. seiner
Lage. Ist. die Auffüllung mit Zuschlagstoffen bis zu einem Zustande nach Abb. 2
gediehen, nachdem während des Füllvorganges das Bohrrohr i in Etappen hochgezogen
und entfernt worden ist, so wird das Schüttrohr 6 entfernt und der obere Bereich
in z. B. So cm Dicke mit eiaem Betonpfropfen. 7 abgeschlossen, in den auch der obere
Teil der Bewehrung 5 eingebunden ist. Während der obere Teil des Rohres 3 durch
Umhüllung mit einer Isolierschicht im Betonpfropfen 7 beweglich geführt und daher
während des späteren Verfahrens nach oben restlos herausgezogen wird, werden: noch
zwei mit Absperrventilen versehene Rohre 8, 9 einbetoniert. Durch das eine wird
Druckluft zugeführt und durch das andere Luft abgeblasen: Abh. 3 lä.ßt bereits an
den Konturen des Pfahles P erkennen, daß beim Zuführen von Feinmörtel bzw. Betonmilch
vom Bodengrund aus unter allmählichem Ziehen des Preßrohres 3 eine Verpressung des
so gebildeten Betonpfahles gegen die Bodenwand erfolgt. Das Preßrohr 3 ist an ein
druckdichtes Preßgerät io angeschlossen, in dem der Beton gemischt und von einem
Kompressor i i über einen Windkessel 12 unter Druck gesetzt wird. Ist der Preßvorgang
allmählich nach oben fortschreitend beendet, der also zonenweise durchgeführt wird,
so ragen aus dem Betonpfropfen 7 noch die senkrechten Anschlußeisen der Bewehrung
5 und die Rohrstutzen 8 und 9 nach Entfernung der Absperrorgane heraus, so dal3
das Bauwerk unter ihrer Mitbenutzung errichtet werden kann. Der Anschluß des Stutzens
8, der mit einem Druckluftförderer 13 in Verbindung steht, kann dazu benutzt werden,
um zunächst das Wasser aus der durch den Pfropfen abgesch.lossenen und mit den Zuschlagstoffen
gefüllten Bohrung zu entfernen, bevor der Zementmörtel eingeführt und unter Druck
gesetzt wird.
-
Die Herstellung eines Gründungspfahles nach Abb..I bis 6 unterscheidet
sich von dem vorigen Beispiel nur dadurch, daß hier zwei bis drei Pre:ßrohre 3 eingeführt
werden, die in achsparallelen Nuten eines fertigen Stahlbetonpfahlteiles am Umfang
desselben Platz finden. Oberhalb dieses in die Bohrung hinein versenkten fertigen
Pfahlteiles P', aus dem oben Bewehrungsteile, herausstehen, die mit der weiteren
Bewehrung 5 sich übergreifen, wird in der vorher beschriebenen `''eise der weitere
Betonpfahl P nach Einschüttung von Zuschlagstoffen in den gesamten Zwischenraum,
also auch den F.aum um den fertigen Betonpfahl P' herum, gebildet, so daß sohlieSlidh
eire einheitlicher Pfahl P', P entsteht. Die Bildung des Betonpfropfens 7, ebenso
wie das Verpressen der Füllung, erfolgt im übrigen wie bei dem erläuterten Beispiel.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 his 9 wird zunächst in gleicher
Weise wie bei dem nach Abb-, i bis 3 vorgegangen, allerdings mit dem Unterschied,
daß hier zwei bis drei Preßrohre 3 am Umfang bis zur Sohle der Bohrung reichen und
nun die Bewehrung 5 herabgelassen wird. Zuschlagstoffe weiden unter Rüttlung eingebracht,
und zwar so, diaß noch ein Abstand von etwa 8o cm (sogenannte Haftlänge) unterhalb
der Bewehrungsoberläche verbleibt. Nun wird ein Betonfertigpfahl P' niedergelassen,
der wiederum am Umfang Führungsrinnen. zur Aufnahme der Preßrohre 3 aufweist und
mit einem mittleren unteren verjüngten Fortsatz in den Hohlraum der Bewehrung 5
eindringt und. dort auf dem Füllgut aufsitzt. Aus der Unterfläche ragen ringsherum
senkrechte freie Bew ehrungsstäbe heraus, die andererseits auch oben aus der Oberfläche
herausstehen. Der Betonklotz P' hat hier auch an. seinem oberen Rande einen Rücksprung
zur Bildung des Betonpfropfens 7, der in diesem Falle Ringform aufweist. Auch hier
sind wiederum die Rohrstutzen 8 und 9 einbetoniert. Nach Bildung des Pfropfens 7
wird die durch diesen. Körper abgeschlossene Bohrung mit Zementmörtel
gefüllt
und dieser dann wie bei obigen Beispielen unter Druck gesetzt, d. h. verpreßt, nachdem
der freie Raum um den Fertigpfahl mit, Filterkies ausgefüllt wurde.