EP0151389A1

EP0151389A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bauelementen im Baugrund, wie Pfählen, Injektionsankern, Schlitzwänden oder dergleichen

Info

Publication number: EP0151389A1
Application number: EP85100126A
Authority: EP
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. Reichert
Original assignee: Stump Bohr GmbH
Current assignee: STUMP SPEZIALTIEFBAU GMBH
Priority date: 1984-01-11
Filing date: 1985-01-08
Publication date: 1985-08-14
Anticipated expiration: 2005-01-08
Also published as: EP0151389B1

Abstract

Eine Öffnung im Baugrund (2) wird mit erhärtbarem, flüssigem Baustoff (3) gefüllt.

Hierauf wird in den noch flüssigen Baustoff (3) für das Bauelement flüssiges Material wiederkehrend impulsartig oder als kontinuierlicher Hochdruckstrahl eingeleitet. Dadurch wird der flüssige Baustoff (3) für das Bauelement gegen die umgebende Kontaktzone des Baugrundes getrieben, verdichtet diesen und erweitert damit die Öffnung im Baugrund (8). Gegebenenfalls kann ein cracking der Baugrundkontaktzone bewirkt werden. Die Verdichtung und Erweiterung der Öffnung im Baugrund (2) kann bei einem Pfahl zur Bildung des Pfahlfußes, zur gezielten Erweiterung über die ganze Länge eines Ankers oder nur über Teillängen einer Öffnung im Baugrund zur Bildung von Knoten oder dgl. verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bauelementen im Baugrund, wie Pfählen, Injektionsankern, Schlitzwänden oder dgl., mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Bei einem bekannten Verfahren wird flüssiger Baustoff direkt von einer Impulsdruckquelle gegen die Wandung der Baugrundöffnung impulsartig bewegt. Die Impulsdruckquelle wird hierbei von einer mit Explosivladung arbeitenden Vorrichtung gebildet. Da die Impulsdruckquelle direkt den flüssigen Baustoff für das Bauelement impulsartig bewegt, muß die Impulsdruckquelle in der Öffnung im Baugrund angeordnet werden, was nachteilig sein kann.
Aus der DE-AS 21 58 764 ist es bekannt, unterirdische Säulen dadurch herzustellen, daß ein Erdbohrer bis auf Säulenfußtiefe vorangetrieben wird. Während des Zurückziehens desselben wird ein Erdverfestigungsmittel unter hohem Druck über wenigstens eine Düse kontinuierlich eingeleitet, welches in das umgebende Erdreich unter Zerstörung der betroffenen Bodenstruktur eindringt und sich mit diesem mischt. Dabei wird ein Erdbohrer verwendet, der sich infolge seines kleinen Durchmessers relativ leicht einbohren läßt. Durch das Einbringen von Erdverfestigungsmittel unter hohem Druck soll sich ein Säulenquerschnitt bilden, der gegenüber dem Durchmesser des Erdbohrers beträchtlich größer ist. Der Säulenquerschnitt besteht dann im wesentlichen aus einem Gemisch von Erdverfestigungsmittel und Bodenmaterial. Die Festigkeit und Belastbarkeit solcher Säulen ist nicht optimal; das Anordnen einer Stahlbewehrung ist nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von bewehrten und unbewehrten Bauelementen im Baugrund zu schaffen, die wenigstens im Kernquerschnitt von Bodenmaterial frei sind, deren Tragkraft und Festigkeit beträchtlich erhöht ist, und wobei die Druckquelle außerhalb der Baugrundöffnung angebracht werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils der Patentansprüche 1 und 7.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß der Impulsdruck auf den flüssigen Baustoff in der Baugrundöffnung durch ein Zwischenmedium, z_-8. flüssiges Material, ausgeübt wird. Dieses Material kann von einer Impulsdruckquelle, z.B. einem Rammbären einer Hochdruckpumpe oder dgl., die überhalb des Baugrundsohne einschränkende Raumbedingungen untergebracht werden kann, beaufschlagt werden. Das in den noch flüssigen Baustoff für das Bauelement wiederkehrend impulsartig eingeleitete flüssige Material verdrängt den flüssigen Baustoff nach allen Richtungen in die umgebende Kontaktzone mit dem Baugrund. Dadurch wird der Baugrund verdichtet und erweitert, mit Baustoff durchsetzt und es kann bei entsprechender Beschaffenheit des Baugrundes ein "cracking" stattfinden. Dabei kann die Stärke, die Zahl der Wiederholungen und die Höhenlage des impulsartigen Druckes den Baugrundeigenschaften und/oder der Form des Bauelementes angepaßt werden. Schließlich kann die Impulsdruckanwendung über die Höhe des Bauelementes gleichgehalten oder verändert werden. Eine Impulsdruckanwendung kann auch nur in unterschiedlichen Höhen des Bauelementes vorgenommen werden, wie z.B. zur Verbindung von nebeneinander angeordneten Bauelementen in Form von Scheiben oder dgl.
Es kann aber auch flüssiger, erhärtbarer Baustoff kontinuierlich unter hohem Druck eingeleitet werden, der die Kontaktzone zwischen Bauelement und Baugrund verzahnt, so daß ein erhöhter Reibungsschluß zwischen Baugrund und Bauelement entsteht. Der von erhärtbarem Baustoff gebildete Kern des Bauelementes bleibt dabei im wesentlichen unvermischt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt eines zu erstellenden Pfahles;
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Vertikalschnitt wie in Fig. 1, mit einer geänderten Impulsdruckvorrichtung;
Fig. 4 einen Vertikalschnitt eines Pfahles nach Fig. 1 mit erweitertem Pfahlfuß;
Fig. 5 u. 6 schematische Vertikal- bzw. Teilvertikalschnitte eines Pfahles mit zusätzlichen Vorrichtungen;
Fig. 7 einen schematischen Vertikalschnitt einer Fundamentunterfangung,
Fig. 8 einen Horizontalschnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 einen schematischen Vertikalschnitt eines unverrohrten Pfahles mit einer Hochdruckstrahleinrichtung mit Strahlrohr zur Durchführung einer kontinuierlichen Hochdruckinjektion;
; Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie X-X in Fig. 9;
Fig. 11 einen schematischen Vertikalschnitt eines bewehrten Pfahles mit teilweise gezogener Bohrlochverrohrung mit Rohrkappe und Strahlrohr;
Fig. 12 einen Querschnitt nach der Linie XII-XII in Fig. 11;
Fig. 13 einen schematischen Vertikalschnitt eines Pfahles mit Bewehrung und Strahlrohr;
Fig. 14 eine Draufsicht auf den Pfahl nach Fig. 13;
Fig. 15 einen schematischen Vertikalschnitt eines verrohrten Pfahles während des Verfüllens des Ringraumes zwischen dem Erdreich und dem eingebauten Strahlrohr mit kiesigem Zuschlagstoff, und
Fig. 16 einen Querschnitt eines Pfahles einer weiteren Ausführungsform mit Schutzrohr und separaten Strahllanzen.

Zur Herstellung eines Bauelementes 1, z.B. eines Pfahles, wird in bekannter Weise ein Loch 2 erstellt, z.B. gebohrt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird hierauf das Bohrloch 2 bis zur Oberseite 4 des Baugrundes 5 mit flüssigem, erhärtbarem Baustoff 3, z.B. Zementmilch oder Zementmörtel, ggf. mit Zusätzen gefüllt.
Vor oder nach dem Füllen des Loches 2 mit Baustoff 3 wird eine Lanze 6 zentrisch in das Loch 2 eingebracht. Das Ende 7 der Lanze 6 wird dem gewünschten Zweck entsprechend unter Ausübung von Impulsdruckinjektionen von unten nach oben bewegt. Im vorliegenden Fall soll nach Fig. 1 ein Reibungspfahl durch Verdichtung und Erweiterung 8 der Kontaktzone im Baugrund 5 erstellt werden.
Die Lanze 6 ist mit einer nicht dargestellten Vorrichtung verbunden, welche wiederkehrende Impulsdrücke mit Pausen dazwischen in Pfeilrichtung I erzeugen kann. Eine solche Vorrichtung kann an sich bekannter Bauart sein und mit explosiven Treibladungen, plötzlichen Entladungen eines Blasenspeichers oder mit dynamischen Kräften eines Rammbären usw. arbeiten.
Über die Lanze 6 wird während verhältnismäßig kurzer Zeit ein bestimmtes Quantum eines Mediums, vorzugsweise eines flüssigen, erhärtbaren Baustoffes, z.B. Kunststoff, Zementmilch oder Zementmörtel, gegebenenfalls mit Zusätzen, in das Loch 2 mit hoher Geschwindigkeit eingespritzt. Am Austrittsende 7 der Lanze 6 entsteht einelmpulsdruckinjektion. Der Druck setzt sich, wie in Fig. 1 und 2 schematisch angedeutet, von der Lanze 6 nach allen Richtungen, abwärts und radial, fort. Er bewirkt, daß der im Loch 2 befindliche, noch flüssige Baustoff 3, der praktisch inkompressibel ist, den Impulsdruckstoß nahezu ungedämpft in den umgebenden Baugrund 5 weiterleitet. Die überhalb dem Lanzenende 7 befindliche Säule von flüssigem Baustoff 3 wirkt dabei infolge der Massenträgheit als Dämmwiderlager. Durch entsprechende Bemessung der Stärke des Impulsdruckstoßes, der Länge der Pausen, der Zusammensetzung der Impulsdruckmasse und des das Bauelement bildenden Baustoffes 3 kann abhängig von den gegebenen Baugrundeigenschaften der umgebende Baugrund verdichtet und dadurch erweitert werden. Zugleich kann der angrenzende Baugrund 5 mit erhärtbarem Baustoff 3 durchsetzt werden und/oder es erfolgt ein "cracking".
Dieser erweiterte und verdichtete Bereich des Baugrundes 5 ist in den Fig. 1 und 2 strichliert angedeutet.
Die Impulsdruckinjektionsmasse kann durch Verdrängung des das Bauelement 1, z.B. Pfahles, bildenden Baustoffes 3 indirekt Druck auf den Baugrund 5 ausüben und diesen verdichten und erweitern. Hierbei kann die Impulsdruckinjektionsmasse unter Eindickung eines Teils ihrer flüssigen Phase an den das Bauelement bildenden Baustoff 3 abgegeben und dieser dann seinerseits augenblicklich und in entsprechendem Quantum erhärtbare flüssige Phase mit z.B. suspendierten Festteilchen an den Baugrund 5 weiterleiten, wodurch bei diesem eine Verdichtung sowie eine Infiltration und/oder ein "cracking" bewirkt werden kann.
Eine vollkommene Trennung der Impulsdruckmasse von dem das Bauelement bildenden Baustoff 3 kann dadurch geschehen, daß die Impulsdruckstöße innerhalb eines dehnbaren Schlauches, der in den Baustoff des Bauelementes eingetaucht ist, stattfinden. Dadurch kann die sonst geltende Bedingung, daß die Impulsdruckmasse erhärtbar und mit dem das Bauelement bildenden Baustoff 3 verträglich sein muß, entfallen. Es kann hierbei jede beliebige flüssige oder auch gasförmige Masse, z.B. das Treibgas einer Pulverladung, verwendet werden, was für die maschinelle Einrichtung zur Erzeugung der Impulsdruckstöße von Bedeutung sein kann; um ein Dämmwiderlager auch hierbei zu erhalten, muß der dehnbare Schlauch, sofern er ober nicht geschlossen ist, mit flüssiger Masse aufgefüllt werden, soweit er nicht schon durch den spezifisch schwereren, das Bauelement 1 bildenden Baustoff 3, zusammengedrückt wird.
Der Impulsdruckstoß kann auch direkt auf den Baugrund 5 übertragen werden, indem ein Teil der Impulsdruckinjektionsmasse den das Bauelement 1 bildenden, noch flüssigen Baustoff 3 durchläuft und so den Baugrund 5 verdichtet, erweitert und ggf. in ihn eindringt.
Der Impulsdruck kann ohne nennenswerte Abminderung direkt oder indirekt nur über einen flüssigen, das Bauelement 1 bildenden Baustoff auf den Baugrund 5 übertragen werden.
Deshalb gilt es, einen flüssigen Zustand dieses Baustoffes 3 trotz unvermeidbarer Abfilterung von flüssiger Phase jeweils herzustellen und zu erhalten. Ist der erhärtende Baustoff 3 Beton oder Zementmörtel, so kann infolge der thixotropen Eigenschaft des Baustoffes 3 ein flüssiger Zustand auch durch eine Rüttelflasche erhalten werden oder auch dadurch, daß durch eine bestimmte Serie aufeinanderfolgender Impulsdruckstöße ein Rütteleffekt ohnehin gegeben ist.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann eine Umlenkvorrichtung 9 in dem mit Baustoff 3 gefüllten Loch 2 in entsprechender Höhe angeordnet werden. Diese Umlenkvorrichtung 9 steht über eine Rohrleitung 10 mit der nicht dargestellten Impulsdruckquelle in Verbindung. Sie besitzt vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Umfangsstellen düsenartige Austrittsöffnungen 11. Durch ihre Höhenverstellung kann ein Verdichten, Erweitern und/oder ein "cracking" der Wandung des Loches 2 an beliebigen Stellen erfolgen. Die Reaktionskräfte werden bei einander gegenüberliegenden Austrittsdüsen 11 ausgeglichen. Durch solche Austrittsdüsen 11 kann die Impulsdruckinjektion in eine oder mehrere bestimmte Richtungen gelenkt werden.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann man einen Pfahl 1 auch unter Verwendung eines ziehbaren Rohres 12 erstellen. Die Lanze 6 und das Rohr 12 sind dabei gegenüber dem Bohrlochgrund zurückversetzt. Durch eine Impulsdruckinjektion kann ein erweiterter Pfahlfuß 13 von der Höhe h erzeugt werden, wobei der Baugrund 5 nach abwärts und seitlich erweitert wird.
Werden die Impulsdrucklanze 6 bzw. -düse 11 und das Rohr ₁₂ unter Ausübung einer Vielzahl von Impulsdruckinjektionen der Höhe nach verändert, so wird der Baugrund 5 längs dieser Strecke verdichtet und erweitert. Auf diese Weise kann z.B. ein Verpreßanker hergestellt werden, dessen Zugkraft längs dieser vorbestimmten Strecke in den Baugrund abgetragen werden soll.
Eine nach erfolgter Impulsdruckinjektion verbleibende, über den hydrostatischen Druck einer flüssigen Baustoffsäule hinausgehende Restverspannung des fertiggestellten Bauelementes 1 mit dem Baugrund 5 wird durch Gewölbewirkung im Baugrund, Gewölbewirkung im Korngerüst der Zuschlagstoffe des Baustoffes 3 und noch besonders dann erreicht, wenn ein "cracking" eintritt und der Baustoff 3 in den entstandenen Verwurzelungen 16 durch Abfiltern flüssiger Phase verliert. Bei dem so eingedickten Baustoff 3 kann sich dann ein hydrostatischer Druckausgleich nicht mehr einstellen.
Die Restverspannung kann noch dadurch gesteigert werden, daß in dem mit flüssigem Baustoff 3 aufgefüllten Loch 2 noch ein perforiertes Rohr 14 eingebaut wird und dann innerhalb dieses Rohres 14 Impulsdruckinjektionen ausgeführt werden. Dieses Rohr 14 kann glatt sein oder wie aus Fig.5 ersichtlich, geformt sein. Das geformte Rohr 14 bildet Öffnungen 15, an die sich, wie dargestellt, nach außen erweiternde düsenförmige Wandungen anschließen. Es ist auch möglich, umgekenrt die Wandungen zu der Öffnung 15 hin sich verengend zulaufen zu lassen. Es kann als Streckmetall-oder Kunststoffrohr ausgebildet sein.
Bei Ausübung von Impulsdruckinjektionen wird der flüssige Baustoff durch diese öffnungen 15 hindurchgeschossen. Sofern nun der Baugrund 5 so beschaffen ist, daß er von der flüssigen Phase des Baustoffes 3 etwas aufnehmen kann, wird der Baustoff 3 im Ringraum zwischen Rohr 14 und Baugrund 5 eingedickt. Die öffnungen 15 im Rohr 14 wirken dann gegenüber dem eingedickten Baustoff 3 näherungsweise wie Rückschlagventile, so daß der durch die Impulsdruckinjektion in den Ringraum hineingepreßte Baustoff 3 sich hinterher nicht mehr voll hydrostatisch ausgleichen kann, wodurch eine Zone verbleibenden Überdruckes entsteht.
Wird nun bei der Impulsdruckinjektion im Baugrund 5 noch zusätzlich ein "cracking" erreicht, so kann sich der in den Verwurzelungen 16 befindliche, eingedickte Baustoff auf diese Zone abstützen, wodurch ein zweistufiger Druckaufbau und somit eine gesteigerte Restverspannugn zwischen Bauelement1 und Baugrund 5 erhalten bleibt. Das Rohr 14 kann erforderlichenfalls außerdem die Hohlraumwandung stützen und zugleich als Bewehrung wirken.
Bei allen Ausführungsbeispielen können im Hohlraum z.B. einem Loch 2, einem Schlitz oder dgl., Bewehrungselemente, z.B. Bewehrungskörbe und dgl., eingebaut werden. Die Impulsdruckinjektion kann innerhalb oder außerhalb solcher Bewehrungen erfolgen. Da während der Impulsdruckinjektion der Baustoff 3 im Hohlraum 2 immer flüssig gehalten wird, ist es auch möglich, Bewehrungen nachträglich einzubauen. Die Impulsdrucklanze 6 kann auch selbst verbleibendes Bewehrungselement sein, wenn die Impulsdruckinjektion vom luftseitigen zum erdseitigen Ende hin fortschreitend in den mit erhärtendem Baustoff 3 aufgefüllten Hohlraum 2 durchgeführt wird, oder wenn bei vorherigem Einbau der Impulsdrucklanze 6 es nur darauf ankommt, einen Endknoten am Bauelement 1, z.B. eine Pfahlfußerweiterung, zu erzielen.
Durch Impulsdruckinjektion können allein zuverlässig unter Hohlraumerweiterung und/oder "cracking" gezielt Formschlußpunkte hergestellt werden.
Es ist auch möglich, unter Anwendung der Impulsdruckinjektion hergestellte Bauelemente 1 gegenseitig punktweise in Knoten oder Scheiben, aber auch gänzlich miteinander zu vereinigen, um so Raumgitterkonstruktionen im Erdreich herzustellen.
Auf diese Weise können z.B. Fundamentunterfangungen, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, ausgeführt werden. Unter dem zu unterfangenden Fundament 20 werden in einem bestimmten Abstand voneinander und von ungefähr gleichem Ansatzpunkt aus Bohrungen 21 strahlenförmig abgestuft. Durch sich über die Bohrungslänge erstreckende Impulsdruckinjektionen, z.B. mit Zementmilch, wachsen diese Bohrungen 21 zu vertikalen Scheiben 22 aus dem mit Zement verfestigten Baugrund zusammen und bilden somit Unterfangungselemente.
Diese Scheiben 22 können dann noch durch dazwischenliegende, sogenannte Nägel 23, die mit Stahlstangen versehen sind und ebenfalls unter Anwendung der Impulsdruckinjektion hergestellt werden, verbunden und rückverankert werden. Die Nägel 23 können sowohl einzeln als auch mit mehreren Nägeln 23 zusammen Endverankerungsknoten 24 aufweisen.
Vorteilhaft ist vor allem, daß die Impulsdruckinjektion mit Zement bisher übliche chemische Injektionen ersetzen kann, dabei aber Umweltschäden bzw. -Belastungen vermeidet.
Die Impulsdruckquelle kann auch in der Baugrundöffnung untergebracht sein. Als Druckquelle kann statt einer Pumpe auch eine mit Explosivladung arbeitende Druckquelle verwendet werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist im Baugrund 5 ein Pfahlloch 2 durch Bohren, Ausbaggern oder dgl. erstellt.
In das Pfahl loch 2 wird zunächst das unten verschlossene Strahlrohr 30 eingeführt. An der Innenwandung desselben sind Hochdruckleitungen 31 befestigt. Diese enden in DL'en 32, die in der Wandung des Strahlrohres 30 nahe dessen unterem Ende, vorzugsweise mit einem großen Abstand, angeordnet sind.
Vorzugsweise sind zwei einander gegenüberliegende Düsen 32 vorhanden. Jede Düse 32 wird durch eine eigene Hochdruckleitung 31 gespeist. Es wäre auch möglich, die beiden Düsen 32 über nur eine Hochdruckleitung zu versorgen. In diesem Fall müßte eine solche einzige Hochdruckleitung 31 zunächst in eine Ringkammer amunteren Ende des Strahlrohres 30 enden, an die dann die Düsen 32 angeschlossen sind.
Durch die Verwendung von Hochdruckleitungen 31 kann als Strahlrohr 30 selbst ein verhältnismäßig dünnwandiges, nicht hochdruckfestes Rohr als Traggerüst verwendet werden. Mehrere, einander gegenüberliegende Düsen 32 erlauben eine Selbstzentrierung des Strahlrohres 30 im Pfahlloch 2. Das Strahlrohr 30 schützt den Pfahlkern gegen Verunreinigung durch Erdmaterial.
Ein nicht dargestelltes Trägergerät hält das Strahlrohr 30. Es dient zum Absenken, Anheben und zum Drehen bzw. Hin-und Herschwenken des Strahlrohres 30.
Durch ein übliches, nicht dargestelltes Einbringrohr wird dann Beton, z.B. Fließbeton, Pumpbeton oder Schüttbeton bzw. Zementsuspension, vonder Pfahllochsohle beginnend, eingebracht. Der Ringraum 33 zwischen Strahlrohr 30 und Pfahllochwandung 34 wird völlig mit Beton 35 gefüllt.
Mittels zweier Pumpen 36 wird darauffolgend flüssiger Baustoff unter hohem Druck kontinuierlich in die im Strahlrohr 30 befindlichen Hochdruckleitungen 31 gepreßt und über die seitlichen Düsen 32 am Strahlrohr 30 durch den Betonringraum 33 hindurch in den umgebenden Baugrund 5 eingeleitet. Dabei setzt das Trägergerät das Strahlrohr 30 und damit die Düsen 32 in eine Drehbewegung bei gleichzeitigem Heben des Strahlrohres 30. Das Einbringen des flüssigen Baustoffes über die Düsen 32 in den Baugrund 5 erfolgt jeweils auf der Länge des vorgesehenen Krafteinleitungsbereiches des Pfahles.
Vorteilhafterweise ist die Drehbewegung nicht ständig rotierend, sondern es erfolgt ein Hin- und Herbewegen des Strahlrohres 30, also eine Schwenkbewegung, so daß die Hochdruckleitungen 31 nicht über einen besonderen Zuführkopf gespeist werden müssen.
Die Zentrierung des Strahlrohres 30 im Pfahlloch 2 erfolgt durch die Anordnung von mindestens zwei gegenüberliegenden Düsen 32, die durch je eine unabhängige Pumpe 36 mit gleicher Verpreßmenge bei gleichem Druck gespeist werden. Der Durchmesser des Strahlrohres 30 wird auf die örtlichen Bodenverhältnisse und Pfahlabmessungen so abgestimmt, daß sich überschüssiges Verpreßgut durch das beim Hochziehen des Strahlrohres 30 freiwerdende Volumen weitgehend kompensiert.
Aus Fig. 10 ist die Behandlung des kompletten Pfahlumfanges durch Hochziehen und ständiges Schwenken des Strahlrohres 30 und der Düsen 32 um einen Schwenkwinkel von mindestens + 90° erkennbar.
Nach der in Fig. 11 dargestellten, geänderten Ausführung wird im Baugrund 5 ein Pfahlloch 2 erstellt, das verrohrt gebohrt wurde. In dieser Fig. 11 ist die Verrohrung 40 teilweise gezogen dargestellt. Vor dem Ziehen der Verrohrung 40 wurde das Strahlrohr 30, die Bewehrung 41 und der Beton 35 eingebracht. Die Bohrlochverrohrung 40 besitzt eine Rohrkappe 42, in der das Strahlrohr 30 beweglich und dichtend geführt ist. Außerdem besitzt diese Kappe 42 noch zwei Ventile 43, 44 zum Ein- bzw. Auslassen eines Druckmediums. Das Druckmedium, bestehend z.B. aus Zementmilch, Wasser oder Luft, verhindert oder behindert zumindest das Ausbrechen des durch die Strahldüsen 32 kontinuierlich zugeleiteten, flüssigen Baustoffes durch die Betonsäule hindurch nach aufwärts. Dadurch wird der flüssige Baustoff verstärkt veranlaßt, in das Erdreich des Baugrundes 5 einzudringen. Der Pfahlbeton wird voneiner Vermischung mit Erdreich freigehalten.
Aus Fig. 12 ist die Behandlung eines Teils des Pfahlumfangs über einander gegenüberliegende Umfangssegmente ersichtlich. Solche Pfahlelemente ergeben überlappend aneinandergereiht Wände, die neben anderen Funktionen, z.B. Dichtigkeit, Dank des bewehrten Kernpfahles auch eine hohe Tragkraft oder Biegesteifigkeit besitzen können.
un Nach Fig. 13 ist im Baugrund 5 ein'verrohrtes Pfahlloch 2 z.B. durch Bentonit-Spülung, hergestellt worden.
Die Bewehrung 41 befidnet sich innerhalb eines geänderten Strahlrohres 30'. Dieses ist nun unten offen. Es erfüllt zugleich eine Schutzfunktion und hält den bewehrten Kernquerschnitt des Pfahles mit Sicherheit frei von Baugrundeinschlüssen.
Die Hochdruckleitungen 31 mit den Düsen 32 können auch außen am Strahlrohr 30' angeordnet sein.
Der Außenringraum 45 zwischen Strahlrohr 30' und Baugrund 5 kann eng gehalten werden. Die Mündungen der Strahldüsen 32 befinden sich dann unmittelbar vor der Pfahllochwandung 47. Der kontinuierliche Hochdruckstrahl kann entsprechend optimal wirken.
Das Pfahlloch 2 wird zunächst unverrohrt, evtl. mit Zement-oder Bentonit-Spülung gebohrt. Das Strahlrohr 30' wird einschließlich der damit verbundenen Strahlverpreßeinrichtung abgesenkt bis zur Bohrlochsohle eingebaut. Hierauf wird die Bewehrung 41 eingebracht. Innerhalb des Strahlrohres 30' wird nun mittels eines Verfüllrohres Beton von unten nach oben eingebracht, bis die Bohrspülung völlig verdrängt und oben weggeflossen ist.
Ober die Strahlverpreßeinrichtung wird der Außenringraum 45 mit pumpfähigem Zement oder Zement-Sandmörtel bei geringem Druck von unten nach oben verfüllt, bis auch hier die Bohrspülung, z.B. die Bentonit-Suspension, völlig verdrängt und oben weggeflossen ist. Nun erfolgt die kontinuierliche Hochdruckstrahlzuleitung unter ständigem Hin- und Zurückdrehen und Hochziehen, so daß jeweils der einer Strahldüse 32 zugeordnete Bereich dem Hochdruckstrahl ausgesetzt wird. Der Verpreßvorgang wird bis zum Ende der gewünschten Krafteintragungsstrecke des Pfahles ausgeführt.
Bei einer geänderten, nicht dargestellten Ausführungsform kann direkt mit dem Strahlrohr 30' mit angesetzter Bohrkrone gebohrt werden. Zu diesem Zweck kann das Strahlrohr 30' doppelwandig sein, damit die Hochdruckleitungen 4 im Schutz dieser Doppelwandung geführt werden können.
Aus Fig. 14 ist ersichtlich, daß vier Hochdruckleitungen 31 mit Düsen 32 von vier Hochdruckpumpen 36 gespeist werden. Bei einem Schwenkwinkel des Strahlrohres 30' von 90° wird dann ein Gesamtumfang von 360° bestrichen.
Nach Fig. 15 ist im Baugrund 5 ein Bohrloch mit Verrohrung 40 hergestellt worden. Die Bewehrung 41 befindet sich innerhalb des unten offenen Strahlrohres 30', das zugleich eine Schutzfunktion hat. Der Ringraum 45 zwischen Baugrund 5 und Strahlrohr 30' wird bis oben mit kiesigen Betonzuschlagstoffen ausgefüllt (Fig. 15 zeigt den Arbeitsgang bei der Verfüllung).
Der kiesige Betonzuschlagstoff wird von dem flüssigen, durch die Strahldüse 32 ausgestoßenen Baustoff durchdrungen und wird dadurch Teil des Pfahlbetons. Der von der Strahldüse 32 ausgestoßene Baustoff dringt anschließend in den umgebenden Baugrund ein.
Der kiesige Betonzuschlagstoff ist einerseits hervorragend geeignet, das Ausbrechen des durch die Strahldüse 32 ausgestoßenen Baustoffes nach oben zu ver- oder zu behindern und erfüllt andererseits eine Schutzfilterfunktion zur Reinhaltung des Pfahlkernquerschnittes.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt zunächst das Lochbohren mit Verrohrung. Das Strahlrohr 30' einschließlich der damit verbundenen Strahlverpreßeinrichtung wird bis zur Bohrlochsohle ragend eingebaut. Hierauf wird die Bewehrung 41 eingesetzt. Darauf wird Beton innerhalb des Strahlrohres 30' eingebracht. Die Bohrlochverrohrung 40 wird gezogen und dabei in den äußeren Ringraum Zuschlagstoff eingefüllt. Die Zuleitung des Hochdruckstrahles erfolgt nun kontinuierlich unter Drehen und Hochziehen des Strahlrohres 30' und der Verrohrung 40. Das Strahlrohr 30' wird um einen Schwenkwinkel von 90° hin- und herbewegt.
Der in den umgebenden Baugrund hinein wirkende Verpreßvorgang wird bis zum Ende der gewünschten Krafteintragungsstrecke des Pfahles ausgeführt.
Wie aus Fig. 16 ersichtlich, können auch separate, lanzenförmige Strahlrohres 30" verwendet werden. Um den Pfahlkernquerschnitt gegen Durchmischungen mit dem Erdbereich zu sichern, kann ein davon getrenntes Schutzrohr 46 verwendet werden.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 9 bis 16 können auch statt kontinuierlicher Druckquellen Impulsdruckquellen verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Bauelementen im Baugrund, wie Pfählen, Injektionsankern, Schlitzwänden oder dgl., bei dem eine öffnung im Baugrund mit erhärtbarem flüssigen Baustoff gefüllt wird, worauf eine Druckanwendung erfolgt und flüssiger Baustoff gegen die umgebende Kontaktzone getrieben wird, um diese zu verdichten und zu erweitern, dadurch gekennzeichnet, daß in den noch flüssigen Baustoff (3) für das Bauelement flüssiges Material wiederkehrend impulsartigoder als kontinuierlicher Hochdruckstrahl eingeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (2) im Baugrund (5) mit Beten, wie Fließbeton, Pump- oder Schüttbeton oder mit Zementsuspension gefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das impulsartig zugeleitete Material axial in den Hohlraum (2) für das Bauelement (1) eingeleitet wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das impulsartig zugleitete Material radial zur Längsachse des Hohlraumes (2) für das Bauelement (1) über wenigstens eine Düse (9) eingeleitet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstärke, die Impulsdauer, die Impulspause und die Beschaffenheit des zugeleiteten Materials den Eigenschaften des Baugrundes (5) entsprechend gewählt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckstrahl über ein Umfangssegment zugeleitet wird.

7. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine impulsartig oder kontinuierlich arbeitende Hochdruckpumpe (9) zur Zuführung eines erhärtbaren, flüssigen Baustoffes mit einem wenigstens eine Austrittsdüse (11; 32) besitzenden Strahlrohr (30,30', 30") verbunden ist, das drehbar und höhenbeweglich bzw. zusätzlich längsverschieblich in einem Loch (2) bzw. Schlitz im Baugrund (1) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Hohlraum (2) für das Bauelement (1 ) ragende Strahlrohr eine axiale Lanze (6) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Hohlraum (2) ragende Strahlrohr wenigstens eine seitlich gerichtete Austrittsöffnung (11) besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Hohlraum (2) ragende Strahlrohr (6, 10) zentrisch zu einem Rohr (14) mit Durchtrittsöffnungen (15) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (14) über den Umfang nebeneinander und übereinander verteilte, sich nach außen oder nach innen verjüngende Düsen (15) bildet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (6) als BEwehrung im Bauelement (1) verbleibt.

₁3. Vorrichtung nach einem oder mehreren vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Bewehrungskörbe oder d^gl. vorhanden sind und die Lanze (6) zum Einleiten von flüssigem Material innerhalb oder außerhalb dieser Bewehrungskörbe angeordnet ist.

14. Bauelement in Form einer Kamingitterkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß in mit flüssigem, erhärtendem Baustoff gefüllten Bohrungen (21, 23) Impulsdruckinjektionen durchgeführt sind, so daß diese Bohrungen gänzlich miteinander oder punktweise in Knoten (24) oder Scheiben verbunden sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (30, 30') innenseitig oder außenseitig wenigstens eine druckfeste Hochdruckleitung (31) besitzt, die in eine seitliche Düse (32) endet.

16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (30, 30') am Boden geschlossen oder offen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß i eine Bewehrung (41) innerhalb oder außerhalb eines Strahlrohres (30, 30') im Loch (2) im Baugrund (5) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (30) ein Außenrohr (40) längs durchsetzt, das oben durch einen Deckel (42) abschließbar ist, welcher gegen das Strahlrohr abdichtet und Ventile (42, 43) aufweist, über die ein Druckmedium in das Innere des Außenrohres zuführbar ist.