EP0151389A1 - Method and apparatus for constructing building elements in the soil like piles, injection anchorages, cut-off walls or similar - Google Patents
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Abstract
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.The invention relates to a method for producing components in the subsoil, such as piles, injection anchors, diaphragm walls or the like. With the features of the preamble of
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.In a known method, liquid building material is moved in a pulse-like manner against the wall of the building site opening by a pulse pressure source. The pulse pressure source is formed by a device working with an explosive charge. Since the pulse pressure source directly moves the liquid building material for the component in a pulse-like manner, the pulse pressure source must be arranged in the opening in the ground, which can be disadvantageous.
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.From DE-AS 21 58 764 it is known to manufacture underground columns by driving an earth auger to the depth of the column. During the withdrawal of the same, a soil stabilizer under high pressure is continuously introduced through at least one nozzle, which penetrates into the surrounding soil, destroying the soil structure concerned, and mixes with it. Here, an earth auger is used, which is relatively easy to drill due to its small diameter. The introduction of soil stabilizer under high pressure is said to form a column cross-section that is considerably larger than the diameter of the auger. The column cross section then consists essentially of a mixture of soil stabilizer and soil material. The The strength and resilience of such columns is not optimal; it is not possible to arrange steel reinforcement.
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.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for producing reinforced and unreinforced components in the ground, which are free of soil material at least in the core cross-section, the load-bearing capacity and strength is considerably increased, and wherein the pressure source are attached outside the ground opening can.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils der Patentansprüche 1 und 7.The invention solves this problem with the features of the characterizing part of
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.The invention provides the advantage that the pulse pressure on the liquid construction material in the building opening through an intermediate medium, - 8th liquid material is applied. This material can be acted upon by a pulse pressure source, for example a pile driver of a high pressure pump or the like, which can be accommodated above the ground without restricting space conditions. The liquid material that is recurrently introduced into the still liquid building material for the component displaces the liquid building material in all directions into the surrounding contact zone with the building ground. As a result, the building ground is compacted and expanded, with building material interspersed, and a "cracking" can take place if the building ground is of a suitable nature. The strength, the number of repetitions and the altitude of the pulse-like pressure can be adapted to the building ground properties and / or the shape of the component. Finally, the pulse pressure application can be kept the same or changed over the height of the component. A pulse pressure application can also be carried out only at different heights of the component, such as for connecting components arranged next to one another in the form of disks or the like.
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.However, liquid, hardenable building material can also be introduced continuously under high pressure, which interlocks the contact zone between the component and the building ground, so that there is an increased frictional connection between the building ground and the building component. The core of the component formed by hardenable building material remains essentially unmixed.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further refinements of the invention result from the subclaims.
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.
- Figure 1 is a schematic vertical section of a pile to be created.
- 2 shows a cross section along the line II-II in Fig. 1.
- 3 shows a vertical section as in FIG. 1, with a modified pulse printing device;
- 4 shows a vertical section of a pile according to FIG. 1 with an enlarged pile foot;
- Fig. 5 u. 6 schematic vertical or partial vertical sections of a pile with additional devices;
- 7 shows a schematic vertical section of an underpinning of the foundation,
- Fig. 8 is a horizontal section along the line VIII-VIII in Fig. 7;
- 9 shows a schematic vertical section of an uncased pile with a high-pressure jet device with a jet pipe for carrying out a continuous high-pressure injection;
- ; Fig. 10 is a cross section along the line XX in Fig. 9;
- 11 shows a schematic vertical section of a reinforced pile with partially drawn borehole piping with pipe cap and jet pipe;
- Figure 12 is a cross section along the line XII-XII in Fig. 11 .;
- 13 shows a schematic vertical section of a pile with reinforcement and beam pipe;
- Fig. 14 is a top view of the pile of Fig. 13;
- Fig. 15 is a schematic vertical section of a cased pile during the filling of the annular space between the soil and the built-in jet pipe with gravel aggregate, and
- 16 shows a cross section of a pile of a further embodiment with a protective tube and separate jet lances.
Zur Herstellung eines Bauelementes 1, z.B. eines Pfahles, wird in bekannter Weise ein Loch 2 erstellt, z.B. gebohrt.For the production of a
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.As can be seen from Fig. 1, the
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.Before or after filling the
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.The
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".A certain quantity of a medium, preferably a liquid, hardenable building material, e.g. Plastic, cement milk or cement mortar, optionally with additives, is injected into
Dieser erweiterte und verdichtete Bereich des Baugrundes 5 ist in den Fig. 1 und 2 strichliert angedeutet.This expanded and compacted area of the
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.The pulse pressure injection mass can be replaced by displacing the
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.A complete separation of the pulse pressure mass from the
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.The pulse pressure surge can also be transmitted directly to the
Der Impulsdruck kann ohne nennenswerte Abminderung direkt oder indirekt nur über einen flüssigen, das Bauelement 1 bildenden Baustoff auf den Baugrund 5 übertragen werden.The pulse pressure can be transferred directly or indirectly to the
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.It is therefore important to produce and maintain a liquid state of this
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.As can be seen from FIG. 3, a deflection device 9 can be arranged at a corresponding height in the
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.As can be seen from FIG. 4, a
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.If the
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.A residual tension of the
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.The residual tension can be increased further in that a
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.When pulse pressure injections are carried out, the liquid building material is shot through these
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.If "cracking" is additionally achieved with the pulse pressure injection in the
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.In all embodiments, e.g. a
Durch Impulsdruckinjektion können allein zuverlässig unter Hohlraumerweiterung und/oder "cracking" gezielt Formschlußpunkte hergestellt werden.By means of pulse pressure injection, form-fitting points can be reliably produced by expanding the cavity and / or "cracking".
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.It is also possible to combine
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.In this way e.g. Underpinnings, as shown in FIGS. 7 and 8, are carried out. Under the
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.These
Vorteilhaft ist vor allem, daß die Impulsdruckinjektion mit Zement bisher übliche chemische Injektionen ersetzen kann, dabei aber Umweltschäden bzw. -Belastungen vermeidet.It is particularly advantageous that the pulse pressure injection with cement can replace conventional chemical injections, but at the same time avoids environmental damage or pollution.
Die Impulsdruckquelle kann auch in der Baugrundöffnung untergebracht sein. Als Druckquelle kann statt einer Pumpe auch eine mit Explosivladung arbeitende Druckquelle verwendet werden.The pulse pressure source can also be accommodated in the ground opening. Instead of a pump, a pressure source working with explosive charge can also be used as the pressure source.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist im Baugrund 5 ein Pfahlloch 2 durch Bohren, Ausbaggern oder dgl. erstellt.In the exemplary embodiment according to FIG. 9, a
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.In the
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.There are preferably two opposing
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.By using high-
Ein nicht dargestelltes Trägergerät hält das Strahlrohr 30. Es dient zum Absenken, Anheben und zum Drehen bzw. Hin-und Herschwenken des Strahlrohres 30.A carrier device (not shown) holds the
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.Concrete, e.g. Flow concrete, pump concrete or bulk concrete or cement suspension, starting from the bottom of the pile hole. The
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.Subsequently, by means of two
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.Advantageously, the rotary movement is not constantly rotating, but there is a back and forth movement of the
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.The
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.10 shows the treatment of the entire pile circumference by pulling up and constantly swiveling the
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.According to the modified embodiment shown in FIG. 11, a
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.12 shows the treatment of part of the pile circumference over circumferential segments lying opposite one another. Such pile elements overlap to form walls which, in addition to other functions, e.g. Tightness, thanks to the reinforced core pile can also have a high load capacity or bending stiffness.
un Nach Fig. 13 ist im Baugrund 5 ein'verrohrtes Pfahlloch 2 z.B. durch Bentonit-Spülung, hergestellt worden.13 According to Fig. 13, a piped
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.The
Die Hochdruckleitungen 31 mit den Düsen 32 können auch außen am Strahlrohr 30' angeordnet sein.The high-
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.The outer
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.The
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.The outer
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.In a modified embodiment, not shown, drilling can be carried out directly with the jet pipe 30 'with the drill bit attached. For this purpose, the jet pipe 30 'can be double-walled so that the high-
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.14 that four high-
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).15, a borehole with piping 40 has been made in the
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.The gritty concrete aggregate is penetrated by the liquid building material ejected through the
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.The gritty concrete aggregate is, on the one hand, ideally suited to prevent or hinder the breaking up of the building material expelled through the
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.In this embodiment, the holes are first drilled with piping. The jet pipe 30 'including the jet pressing device connected to it is installed protruding up to the bottom of the borehole.
Der in den umgebenden Baugrund hinein wirkende Verpreßvorgang wird bis zum Ende der gewünschten Krafteintragungsstrecke des Pfahles ausgeführt.The pressing process, which acts in the surrounding ground, is carried out up to the end of the desired force transmission path of the pile.
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.16, separate, lance-shaped
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 9 bis 16 können auch statt kontinuierlicher Druckquellen Impulsdruckquellen verwendet werden.In the exemplary embodiments according to FIGS. 9 to 16, pulse pressure sources can also be used instead of continuous pressure sources.
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