EP1081290A2 - Apparatus and method for producing bearing columns sunk in the ground - Google Patents
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- EP1081290A2 EP1081290A2 EP00118471A EP00118471A EP1081290A2 EP 1081290 A2 EP1081290 A2 EP 1081290A2 EP 00118471 A EP00118471 A EP 00118471A EP 00118471 A EP00118471 A EP 00118471A EP 1081290 A2 EP1081290 A2 EP 1081290A2
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- E02D5/22—Piles
- E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
- E02D5/38—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
- E02D5/385—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds with removal of the outer mould-pipes
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Definitions
- the invention relates to a device to be used in special civil engineering for the production of sunken support columns such as darning columns or Concrete vibrating columns, with a driving lance, in their working position vertical material shaft runs and around the longitudinally displaceable a pipe is laid with a small clearance, and relates to a method for Manufacture of the support columns with the help of this device, which in principle from the DE-PS 971 834 is known.
- Such support pillars are in particular vibrating pillar pillars, mortar pillar pillars and Concrete vibrating columns. These pillars are used to support the load of buildings or of temporary loads, for example on railway bodies and airfields, if under the floor area is initially a non-load-bearing building ground and only in of a certain depth a stable building ground is available.
- vibrating plug columns in a columnar created by the vibrator Bottom opening in sections of robust material such as gravel, gravel or Sand installed and compacted by the vibrator and partially into the surrounding Floor areas displaced. This creates a pillar, especially on your Foot has a certain widening.
- Older devices e.g. B. the device described in DE-PS 971 834 for the production of in-situ concrete piles, work on ramming the device with a hammer head (battering ram).
- the prior art mentioned at the outset is used a pilot tube together with a core tube, the core tube using a striking head on the pre-drive pipe is fixed. Before and during the The core tube, which is always open at the bottom, is arranged so that it is is shorter at its lower end than the pre-drive pipe. During the ramming process it must be completely filled with concrete.
- a block is formed at the lower end, which is formed from a certain amount of concrete is and serves as a "advancement tip". Not only during the ramming process, during which the core tube must be closed at the top, but also when Pulling out the core tube and the pre-drive tube determines the Pre-drive tube on the core tube.
- DE-AS 1 110 092 describes a method and an apparatus for the production Reinforced in-situ concrete foundation piles by means of a pre-drive pipe, which with Help a battering bear is driven in, and one into the ground already introduced pre-drive pipe sunken pouring pipe known, the Pre-drive pipe and the pouring pipe after the concrete has been poured in again synchronously pulled out at the top.
- the device according to the invention is characterized in that the around the ram lance along most of the ones to be driven into the ground
- the ram length of the pipe is shifted longitudinally in several positions with the help a coupling device on the driving lance can be fixed, the driving lance with a Ramm high-frequency vibrator with vertical vibrating force and one has lower propulsion tip, and the material shaft at the lower end in Area of the propulsion tip has an opening and closing mechanism.
- the support column can be made by a) that Pipe in a position in which its lower end in the area of the lower end of the Ramming lance is located on the ramming lance, b) the ramming lance with the attached drives the specified pipe into the ground, c) detaches the pipe from the ram, and d) the ram lance retracts in the tube remaining in the ground and a material batch for the support column at the lower end of the ram lance.
- step d) fix the pipe to the ram lance and a little further pulls above, f) the pipe detaches from the ram lance and the ram lance on the Deposits the top of the dispensed material in the pipe and g) the pipe at the Ramming lance defines and this together with the pipe and the still in it shakes the present portion of the material batch with vertical movement component, and that after step g) steps e) to g) are repeated until the support column reaches the required height; or by using material still flowable concrete used and carried out the writing e) and then Repeat this writing on letter e) until the supporting column reaches the required height reached.
- the method according to the invention thus includes pulling out the Driving lance together with the pipe attached to it or without the pipe and a subsequent shaking by means of the ram lance with a new tube in the vertical direction, so that you can use the ram lance and the only one vertically acting vibrators move the material in different vertical positions can shake during filling.
- the shaking for material compaction is also during pulling up Driving lance possible. It takes a time on the order of, for example 1 minute. In cases where the material is in the pipe and in the top this funnel for the column is sufficient, so this can be done after Ramming can be completed in about a one-minute work step, whereby the ram lance does not have to be brought down again for compaction.
- the method according to the invention also allows the stuffing column to be for example, to perform soft layers of height more strongly there by Expansions are made. This is done by compressing the outer tube of the column part lying under the soft layer up to the upper edge pulled up the soft layer and then shaken down new material that forms a belly at this point.
- the sunken support columns are ideal even in non-load-bearing floors and are manufactured using a multi-purpose vibrator and at Remaining of the pipe inside the floor during the shaking, even after the material for producing the column has already been introduced into the ground.
- the ram lance can be moved longitudinally in relation to the pipe and can be before and / or after and / or during the longitudinal displacement the closing and opening mechanism on the material chute is open to let material into the pipe; then can be on the new Longitudinal shift position a new definition of the pipe to the ram lance be carried out by means of the coupling device and then a new shaking process by means of the vertical vibrator.
- the support columns manufactured in this way are optimal due to the vertical vibrating force compressed, or is required for a required degree of compression only a moderate vibration force.
- For ramming and compacting is sufficient a single jogger.
- the compaction is not done with the tip of the lance but with the lower end of the material enclosed in the tube, so that abrasion at the tip of the lance is considerably reduced.
- the outer surface of the resulting concrete support column is clean and sufficiently smooth to remove the negative skin friction of the surrounding Avoid layer of soil.
- the device according to the invention can be used very universally.
- the detachable coupling between the ram lance and the pipe can be produced in various ways.
- a form-fitting coupling comes into question, For example, by moving inwards at the top of the tube Projections that are in complementary recesses such as grooves or troughs on the Intervene on the outside of the ram lance.
- a frictional attack on the cylindrical lance outer surface preferred.
- this can be done by a manually operated screw spindle, however, because also the nearby vibrator is generally a hydraulically operated vibrator is preferred, an attack of investment jaws, by the top of the tube Seated hydraulic presses, for example, in the form of Hydraulic cylinder-piston units are operated.
- a building, a roadway or the like be built on non-load-bearing floor 1 by horizontal dot-dash hatching is indicated.
- set up a field of support or support columns for example darning columns from gravel, split, gravel, sand or lime or from concrete vibrating columns, which in the Ground to be poured.
- a finished support column 3 is shown, one the second one is under construction.
- a crawler track 4 with a tower 5 has been started up and installed.
- the loading device consists of one Concrete pump coming flexible line and one in the ram lance 12th extending conduit 18 for concrete and cement suspension.
- the vibrator 11 engages on the ram lance 12 via a tab 19.
- the ram lance 12 is cut within one in the drawings shown circular cylindrical tube 21, which at its upper end has a coupling device 22 for reversible fixing on the ram lance 12.
- the lance 12 slides on the inner tube surface with a sufficiently narrow gap that penetration of foreign material into the gap, in particular from the material that later to form the support column is largely avoided.
- a wiper ring (not shown) on the lance or inside the pipe be similar to an oil scraper ring in common piston-cylinder units.
- the pipe is chamfered on its lower edge and this chamfer together with the Driving tip 13 of the ram lance 12 in the position according to Fig.n 1 and 2 a common conical surface.
- Coupling device consisting of two opposing hydraulically loaded pistons 23, the coupling by pressing on the outer surface of the ram lance 12th cause.
- the presentation assumes a frictional contact, but can for example, by means of grooves on both sides, also a positive contact be provided.
- the ram lance is - as far as in the prior art -
- the pipe 21 is rammed in, that sits firmly on the ram lance 12 with the aid of the coupling device 22 and this surrounds in the area of its lower end.
- the driving depth can depend on go from the nature of the load-bearing floor 2 to its top (Fig. 1), or the ram lance 12 is a little further into the load-bearing soil 2 rammed (Fig. 2) so that the resulting support column 3 is anchored in this.
- the coupling device 22 is released and the Ram lance 12 withdrawn upwards, the tube 21 reached in the Position in the floor remains.
- the opening and Closing mechanism 14 and over the material shaft 15 in the ram 12 material 24, which is to form the support column 3 is drained down where it is the pipe 21 fills in whole or in part and settles down on or in the load-bearing floor 2 discontinues.
- Fig. 3 shows the filling of the entire pipe length at once, here can but can also be done in smaller steps.
- the material 24 shown as a coarse-grained trickle, but here all come for supporting columns suitable materials.
- the level that acts as the actual hammer level is not the propulsion tip 13, but a plane 26, which is the lower end plane of the tube 21.
- the abrasion of the driving tip 13 or the lamellae 14 is therefore limited.
- Fig. 5 illustrates another implementation in which after the first Introducing and compacting material does not add more material, but instead a precast concrete column 29 is introduced.
- the ram lance 12 from the Tube 21 pulled out and then inserted into this column 29, which on the from the first material 24 existing column base 27 is provided.
- This column base 27, which carries the precast concrete column 29, can itself be made of concrete or can be made from one of the other supporting materials such as gravel etc. consist.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine im Spezialtiefbau zu verwendende Vorrichtung zur Herstellung von im Boden versenkten Tragsäulen wie Stopfsäulen oder Betonrüttelsäulen, mit einer Rammlanze, in der in ihrer in der Arbeitsstellung vertikalen Längsrichtung ein Materialschacht verläuft und um die längsverschieblich ein Rohr mit kleinem Spiel gelegt ist, und bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen der Tragsäulen mit Hilfe dieser Vorrichtung, die im Prinzipiellen aus der DE-PS 971 834 bekannt ist.The invention relates to a device to be used in special civil engineering for the production of sunken support columns such as darning columns or Concrete vibrating columns, with a driving lance, in their working position vertical material shaft runs and around the longitudinally displaceable a pipe is laid with a small clearance, and relates to a method for Manufacture of the support columns with the help of this device, which in principle from the DE-PS 971 834 is known.
Solche Tragsäulen sind insbesondere Rüttelstopfsäulen, Mörtelstopfsäulen und Betonrüttelsäulen. Diese Säulen dienen der Aufnahme der Last von Bauwerken oder von vorübergehenden Lasten beispielsweise bei Bahnkörpern und Flugplätzen, wenn unter der Bodenfläche zunächst ein nicht tragfähiger Baugrund und erst in einer gewissen Tiefe ein tragfähiger Baugrund vorhanden sind. Beispielsweise wird bei der Ausführung von Rüttelstopfsäulen in eine vom Rüttler geschaffene säulenförmige Bodenöffnung abschnittweise belastbares Material wie Schotter, Kies oder Sand eingebaut und vom Rüttler verdichtet und teilweise in die umgebenden Bodenbereiche verdrängt. Hierdurch entsteht eine Säule, die insbesondere an ihrem Fuß eine gewisse Verbreiterung aufweist. Bei Mörtelstopfsäulen wird das eingebrachte Material noch durch Zugabe einer Zementsuspension gebunden oder wird überhaupt vorgefertigter Mörtel wie Kiesbeton im Baugrund verstopft. Schließlich ist es auch bekannt, Pumpbeton in den mit Hilfe der Rammlanze erzeugten Raum zu verbringen, wodurch pfahlartige Säulen hoher Tragfähigkeit entstehen. Das Rütteln der Rammlanze zum Zweck des Eintreibens in den Boden erfolgt mit Hilfe eines Vertikalrüttlers an einem äußeren Gestell, an dem die Rammlanze sitzt; und das Rütteln zum Verfestigen des Materials erfolgt nach dem Stand der Technik durch horizontale Rüttelbewegungen mit Hilfe einer um eine vertikale Achse rotierenden Unwucht in der Rammlanze.Such support pillars are in particular vibrating pillar pillars, mortar pillar pillars and Concrete vibrating columns. These pillars are used to support the load of buildings or of temporary loads, for example on railway bodies and airfields, if under the floor area is initially a non-load-bearing building ground and only in of a certain depth a stable building ground is available. For example in the execution of vibrating plug columns in a columnar created by the vibrator Bottom opening in sections of robust material such as gravel, gravel or Sand installed and compacted by the vibrator and partially into the surrounding Floor areas displaced. This creates a pillar, especially on your Foot has a certain widening. This is introduced for mortar columns Material is still bound or added by adding a cement suspension pre-made mortar such as gravel concrete clogged in the building ground. Finally it is also known to pump concrete into the space created with the help of the ram lance to spend, which creates pile-like columns with high load-bearing capacity. The The ramming lance is shaken with the help of driving into the ground a vertical vibrator on an outer frame on which the ramming lance sits; and the shaking to solidify the material takes place according to the prior art through horizontal vibrations with the help of a around a vertical axis rotating unbalance in the ram.
Ältere Vorrichtungen, z. B. die in der DE-PS 971 834 beschriebene Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonpfählen, arbeiten zum Einrammen der Vorrichtung mit einem Schlagkopf (Rammbär). Der eingangs genannte Stand der Technik verwendet ein Vortreibrohr zusammen mit einem Kernrohr, wobei das Kernrohr mit Hilfe eines Schlagkopfes an dem Vortreibrohr festgelegt wird. Vor und während des Einrammvorganges wird das unten immer offene Kernrohr so angeordnet, daß es an seinem unteren Ende kürzer als das Vortreibrohr ist. Während des Einrammvorganges muß es vollständig mit Beton angefüllt sein. Durch dieses vollständige Anfüllen des Kernrohres mit Beton und durch die kürzere Längsausdehnung entsteht am unteren Ende ein Klotz, der aus einer gewissen Betonmenge gebildet ist und als "Vortreibspitze" dient. Nicht nur während des Einrammvorganges, während dessen das Kernrohr oben verschlossen sein muß, sondern auch beim Herausziehen des Kernrohres und des Vortreibrohres erfolgt eine Festlegung des Vortreibrohres an dem Kernrohr. Das Einfüllen z. B. des Betons erfolgt schon vor dem Eintreiben in den Boden und somit für eine z. B. 5 m hohe Stopfsäule in einer Höhe von 5 m, was einen entsprechenden Geräteaufwand voraussetzt, und bedingt durch das zwingend kürzere Kernrohr im Vergleich zum Vortreibrohr sammelt sich Material unterhalb des Kernrohres zwischen den Vortreibrohr-Innenwänden und neigt dazu, während des Einrammvorganges zwischen Kernrohr-Außenwand und Vortreibrohr-Innenwand einzudringen.Older devices, e.g. B. the device described in DE-PS 971 834 for the production of in-situ concrete piles, work on ramming the device with a hammer head (battering ram). The prior art mentioned at the outset is used a pilot tube together with a core tube, the core tube using a striking head on the pre-drive pipe is fixed. Before and during the The core tube, which is always open at the bottom, is arranged so that it is is shorter at its lower end than the pre-drive pipe. During the ramming process it must be completely filled with concrete. Through this complete Filling the core tube with concrete and due to the shorter length a block is formed at the lower end, which is formed from a certain amount of concrete is and serves as a "advancement tip". Not only during the ramming process, during which the core tube must be closed at the top, but also when Pulling out the core tube and the pre-drive tube determines the Pre-drive tube on the core tube. Filling z. B. the concrete is done before driving into the ground and thus for a z. B. 5 m high stuffing column in one Height of 5 m, which requires a corresponding amount of equipment, and conditional due to the necessarily shorter core tube compared to the pre-drive tube, it collects Material underneath the core tube between the advance tube inner walls and tends to be between the outer tube and the core tube during the ramming process To penetrate the inside of the pre-drive pipe.
Aus der DE-AS 1 110 092 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung bewehrter Ortbetongründungspfähle mittels eines Vortreibrohres, das mit Hilfe eines Rammbären eingetrieben wird, und eines in das schon in den Boden eingebrachte Vortreibrohr hineingesenkten Schüttrohres bekannt, wobei das Vortreibrohr und das Schüttrohr nach Einfüllen des Betons synchron wieder nach oben herausgezogen werden.DE-AS 1 110 092 describes a method and an apparatus for the production Reinforced in-situ concrete foundation piles by means of a pre-drive pipe, which with Help a battering bear is driven in, and one into the ground already introduced pre-drive pipe sunken pouring pipe known, the Pre-drive pipe and the pouring pipe after the concrete has been poured in again synchronously pulled out at the top.
Die heutige Technik arbeitet nicht mit einem Schlagkopf, sondern mit vibrierenden Rüttlern, nämlich einem Vertikalrüttler für den Vortrieb und einem Honzontalrüttler für das Rütteln der Einfüllmasse. Die Rütteltechnik hat jedoch auch ihre Probleme. Das Verdichten mit Hilfe der horizontalen Vibration ergibt kein optimales Ergebnis, die getrennten Rüttler für vertikale und horizontale Vibration stellen einen großen Aufwand dar und außerdem unterliegt die Vortriebsspitze der Rammlanze einer überaus schnellen Abnützung, besonders wenn kantiges Material wie Splitt verdichtet werden soll. Werden Betonsäulen hergestellt, so sind nach dem bekannten Verfahren die Kosten sehr hoch. Außerdem ergibt sich der Nachteil, daß der Beton an der Säulenaußenseite vor dem Abbinden sich mit dem umgebenden nicht tragfähigen Boden verfilzt und aufgrund von Ecken und Vorsprüngen, wie sie bekannte Rammlanzen mit Horizontalrüttler haben, Ausbuchtungen bildet, mit dem Ergebnis einer erhöhten negativen Mantelreibung, worunter die Entstehung von Reibungskräften verstanden wird, die die Säule zusätzlich mit Gewichtskraft vom umgebenden nicht tragfähigen Bodenmaterial belastet, anders als bei in gewissem Umfang tragfähigem Boden, bei dem aufgrund positiver Mantelreibung in diesem Bereich bereits ein Teil der Nutzlast am umgebenden Bodenmaterial abgestützt werden kann.Today's technology does not work with a hammer head, but with vibrating ones Vibrators, namely a vertical vibrator for propulsion and a horizontal vibrator for shaking the filling compound. However, the vibration technology also has its problems. Compacting with the help of horizontal vibration does not result in an optimal one Result, the separate vibrators for vertical and horizontal vibration provide one great effort and also the driving tip is subject to the ram an extremely fast wear, especially when edged material such as grit should be compressed. If concrete columns are manufactured, they are based on the known Procedure the cost is very high. In addition, there is the disadvantage that the Concrete on the outside of the column before setting with the surrounding one does not load-bearing floor matted and due to corners and protrusions like them Known ram lances with horizontal vibrators have bulges, with the Result of increased negative skin friction, including the development of Frictional forces are understood, the column with weight from surrounding unsustainable soil material, unlike in some Scope of load-bearing soil, due to the positive skin friction in this Part of the payload is already supported on the surrounding soil material can be.
Durch die Erfindung wird die Herstellung der Tragsäulen in mehrfacher Weise optimiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das um die Rammlanze entlang dem Großteil der in den Boden einzutreibenden Rammlanzenlänge gelegte Rohr längsverschoben in mehreren Positionen mit Hilfe einer Koppelvorrichtung an der Rammlanze festlegbar ist, die Rammlanze mit einem Ramm-Hochfrequenzrüttler mit vertikaler Rüttelkraft in Verbindung steht und eine untere Vortriebsspitze aufweist, und der Materialschacht am unteren Ende im Bereich der Vortriebsspitze einen Öffnungs- und Schließmechanismus aufweist. Mit dieser Vorrichtung kann die Tragsäule dadurch hergestellt werden, daß man a) das Rohr in einer Stellung, in der sein unteres Ende im Bereich des unteren Endes der Rammlanze liegt, an der Rammlanze festlegt, b) die Rammlanze mit dem daran festgelegten Rohr in den Boden eintreibt, c) das Rohr von der Rammlanze löst, und d) die Rammlanze im im Boden verbleibenden Rohr zurückzieht und eine Materialcharge für die Tragsäule am unteren Ende der Rammlanze abgibt. Je nach Anwendungsbereich wird dieses Verfahren dadurch fortgesetzt, daß man anschließend an den Schritt d): e) das Rohr an der Rammlanze festlegt und ein Stück weit nach oben zieht, f) das Rohr von der Rammlanze löst und die Rammlanze auf der Oberseite des abgegebenen Materials im Rohr absetzt und g) das Rohr an der Rammlanze festlegt und diese zusammen mit dem Rohr und dem noch darin befindlichen Anteil der Materialcharge mit vertikaler Bewegungskomponente rüttelt, und daß man anschließend an den Schritt g) die Schritte e) bis g) wiederholt, bis die Tragsäule die geforderte Höhe erreicht; oder dadurch, daß man als Material noch fließfähigen Beton verwendet und den Schrift e) durchführt und anschließend an den Schrift e) diesen Schrift wiederholt, bis die Tragsäule die geforderte Höhe erreicht. Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet somit ein Herausziehen der Rammlanze zusammen mit dem daran festgelegten Rohr oder ohne das Rohr und ein anschließendes Nachrütteln mittels der Rammlanze mit neu festgelegtem Rohr in vertikaler Richtung, so daß man also mittels der Rammlanze und dem einzigen vertikal wirkenden Rüttler das Material in verschiedenen vertikalen Positionen während des Einfüllens rütteln kann.Through the invention, the manufacture of the support pillars in several ways optimized. The device according to the invention is characterized in that the around the ram lance along most of the ones to be driven into the ground The ram length of the pipe is shifted longitudinally in several positions with the help a coupling device on the driving lance can be fixed, the driving lance with a Ramm high-frequency vibrator with vertical vibrating force and one has lower propulsion tip, and the material shaft at the lower end in Area of the propulsion tip has an opening and closing mechanism. With this device, the support column can be made by a) that Pipe in a position in which its lower end in the area of the lower end of the Ramming lance is located on the ramming lance, b) the ramming lance with the attached drives the specified pipe into the ground, c) detaches the pipe from the ram, and d) the ram lance retracts in the tube remaining in the ground and a material batch for the support column at the lower end of the ram lance. Depending on the area of application this process is continued by subsequently to step d): e) fix the pipe to the ram lance and a little further pulls above, f) the pipe detaches from the ram lance and the ram lance on the Deposits the top of the dispensed material in the pipe and g) the pipe at the Ramming lance defines and this together with the pipe and the still in it shakes the present portion of the material batch with vertical movement component, and that after step g) steps e) to g) are repeated until the support column reaches the required height; or by using material still flowable concrete used and carried out the writing e) and then Repeat this writing on letter e) until the supporting column reaches the required height reached. The method according to the invention thus includes pulling out the Driving lance together with the pipe attached to it or without the pipe and a subsequent shaking by means of the ram lance with a new tube in the vertical direction, so that you can use the ram lance and the only one vertically acting vibrators move the material in different vertical positions can shake during filling.
Das Rütteln zur Materialverdichtung ist auch während des Raufziehens der Rammlanze möglich. Es nimmt eine Zeit in der Größenordnung von beispielsweise 1 Minute in Anspruch. In Fällen, in denen das Material im Rohr und im oben an diesem befindlichen Trichter für die Säule genügt, kann diese also nach dem Einrammen in einem etwa einminütigen Arbeitsgang fertiggestellt werden, wobei die Rammlanze zum Verdichten nicht wieder nach unten gebracht werden muß.The shaking for material compaction is also during pulling up Driving lance possible. It takes a time on the order of, for example 1 minute. In cases where the material is in the pipe and in the top this funnel for the column is sufficient, so this can be done after Ramming can be completed in about a one-minute work step, whereby the ram lance does not have to be brought down again for compaction.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es auch, die Stopfsäule in bestimmten, beispielsweise weichen Höhenschichten dort stärker auszuführen, indem dort Aufweitungen hergestellt werden. Hierzu wird das äußere Rohr nach dem Verdichten des unter der weichen Schicht liegenden Säulenteils bis an den oberen Rand der weichen Schicht heraufgezogen und dann neues Material heruntergerüttett, das an dieser Stelle einen Säulenbauch bildet.The method according to the invention also allows the stuffing column to be for example, to perform soft layers of height more strongly there by Expansions are made. This is done by compressing the outer tube of the column part lying under the soft layer up to the upper edge pulled up the soft layer and then shaken down new material that forms a belly at this point.
Die so versenkten Tragsäulen sind optimal auch im nicht tragfähigen Boden und werden hergestellt unter Verwendung eines Mehrzweck-Rüttlers und bei Verbleiben des Rohres innerhalb des Bodens während des Rüttelns, selbst nachdem das Material zur Erzeugung der Säule bereits in den Boden eingeführt wurde. Hierbei kann nach Belieben die Rammlanze im Verhältnis zu dem Rohr längsverschoben werden und kann vorher und/oder nachher und/oder während der Längsverschiebung der Schließ- und Öffnungsmechanismus am Materialschacht geöffnet werden, um Material in das Rohr hineinzulassen; anschließend kann an der neuen Längsverschiebe-Position eine neue Festlegung des Rohres zu der Rammlanze mittels der Koppelvorrichtung durchgeführt werden und dann ein erneuter Rüttelvorgang mittels des Vertikal-Rüttlers durchgeführt werden.The sunken support columns are ideal even in non-load-bearing floors and are manufactured using a multi-purpose vibrator and at Remaining of the pipe inside the floor during the shaking, even after the material for producing the column has already been introduced into the ground. The ram lance can be moved longitudinally in relation to the pipe and can be before and / or after and / or during the longitudinal displacement the closing and opening mechanism on the material chute is open to let material into the pipe; then can be on the new Longitudinal shift position a new definition of the pipe to the ram lance be carried out by means of the coupling device and then a new shaking process by means of the vertical vibrator.
Die so hergestellten Tragsäulen sind aufgrund der vertikalen Rüttelkraft optimal komprimiert, beziehungsweise benötigt man für einen geforderten Komprimierungsgrad nur eine mäßigere Rüttelkraft. Für das Einrammen und das Verdichten genügt ein einziger Rüttler. Das Verdichten erfolgt nicht mit der Vortriebsspitze der Lanze, sondern mit dem unteren Ende des im Rohr eingeschlossenen Materials, so daß der Abrieb an der Vortriebsspitze der Lanze erheblich vermindert wird. Wird Beton vergossen, so bindet dieser im glattwandigen zylindrischen Hohlraum ab, der sich im Boden nach der Zurückziehung des Rohrs, dessen Wandstärke z. B. 10 bis 15 mm beträgt, gebildet hat. Die Außenfläche der entstehenden Betontragsäule ist sauber und ausreichend glatt, um die negative Mantelreibung der umgebenden Bodenschicht zu vermeiden. Dies gilt insbesondere, wenn auf eine unten bereits geschaffene verdichtete Materialansammlung oder Betonfüllung, die einen Säulenfuß bildet, durch Öffnen des Systems der Vorrichtung und Einbringen eines Fertigbetonpfahls, der auf diesen vorher geschaffenen Säulenfuß aufgesetzt und gegebenenfalls mit diesem verbunden wird, eine Säule mit vollkommen glatter Oberfläche in der betreffenden Bodenschicht eingebettet wird.The support columns manufactured in this way are optimal due to the vertical vibrating force compressed, or is required for a required degree of compression only a moderate vibration force. For ramming and compacting is sufficient a single jogger. The compaction is not done with the tip of the lance but with the lower end of the material enclosed in the tube, so that abrasion at the tip of the lance is considerably reduced. Becomes concrete potted, it binds in the smooth-walled cylindrical cavity that in the ground after the withdrawal of the pipe, the wall thickness of z. B. 10 to 15 mm is formed. The outer surface of the resulting concrete support column is clean and sufficiently smooth to remove the negative skin friction of the surrounding Avoid layer of soil. This is especially true if already on one below created compacted material accumulation or concrete filling that a column base forms, by opening the system of the device and placing a precast concrete pile, the placed on this previously created column base and if necessary connected to it, a column with a completely smooth surface is embedded in the relevant soil layer.
Da beim Setzen der Tragsäulen das System jederzeit geöffnet werden kann, um gewünschtes Material in das Rohr einzubringen, und wieder geschlossen werden kann, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr universell verwendbar.Since the system can be opened at any time when placing the support columns, to insert the desired material into the pipe and closed again can be used, the device according to the invention can be used very universally.
Die lösbare Kopplung zwischen der Rammlanze und dem Rohr kann auf vielfältige Weise hergestellt werden. In Frage kommt eine formschlüssige Kopplung, beispielsweise durch am oberen Rohrende befindliche nach innen verfahrbare Vorsprünge, die in komplementäre Vertiefungen wie Rillen oder Mulden an der Außenseite der Rammlanze eingreifen. Im Interesse einer vereinfachten Herstellung und einer glatten Lanzenaußenfläche wird jedoch ein reibschlüssiger Angriff an der zylinderförmigen Lanzenaußenfläche bevorzugt. Bei einfacheren Ausführungen kann dieser durch eine manuell bediente Schraubspindel erfolgen, jedoch wird, da auch der unweit befindliche Rüttler im allgemeinen ein hydraulisch betätigter Rüttler ist, ein Angriff von Anlagebacken bevorzugt, die durch am oberen Rohrrand sitzende beispielsweise gegenüberliegende Hydraulikpressen in Form von Hydraulik-Zylinder-Kolben-Einheiten betätigt werden. Von diesen Einheiten genügt im Prinzip eine, die Lanze wird dann auf der anderen Seite an die Rohrinnenseite gedrückt; vorzugsweise werden jedoch zwei oder drei zur Rohrachse symmetrisch angeordnete Einheiten verwendet. Gemäß einer weiteren Alternative kommt auch eine elektromagnetische Kopplung, die direkt auf das Material des anzukoppelnden Bauteils wirkt oder über Anlagebacken wirkt, in Frage.The detachable coupling between the ram lance and the pipe can can be produced in various ways. A form-fitting coupling comes into question, For example, by moving inwards at the top of the tube Projections that are in complementary recesses such as grooves or troughs on the Intervene on the outside of the ram lance. In the interest of simplified production and a smooth lance outer surface is a frictional attack on the cylindrical lance outer surface preferred. For simpler versions this can be done by a manually operated screw spindle, however, because also the nearby vibrator is generally a hydraulically operated vibrator is preferred, an attack of investment jaws, by the top of the tube Seated hydraulic presses, for example, in the form of Hydraulic cylinder-piston units are operated. Of these units is enough basically one, the lance is then on the other side to the inside of the pipe pressed; however, two or three are preferably symmetrical to the tube axis arranged units used. According to another alternative comes too an electromagnetic coupling that is directly coupled to the material of the Component works or works via system jaws, into question.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine teilweise geschnittene Darstellung einer Anlage zur Erstellung von versenkten Tragsäulen in nicht tragfähigem Boden;
Fig.n 2 bis 4- in vergrößertem Maßstab Schnittdarstellungen der wesentlichen Teile der Anlage in verschiedenen Arbeitsphasen der Erstellung der Tragsäulen;
Fig.n 5 und 6- Darstellungen vergleichbar Fig. 4 bei abgewandelten Verfahrensdurchführungen.
- Fig. 1
- a partially sectioned representation of a system for creating sunken support columns in unsustainable soil;
- Fig.
n 2 to 4 - on an enlarged scale sectional views of the essential parts of the system in various phases of the creation of the support columns;
-
5 and 6Fig.n - Representations comparable to FIG. 4 with modified method implementations.
Bezugnehmend auf Fig. 1 soll ein Gebäude, eine Fahrbahn oder dergleichen
auf nicht tragfähigem Boden 1 errichtet werden, der durch horizontale Punkt-Strich-Schraffur
angedeutet ist. Erst in einer gewissen Tiefe befindet sich eine Schicht aus
tragfähigem Boden 2, die in Fig. 1 durch grobe Punktschraffur kenntlich gemacht
ist. Zur Ableitung der Gewichtskraft hinunter zum tragfähigen Boden 2 wird deshalb
wie üblich ein Feld von Stütz- oder Tragsäulen errichtet, beispielsweise von Stopfsäulen
aus Schotter, Split, Kies, Sand oder Kalk oder von Betonrüttelsäulen, die im
Boden gegossen werden. In Fig. 1 ist eine fertige Tragsäule 3 dargestellt, eine
zweite wird gerade errichtet. Hierzu ist eine Tragraupe 4 mit einem Turm 5 angefahren
und installiert worden.1, a building, a roadway or the like
be built on non-load-bearing
Am Turm 5 sitzt ein an ihm vertikal verfahrbarer Arbeitskopf 6, der über einen
Rüttler 11 mit vertikaler Rüttelbewegung eine nach unten gerichtete Rammlanze
12 führt. Die Rammlanze besteht aus einem kreiszylindrisch-rohrförmigen langgestreckten
Gehäuse von beispielsweise 30 oder 35 cm Durchmesser, in dessen
Innerem sich verschiedene Installationen befinden. Am unteren Ende hat die
Rammlanze eine Vortriebsspitze 13, die aber zugleich eine Schließeinrichtung mit
einem Öffnungs- und Schließmechanismus 14 bildet. Dieser besteht beim dargestellten
Beispiel aus einem an einem Schaft, der in der Lanze 12 in begrenzter
Weite längsverschieblich geführt ist, sitzenden kegelförmigen Ventilkörper, der allein
durch Gewichts- und äußere Pressungskräfte öffnen und schließt. Eine Alternative
wäre ein Mechanismus aus Sektor-Schließlamellen. Ein in der Rammlanze 12 in
deren Längsrichtung verlaufender Materialschacht 15 (Fig. 6) für Rieselstoffe ist
über eine Beschickungsvorrichtung 16 beladbar und über den durch die Vortriebsspitze
13 gebildeten Verschluß unten chargenweise entladbar. Im Fall der Erstellung
einer Betonrüttelsäule besteht die Beschickungsvorrichtung aus einer von einer
Betonpumpe kommenden flexiblen Leitung und einem in der Rammlanze 12
verlaufenden Leitungsrohr 18 für Beton und Zementsuspension. Der Rüttler 11 greift
an der Rammlanze 12 über eine Lasche 19 an.On the
Die Rammlanze 12 befindet sich innerhalb eines in den Zeichnungen geschnitten
dargestellten kreiszylindrischen Rohrs 21, das an seinem oberen Ende
eine Koppelvorrichtung 22 zur reversiblen Festlegung an der Rammlanze 12 hat.
Die Lanze 12 gleitet an der Rohr-Innenfläche mit ausreichend schmalem Spalt, daß
ein Eindringen von Fremdmaterial in den Spalt, insbesondere von dem Material, das
später die Tragsäule bilden soll, weitgehend vermieden wird. Eventuell kann außen
an der Lanze oder innen im Rohr ein (nicht dargestellter) Abstreifring vorhanden
sein, ähnlich wie ein Ölabstreifring in üblichen Kolben-Zylinder-Einheiten. Das Rohr
ist an seinem unteren Rand angefast und diese Fase ergibt zusammen mit der
Vortriebsspitze 13 der Rammlanze 12 in der Stellung nach Fig.n 1 und 2 eine
gemeinsame Kegelfläche. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht die
Koppelvorrichtung aus zwei gegenüberliegenden hydraulisch beaufschlagten Kolben
23, die die Kopplung durch Anpressung an die Mantelfläche der Rammlanze 12
bewirken. Die Darstellung geht von einem reibschlüssigen Kontakt aus, jedoch kann
beispielsweise durch beiderseitige Rillungen auch ein formschlüssiger Kontakt
vorgesehen sein.The
Gemäß Fig. 2 wird die Rammlanze - insoweit noch wie beim Stand der Technik
- mit Hilfe des in Vertikalrichtung vibrierenden, in Fig. 2 nur schematisch dargestellten
Rüttlers 11 durch die vertikale Rüttelbetätigung bis in den Bereich des tragfähigen
Bodens 2 eingerammt. Hierbei wird jedoch das Rohr 21 mit-eingerammt,
das mit Hilfe der Koppelvorrichtung 22 fest an der Rammlanze 12 sitzt und diese
bis in den Bereich ihres unteren Endes umgibt. Die Einrammtiefe kann in Abhängigkeit
von der Natur des tragfähigen Bodens 2 bis auf dessen Oberseite gehen (Fig.
1), oder die Rammlanze 12 wird noch ein Stück weit in den tragfähigen Boden 2
eingerammt (Fig. 2), damit die entstehende Tragsäule 3 in diesem verankert wird.2, the ram lance is - as far as in the prior art
- With the help of the vibrating in the vertical direction, shown only schematically in Fig. 2
Nach diesem Rammvorgang wird die Koppelvorrichtung 22 gelöst und die
Rammlanze 12 nach oben zurückgezogen, wobei das Rohr 21 in der erreichten
Stellung im Boden verbleibt. Nun öffnet sich, wie in Fig. 3 dargestellt, der Öffnungs- und
Schließmechanismus 14 und über den Materialschacht 15 in der Rammlanze
12 wird Material 24, das die Tragsäule 3 bilden soll, nach unten abgelassen, wo es
das Rohr 21 ganz oder teilweise füllt und sich unten am oder im tragfähigen Boden
2 absetzt. Fig. 3 zeigt die Füllung der gesamten Rohrlänge auf einmal, hier kann
aber auch in kleineren Schritten vorgegangen werden. In der Figur ist das Material
24 als grobkörniger Riesel dargestellt, es kommen hier jedoch alle für Tragsäulen
geeigneten Materialien in Betracht.After this ramming process, the
Anschließend kann - immer noch bei gelöster Koppelvorrichtung 22 - der durch
den Öffnungs- und Schließmechanismus 14 gegebene Verschluß geschlossen
werden, was beim dargestellten Mechanismus nur durch Absetzen der Rammlanze
12 auf dem Material 24 erfolgt, oder wird kein Material mehr zugegeben; dann wird
der Koppelmechanismus aktiviert und zusammen mit der Rammlanze das Rohr ein
Stück weit aus dem Boden gezogen und in erhöhter Position wieder an der Rammlanze
12 festgelegt. Das Säulenmatenal 24 weicht zunächst unten ein Stück weit
seitlich in den nicht tragfähigen Boden 1 bzw. den tragfähigen Boden 2 aus. Nach
der erneuten Kopplung des Rohrs 21 an die Rammlanze 12 mit Hilfe der Koppelvorrichtung
22 beginnt gemäß Fig. 4 wieder der Rüttler 11 seine Tätigkeit, um das
freigesetzte Material 24 zu verdichten. Das Rohr 21 macht die Rüttelbewegungen
mit der Rammlanze 12 mit. Die Ebene, die als eigentliche Hammerebene wirkt, ist
hierbei nicht die Vortriebsspitze 13, sondern eine Ebene 26, die die untere Abschlußebene
des Rohrs 21 ist. Der Abrieb der Vortriebsspitze 13 bzw. der Lamellen
14 hält sich damit in Grenzen. Das unterhalb des Rohrs befindliche Material 24
bildet dort einen breiten Säulenfuß 27, über dem zunächst im Rohr 21 ein Säulenschaft
28 gebildet wird. Das Verfahren mit Anheben der Rammlanze 12, Nachliefern
von Material 24, Nachziehen des Rohrs 21 und Rütteln kann nun in Schritten bis
zum oberen Rand der Bodens 1 wiederholt werden.Then - still with the
Fig. 5 veranschaulicht eine andere Durchführung, bei der nach dem ersten
Materialeinbringen und -verdichten nicht weiteres Material nachgelegt wird, sondern
eine Fertigbetonsäule 29 eingebracht wird. Hierzu wird die Rammlanze 12 aus dem
Rohr 21 herausgezogen und dann in dieses die Säule 29 eingebracht, die auf den
aus dem zuerst eingebrachten Material 24 bestehenden Säulenfuß 27 gestellt wird.
Dieser Säulenfuß 27, der die Fertigbetonsäule 29 trägt, kann selbst aus Beton
hergestellt sein oder kann aus einem der anderen Tragmaterialien wie Schotter usw.
bestehen.Fig. 5 illustrates another implementation in which after the first
Introducing and compacting material does not add more material, but instead
a precast
Soll die Betonsäule aus Ortbeton erstellt werden, so kann auf den schon
verdichteten Säulenfuß im Rohr 21 eine Bewehrung 32 eingestellt werden, die dann
im gegossenen Beton eingebettet wird. Dies ist in Fig. 6 dargestellt.If the concrete column is to be made of in-situ concrete, then you can already do so
compressed column base in the
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