EP1288375A1 - Apparatus and method for producing in situ concrete columns sunk in the ground - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for producing in the ground sunken in-situ concrete columns, with a tubular ram lance, in their in the working position vertical longitudinal direction a flow concrete channel with in The flow cross-section is reduced compared to the ram lance and the communicates with a Ramm high-frequency vibrator and a lower one Propulsion tip, while the flow concrete channel at the bottom in Region of the propulsion tip has an opening and closing mechanism; it also relates to a method of using the device.
- In-situ concrete pillars sunk into the ground are required if that of an upper layer of unsustainable soil and one a slightly lower layer of load-bearing soil is a building to be built.
- the columns then do not bridge the vertical load-bearing layer. They are made at intervals of a few meters and transfer the weight of the structure to the lower, stable layer from.
- a tubular ram lance is generally used to manufacture the in-situ concrete columns, which according to older techniques with the help of ramming and according to newer Techniques driven into the ground with the help of a higher-frequency vibrator becomes. From AT-PS 178070 it is known that this tube with a bottom Check valve is provided, which still has a - lost - pile tip to Driving the tube can be placed.
- the tubular ram is after driving into the ground filled with flowable concrete and then slowly pulled up, the check valve opens and the Concrete the cylindrical resulting from the pulling back of the ram Fills the cavity immediately before the neighboring soil material penetrates again.
- the flowable concrete can be placed in the interior of the ram lance in it suspended vibrators are kept liquid, which also the im remaining pressure resulting from the weight of the concrete column in the ram is raised to the check valve.
- the device according to the invention is based on a device of the type mentioned, characterized in that the flow concrete channel expanded into a chamber in the lower end, facing downwards at her End has the opening and closing mechanism and against the Flow concrete channel surrounding space in the tubular ram lance through a separated in this bulkhead, preferably running in a radial plane is.
- the ram lance in the Ground drives in, the flow concrete channel from above with flowable concrete below Pressure is supplied until the chamber is completely filled with concrete, and the Driving lance with continuous delivery of flowable concrete in the ground below Release of previously occupied volume and withdrawable the flowable Concrete for the in-situ concrete column at the lower end of the ram lance Opening and closing mechanism with a volume flow rate emits the volume release rate caused by the retraction of the ram resembles in the ground.
- This device in particular in the versions according to the subclaims 3 to 8, allows very fast and precise production even of large ones Fields of in-situ concrete columns using a simple construction that only one moderate device maintenance required.
- a building, a roadway or the like is said to be on unsustainable floor 1 are erected. Only at a certain depth there is a layer of load-bearing floor 2.
- the ram lance consists of a circular cylindrical tubular elongated housing, for example 30 or 35 cm in diameter, in inside of which there are various installations.
- a propulsion tip 13 has at the bottom the ram lance a propulsion tip 13, but at the same time a locking device forms with an opening and closing mechanism 14.
- An alternative would be e.g. B. a mechanism of sector locking slats.
- a flow concrete channel runs in the longitudinal direction 15 in the form of a tube, the upper end of which is connected to a concrete hose 16 is and the lower end open in a chamber 17 in the Ram lance 12 opens.
- the concrete hose 16 is one of a concrete pump upcoming flexible pipe for concrete and cement suspension.
- Chamber 17 is in the - in the working position - lower end of the ram lance 17.
- Sie is delimited at its upper end by a bulkhead 18 which is in a Radial plane of the tubular ram lance 12 at a distance of, for example 1 m from the lower end of the pile lance and in which the Mouth 19 of the flow concrete channel 15 is located.
- the bulkhead 18 has in essentially the shape of a circular ring plate, which is welded into the ram lance 12 is.
- the diameter of the flow concrete channel 15 is of the order of magnitude of a quarter of the inside diameter of the ram lance 12.
- the outer diameter of the ram lance 12 is due to the required concrete column diameter determined by the ram lance in the ground formed pile bore results.
- the vibrator 11 engages on the ramming lance 12 a tab 20 on.
- the tube of the ram lance 12 is at its lower edge chamfered and this chamfer together with the propulsion tip 13 results in Ram lance 12 in the position according to Fig.n 1 and 2 approximately a common Conical surface.
- the ram lance 12 is actuated with the aid of the vibrating, hydraulically driven by the crawler 4 from the vibrator 11 through the vertical vibration control rammed into the area of the load-bearing floor 2 or, better said, vibrated.
- the upcoming soil layers are laterally displaced and thus compacted and a pile hole is created.
- the depth of ram can vary depending on the nature of the viable Soil 2 go to the top, or the ram lance 12 is still one Rammed into the load-bearing floor 2 to a large extent, so that the resulting Support column is anchored in this.
- Fig. 2 after slackening the Layer of non-load-bearing soil 1, the ram lance 12 in the load-bearing Floor 2 still shaken about 0.5 to 2.5 m.
- the Ram lance 12 pulled up about 2 m. This pulling process opens the opening and closing mechanism 14 and the upcoming concrete 21 occurs due to its overpressure and immediately fills the cavity through the Displacement when vibrating the ram lance 12 and their now withdrawal was generated (Fig. 3).
- the ram lance 12 can slowly and evenly up to the top of the terrain be vibrated out, always with approx. 1 to 5 bar concrete overpressure immediately fill the created cavity with concrete. After reaching the A vibrated concrete column 23 has been completed (Fig. 6).
- the opening and closing mechanism 14 is shown as a check valve and described. It is also possible to do this in not shown Way to use a controlled valve.
- the flow concrete channel 15 has been described as a rigid pipe, but it can also be designed as a hose or a continuation of the hose at all Be 16.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von im Boden versenkten Ortbetonsäulen, mit einer rohrförmigen Rammlanze, in der in ihrer in der Arbeitsstellung vertikalen Längsrichtung ein Fließbetonkanal mit im Vergleich zur Rammlanze verkleinertem Durchflußquerschnitt verläuft und die mit einem Ramm-Hochfrequenzrüttler in Verbindung steht und eine untere Vortriebsspitze aufweist, während der Fließbetonkanal am unteren Ende im Bereich der Vortriebsspitze einen Öffnungs- und Schließmechanismus aufweist; sie bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Gebrauch der Vorrichtung.The invention relates to a device for producing in the ground sunken in-situ concrete columns, with a tubular ram lance, in their in the working position vertical longitudinal direction a flow concrete channel with in The flow cross-section is reduced compared to the ram lance and the communicates with a Ramm high-frequency vibrator and a lower one Propulsion tip, while the flow concrete channel at the bottom in Region of the propulsion tip has an opening and closing mechanism; it also relates to a method of using the device.
Im Boden versenkte Ortbetonsäulen werden benötigt, wenn auf einem Untergrund, der aus einer oberen Schicht aus nicht tragfähigen Boden und einer etwas tiefer liegenden Schicht aus tragfähigem Boden besteht, ein Bauwerk errichtet werden soll. Die Säulen überbrücken dann in Vertikalrichtung die nicht tragfähige Schicht. Sie werden in Abständen von wenigen Metern hergestellt und leiten die Gewichtskraft des Bauwerks auf die tieferliegende tragfähige Schicht ab.In-situ concrete pillars sunk into the ground are required if that of an upper layer of unsustainable soil and one a slightly lower layer of load-bearing soil is a building to be built. The columns then do not bridge the vertical load-bearing layer. They are made at intervals of a few meters and transfer the weight of the structure to the lower, stable layer from.
Zur Herstellung der Ortbetonsäulen dient generell eine rohrförmige Rammlanze, die gemäß älteren Techniken mit Hilfe von Rammschlägen und gemäß neueren Techniken mit Hilfe eines höherfrequenten Rüttlers in den Boden eingetrieben wird. Aus der AT-PS 178070 ist es bekannt, daß dieses Rohr unten mit einem Rückschlagventil versehen ist, dem noch eine - verlorene - Pfahlspitze zum Eintreiben des Rohrs aufgesetzt sein kann. Die rohrförmige Rammlanze wird nach dem Eintreiben in den Boden mit fließfähigem Beton gefüllt und dann langsam nach oben gezogen, wobei sich das Rückschlagventil öffnet und der Beton den durch das Zurückziehen der Rammlanze entstehenden zylindrischen Hohlraum sofort ausfüllt, bevor das benachbarte Bodenmaterial wieder eindringt. Der fließfähige Beton kann mit Hilfe eines im Innenraum der Rammlanze in ihn eingehängten Rüttlers flüssig gehalten werden, wodurch auch der im übrigen aus dem Gewicht der Betonsäule in der Rammlanze resultierende Druck auf das Rückschlagventil erhöht wird.A tubular ram lance is generally used to manufacture the in-situ concrete columns, which according to older techniques with the help of ramming and according to newer Techniques driven into the ground with the help of a higher-frequency vibrator becomes. From AT-PS 178070 it is known that this tube with a bottom Check valve is provided, which still has a - lost - pile tip to Driving the tube can be placed. The tubular ram is after driving into the ground filled with flowable concrete and then slowly pulled up, the check valve opens and the Concrete the cylindrical resulting from the pulling back of the ram Fills the cavity immediately before the neighboring soil material penetrates again. The flowable concrete can be placed in the interior of the ram lance in it suspended vibrators are kept liquid, which also the im remaining pressure resulting from the weight of the concrete column in the ram is raised to the check valve.
Aus der DE-PS 971834 ist es auch bekannt, eine Rammlanze mit einem Außenrohr und einem Innenrohr zu verwenden. Diese Rohre sind relativ zueinander beweglich, werden aber synchron in fester gegenseitiger Zuordnung gehalten, solange die Rammlanze zum Zweck des Ausfließens des Betons im Boden nach oben gezogen wird.From DE-PS 971834 it is also known a ram lance with an outer tube and to use an inner tube. These tubes are relative to each other movable, but are kept synchronized in a fixed mutual assignment, as long as the ram lance for the purpose of pouring out the concrete in the ground is pulled up.
Weiterhin ist es aus der DE-A-19941302 bekannt, mit einem doppelten Rohr, nämlich einem Innenrohr und einem Außenrohr zu arbeiten, die in wechselnden Lagen zueinander festgelegt werden können. Die Säule wird dann innerhalb des Außenrohrs hergestellt, das als eine Art Schalung wirkt und nach dem Gießen der gesamten Säule oder eines Abschnitts der Säule entsprechend nach oben abgezogen wird.Furthermore, it is known from DE-A-19941302, with a double tube, namely an inner tube and an outer tube to work in changing Positions to each other can be determined. The column is then inside the Outer tube made, which acts as a kind of formwork and after casting the entire column or a section of the column upwards is subtracted.
Während sich einerseits bei einer rohrförmigen Rammlanze, die voll mit Beton gefüllt ist, die Handhabung hinsichtlich Gewicht, Verfahrenssteuerung und Rohrinstandhaltung als verbesserungsbedürftig erweist, sind andererseits die Konstruktionen mit den gegeneinander beweglichen und festlegbaren Rohren konstruktiv relativ aufwendig. Demgegenüber sollen durch die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen werden, die mit einfachen Mitteln eine schnelle und präzise Arbeit der Herstellung der Ortbetonsäulen ermöglichen.While on the one hand a tubular ram that is full of concrete is filled, handling in terms of weight, process control and On the other hand, pipe maintenance proves to be in need of improvement Constructions with the mutually movable and fixable tubes constructively relatively complex. In contrast, the invention Apparatus and a method can be created with simple means enable fast and precise work in the manufacture of in-situ concrete columns.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist, ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Fließbetonkanal im unteren Ende zu einer Kammer erweitert, die an ihrem nach unten gerichteten Ende den Öffnungs- und Schließmechanismus hat und gegen den den Fließbetonkanal umgebenden Raum in der rohrförmigen Rammlanze durch eine in dieser vorzugsweise in einer Radialebene verlaufende Schottwand getrennt ist. Sie wird gemäß der Erfindung so gebraucht, daß man die Rammlanze in den Boden eintreibt, den Fließbetonkanal von oben her mit fließfähigem Beton unter Druck beliefert, bis die Kammer vollständig mit Beton gefüllt ist, und die Rammlanze unter stetiger Nachlieferung von fließfähigem Beton im Boden unter Freigabe von zuvor von ihr belegtem Volumen zurückzieht und den fließfähigen Beton für die Ortbetonsäule am unteren Ende der Rammlanze durch den Öffnungs- und Schließmechanismus mit einer Volumen-Ausfließgeschwindigkeit abgibt, die der durch das Zurückziehen der Rammlanze bewirkten Volumenfreigabegeschwindigkeit im Boden gleicht.The device according to the invention is based on a device of the type mentioned, characterized in that the flow concrete channel expanded into a chamber in the lower end, facing downwards at her End has the opening and closing mechanism and against the Flow concrete channel surrounding space in the tubular ram lance through a separated in this bulkhead, preferably running in a radial plane is. It is used according to the invention so that the ram lance in the Ground drives in, the flow concrete channel from above with flowable concrete below Pressure is supplied until the chamber is completely filled with concrete, and the Driving lance with continuous delivery of flowable concrete in the ground below Release of previously occupied volume and withdrawable the flowable Concrete for the in-situ concrete column at the lower end of the ram lance Opening and closing mechanism with a volume flow rate emits the volume release rate caused by the retraction of the ram resembles in the ground.
Diese Vorrichtung, insbesondere in den Ausführungen gemäß den Unteransprüchen
3 bis 8, erlaubt eine sehr schnelle und präzise Herstellung auch großer
Felder von Ortbetonsäulen mit Hilfe einer einfachen Konstruktion, die nur einen
mäßigen Gerätewartungsaufwand erfordert.This device, in particular in the versions according to the
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Aus- und Durchführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine teilweise geschnittene Gesamtdarstellung einer Anlage zum Herstellen von Ortbetonsäulen im Boden;
Fig.n 2 bis 6- in vergrößertem Maßstab Schnittdarstellungen der wesentlichen Teile der Anlage in verschiedenen Arbeitsphasen der Herstellung der Betonsäulen.
- Fig. 1
- a partially sectioned overall view of a system for the production of in-situ concrete columns in the ground;
-
Fig.n 2 to 6 - On an enlarged scale, sectional views of the essential parts of the system in various phases of the manufacture of the concrete columns.
Bezugnehmend auf Fig. 1 soll ein Gebäude, eine Fahrbahn oder dergleichen auf
nicht tragfähigem Boden 1 errichtet werden. Erst in einer gewissen Tiefe
befindet sich eine Schicht aus tragfähigem Boden 2. Zur Ableitung der Gewichtskraft
hinunter zum tragfähigen Boden 2 wird deshalb wie üblich ein Feld von
Betonrüttelsäulen errichtet, die im Boden gegossen werden. Hierzu ist eine
Tragraupe 4 mit einem Turm 5 angefahren und installiert worden. In Fig. 1 sind
die Schichtdicken im Vergleich zur Größe der übrigen Gegenstände nicht
maßstäblich dargestellt.1, a building, a roadway or the like is said to be on
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 öffnet und
schließt. Eine Alternative wäre z. B. ein Mechanismus aus Sektor-Schließlamellen.
In der Rammlanze 12 verläuft in deren Längsrichtung ein Fließbetonkanal
15 in Form eines Rohrs, dessen oberes Ende an einen Betonschlauch 16 angeschlossen
ist und dessen unteres Ende offen in eine Kammer 17 in der
Rammlanze 12 mündet. Der Betonschlauch 16 ist eine von einer Betonpumpe
kommende flexible Leitung für Beton und Zementsuspension. Die Kammer 17
befindet sich im - in der Arbeitsstellung - unteren Ende der Rammlanze 17. Sie
wird an ihrem oberen Ende durch eine Schottwand 18 begrenzt, die in einer
Radialebene der rohrförmigen Rammlanze 12 in einem Abstand von beispielsweise
1 m vom unteren Ende der Rammlanze verläuft und in der sich die
Mündung 19 des Fließbetonkanals 15 befindet. Die Schottwand 18 hat also im
wesentlichen die Form einer Kreisringplatte, die in die Rammlanze 12 eingeschweißt
ist. Der Durchmesser des Fließbetonkanals 15 liegt in der Größenordnung
von ein Viertel des Innendurchmessers der Rammlanze 12. Der
Außendurchmesser der Rammlanze 12 ist durch den geforderten Betonsäulendurchmesser
bestimmt, der sich aus der durch die Rammlanze im Boden
gebildeten Pfahlbohrung ergibt. Der Rüttler 11 greift an der Rammlanze 12 über
eine Lasche 20 an. Das Rohr der Rammlanze 12 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 angenähert eine gemeinsame
Kegelfläche.On the
Im Betrieb wird die Rammlanze 12 mit Hilfe des in Vertikalrichtung vibrierenden,
hydraulisch von der Tragraupe 4 aus angetriebenen Rüttlers 11 durch die
vertikale Rüttelbetätigung bis in den Bereich des tragfähigen Bodens 2 eingerammt
oder, besser ausgedrückt, einvibriert. Die anstehenden Bodenschichten
werden seitlich verdrängt und somit verdichtet und es entsteht eine Pfahlbohrung.
Die Einrammtiefe kann in Abhängigkeit von der Natur des tragfähigen
Bodens 2 bis auf dessen Oberseite gehen, oder die Rammlanze 12 wird noch ein
Stück weit in den tragfähigen Boden 2 eingerammt, damit die entstehende
Tragsäule in diesem verankert wird. Nach Fig. 2 wird nach dem Durchteufen der
Schicht des nichttragenden Bodens 1 die Rammlanze 12 in den tragfähigen
Boden 2 noch ca. 0,5 bis 2,5 m eingerüttelt.In operation, the
Nach dem Erreichen der Endtiefe wird mittels einer in der Zeichnung nicht
sichtbaren Betonpumpe über den Betonschlauch 16 pumpfähiger Beton 21 mit
ca. 2 bis 10 bar in den Fließbetonkanal 15 gepumpt. Dieser führt den Beton in
die Kammer 17, die durch die Schottwand 18 vom restlichen Rohrvolumen
abgetrennt ist und mit dem Beton gefüllt wird.After reaching the final depth, no in the drawing
visible concrete pump over the
Nach dem Erreichen der Endtiefe und dem Befüllen der Kammer 17 wird die
Rammlanze 12 ca. 2 m nach oben gezogen. Bei diesem Ziehvorgang öffnet sich
der Öffnungs- und Schließmechanismus 14 und der anstehende Beton 21 tritt
aufgrund seines Überdrucks aus und füllt sofort den Hohlraum, der durch die
Bodenverdrängung beim Einvibrieren der Rammlanze 12 und deren jetzt
erfolgende Zurückziehung erzeugt wurde (Fig. 3).After reaching the final depth and filling the
Nachdem die Rammlanze 2 m weit gezogen wurde, wird sie ca. 0,5 bis 1,0 m
weit wieder nach unten gerammt, so daß der bereits ausgetretene Beton 21
nochmals verdichtet und teilweise seitlich verdrängt wird, um eine Fußausbildung
22 zu erzeugen (Fig. 4).After the ram lance has been pulled 2 m, it becomes approx. 0.5 to 1.0 m
rammed far down again, so that the concrete that has already escaped 21st
compacted again and partially displaced laterally to form a
Jetzt kann die Rammlanze 12 bis zur Geländeoberkante langsam und gleichmäßig
herausvibriert werden, immer mit ca. 1 bis 5 Bar Betonüberdruck, um
den erzeugten Hohlraum sofort mit Beton auszufüllen. Nach Erreichen der
Geländeoberkante ist eine Rüttelbetonsäule 23 fertiggestellt (Fig. 6).Now the
Die Figuren zeigen das Füllen der Pfahlbohrung im wesentlichen auf einmal, nur
unten durch die Herstellung der Fußausbildung 22 unterbrochen. Es kann aber
auch in kleineren Schritten vorgegangen werden, wobei dann entlang der Säule
durch Abwärtsrütteln Ausbauchungen hergestellt werden.The figures show the filling of the pile bore essentially all at once, only
interrupted below by the manufacture of the
Der Öffnungs- und Schließmechanismus 14 ist als Rückschlagventil dargestellt
und beschrieben worden. Es ist auch möglich, hierfür in nicht dargestellter
Weise ein gesteuertes Ventil zu verwenden. In Frage kommt insbesondere eine
hydraulische Steuerung, für die der Antriebszylinder im Innenraum der Rammlanze
12 oberhalb der Schottwand 18 angeordnet ist. Hier ist zwischen dem
Fließbetonkanal 15 und der Innenwand der Rammlanze 12 ausreichend Volumen
für derartige Steuereinrichtungen vorhanden.The opening and
Der Fließbetonkanal 15 wurde als starres Rohr beschrieben, es kann jedoch auch
als Schlauch ausgebildet sein oder überhaupt eine Fortsetzung des Schlauchs
16 sein.The
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet, daß sich der Fließbetonkanal (15) im unteren Ende zu einer Kammer (17) erweitert, die an ihrem nach unten gerichteten Ende den Öffnungs- und Schließmechanismus (14) hat und gegen den den Fließbetonkanal (15) umgebenden Raum in der rohrförmigen Rammlanze (12) durch eine Schottwand (18) getrennt ist.Device for the production of in-situ concrete columns (23) sunk in the ground, with a tubular ram lance (12), in which a fluid concrete channel (15) with a smaller flow cross-section than the ram lance runs in its vertical longitudinal direction in the working position and which is equipped with a ramming high-frequency vibrator ( 11) is connected and has a lower tunneling tip (13), while the flow concrete channel (15) has an opening and closing mechanism (14) at the lower end in the area of the tunneling tip,
characterized in that the flow concrete channel (15) widens in the lower end to a chamber (17) which has the opening and closing mechanism (14) at its downward end and against the space surrounding the flow concrete channel (15) in the tubular Driving lance (12) is separated by a bulkhead (18).
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- 2001-09-03 EP EP01121119A patent/EP1288375A1/en not_active Withdrawn
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