EP1688543B1 - Baugrundverbesserung durch Hybrid-Säulen - Google Patents

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EP1688543B1
EP1688543B1 EP06000386A EP06000386A EP1688543B1 EP 1688543 B1 EP1688543 B1 EP 1688543B1 EP 06000386 A EP06000386 A EP 06000386A EP 06000386 A EP06000386 A EP 06000386A EP 1688543 B1 EP1688543 B1 EP 1688543B1
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EP
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piles
produced
borehole
producing
pile portion
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EP06000386A
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EP1688543A2 (de
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Thierry Bret
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Keller Grundbau GmbH
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Keller Grundbau GmbH
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • E02D3/123—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil and compacting the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/08—Improving by compacting by inserting stones or lost bodies, e.g. compaction piles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • 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
    • E02D5/44—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds with enlarged footing or enlargements at the bottom of the pile
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/48—Piles varying in construction along their length, i.e. along the body between head and shoe, e.g. made of different materials along their length
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction

Definitions

  • the invention relates to a method for ground improvement for the construction of foundations by placing columns in the ground, which are distributed over the surface according to a grid and each a lower set tied column section of settable material such as mortar or concrete and a respective upper compacted column section of rolligem Have material like gravel.
  • the bottom pillars may optionally have a thickened pillar base made of a rolled material with or without added binder.
  • the bottom columns comprise a lower column section, which is optionally supported on the pedestal and which is produced free in the growing ground from bottom to top of rolligem material, and an upper column section, the first of the completion of the lower column section introduced from enclosure a tubular body or a Geotextilschlauch, which is filled from bottom to top with rolling material, wherein the envelope extends into the lower column section.
  • the rolling material of the soil column can be used with or without binder additive.
  • From the GB 515 120 is a generic method for producing piles in the ground by means of sinker known in which a concrete pile receives a head of moist compacted sand.
  • the sand serves exclusively as a transfer medium in mechanically compacting the concrete within an upper soil layer with low shear resistance.
  • a foundation improvement method for building foundations in which pillars of resilient concrete are produced in a layer of low bearing capacity, which at the top freely terminate approximately centrally in a bulk material load-bearing layer of cellular material.
  • a foundation plate or individual foundations is constructed at a distance from the pile heads.
  • the present invention has for its object to provide a method for ground improvement of the type mentioned for the construction of foundations, with the fast and inexpensive the desired improvements can be brought about, the method should be easy to carry out.
  • the solution of claim 1 for this is that for the preparation of the lower column section introduced a hollow tool displacing the soil and the abbindbare material is introduced when pulling the hollow tool out of this in the borehole, directly on the heads of the columns single or Stenderfundêt noir or a foundation plate to be built.
  • the settable material ie mortar or concrete, in particular discharged substantially without pressure when pulling the hollow tool into the borehole.
  • the lower column section consists of a Vollverdrängererklale, in the production of no grown soil is excavated or rinsed, while the upper column section is produced as Wilsonttelklam, in particular binder-free material.
  • the diameter of the upper column section preferably considerably larger than the diameter of the lower column section.
  • the upper column section can be led to the lower edge of the foundation of a building to be built.
  • the main advantage of these hybrid floor columns is that the upper, relatively short column section can reduce stresses in the foundation plate and thus allows a reduced reinforcement of the same.
  • the use of a rotary drilling tool with a load is provided for producing the lower column section.
  • the production of the lower column section is provided using a Senkrohres with a Friedsatzrüttler.
  • the tool can be lowered quickly, even in unfavorable soil conditions, which is superior to the relatively lower shaking speed of deep vibrators.
  • the drill pipe or the sinker can already be filled in advance with the curable material, so that the borehole is filled for the lower column section without further preparation measures when pulling the tube. Due to the mere displacement during the production of the borehole, an initial ground improvement by soil compaction is already being created.
  • the lower column sections allow the structural loads to be removed into load-bearing layers, while the upper column sections can absorb the shear forces without damage.
  • a covering or bonding area is formed when the rolling material of the upper pillar portion partially penetrates into the not yet set material of the lower pillar portion.
  • the coverage area may be on the order of 0.5 m.
  • Suitable diameters for the hollow tools corresponding to the diameters for the borehole of the lower column section are approximately between 200 and 600 mm.
  • a deep vibrator is shaken up into the head region of the lower column section and then drawn with the application of rolled material.
  • stepwise pulling and stopping the rolling material of the upper column section to the column head be compacted. It should be used gravel or gravel.
  • a compacted leveling layer is produced, on which then a foundation plate is produced.
  • the said leveling layer can also be produced in advance before the beginning of the column production, with the column heads then being pulled to the upper edge of the leveling layer.
  • the underlying foundation plate thus rests on the column heads and the intermediate leveling layer.
  • the grid by which the columns are distributed over the surface of the ground, can be chosen according to the extent of the required ground improvement, for example, grid dimensions of 2, 3 or 4 m represent realistic sizes.
  • the depth of the individual columns can be up to about 20 m, the upper column section being relatively short in comparison with the lower column section.
  • the lower column sections are not reinforced and thus fast and easy to produce.
  • FIG. 1 For example, in a vertical bottom section, two similar columns 11 are shown, each comprising a lower column section 12 of cured settable material such as mortar or concrete and an upper column section 13 of compacted ballast. Between the two is a transition section 14, which is formed by the fact that gravel is shaken into the not yet set material of the column 12.
  • a transition section 14 On the column heads 15 is a single foundation or strip foundation 16, which protrudes from the processed planum 17.
  • the planum 17 is covered with a foundation plate 18, which fills the spaces between individual foundations 16.
  • the individual foundation 16 forms a vault structure with two columns 11 or with two rows of columns.
  • FIG. 2 a vertical bottom section is shown in which in turn two vertical columns 11 are cut. These also each consist of a hardened lower column section 12 of abbindbarem material, an upper column section 13 of compacted ballast and a transition section 14, which is formed by gravel is shaken into the not yet set material of the column 12.
  • the subgrade 17, on which a continuous foundation plate 18 rests is formed by an equalization layer 19, which fills up the spaces between the column heads 15.
  • the foundation plate 18 rests directly on the column heads 15.
  • a vault is formed by two pillars 11 or two rows of columns and the compensation layer 19.
  • FIG. 3 in representation a) the production phase 1 for the production of a lower column section, in illustration b) the production phase 2 for the production of an upper column section and in figure c) a schematic diagram of a tool for the first production phase are shown.
  • the first phase there are three steps (1 to 3), in the second phase two steps (4, 5) are distinguished.
  • a working scaffold 22 for a screwdriver 23 is provided on a supporting bead 21.
  • the upper end of the auger 23 is connected via a hose 24 to a concrete pump 25. If necessary, concrete or fresh mortar from a vehicle 26 is filled in the concrete pump.
  • the drilling tool 23 is pulled while flowing out of the concrete or mortar, wherein substantially no soil is to be excavated further.
  • the concrete or mortar flows substantially without pressure from the interior of the drilling tool 23 in the resulting by displacement borehole 27 a.
  • a known deep vibrator 28 is attached to a feed hopper 29.
  • the deep vibrator is already shaken into the area of the lower column section.
  • a vehicle 30 ballast is filled into the hopper 29.
  • FIG. 4 in representation a) the production phase 1 for the production of a lower column section, in illustration b) the production phase 2 for the production of an upper column section and in figure c) a schematic diagram of a tool for the first production phase are shown.
  • the first phase are three steps (1 to 3), in the second phase two steps (4, 5).
  • a working scaffold 22 for a lowering tube 33 and a topping vibrator 35 is provided on a supporting bead 21.
  • the upper end of the Senkrohres 33 is connected via a hose 24 with a concrete pump 25. If necessary, concrete or fresh mortar from a vehicle 26 is filled in the concrete pump.
  • the lowering tube 33 is pulled while flowing out of the concrete or mortar, wherein substantially no soil is to be excavated further.
  • the concrete or mortar flows substantially without pressure from the interior of the Senkrohres in the resulting by displacement borehole 27 a.
  • a known deep vibrator 28 is attached to a feed hopper 29.
  • the deep vibrator is already shaken into the area of the lower column section.
  • a vehicle 30 ballast is filled into the hopper 29.
  • the lowering tube 33 is shown, on which a feed hopper 34 and the Aufsatzrüttler 35 can be seen. Furthermore, a controllable flap 36 is shown at the lower end of the lowering tube 33. Instead of the controllable flap, a lid can also be used. Between the Aufsatzrüttler 35 and the hopper 34 is a coupling 37th

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Baugrundverbesserung zum Aufbau von Fundamenten durch Einbringen von Säulen in den Boden, die gemäß einem Raster über die Oberfläche verteilt sind und die jeweils einen unteren abgebundenen Säulenabschnitt aus abbindbarem Material wie Mörtel oder Beton und jeweils einen oberen verdichteten Säulenabschnitt aus rolligem Material wie Schotter haben.
  • Säulen dieser Art sind beispielsweise beschrieben in Sondermann, Wolfgang, Jebe, Walter: Methoden zur Baugrundverbesserung für den Neu- und Ausbau von Bahnstrecken auf Hochgeschwindigkeitslinien, Baugrundtagung 1996, Berlin. Hierbei werden die unteren Säulenabschnitte mit Schleusenrüttlern als Rüttelsäulen bzw. Verdichtungssäulen ausgeführt. In der Regel wird dabei zunächst ein Kiesfuß hergestellt, in den die Säule eingestellt wird.
  • Aus der DE 101 08 602 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Bodensäulen zur Baugrundverbesserung bekannt, bei dem verschiedene Verfahrensphasen zu unterscheiden sind, die zumindest zu zwei, gegebenenfalls zu drei voneinander unterscheidbaren Säulenabschnitten führen. Die Bodensäulen können optional einen verdickten Säulenfuß aufweisen, der aus rolligem Material mit oder ohne Bindemittelzusatz besteht. Als wesentliche Bestandteile umfassen die Bodensäulen einen unteren Säulenabschnitt, der sich gegebenenfalls auf dem Säulenfuß abstützt und der frei im gewachsenen Boden stehend von unten nach oben aus rolligem Material erzeugt ist, und einen oberen Säulenabschnitt, der eine dem Fertigstellen des unteren Säulenabschnitts zunächst eingebrachte Umhüllung aus einem Rohrkörper oder einem Geotextilschlauch aufweist, die von unten nach oben mit rolligem Material verfüllt ist, wobei die Umhüllung in den unteren Säulenabschnitt hineinreicht. Das rollige Material der Bodensäule kann mit oder ohne Bindemittelzusatz eingesetzt werden.
  • Aus der GB 515 120 ist ein gattungsgemäβes Verfahren zur Herstellung von Pfählen im Boden mittels Senkrohr bekannt, bei welchem ein Betonpfahl einen Kopf aus feuchtem verdichteten Sand erhält. Der Sand dient ausschließlich als Übertragungsmedium beim mechanischen Verdichten des Betons innerhalb einer oberen Bodenschicht mit geringem Scherwiderstand.
  • Aus der WO 02 077 136 A2 ist ein Verfahren zur Baugrundverbesserung zum Aufbau von Fundamenten bekannt, bei der in einer Schicht von geringer Tragfähigkeit Säulen aus elastischen Beton hergestellt werden, die oben frei in einer aufgeschütteten Lastübertragungsschicht aus rolligem Material etwa mittig enden. Auf dieser Lastübertragungsschicht ist mit Abstand zu den Pfahlköpfen eine Fundamentplatte oder Einzelfundamente aufgebaut.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Baugrundverbesserung der genannten Art zum Aufbau von Fundamenten bereitzustellen, mit dem schnell und kostengünstig die gewünschten Verbesserungen herbeigeführt werden können, wobei das Verfahren einfach durchführbar sein soll. Die Lösung des Anspruche 1 hierfür liegt darin, daß zum Herstellen des unteren Säulenabschnitts ein Hohlwerkzeug unter Verdrängen des Bodens eingebracht und das abbindbare Material beim Ziehen des Hohlwerkzeugs aus diesem heraus in das Bohrloch eingebracht wird, wobei unmittelbar auf den Köpfen der Säulen Einzel- oder Streifenfundamente oder eine Fundamentplatte aufgebaut werden. Hierbei wird das abbindbare Material, also Mörtel oder Beton, insbesondere im wesentlichen drucklos beim Ziehen des Hohlwerkzeuges in das Bohrloch ausgelassen.
  • Damit besteht der untere Säulenabschnitt aus einer Vollverdrängersäule, bei deren Herstellung kein gewachsener Boden ausgehoben oder ausgespült wird, während der obere Säulenabschnitt als Rüttelsäule aus rolligem, insbesondere bindemittelfreiem Material erzeugt wird. Hierbei ist der Durchmesser des oberen Säulenabschnitts vorzugsweise erheblich größer, als der Durchmesser des unteren Säulenabschnitts. Der obere Säulenabschnitt kann bis zur Unterkante des Fundaments eines zu errichtenden Gebäudes geführt werden. Der wesentliche Vorteil dieser hybrid aufgebauten Bodensäulen besteht darin, daß der obere, relativ kurze Säulenabschnitt Spannungen in der Fundamentplatte abbauen kann und damit eine reduzierte Bewehrung desselben zuläßt.
  • Nach einem ersten bevorzugten Verfahren ist zum Herstellen des unteren Säulenabschnitts die Verwendung eines drehenden Bohrwerkzeuges mit einer Auflast vorgesehen. Nach einem zweiten bevorzugten Verfahren ist das Herstellen des unteren Säulenabschnittes unter Verwendung eines Senkrohres mit einem Aufsatzrüttler vorgesehen. Mit beiden Methoden ist ein schnelles Niederbringen des Werkzeuges auch bei ungünstigen Bodenverhältnissen möglich, das gegenüber der relativ geringeren Einrüttelgeschwindigkeit von Tiefenrüttlern überlegen ist. Das Bohrrohr bzw. das Senkrohr kann bereits vorab mit dem aushärtbaren Material gefüllt sein, so daß ohne weitere Vorbereitungsmaßnahmen beim Ziehen des Rohres das Bohrloch für den unteren Säulenabschnitt verfüllt wird. Durch die reine Verdrängung beim Herstellen des Bohrloches entsteht bereits eine erste Baugrundverbesserung durch Bodenverdichtung. Durch die unteren Säulenabschnitte können die Bauwerkslasten in tragfähige Schichten abgetragen werden, während die oberen Säulenabschnitte die Scherkräfte schadlos aufnehmen können. Zwischen unterem Säulenabschnitt und oberem Säulenabschnitt entsteht ein Überdeckungs- oder Einbindungsbereich, wenn das rollige Material des oberen Säulenabschnitts teilweise in das noch nicht abgebundene Material des unteren Säulenabschnittes eindringt. Der Überdeckungsbereich kann in der Größenordnung 0,5 m liegen.
  • Geeignete Durchmesser für die Hohlwerkzeuge entsprechend den Durchmessern für das Bohrloch des unteren Säulenabschnitts liegen etwa zwischen 200 und 600 mm.
  • Zum Herstellen des oberen Säulenabschnitts wird, wie an sich bekannt, ein Tiefenrüttler bis in den Kopfbereich des unteren Säulenabschnitts eingerüttelt und dann unter Ausbringen von rolligem Material gezogen. Hierbei kann durch schrittweises Ziehen und Anhalten das rollige Material des oberen Säulenabschnitts bis zum Säulenkopf verdichtet werden. Es soll Schotter oder Kies verwendet werden.
  • Nach einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, daß unmittelbar auf den Säulenköpfen Einzel- oder Streifenfundamente hergestellt werden, wobei Zwischenräume zwischen einzelnen Fundamenten durch eine Fudamentplatte ausgefüllt werden.
  • Nach einer zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwischen den Köpfen einzelner Säulen zunächst eine verdichtete Ausgleichsschicht hergestellt wird, auf der dann eine Fundamentplatte hergestellt wird. Die genannte Ausgleichsschicht kann auch vorab vor dem Beginn der Säulenherstellung erzeugt werden, wobei die Säulenköpfe dann bis zur Oberkante der Ausgleichsschicht gezogen werden. Die hierauf gelegte Fundamentplatte ruht somit auf den Säulenköpfen und der dazwischenliegenden Ausgleichsschicht. Das Raster, nach dem die Säulen über der Oberfläche des Baugrundes verteilt sind, kann je nach dem Ausmaß der erforderlichen Baugrundverbesserung gewählt werden, wobei beispielsweise Rastermaße von 2, 3 oder 4 m realistische Größen darstellen. Die Tiefe der einzelnen Säulen kann bis zu ca. 20 m betragen, wobei der obere Säulenabschnitt relativ kurz im Vergleich mit dem unteren Säulenabschnitt ist.
  • Wesentlich für das beschriebene Verfahren ist das Herstellen der Bohrlöcher durch reines Verdrängen, wobei zur schnellen Arbeitsweise ein hohles Bohrgestänge oder ein Senkrohr mit Aufsatzrüttler verwendet wird. Die in zwei Abschnitten hergestellten Säulen verzichten auf einen besonderen Säulenfuß (Kiesfuß), sondern gründen mit ihrem unteren Säulenabschnitt unmittelbar in tragfähigen Bodenschichten. Die Säulen können durch Einzelfundamente auf den Säulenköpfen oder durch eine Zwischenschicht zwischen den Säulenköpfen untereinander stabilisiert, d. h. gewölbeartig ausgebaut werden.
  • Die unteren Säulenabschnitte sind nicht bewehrt und somit schnell und unkompliziert herstellbar.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beschrieben.
    • Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäß verbesserten Baugrund mit einem Streifenfundament im Vertikalschnitt durch zwei Säulen;
    • Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäß verbesserten Baugrund mit einer Fundamentplatte im Vertikalschnitt durch zwei Säulen;
    • Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Säule
      1. a) die Herstellungsphase 1 des unteren Säulenabschnitts
        1. 1. Aufbau des Geräts
        2. 2. Niederbringen eines Bohrrohres
        3. 3. Ziehen des Bohrrohres unter Ausfließen von Mörtel
      2. b) die Herstellungsphase 2 zur Herstellung des oberen Säulenabschnitts
        • 4. Einrütteln eines Tiefenrüttlers
        • 5. Fertigstellen des oberen Säulenabschnitts aus Schotter
      3. c) das Bohrrohr nach Phase 1 als vergrößerte Einzelheit;
    • Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Säule
      1. a) die Herstellungsphase 1 des unteren Säulenabschnitts
        1. 1. Aufbau des Geräts
        2. 2. Niederrütteln eines Senkrohres
        3. 3. Ziehen des Senkrohres unter Ausfließen von Mörtel
      2. b) die Herstellungsphase 2 zur Herstellung des oberen Säulenabschnitts
        • 4. Einrütteln eines Tiefenrüttlers
        • 5. Fertigstellen des oberen Säulenabschnitts aus Schotter
      3. c) das Senkrohr nach Phase 1 als vergrößerte Einzelheit;
  • In Figur 1 sind in einem vertikalen Bodenschnitt zwei gleichartige Säulen 11 gezeigt, die jeweils einen unteren Säulenabschnitt 12 aus ausgehärtetem abbindbarem Material wie Mörtel oder Beton und einen oberen Säulenabschnitt 13 aus verdichtetem Schotter umfassen. Zwischen beiden liegt ein Übergangsabschnitt 14, der dadurch entsteht, daß Schotter in das noch nicht abgebundene Material der Säule 12 eingerüttelt wird. Auf den Säulenköpfen 15 liegt ein Einzelfundament oder Streifenfundament 16 auf, das aus dem bearbeiteten Planum 17 hervorsteht. Das Planum 17 ist mit einer Fundamentplatte 18 abgedeckt, die die Zwischenräume zwischen einzelnen Einzelfundamenten 16 ausfüllt. Das Einzelfundament 16 bildet mit zwei Säulen 11 oder mit zwei Reihen von Säulen eine Gewölbestruktur.
  • In Figur 2 ist ein vertikaler Bodenschnitt gezeigt, in dem wiederum zwei senkrechte Säulen 11 geschnitten sind. Auch diese bestehen aus jeweils einem ausgehärteten unteren Säulenabschnitt 12 aus abbindbarem Material, einem oberen Säulenabschnitt 13 aus verdichtetem Schotter sowie einem Übergangsabschnitt 14, der dadurch entsteht, daß Schotter in das noch nicht abgebundene Material der Säule 12 eingerüttelt wird. In diesem Fall wird das Planum 17, auf dem eine durchgehende Fundamentplatte 18 aufliegt, von einer Ausgleichsschicht 19 gebildet, die die Zwischenräume zwischen den Säulenköpfen 15 auffüllt. Im Bereich der Säulen 11 liegt die Fundamentplatte 18 unmittelbar auf den Säulenköpfen 15 auf. In diesem Fall wird ein Gewölbe von zwei Säulen 11 bzw. zwei Säulenreihen und der Ausgleichsschicht 19 gebildet.
  • Gleiche zeichnerische Darstellungen für den Werkstoff entsprechen nicht unbedingt gleichen verwendeten Materialien in den beiden Figuren 1 und 2.
  • In Figur 3 ist in Darstellung a) die Herstellungsphase 1 zur Herstellung eines unteren Säulenabschnitts, in Darstellung b) die Herstellungsphase 2 zur Herstellung eines oberen Säulenabschnitts und in Figur c) ein Prinzipbild eines Werkzeugs für die erste Herstellungsphase dargestellt. In der ersten Phase sind drei Schritte (1 bis 3), in der zweiten Phase zwei Schritte (4, 5) unterschieden.
  • Im ersten Schritt ist gezeigt, wie an einer Tragraupe 21 ein Arbeitsgerüst 22 für einen Schneckenbohrer 23 vorgesehen ist. Das obere Ende des Schneckenbohrers 23 ist über einen Schlauch 24 mit einer Betonpumpe 25 verbunden. In die Betonpumpe wird bedarfsweise Beton oder frischer Mörtel aus einem Fahrzeug 26 gefüllt.
  • Im zweiten Schritt ist gezeigt, wie das Bohrwerkzeug 23 unter reiner Verdrängung, d.h. unter Verzicht auf Ausheben eines Kerns oder Auswerfen eines Ringraums in den Boden eingedreht wird.
  • Im dritten Schritt ist gezeigt, wie das Bohrwerkzeug 23 unter Ausfließenlassen des Betons oder Mörtels gezogen wird, wobei weiterhin im wesentlichen kein Erdreich ausgehoben werden soll. Der Beton oder Mörtel fließt im wesentlichen drucklos aus dem Inneren des Bohrwerkzeuges 23 in das durch Verdrängung entstandene Bohrloch 27 ein.
  • In Darstellung b) ist im vierten Schritt gezeigt, wie das Werkzeug an der Tragraupe 21 gewechselt worden ist, wobei nunmehr am Arbeitsgerüst 22 ein an sich bekannter Tiefenrüttler 28 mit einem Aufgabetrichter 29 befestigt ist. Der Tiefenrüttler ist in den Bereich des unteren Säulenabschnitts bereits eingerüttelt. Durch ein Fahrzeug 30 wird Schotter in den Aufgabetrichter 29 eingefüllt.
  • Im fünften Schritt ist gezeigt, wie der Tiefenrüttler 28 gezogen worden ist, wobei nunmehr ein unterer Säulenabschnitt 12 aus abgebundenem Material und ein oberer Säulenabschnitt 13 aus verdichtetem Schotter entstanden ist.
  • In Darstellung c) ist das untere Ende eines Bohrwerkzeugs 23 mit einem Schneckenrohr 32 gezeigt, an dem symbolhaft eine außen aufsitzende Schnecke 31 zum Einbohren erkennbar ist.
  • Figur 4 ist in Darstellung a) die Herstellungsphase 1 zur Herstellung eines unteren Säulenabschnitts, in Darstellung b) die Herstellungsphase 2 zur Herstellung eines oberen Säulenabschnitts und in Figur c) ein Prinzipbild eines Werkzeugs für die erste Herstellungsphase dargestellt. In der ersten Phase sind drei Schritte (1 bis 3), in der zweiten Phase zwei Schritte (4, 5) unterschieden.
  • Im ersten Schritt ist gezeigt, wie an einer Tragraupe 21 ein Arbeitsgerüst 22 für ein Senkrohr 33 und einen Aufsatzrüttler 35 vorgesehen ist. Das obere Ende des Senkrohres 33 ist über einen Schlauch 24 mit einer Betonpumpe 25 verbunden. In die Betonpumpe wird bedarfsweise Beton oder frischer Mörtel aus einem Fahrzeug 26 gefüllt.
  • Im zweiten Schritt ist gezeigt, wie das Senkrohr 33 unter reiner Verdrängung, d.h. unter Verzicht auf Ausheben eines Kerns oder Auswerfen eines Ringraums in den Boden eingerüttelt wird.
  • Im dritten Schritt ist gezeigt, wie das Senkrohr 33 unter Ausfließenlassen des Betons oder Mörtels gezogen wird, wobei weiterhin im wesentlichen kein Erdreich ausgehoben werden soll. Der Beton oder Mörtel fließt im wesentlichen drucklos aus dem Inneren des Senkrohres in das durch Verdrängung entstandene Bohrloch 27 ein.
  • In Darstellung b) ist im vierten Schritt gezeigt, wie das Werkzeug an der Tragraupe 21 gewechselt worden ist, wobei nunmehr am Arbeitsgerüst 22 ein an sich bekannter Tiefenrüttler 28 mit einem Aufgabetrichter 29 befestigt ist. Der Tiefenrüttler ist in den Bereich des unteren Säulenabschnitts bereits eingerüttelt. Durch ein Fahrzeug 30 wird Schotter in den Aufgabetrichter 29 eingefüllt.
  • Im fünften Schritt ist gezeigt, wie der Tiefenrüttler 28 gezogen worden ist, wobei nunmehr ein unterer Säulenabschnitt 12 aus abgebundenem Material und ein oberer Säulenabschnitt 13 aus verdichtetem Schotter entstanden ist.
  • In Darstellung c) ist das Senkrohr 33 gezeigt, an dem ein Aufgabetrichter 34 und der Aufsatzrüttler 35 erkennbar sind. Weiterhin ist am unteren Ende des Senkrohres 33 eine steuerbare Klappe 36 gezeigt. Anstelle der steuerbaren Klappe kann auch ein Deckel verwendet werden. Zwischen dem Aufsatzrüttler 35 und dem Trichter 34 befindet sich eine Kupplung 37.
    • Bezugszeichenliste
    • 11
    Säule
    12
    unterer Säulenabschnitt
    13
    oberer Säulenabschnitt
    14
    Überdeckungsabschnitt
    15
    Säulenkopf
    16
    Einzel-, Streifenfundament
    17
    Planum
    18
    Fundamentplatte
    19
    Ausgleichsschicht
    20 21
    Tragraupe
    22
    Arbeitsgerüst
    23
    Bohrwerkzeug
    24
    Schlauch
    25
    Betonpumpe
    26
    Frischbetonfahrzeug
    27
    Bohrloch
    28
    Tiefenrüttler
    29
    Aufgabetrichter
    30
    Laderfahrzeug
    31
    Schneckengang
    32
    Scheckenrohr
    33
    Senkrohr
    34
    Aufgabetrichter
    35
    Aufsatzrüttler
    36
    Klappe
    37
    Kupplung

Claims (11)

  1. Verfahren zur Baugrundverbesserung zum Aufbau von Fundamenten durch Einbringen von Säulen (11) in den Boden, die gemäß einem Raster über die Oberfläche verteilt sind und die jeweils einen unteren abgebundenen Säulenabschnitt (12) aus abbindbarem Material wie Mörtel oder Beton und jeweils einen oberen verdichteten Säulenabschnitt (13) bestechend aus rolligem Material wie Schotter haben, wobei zum Herstellen des unteren Säulenabschnitts (12) ein Hohlwerkzeug unter Verdrängung des Bodens niedergebracht und das abbindbare Material beim Ziehen des Hohlwerkzeugs aus diesem heraus in das Bohrloch (27) eingebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß unmittelbar auf den Köpfen (15) der Säulen (11) Einzel- oder Streifenfundamente (16) oder eine Fundamentplatte (18) aufgebaut werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beim Ziehen des Hohlwerkzeuges das abbindbare Material unverdichtet ausgebracht wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zum Herstellen des unteren Säulenabschnitts ein drehendes Bohrwerkzeug (23) mit einer Auflast verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zum Herstellen des unteren Säulenabschnitts ein Senkrohr (33) mit einem Aufsatzrüttler (35) verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zum Herstellen des oberen Säulenabschnitts (13) ein Tiefenrüttler (28) in das offene Bohrloch (27) eingerüttelt wird und das rollige Material beim Ziehen des Tiefenrüttlers (28) aus diesem heraus in das Bohrloch (27) eingebracht wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Tiefenenrüttler (28) zur Herstellung eines Überdeckungsbereiches (14) zwischen den beiden Säulenabschnitten (12, 13) in den unteren Säulenabschnitt (12) vor dem Abbinden des abbindbaren Materials, insbesondere ca. 0,5 m, eingerüttelt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mittels des Hohlwerkzeuges ein Bohrloch (27) von ca. 200 bis 600 mm Durchmesser ausschließlich durch Verdrängen erzeugt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Bohrloch (27) bis zu einer Tiefe von ca. 20 m erstellt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen den Köpfen (15) der Säulen (11) eine verdichtete Ausgleichsschicht (19) hergestellt wird, auf der die Fundamentplatte (18) hergestellt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ausgleichsschicht (19), auf der abschließend die Fundamentplatte (18) hergestellt wird, vor dem Herstellen der Säulen (11) hergestellt wird, deren Köpfe (15) bis in die Ausgleichsschicht (19) reichen.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Raster von höchstens ca. 4 m Rastermaß für die Anordnung der Säulen (11) verwendet wird.
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