EP1916341A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Profilen in das Erdreich - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Profilen in das Erdreich Download PDF

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EP1916341A2
EP1916341A2 EP07020692A EP07020692A EP1916341A2 EP 1916341 A2 EP1916341 A2 EP 1916341A2 EP 07020692 A EP07020692 A EP 07020692A EP 07020692 A EP07020692 A EP 07020692A EP 1916341 A2 EP1916341 A2 EP 1916341A2
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EP
European Patent Office
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profile
nozzle
nozzle head
rinsing
ground
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07020692A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1916341A3 (de
Inventor
Lutz Stolze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stolze Lutz
Original Assignee
Stolze Lutz
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Filing date
Publication date
Application filed by Stolze Lutz filed Critical Stolze Lutz
Publication of EP1916341A2 publication Critical patent/EP1916341A2/de
Publication of EP1916341A3 publication Critical patent/EP1916341A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/24Placing by using fluid jets
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/18Bulkheads or similar walls made solely of concrete in situ

Definitions

  • the invention relates to a method for improved introduction of profiles into the ground for building enclosures or foundations by means of rinsing, which are promoted by Einbringrochrik Kunststoff Anlagenn at the same time with the introduction of the profile in the soil in the vicinity of the penetrating end of the profile and an apparatus for performing the method.
  • Sheet pile walls and rows of bored piles represent, with suitable geology, a very cost-effective and rapidly constructing construction method for a construction pit termination or building foundation.
  • Sheet piles are made by different manufacturers in various sizes and shapes. Basically, you have to distinguish two types of sheet piles: those with waterproof lock (sheet piles, sheet piling) and those without lock (channel boards). The most commonly used shapes are: sheet piles with U-profile, Z-profile and AZ-profile.
  • a pile driver today consists of the equipment rack, the leader with guide device for the Rammbär and the Rammgut, Rammbär or vibrator, from the Rammhaube and from winds to pull up the Rammgutes and possibly the Rammbgen.
  • the equipment carrier is usually a hydraulic excavator. If the sheet piles are guided or held by a special device, a "free-wheeling" ram, usually a jogger, use (free ramming), which is not led even at the leader.
  • the associated vibrations can compact a rolling ground, resulting in subsidence of buildings.
  • Rammer vibrations can migrate through the foundation into the buildings and, at high vibration speeds, lead to constructional damage and, at lower vibration velocities, to nuisance the inhabitants.
  • the vibration velocity is decisive. Since impact vibration in buildings is usually perceived as "exaggerated” and often overestimated with regard to their effects on the building, measurements should be carried out, in particular as part of evidence preservation.
  • the shaking and pressing are shown. Due to the vibrations, for example during high-frequency vibration for shaking the skin friction between soil / sheet pile wall is significantly reduced.
  • the "shaking method" is particularly well suited for drawing boards and beams.
  • the shaking is quiet compared to the ramming and for the introduced into the soil components (sheet piling, pile) gentler.
  • the risk of the castle blasting or the misalignment is less than when ramming, as the sheet pile stuck when hitting obstacles rather than stray.
  • a Bohrpress resin can be used;
  • a drilling auger works in the sheet pile valleys to facilitate the insertion process.
  • the cost of flushing according to the prior art or "predrilling" is inherently considerable, but only so can a firm ground Preventing the blistering.
  • steel profiles, which were selected only due to the static requirements, may be damaged so much during ramming that they can no longer fulfill their function as a construction pit closure. So it is possible that the planks are torn apart at the locks or split on obstacles in the ground (eg boulders). Often, such damage only during the excavation of the pit - if it is usually too late for countermeasures - noticed.
  • the cutting jet is additionally encased with compressed air, which allows larger diameters in much deeper areas.
  • a sheathed water jet cuts the soil separately in the triple process (especially for underpinning) and the cement suspension is introduced through a second nozzle below it.
  • Advantages of jet columns are the vibration-free working, the adaptability to the ground and the applicability even with limited height.
  • the disadvantage is that the columns can not be reinforced and the resulting "concrete floor" anyway less resilient than an in-situ concrete with recipe. This method is for example in the EP 0653518 B1 described.
  • the solution initially comprises the teaching that the soil is loosened with at least one rinsing agent jet in front of the head surface of the profile in the main extension direction of its cross section.
  • the rinsing agent jet is aligned by means of a predetermined position of a nozzle, and indeed according to several particular embodiments so that the rinsing agent is aligned depending on the shape of the profile concentric, fan-shaped or elliptical by appropriate selection of the nozzle.
  • Practice has shown that different soil qualities also allow for variable rinsing results when, for example, the rinse stream is elliptical or concentric.
  • the method can be further improved by the rinsing aid having a plurality of nozzles injecting a corresponding number of rinsing agent jets in front of a plurality of partial surfaces of the top surface of the profile to be rammed.
  • the rinsing aid having a plurality of nozzles injecting a corresponding number of rinsing agent jets in front of a plurality of partial surfaces of the top surface of the profile to be rammed.
  • the rinsing agent prefferably be acted upon by a pressure-controllable pump for the rinsing agent in order to reinforce the rinsing aid with increasing penetration depth of the profile, but not to have any significant pressure at the beginning of the work. This increases the safety of the operating personnel, as contrary to the prior art, the detergent jet is directed sideways and not towards the ground.
  • the solution further comprises a device for improved introduction of profiles into the ground for building enclosures and foundations by means of profile mounted Einganrochunk Kunststoffmaschinen, wherein the rinsing aid comprises a high-pressure tube with a nozzle head, which projects beyond the profile at the end to be introduced, and in the nozzle head at least one has orthogonal to the longitudinal axis of the tube arranged nozzle.
  • the high-pressure pipe is connected by means of spacers and the nozzle head directly along a profile edge with the profile, preferably welded. It is taken for reasons of stability and the exact alignment of the purge jet into account that the nozzle head may be lost if, for example, channel boards are not pulled back.
  • the nozzle head has a plurality of nozzles, so that at the same time several cross-sectional areas of the profile can be swept over with rinse aid jets.
  • nozzles are provided in the nozzle head with at least one connecting device for receiving the nozzles.
  • This may be a threading device with complementary threads to an external thread on the nozzle.
  • high-strength hard-blasting nozzles are used, which are screwed into the nozzle head.
  • FIG. 1 shows a sheet pile wall R of H-profiles 1, which was partly rammed. On the outer right side is still a profile 1 to ram, as the arrow indicates.
  • a pipe 2 is mounted on the profile 1 and protrudes down to the penetration end of the profile 1.
  • a wall F is ready concreted and the profile 1 'is pulled.
  • the tube 2 is used to introduce an injection solution 3 with a pump, not shown, into the slot under the drawn profile 1 '.
  • FIGS. 2 to 4 show the rinsing aid according to the invention in several views in the position of use.
  • the Hochtik Hugheseinbring Anlagen 10 of Figure 2 consists of a nozzle head 11, on the circumference of two high-pressure nozzles can be screwed; Here only mounting holes / openings 12 are shown for nozzles to be used, which can ever produce a detergent jet S in the direction of the arrow shown.
  • the perspective view of the round nozzle head 11 shows a release 13 or incorporation at a geometrically precisely defined point, which enables a secure welding of the nozzle head 11 with the profile 14 to be introduced, here a sheet pile wall Larsen 606.
  • the nozzle head 11 projects beyond the lower edge UK of the profile 14 such that the nozzle openings 12 lie just below the lower edge of the UK.
  • a conventional steel pipe 15 of about 20 to 30 millimeters in diameter is welded to the nozzle head 11.
  • the tubes 15 are welded tightly in commercial lengths by means of automatic orbital welding (not shown) with the addition of inert gas or provided with screw construction and brought to the required length of, for example, 30 meters at the site.
  • a Sch Strukturverschraubung is preferably attached and fixed axially by means of clamp on the profile 14; Thus, the clamp can be solved when placing another profile in the course of Rammfort suitss and also another tube to be welded.
  • a high-pressure pump is connected via a hose with which the rinsing liquid is injected through the high-pressure pipe 15 and the nozzles under the steel profile 14.
  • the otherwise free length of the tube 15 extends parallel to the steel profile 14 to be introduced and is held by means of short angle iron in a suitable longitudinal distance relative to the steel section 14. Only the two longitudinal legs of the angle iron are welded to the steel section 14. This type of attachment of the high pressure tube 15 of the flushing aid avoids the occurrence of harmful nodes during the introduction of the steel profile 14 and thus an impairment of the propulsion or the flow of the detergent.
  • FIG. 4 shows the situation according to FIG. 2 in a side view.
  • FIG. 3 is initially a schematic plan view of the situation as indicated in FIG. 4 by the arrow D.
  • FIG. 3 shows a schematic partial section through the nozzle head 11 as shown by the cutting position A ⁇ A in FIG. 4.
  • the nozzle head is designed so that the commercially available available carbide nozzles can be found for example by the company Düsen-Schlick GmbH, Coburg, DE use.
  • the nozzles should spray a pressure of up to 200 to 700 bar and quantities of up to 300 l per minute.
  • the variation of the atomization form as Full cone, hollow cone, smooth jet, flat jet or other with scattering cones of 30 ° - 160 ° with variable flow rates, depending on nozzle type, application and the desired drop size can be varied by the expert in a wide range and adapted to the rinsing task.
  • Suitable high-pressure water pumps for acting on the rinse aid are available, for example, from WOMA Apparatebau GmbH, Duisburg, DE.
  • the method therefore initially comprises the arrangement of a high-pressure tube on the steel profile; more precisely at an edge of the profile 14 as shown in Fig. 3.
  • the location of the flushing holes 12 is chosen exactly;
  • the nozzle head adapted for each ramming or pressing profile 14, so that after welding the nozzle head 11 on the profile 14 via rinse 15 supplied detergent in the case of Larssen profile shown a right beam R and a left beam L allows the front of the lower edge UK the respective cross-sectional areas loosen the ground during penetration of the profile 14.
  • a double sheet pile will be driven into the ground.
  • two high-pressure pipes 25, 26 which are welded at the edges 24, 28 of the composite screed profiles with these in the manner described above and parallel to the edges 24, 28 of the sheet piles 21, 23 from the upper end to the penetrating into the soil end run.
  • a nozzle head is mounted in each case and equipped with two nozzles whose orientation corresponds in the direction of extension of the sheet piles (over their cross-section).
  • the nozzle arrangement is only to be understood as an example here; In principle, the skilled person can just as well arrange at the other edges of the profiles 21, 23 nozzles and inject corresponding compartments. In this way, the exiting spray of the detergent cuts the ground in front of the head of the steel profile to be introduced "free".

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum verbesserten Einbringen von Profilen in das Erdreich für Bauwerksumschließungen oder Gründungen mittels Spülmitteln, die durch Einbringhochdruckspülhilfen (10) zugleich mit dem Einbringen des Profils (14,21,23) in das Erdreich in der Nähe des eindringenden Endes des Profils (14,21,23) gefördert werden, wobei mindestens mit einem Spülmittelstrahl (S,S1-S4) vor der Kopffläche (UK) des Profils (14,23,21) in die Haupterstreckungsrichtung (L,R) seines Querschnitts das Erdreich gelockert wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst ein als Spülhilfe (10) ausgebildetes Hochdruckrohr (15,25,26) mit einem Düsenkopf (11,12), der das Profil am einzubringenden Ende überragt, wobei in dem Düsenkopf mindestens eine etwa orthogonal zur Längsachse des Rohres (15) angeordnete Düse aufweist. Vorzugsweise werden mehrere Düsen für mehrere Spülmittelstrahlen verwendet, die entsprechend dem Querschnitt des Profils ausgerichtet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum verbesserten Einbringen von Profilen in das Erdreich für Bauwerksumschließungen oder Gründungen mittels Spülmitteln, die durch Einbringhochdruckspülhilfen zugleich mit dem Einbringen des Profils in das Erdreich in der Nähe des eindringenden Endes des Profils gefördert werden und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Spundwände und Bohrpfahlreihen stellen bei geeigneter Geologie ein sehr kostengünstiges und rasch zu erstellendes Bauverfahren für einen Baugrubenabschluss oder eine Bauwerksgründung dar.
    Spundbohlen werden von verschiedenen Herstellern in verschiedensten Größen und Formen hergestellt. Grundsätzlich muss man zwei Arten von Spundbohlen unterscheiden: solche mit wasserdichtem Schloss (Spundbohlen, Spundwände) und solche ohne Schloss (Kanaldielen). Von der Formgebung her werden am häufigsten verwendet: Spundbohlen mit U-Profil, Z-Profil und AZ-Profil.
  • Die Autoren Waltz, Pulsfort, haben in "Wandartige Stützbauwerke und Pfahlgründungen", Gesamthochschule Wuppertal, Vorlesungsskript Grundbau 1 Teil A, Wintersemester 2002/2003 dargestellt, wie Stahlspundwände und Verdrängungspfähle eingerammt, eingerüttelt oder auch eingepresst werden. Ein Rammgerät besteht heute aus dem Geräteträger, dem Mäkler mit Führungseinrichtung für den Rammbär und das Rammgut, dem Rammbär oder Rüttler, aus der Rammhaube und aus Winden zum Hochziehen des Rammgutes und ggf. des Rammbären. Der Geräteträger ist meist ein Hydraulikbagger. Werden die Spundbohlen durch eine besondere Einrichtung geführt oder gehalten, kann eine "freireitende" Ramme, meist ein Rüttler, Verwendung finden (Freirammen), der selbst nicht am Mäkler geführt wird.
  • Vor dem Rammen ist die Rammbarkeit des Baugrundes zu prüfen. Wenn Rammhindernisse zu erwarten sind, sollte ein schwereres Profil gewählt werden als statisch erforderlich. Besonders schwierig sind Schotter- und Steinlagen zu durchrammen. Einzelne Steine werden meist verdrängt. Bei dicht gelagertem Feinsand besteht die Gefahr, dass durch in die Schlösser eingedrungenen Sand die Spundbohlen aus den Schlössern springen. Einzeibohlen, die aus dem Schloss gesprungen sind, z. B. auch infolge von Rammhindernissen, können schieflaufen oder sich sogar aufrollen. Die Fehlstellen werden erst beim Aushub der Baugrube bemerkt. Gegebenenfalls ist vor dem Baubeginn eine Proberammung durchzuführen.
    Rammerschütterungen sind in ihren Auswirkungen auf benachbarte Bauwerke einzuschätzen. Die hiermit verbundenen Erschütterungen können einen rolligen Baugrund verdichten, woraus sich Setzungen von Gebäuden ergeben können. Die Rammerschütterungen können durch die Gründung in die Gebäude wandern und bei großen Schwinggeschwindigkeiten zu konstruktiven Schäden und bei geringeren Schwinggeschwindigkeiten zu Belästigung der Bewohner führen. Für eine Beurteilung der Möglichkeit der Schädigung eines Gebäudes ist die Schwinggeschwindigkeit maßgebend. Da Rammerschütterung in Gebäuden meist "übertrieben" empfunden und hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Gebäude häufig überschätzt wird, sollten Messungen durchgeführt werden, insbesondere im Rahmen einer Beweissicherung.
  • Das Rammen kann durch Spülhilfen unterstützt werden.
    Aus der DE-Patentschrift 446 471 von 1925 ist bekannt, eine keilförmige Rammspitze an Spundwände aus Holz oder Beton anzubringen. In den sich zwischen zwei Bohlen bildenden runden Kanal konnte temporär ein Spülrohr zur Beaufschlagung mit Druckwasser eingesetzt werden, welches vor Kopf der einzutreibenden Bohle durch ein starkes Sieb hindurch Erdreich wegspülen kann. Dies geschieht je nach Sieblage bzw. Sieblochanordnung ungezielt über einen Halbkreis von 180° im Wesentlichen unkontrolliert seitlich der schon gerammten Bohle.
    Gemäß dem Stand der Technik werden heute Leitungsrohre von 1" bis 2" Durchmesser im Spundwandtal eingeschweißt, die am Spundwandfuß enden.
  • Unter hohem Druck eingepresstes Wasser lockert den Boden vor dem Spundwandfuß auf. Das Niederdruck-Spülen erfolgt mit 15 bar bis 20 bar Druck, bei einem Spülrohrdurchmesser von etwa 25 mm und Wassermengen 2 I/s bis 4 I/s je Rohr; das Hochdruckspülen geschieht mit 250 bar bis 500 bar. Insbesondere in Böden, in welchen kein Grundwasser vorhanden ist, wird durch diese Spülhilfe eine Art Schmierfilm gebildet, welcher die Reibung vermindert und dadurch das Einvibrieren stark erleichtert.
  • Für das Einbringen von Stahlprofilen in das Erdreich wird gelehrt, dass eine Spülhilfe lediglich beim schweren Rammen begrenzt langer Profile in fest gelagerten feinsandigen, schluffigen bzw. leicht tonigen Böden angebracht sei.
  • Als Alternativen zum Rammen werden das Einrütteln und Pressen dargestellt. Durch die Schwingungen z.B. beim hochfrequenten Vibrieren zum Einrütteln wird die Mantelreibung zwischen Boden/Spundwand erheblich reduziert. Das "Rüttelverfahren" ist insbesondere für das Ziehen von Bohlen und Trägern gut geeignet.
    Das Einrütteln ist im Vergleich zum Einrammen geräuscharm und für die in den Boden einzubringenden Bauteile (Spundwand, Pfahl) schonender. Die Gefahr der Schlosssprengung oder des Schieflaufens ist geringer als beim Rammen, da die Spundbohle beim Auftreffen auf Hindernisse eher stecken bleibt als abzuirren.
  • Beim Einpressen mit hydraulischen Pressen gegen eine Totlast kann ab einer gewissen Eindringtiefe der Bohlen kann auch die Mantelreibung an den momentan nicht gepressten Spundbohlen als Gegenkraft herangezogen werden. Die Spundbohlen müssen durch ein Gerüst gehalten werden.
  • Zur Erleichterung des Vortriebs des Stahlprofils kann ein Bohrpressverfahren eingesetzt werden; dabei arbeitet in den Spundwandtälern zusätzlich eine Bohrschnecke zur Erleichterung des Einpressvorganges.
    Der Aufwand für das Spülen nach dem Stand der Technik oder "Vorbohren" ist naturgemäß beträchtlich, aber nur so kann bei festen Böden eine Schlosssprengung vorgebeugt werden. Trotzdem: Stahlprofile, die nur aufgrund der statischen Erfordernisse ausgewählt wurden, können unter Umständen beim Rammen so stark beschädigt werden, dass diese ihre Funktion als Baugrubenabschluss gar nicht mehr erfüllen können. So ist es möglich, dass die Bohlen an den Schlössern auseinander gerissen werden oder sich an Hindernissen im Boden (z.B. Felsbrocken) aufspalten. Häufig werden solche Beschädigungen erst während des Aushubes der Baugrube - wenn es für Gegenmaßnahmen meist zu spät ist - bemerkt.
  • Beim Setzen von Pfählen für eine Bauwerksgründung ist heute eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren im Einsatz.
    Bei der Hochdruckinjektion nach DIN EN 12716:1997-04 regelt diese die Anwendung eines Düsenstrahlverfahrens. Dabei wird ein Hochdruckinjektionsgestänge herkömmlich (meist durch Drehbohren mit Außenspülung) bis zur Solltiefe eingebracht. Beim anschließenden Ziehen unter gleichzeitigem Drehen wird der Boden mit einem Hochdruckstrahl (100 bis > 700 bar) aufgeschnitten und mit dem Injektionsgut, meist einer Zementsuspension, vermischt. Infolge Rotation und Aufwärtsbewegung entsteht eine homogene zylindrische Säule aus einem Gemisch von Boden und Zementsuspension. Beim Einfachverfahren schneidet der Hochdruckstrahl den Boden allein und mischt ihn. Es ist vor allem für geringe Tiefen geeignet. Im Zweifachverfahren wird der Schneidstrahl zusätzlich mit Druckluft ummantelt, was größere Durchmesser in weitaus tieferen Bereichen ermöglicht. Ein ummantelter Wasserstrahl schneidet beim Dreifachverfahren (vor allem für Unterfangungen) separat den Boden und durch eine darunter liegende zweite Düse wird die Zementsuspension eingebracht. Vorteile von Düsenstrahlsäulen sind das erschütterungsfreie Arbeiten, die Anpassbarkeit an den Baugrund und die Anwendbarkeit auch bei begrenzter Bauhöhe. Von Nachteil ist, dass die Säulen nicht bewehrt werden können und der entstehende "Bodenbeton" ohnehin weniger belastbar ist als ein Ortbeton mit Rezeptur. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der EP 0653518 B1 beschrieben.
  • Es wird anstelle derartiger aufwändiger Verfahren daher versucht, Stahlprofile, vorzugsweise Rohre direkt in das Erdreich zu pressen. Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass der Spitzendruck unter dem vorgetriebenen Profil so groß werden können, dass die elastischen Verformungen des Pfahles des reinen Spitzendruckpfahles fast die Größe der gesamten Verformungen des Pfahles ausmachen.
  • Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, um das Einbringen von Stahlprofilen in das Erdreich zu erleichtern.
  • Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die Lösung umfasst bei dem gattungsgemäßen Verfahren zunächst die Lehre, dass mit mindestens einem Spülmittelstrahl vor der Kopffläche des Profils in die Haupterstreckungsrichtung seines Querschnitts das Erdreich gelockert wird. Gegenüber dem Stand der Technik wird dadurch eine wesentlich effektivere Spülhilfe erreicht als bisher bekannt.
    Vorzugsweise wird der Spülmittelstrahl mittels vorbestimmter Lage einer Düse ausgerichtet und zwar weiterhin nach mehreren besonderen Ausführungsformen so, dass der Spülmittelstrahl in Abhängigkeit von der Form des Profils konzentrisch, fächerförmig oder elliptisch durch entsprechende Auswahl der Düse ausgerichtet wird. Die Praxis hat gezeigt, dass unterschiedliche Erdreichqualitäten auch variable Spülergebnisse zulassen, wenn der Spülstrahl zum Beispiel elliptisch oder konzentrisch geformt wird. Je nach Profiltyp / Schlossform der Profile und des Abstandes des Schlosses von der Spülhilfe bietet es sich auch an, fächerförmig zu spritzen.
  • Das Verfahren kann weiter verbessert werden, indem die Spülhilfe mit mehreren Düsen eine entsprechende Zahl von Spülmittelstrahlen vor mehrere Teilflächen der Kopffläche des zu rammenden Profils spritzt. Dadurch kann mit scharf abgrenzbarem Strahl, das Erdreich gezielt gelöst werden, während das umgebende, vom Profil nicht direkt berührte Erdreich, auch nicht gelöst oder gelockert wird. In vielen Anwendungsfällen, bei denen es auf die Mantelreibung des Profils zur statischen Sicherung der Gründungspfähle ankommt, unterbleibt hier die Lockerung im Wesentlichen.
  • Es soll möglich sein, dass das Spülmittel von einer druckregelbaren Pumpe für das Spülmittel beaufschlagbar ist, um mit zunehmender Eindringtiefe des Profils die Spülhilfe zu verstärken, aber zu Beginn der Arbeit keinen wesentlichen Druck zu haben. Dies erhöht die Sicherheit des Bedienungspersonals, da entgegen dem bisherigen Stand der Technik, der Spülmittelstrahl seitwärts und nicht in Richtung Erdreich gerichtet ist.
  • Die Lösung umfasst des Weiteren eine Vorrichtung zum verbesserten Einbringen von Profilen in das Erdreich für Bauwerksumschließungen und Gründungen mittels am Profil angebrachter Einbringhochdruckspülhilfen, wobei die Spülhilfe ein Hochdruckrohr mit einem Düsenkopf, der das Profil am einzubringenden Ende überragt, umfasst und in dem Düsenkopf mindestens eine etwa orthogonal zur Längsachse des Rohres angeordnete Düse aufweist. Das Hochdruckrohr ist mittels Abstandshaltern und der Düsenkopf direkt längs einer Profilkante mit dem Profil verbunden, vorzugsweise verschweißt. Dabei wird aus Stabilitätsgründen und zur exakten Ausrichtung des Spülstrahles in Kauf genommen, dass der Düsenkopf verloren sein kann, wenn beispielsweise Kanaldielen nicht wieder gezogen werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist der Düsenkopf mehrere Düsen auf, damit zugleich mehrere Querschnittsflächen des Profils mit Spülmittelstrahlen überstrichen werden können.
  • Diese Düsen sind im Düsenkopf mit mindestens einer Verbindungseinrichtung zur Aufnahme der Düsen versehen. Dies kann eine Gewindeeinrichtung mit Komplementärgewinde zu einem Außengewinde an der Düse sein.
  • Vorzugsweise werden hoch beanspruchbare Hartmelalldüsen verwendet, die in den Düsenkopf eingeschraubt werden.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im Folgenden näher erläutert werden. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine Spülhilfe nach dem Stand der Technik;
    Fig. 2
    einen Teil einer Spülhilfevorrichtung gemäß der Erfindung in Gebrauchslage;
    Fig. 3
    Teilschnitt gemäß Schnittlage A-A in Fig. 4;
    Fig. 4
    Seitenansicht eines Kopfes der Spülhilfe gemäß Fig. 2;
    Fig. 5
    Anordnung von Spülhilfen beim Rammen einer Doppelspundbohle.
  • Fig.1 zeigt eine Spundwand R aus H-Profilen 1, die teils gerammt wurde. Auf der äußeren rechten Seite ist noch ein Profil 1 zu rammen, wie der Pfeil angibt. Ein Rohr 2 ist auf dem Profil 1 angebracht und ragt bis zum Eindringende des Profils 1 hinunter. Eine Wand F ist fertig betoniert und das Profil 1' wird gezogen. Das Rohr 2 wird benutzt, um eine Injektionslösung 3 mit einer nicht dargestellten Pumpe in den Schlitz unter dem gezogenen Profil 1' einzubringen.
  • Fig.2 bis Fig. 4 zeigen die erfindungsgemäße Spülhilfe in mehreren Ansichten in Gebrauchslage.
    Die Hochdruckspüleinbringhilfe 10 nach Fig. 2 besteht aus einem Düsenkopf 11, an dessen Umfang zwei Hochdruckdüsen eingeschraubt werden können; hier sind nur Aufnahmebohrungen/ Öffnungen 12 für einzusetzende Düsen gezeigt, die je einen Spülmittelstrahl S in der gezeigten Pfeilrichtung erzeugen können. Die perspektivische Ansicht des runden Düsenkopfes 11 zeigt an einer geometrisch exakt festgelegten Stelle eine Freilassung 13 oder Einarbeitung, die einbausicher eine Verschweißung des Düsenkopfes 11 mit dem einzubringenden Profil 14, hier eine Spundwand Larsen 606 ermöglicht. Der Düsenkopf 11 überragt die Unterkante UK des Profils 14 so, dass die Düsenöffnungen 12 knapp unter Unterkante UK liegen.
  • Am rückwärtigen Ende des Spülkopfes/ Düsenkopfes 11 wird zum Beispiel ein übliches Stahlrohr 15 von etwa 20 bis 30 Millimeter Durchmesser an den Düsenkopf 11 verschweißt. Die Rohre 15 werden in handelsüblichen Längen mittels automatischer Orbitalschweißung (nicht gezeigt) unter Zugabe von Schutzgas dicht verschweißt oder aber mit Schraubkonstruktion versehen und auf die an der Baustelle erforderliche Länge von beispielsweise 30 Meter gebracht. An seinem Ende wird vorzugsweise eine Schweißverschraubung angebracht und mittels Schelle an dem Profil 14 axial festgesetzt; damit kann die Schelle beim Aufsetzen eines weiteren Profils im Zuge des Rammfortschritts gelöst und auch ein weiteres Rohr aufgeschweißt werden. Am Ende des Hochdruckrohres 15 ist über einen Schlauch eine Hochdruckpumpe angeschlossen mit der die Spülflüssigkeit durch das Hochdruckrohr 15 und die Düsen unter das Stahlprofil 14 gespritzt wird.
  • Die ansonsten freie Länge des Rohres 15 erstreckt sich parallel zu dem einzubringenden Stahlprofil 14 und wird mittels kurzer Winkeleisen in geeignetem Längsabstand gegenüber dem Stahlprofil 14 gehalten. Nur die beiden Längsschenkel des Winkeleisens werden mit dem Stahlprofil 14 verschweißt. Diese Art der Anbringung des Hochdruckrohres 15 der Spülhilfe vermeidet während des Einbringens des Stahlprofils 14 das Auftreten von schädlichen Schwingungsknoten und damit eine Beeinträchtigung des Vortriebes oder des Durchflusses des Spülmittels.
  • Fig. 4 zeigt die Situation gemäß Fig. 2 in Seitenansicht.
    Fig. 3 ist zunächst eine schematische Draufsicht auf die Situation wie in Fig. 4 durch den Pfeil D angedeutet. Zugleich zeigt Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt durch den Düsenkopf 11 wie durch die Schnittlage A·A in Fig. 4 dargestellt.
  • Der Düsenkopf ist so gestaltet, das handelsübliche erhältliche Hartmetalldüsen z.B. von der Firma Düsen-Schlick GmbH, Coburg, DE Verwendung finden können. Die Düsen sollen einen Druck bis zu 200 bis 700 bar und Mengen bis zu 300 I pro Minute verspritzen. Die Variation der Zerstäubungsform als Vollkegel, Hohlkegel, Glattstrahl, Flachstrahl oder anderes mit Streukegeln von 30° - 160° mit variablen Durchsatzmengen, abhängig von Düsentyp, Anwendung und der gewünschten Tropfengröße lässt sich vom Fachmann in weiten Bereichen und angepasst an die Spülaufgabe variieren.
    Geeignete Wasser-Hochdruckpumpen zur Beaufschlagung der Spülhilfe sind dazu z.B. von der Firma WOMA Apparatebau GmbH, Duisburg, DE erhältlich.
  • Das Verfahren umfasst daher zunächst das Anordnen eines Hochdruckrohres am Stahlprofil; genauer an einer Kante des Profils 14 wie in Fig. 3 gezeigt. Die Lage der Spülöffnungen 12 wird exakt gewählt; der Düsenkopf also für jedes zu rammende oder pressende Profil 14 angepasst, sodass nach Verschweißen des Düsenkopfes 11 am Profil 14 das über Rohr 15 zugeführte Spülmittel im Fall des gezeigten Larssen-Profils einen rechten Strahl R und einen linken Strahl L ermöglicht die vor der Unterkante UK der jeweiligen Querschnittsbereiche den Boden beim Eindringen des Profils 14 lockern.
  • In einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wird eine Doppelspundbohle in das Erdreich getrieben werden. In der Fig. 5 dargestellt sind zwei U-förmigen Spundbohlen 21, 23, die ineinander verhakt und an einem Schloss 22 verbunden sind. Man erkennt zwei Hochdruckrohre 25, 26 die an den Kanten 24, 28 der zusammengesetzen Bohlenprofile mit diesen in der oben beschriebenen Art verschweißt sind und parallel zu den Kanten 24, 28 der Spundbohlen 21, 23 von deren oberen Ende zu dem in das Erdreich eindringenden Ende verlaufen. An diesem unteren Ende des Hochdruckrohres 25, 26 ist jeweils ein Düsenkopf angebracht und mit zwei Düsen bestückt, deren Ausrichtung in der Erstreckungsrichtung der Spundbohlen (über ihren Querschnitt) entspricht. In der Fig. 5 erkennt man die fächerförmigen Strahlen S1 bis S4. Die Düsenanordnung ist hier nur exemplarisch zu verstehen; im Prinzip kann der Fachmann genauso gut an den anderen Kanten der Profile 21, 23 Düsen anordnen und entsprechende Fächer spritzen.
    Auf diese Weise schneidet der austretende Sprühstrahl des Spülmittels den Boden vor Kopf des einzubringenden Stahlprofils "frei ".
  • Die Praxis hat gezeigt dass zu Beginn beispielsweise das Pressen der Doppelspundbohlen nur einen geringen Druck erfordert, um ein Freispülen des Kopfes der Spundbohlen zu erreichen. Die Pumpe ist in einem weiten Bereich in ihrem Druck regelbar, sodass stets ein solcher Druck im Spülmittel aufgebracht werden kann, dass sich die Düsen nicht zusetzen. Zu Beginn des Pressens ist besonders Obacht zu geben, dass niemand durch den Hochdruckstrahl aus den Düsen verletzt wird. Je tiefer die Bohlen 21, 23 in das Erdreich eingebracht werden desto höher wird der Druck der Pumpe bzw. des Spülmittels gefahren. Nach Erreichen der Solltiefe des Stahlprofils, wird das Spülmittel bzw. die Pumpe abgestellt. So weit das Stahlprofil in seiner endgültigen Positionen verbleibt, ist die Einbringhilfe ein verlorenes Bauteil. Es verbleibt dann in seiner Position und das Hochdruckrohr 25, 26 wird am oberen Ende des Stahlprofils gekappt und verschlossen.

Claims (9)

  1. Verfahren zum verbesserten Einbringen von Profilen in das Erdreich für Bauwerksumschließungen oder Gründungen mittels Spülmitteln, die durch Einbringhochdruckspülhilfen (10) zugleich mit dem Einbringen des Profils (14, 21, 23) in das Erdreich in der Nähe des eindringenden Endes des Profils (14, 21, 23) gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass mit mindestens einem Spülmittelstrahl (S, S1 - S4) vor der Kopffläche (UK) des Endes des Profils (14, 23, 21), der ausgerichtet ist in eine Haupterstreckungsrichtung (L, R) des Querschnitts des Profils (14, 23, 21), das Erdreich gelockert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülmittelstrahl (S, S1-S4) mittels vorbestimmter Lage einer Düse ausgerichtet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülmittelstrahl (S, S1-S4) in Abhängigkeit von der Form des Profils (14, 23, 21) und / oder Spülbarkeit des Erdreichs konzentrisch, fächerförmig oder elliptisch durch entsprechend ausgewählte Düsen ausgerichtet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülhilfe (10, 11, 12) mit mehreren Düsen eine entsprechende Zahl von Spülmittelstrahlen (S, S1-S4) vor mehrere Teilflächen der gesamten Kopffläche (UK) des zu rammenden Profils (14, 23, 21) spritzt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülmittel von einer druckregelbaren Pumpe für das Spülmittel beaufschlagbar ist.
  6. Vorrichtung zum verbesserten Einbringen von Profilen in das Erdreich für Bauwerksumschließungen und Gründungen mittels am Profil (14, 23, 24) angebrachter Einbringhochdruckspülhilfen (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Spülhilfe (10) ein Hochdruckrohr (15), 25, 26) mit einem Düsenkopf (11,12), der das Profil (14, 23, 24) am einzubringenden Ende überragt, umfasst und der Düsenkopf (11, 12) mindestens eine etwa orthogonal zur Längsachse des Rohres (15) angeordnete Düse aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckrohr (15) mittels Abstandshaltern und der Düsenkopf (11) direkt längs einer Profilkante (24, 28), außerhalb des Verbindungsbereiches (22) benachbarter Profile (14, 23, 24), mit dem Profil (14, 23, 24) verschweißt sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (11) mehrere Düsen aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (10) mit mindestens einer Verbindungseinrichtung (12) zur Aufnahme einer Hartmetalldüse ausgestattet ist.
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