EP2695998A2 - Verfahren zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche - Google Patents

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EP2695998A2
EP2695998A2 EP20130178036 EP13178036A EP2695998A2 EP 2695998 A2 EP2695998 A2 EP 2695998A2 EP 20130178036 EP20130178036 EP 20130178036 EP 13178036 A EP13178036 A EP 13178036A EP 2695998 A2 EP2695998 A2 EP 2695998A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
threaded rod
guide element
anchor nut
water surface
borehole
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20130178036
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English (en)
French (fr)
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EP2695998A3 (de
Inventor
Herbert Neidhardt
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2695998A2 publication Critical patent/EP2695998A2/de
Publication of EP2695998A3 publication Critical patent/EP2695998A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D9/00—Removing sheet piles bulkheads, piles, mould-pipes or other moulds or parts thereof
    • E02D9/04—Removing sheet piles bulkheads, piles, mould-pipes or other moulds or parts thereof by cutting-off under water

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an injection pile below a water surface, comprising the steps of: inserting a threaded rod into a borehole located below a water surface filled or to be filled with a binder suspension, the threaded rod having a first and a second end and beginning with its Lowering a head plate with a recess via the second end of the threaded rod until the head plate reaches an upper end of the borehole, lowering an anchor nut to the second end of the threaded rod, wherein the anchor nut has an internal thread, which is formed corresponding to an external thread of the threaded rod, and screwing the anchor nut on the second end of the threaded rod.
  • Field of application of the invention are in particular injection piles for the anchoring of an underwater concrete (UWB) -sole.
  • UWB underwater concrete
  • Structures such as road, rail and river underpasses (rivers, lakes, canals, etc.) are often in the groundwater of the ground to produce.
  • parts of structures of all kinds such as basement floors, underground garages, sewage treatment plants, lock chambers, bridge abutments, etc.
  • Inflating the UWB sole or the entire construction pit enclosure after pumping out the groundwater within the excavation pit is characterized by a corresponding thickness and thus heaviness of the UWB sole, connection of the UWB sole to the construction pit walls, anchoring of the UWB sole by means of vertical anchors or to prevent piles in the underlying subsoil or a combination of the aforementioned in whole or in part.
  • the drilling in and grouting of the piles after the excavation of the soil and after concreting the UWB sole has construction-related and technical advantages.
  • the trades earth and concrete work can complete their services one after the other without hindrance and without reworking before the injection piles are drilled and pressed. Otherwise, the excavation and concreting would be hindered, reworking of these two trades would be unavoidable and damage to the previously produced piles could not be ruled out.
  • the injection piles can be produced with a compression pressure that reaches up to the excavation bottom, which would otherwise not be possible.
  • a higher load bearing capacity of the piles is made possible and a professional transitional area pile shaft / UWB sole made lighter and safer work. All this ensures in particular a much shorter construction time.
  • anchors or piles can then be used in the course of the construction of a structure on the UWB sole as elements of a deep foundations of the building.
  • the present patent application is directed in particular to the application that the piles or anchors are drilled and possibly pressed after the introduction and hardening of the UWB sole.
  • Another object of the present invention is to provide auxiliary elements and their use which simplify and / or improve the production of an injection pile below a water surface.
  • This object is achieved according to a first aspect of the invention by a method of the type mentioned, in which the threaded rod is detachably connected at its second end to a first end of a guide member, the head plate is lowered with its recess on the guide member, the anchor nut on the guide member is lowered, the anchor nut is screwed by placing a first end of a rotary tool on the anchor nut, wherein a second end of the rotary tool is disposed above the water surface, and by driving the rotary tool.
  • an injection pile or anchor is introduced into a borehole, wherein the borehole is located below a water surface, for example below the groundwater level.
  • the borehole is preferably produced by means of an at least partially tubular boring element, for example a drill pipe.
  • an at least partially tubular boring element for example a drill pipe.
  • the binder can be filled into the drill pipe and into the annulus between drill pipe and borehole wall. Then, the insertion of the threaded rod takes place in the interior of the drill pipe.
  • the threaded rod is preferably centered in the drill pipe so that a longitudinal axis of the threaded rod is concentric with a longitudinal axis of the borehole. Thereafter, the drill pipe is pulled out of the borehole opposite to a propulsion direction so that the threaded rod remains in the borehole filled with the binder.
  • a first lower end of the threaded rod is preferably located in the wellbore area, wherein a second end of the threaded rod protrudes from the wellbore above the upper end of the wellbore.
  • the method according to the invention finds application in securing an underwater concrete sole.
  • a wellbore is drilled in an underwater concrete sole to a predetermined depth below the underwater concrete sole.
  • the injection pile and the anchor plate attached top plate anchor the underwater concrete sole in the ground and secure them against buoyancy.
  • the invention is based inter alia on the finding that the previously required, cost-intensive cooperation of one or more divers can be dispensed with by the use of a guide element and a turning tool when introducing an injection pile.
  • the guide element can serve to position the threaded rod in a controlled manner from above the water surface in the borehole. In this case, by appropriate positioning and movement of the guide element influence on position and orientation of the threaded rod can be taken from above the water surface.
  • the guide element serves to guide the top plate and the anchor nut when lowering towards the threaded rod, so that the head plate can slide over the threaded rod and the anchor nut is guided to the beginning of the thread along the guide element.
  • a turning tool which is placed at its first end on the anchor nut and disposed at its second end above the water surface, makes diving work in the preparation of a Verpresspfahls below the water surface superfluous.
  • the rotary tool is placed on the guide nut on the anchor nut. That the rotary tool is preferably tubular in sections, so that when placing the rotary tool, the guide element extends at least partially within the rotary tool and the rotary tool is guided during lowering by means of the guide member.
  • the guide element is preferably formed substantially rod-shaped, and preferably connected to the threaded rod so that the guide element is an extension of the threaded rod.
  • the guide element is preferably dimensioned such that, when it is connected to the threaded rod and this is inserted into the borehole, it extends over the water surface.
  • the rotary tool has a length in the order of 3 to 30m, in particular from 5 to 10m, depending on the depth of the water, ie the distance from the water surface to the upper end of the threaded rod. More preferably, the rotational connection at the second end of the rotary tool for placement a ratchet be formed. Furthermore, the rotary tool preferably has at its first end a blind-hole-like recess for engagement with the anchor nut, preferably with positive engagement. For example, if the anchor nut has a hexagonal or octagonal outer cross section, the rotary tool is preferably provided at its first end with a corresponding hexagonal or octagonal recess.
  • the threaded rod has a length greater than the depth of the borehole so that even when inserted, the threaded rod protrudes to the bottom of the borehole above an upper end of the borehole and provides this protruding end with, for example, a top plate and an anchor nut can be.
  • the threaded rod preferably has an external thread.
  • the male thread extends radially outwardly beyond a core diameter of the threaded rod (i.e., the diameter of the male threaded rod without a male thread).
  • the internal thread of the anchor nut preferably engages in the external thread of the threaded rod, whereby the head plate is secured to the threaded rod.
  • the recess of the top plate, through which the guide element is guided, is preferably circular, wherein the cross section of the recess is preferably larger than the cross section of the guide element and larger than the outer cross section of the threaded rod, i. the core cross section plus thread cross section is.
  • the method according to the invention is characterized by the step: welding the anchor nut with the top plate before screwing.
  • the welding is preferably used to hold the top plate to the anchor nut.
  • the connection between the anchor nut and top plate for example, consist of an attachment of the top plate to the anchor nut by welds.
  • the welding can be done at any time before lowering the top plate and the anchor nut.
  • the anchor nut and top plate can be supplied welded from the factory.
  • the welding of an anchor nut and a top plate can be done directly on the construction site.
  • anchor nut and top plate prevents in particular that the top plate during lowering at the transition between the guide element and threaded rod or on the threaded rod, in particular the external thread of the threaded rod, tilted.
  • the first end of the guide element has a diameter which corresponds to a core diameter of the threaded rod.
  • the anchor nut is stopped when lowered at the first end of the guide member by the thread of the threaded rod.
  • a further movement of the anchor nut along the threaded rod can be done by screwing the anchor nut on the threaded rod.
  • the anchor nut arrives exactly concentric with the threaded rod at its second, upper end when lowering (and before screwing) and not offset to one side, which would make screwing difficult.
  • the first end of the guide element is conical or frusto-conical in shape.
  • a further development of this type is particularly advantageous if the diameter of a rod-shaped guide element is smaller than the core diameter of the threaded rod.
  • a conical or frusto-conical transition between guide element and threaded rod is created, which tapers upwards.
  • the anchor nut and / or the top plate are then guided during lowering along the guide element with a flush transition to the threaded rod.
  • the first end of the guide element widened preferably conical or frustoconical to a diameter corresponding to the core diameter of the threaded rod.
  • Such a truncated cone-shaped element having the smallest cross section corresponding to the cross section of the guide element and having the largest cross section of the core cross section of the threaded rod may be integrally formed with the first end of the guide member or screwed or welded to the first end of the guide member.
  • a blind hole is formed at the first end of the guide element, in particular at the larger end of the conical or frusto-conical element with an internal thread for engagement with an external thread of a threaded bolt, which is arranged on the second end of the threaded rod is.
  • This will be a particularly advantageous releasable connection provided between the threaded rod and the guide element.
  • the guide element and the threaded rod for example, be screwed together before insertion into the wellbore.
  • the guide element - after securing the top plate to the threaded rod - are unscrewed from the threaded rod.
  • the threaded bolt is arranged centrally on the second end of the threaded rod. Due to the centric arrangement of the threaded bolt, a flush transition between guide element and threaded rod is achieved, in particular in the case of a blind bore formed centrally on the first end of the guide element.
  • the threaded bolt is welded to the construction site on the second end of the threaded rod so that it is exactly concentric with the cross section of the threaded rod.
  • a ceramic teaching or stencil can be used for centering when welding the threaded bolt on the second end of the threaded rod.
  • the gauge is placed on the second end of the threaded rod and the threaded bolt welded.
  • a preferred welding method is here a stud welding method, for example, the Nelson stud welding used.
  • the welding of the threaded bolt on the construction site has the advantage that the threaded bolts can not be damaged in a transport of threaded rods to the site and in particular the exact central orientation of the threaded bolt on the threaded rods during transport and storage is not adversely affected.
  • an engagement element for driving the guide element is arranged in a rotational movement at a second end of the guide element.
  • the engagement element may preferably be a nut firmly connected to the guide element, on which, for example, a tool or a drive unit is placed in order to drive the guide element in a rotational movement.
  • the driving of the guide element in a rotational movement can serve, for example, the guide element with the Screw threaded bolt or loosen the guide element by unscrewing the threaded bolt.
  • the driving of the guide element on the engagement element can serve to introduce or screw in the threaded rod connected to the guide element into the borehole.
  • an attack element for driving the rotary tool is arranged in a rotational movement at the second end of the rotary tool.
  • the engagement element may preferably be a nut fixedly connected to the rotary tool, to which e.g. a ratchet or a drive unit of a drilling device is placed.
  • the driving of the rotary tool via the engagement element can serve, for example, to unscrew or loosen the anchor nut for securing the head plate to the threaded rod.
  • a ratchet placed on the engagement element of the rotary element may rotate the rotary tool in one direction e.g. to unscrew the lowered anchor nut turn on the head lath.
  • the recess of the top plate is formed conical or frusto-conical.
  • the cone-shaped or frusto-conical recess of the top plate in the installed state is tapered upwards.
  • a guide tube is arranged on an underside of the top plate.
  • the guide tube is preferably aligned concentrically with the threaded rod or with the top plate.
  • the guide tube is used in particular to achieve or maintain the desired orientation of the top plate.
  • a substantially rectangular orientation of the top plate to the borehole and thus to the threaded rod is achieved by the guide tube.
  • cuttings are removed from the borehole through an annular gap between an inner and an outer drill pipe.
  • the removal of cuttings within an outer drill pipe in such a double-cased drilling method has the advantage that the Cuttings can be collected for example in a container.
  • the advantage is achieved that at the upper end of the borehole no, possibly mixed with binder suspension cuttings exits, which would complicate the arrangement of a top plate and its assurance by an anchor nut.
  • the removal of the cuttings within an outer drill pipe prevents the wellbore from being unnecessarily expanded by the cuttings relative to the diameter of the drill pipe.
  • the object mentioned at the outset is also achieved according to a second aspect of the invention by a previously described method according to the first aspect of the invention or according to a method of the kind set forth, which is characterized by the step: producing a blind hole at the upper end of the borehole in such a way that the top plate is at least partially disposed in the blind hole.
  • the floor area surrounding the upper end of the borehole is uneven and may be covered by cuttings and / or binder suspension after drilling the borehole, if necessary.
  • a backup of the top plate on the injection pile is therefore not produced in sufficient quality. It is therefore provided here to produce a blind hole at the upper end of the borehole, with which a flat bottom is formed, on which the top plate can be placed in the backup by means of anchor nut.
  • the blind hole also offers a space that can be filled with a binder suspension after the arrangement of the top plate and its securing by the anchor nut and thus leads to a secure hold of the injection pile.
  • the blind hole is made such that it leads to a widening of the upper end of the borehole and thus forms a widened upper region of the blind hole.
  • the blind hole is preferably introduced into the underwater concrete sole. This provides safe protection of the underwater concrete sole against buoyancy, since the injection pile is securely connected to the UWB sole via the top plate after screwing on the anchor nut and filling the blind hole with binder suspension and hardening it.
  • the blind hole can be introduced after the production of the well, simultaneously with the production of the well or before.
  • the blind hole for example, be introduced first in the underwater concrete sole and then the hole at the bottom of the blind hole through the underwater concrete sole to a predetermined depth below the underwater concrete sole.
  • the blind hole is made by means of an at least partially tubular drilling element.
  • the threaded rod is inserted or insertable into the wellbore before or after the blind hole is made.
  • the blind bore is produced by means of an at least partially tubular concrete milling element.
  • the concrete milling element preferably has an adapter facing away from the advancing direction, which adapter serves for connecting the concrete milling element to a drill pipe which is driven by a drive unit of a drilling device.
  • a guide tube is arranged on a front end in the advancing direction of the concrete milling element.
  • This guide tube in particular pilot, is preferably formed concentrically with the drilling element for producing the blind hole. More preferably, the guide tube projects at least partially into a hole made before the blind hole is made and facilitates the guidance of the concrete milling element. If the borehole is not present when the blind bore is produced, the guide ear can preferably be designed as a drill bit by means of which an upper region of a drill pipe is formed.
  • the above object is also achieved according to a third aspect of the invention a method described above according to the first or second aspect of the invention or according to a method of the type mentioned, which is characterized by the step: sealing an annular gap between a wall of the upper end the borehole and a tubular drilling element or a sealing tube.
  • Such a seal makes it possible, on the one hand, to press the binder suspension to be introduced into the borehole at a high pressure and, on the other hand, to prevent the escape of binder suspension from this annular gap.
  • the threaded rod can be securely anchored in the borehole, the drill pipe and the annular space formed between the drill pipe and borehole wall with a binder suspension filled, partly under pressure.
  • a problem with this is that some of the binder suspension may leak out of the annulus and accumulate on the floor above the top of the wellbore. This has the disadvantage that the binder suspension can not be pressed into the borehole with the required high pressure and, on the other hand, a larger amount of binder suspension than required to fill in the borehole has to be introduced.
  • binder suspension is reacted with an increased pressure, e.g. a pressure of 500 kPa (5 bar), can be pumped into the drilled space, so that the binder suspension also penetrates into the subjacent to the borehole wall ground. This leads to a secure hold of the later cured binder suspension and thus to a secure hold of the injection pile.
  • an increased pressure e.g. a pressure of 500 kPa (5 bar)
  • a sealing element in particular a preventer, arranged, which prevents leakage of the binder suspension from the upper end of the drilling element.
  • the sealing can preferably take place on a wall of the upper end of a blind hole.
  • the drilling element may preferably be a simple drill pipe, the outer pipe of a double-walled drilling element or a concrete milling element.
  • the advantages mentioned can also be achieved in a blind hole, in which the sealing takes place during compression between the outer wall of the upper end of the blind hole and the concrete milling element.
  • the sealing takes place by means of an annular sealing element which surrounds the tubular drilling element or the sealing tube.
  • the sealing element is sealingly arranged on the outer wall of the drilling element or the sealing tube and further preferably designed to surround the drilling element or the sealing tube annular.
  • the sealing element is preferably on one End of the tubular sealing element or the sealing tube arranged.
  • the sealing is preferably achieved by means of an additional second tube, a sealing tube.
  • the sealing is preferably achieved by means of an additional third tube, a sealing tube.
  • the arrangement of an annular sealing element is preferably carried out on the outer wall of the concrete milling. More preferably, the tubular drilling element or the sealing tube on an annular groove on its outer wall, in which the annular sealing element is embedded.
  • the annular sealing element remains stationary when pulling the drill pipe and pressing the borehole with the binder suspension at the upper end of the borehole.
  • the seal remains and the tubular drilling element or the sealing tube, which carries the sealing element, is not pulled, but maintains its position and thus the sealing function.
  • a guide element for releasable connection to one end of a threaded rod having a first and a second end, wherein the first end is adapted to be connected to one end of a threaded rod and the first end has a diameter corresponding to a core diameter of the threaded rod.
  • the first end of the guide element is conical or frusto-conical.
  • a blind hole is formed at the first end of the guide element with an internal thread for engagement with an external thread of a threaded bolt, which is arranged on one end of a threaded rod.
  • an engagement element for driving the guide element is arranged in a rotational movement at the second end of the guide element.
  • a rotary tool for screwing an anchor nut on a second End of a threaded rod inserted at a first end into a wellbore located below a water surface comprising a first end for placement on an anchor nut, a second end for rotational connection with a rotary drive, the rotary tool having an extension between the first and second ends , which is dimensioned so that the second end of the rotary tool when screwing the anchor nut is above the water surface.
  • an engagement element for driving the rotary tool is arranged in a rotational movement at the second end of the rotary tool.
  • the engagement element is preferably designed and arranged to come into engagement with a rotary drive and to be set in rotation by this rotary drive.
  • the engagement element is preferably non-rotatably connected to the rotary tool.
  • a rotary drive for driving the rotary tool on the engagement element for example, a ratchet or the drive unit of a drilling device can be used.
  • the guide element and its possible further developments as well as the rotary tool and its possible further developments have features that make them particularly suitable for a method according to the invention and its embodiments, in particular according to the first aspect of the invention.
  • the guide element and its training and the turning tool and its training is made to the preceding description of the corresponding features of the method and its training, in particular according to the first aspect of the invention.
  • a tubular drilling element or sealing tube for sealing an annular gap between a wall of an upper end of a borehole and the tubular drilling element or sealing tube with a tubular sealing element which on an outer wall of the tubular drilling element or the sealing tube is arranged.
  • the tubular drilling element or the sealing tube has at its end a groove in which the sealing element is arranged.
  • the tubular drilling element is formed by a concrete milling element.
  • the drilling element or the sealing tube and its possible further developments have features that make them particularly suitable for a method according to the invention and its embodiments, in particular according to the third aspect of the invention.
  • the tubular drilling element or the sealing tube and its developments reference is made to the preceding description of the corresponding features of the method and its further developments, in particular according to the third aspect of the invention.
  • the aforementioned object is also achieved according to a seventh aspect of the invention by using a guide element according to the fourth aspect of the invention for producing a Verpresspfahls below a water surface, in particular according to a method according to a first, second and / or third aspect of the invention.
  • the aforementioned object is also achieved according to an eighth aspect of the invention by using a turning tool according to the fifth aspect of the invention for producing a injection pile below a water surface, in particular according to a method according to a first, second and / or third aspect of the invention.
  • the above-mentioned object is also achieved according to a ninth aspect of the invention by using a tubular drilling element or a sealing tube according to a sixth aspect of the invention for producing an injection pile below a water surface, in particular according to a method according to a third aspect of the invention.
  • the first preferred embodiment is based on the FIGS. 1 to 6 described by way of example.
  • the inventive method and a drilling device with auxiliary elements according to the invention, here guide element 11 and rotary tool 3, can be used both by a floating and by a fixed working plane to water and on land.
  • the drill unit 55 By means of the drill unit 55, the drilling, rinsing and grouting 2, the drill string 12 - comprising uppermost drill pipe 15, drill string extension tubes 52, lower drill pipe 38 and drill bit 39 -, the Bohr Hughespumpe 45 and the pressure hose connection 46, the drill string 12 with simultaneous pumping of Water, cement suspension 19 or other flushing medium by rotation 49 about the axis of rotation 50 in the advancing direction 48 through the UWB sole 9 and the underlying subsoil 10 drilled until reaching the desired depth or the lower end of the well 41.
  • the drilling fluid medium e.g.
  • the drilling, rinsing and grouting head 2 is unscrewed from the uppermost drill pipe 15 and the pressure hose extension 60 is inserted into the drill string 12 as far as the drill bit 39.
  • the cement suspension 19 processed in the drilling fluid and cement slurry pump 45 is advanced through the pressure hose connection 46, the pressure hose extension 60 in the annular spaces between drill bit 39, drill string 12 and borehole wall 61 in the ground and the borehole wall 35 in the UWB in a previously calculated amount Cavity fills, filled or pressed. In this train will be the flushing medium is displaced upwards into the underwater area 8 by the cement suspension 19 ascending from the bottom 41 of the borehole and having a greater weight than water. Subsequently, the pressure hose extension 60 is pulled out of the drill string 12.
  • a threaded bolt 24 is welded in the center.
  • the steely maiden tube 18 is welded at the lower end 26 with a steel truncated cone 22 or optionally screwed by means of threaded bolts 21 and welded at the upper end 16 with a polygonal nut 17.
  • the truncated cone 22 is internally upwardly and downwardly provided with an internal thread for screwing the threaded bolts 24 and 21 (alternatively for a weld) and closes flush with the outer diameter of the spinster tube at the lower end 26 and down flush with the diameter of the threaded rod 37 at its upper end 25 from.
  • the truncated cone 22 is suitable as a connecting means preferably with the o. G. Flims manufactured and installed, so that the anchor or pile head plate shown in phase 5 can fall during assembly by its own weight in the required position below the upper end 25 of the threaded rod 37 and does not hang over it in the region of the truncated cone 22.
  • the concrete milling disc head 28 is bolted to the lower thread of the drill string extension tube 52 by means of welded adapter 20 with the thread at the upper end of the adapter 20.
  • the upper end 14 of the uppermost drill pipe 15 is screwed to the drilling, rinsing and grouting 2.
  • the elements connected in this way are lowered from the drill unit 55 through the underwater area 8 over the maid 11 across to the top edge (OK) of the UWB sole 9.
  • a depression or a milled blind hole 6 in the UWB sole 9 is produced by rotation about the axis of rotation 50 while simultaneously advancing in the drilling advancing direction 48 and, if necessary, supplying a drilling fluid medium 62, preferably first water.
  • a cement suspension 19 is pumped in by the Bohr Hughes- and cement slurry pump 45 via pressure hose connection 46, drilling, rinsing and grouting 2, drill string extension tube 52 and Betonfrässcale 2 under rotating movement of the aforementioned elements. Then the aforementioned elements are pulled by the drill unit 55 against the advancing direction 48 from the underwater area 8 and the area of the maid 11 and pivoted out of the vertical area of the borehole 13 by means of drilling unit 55.
  • the cement suspension 19 initially remaining in the cavity of the drill string extension tube 52 sags into the blind bore 6 during the aforementioned drawing process and fills the cavity thereof.
  • the anchor or pile head plate 31 with the top side welded anchor or pile head nut 30 and the underside welded guide tube 33 is optionally lowered with or without lifting over the maid 11 away until the bottom of the anchor or pile head nut 30 by the weight abuts this aforementioned elements at the upper end 25 of the threaded rod 37.
  • the guide tube 33 leads in this process by an overlap of the threaded rod to a nearly rectangular position of the anchor or pile head 5 to the pile axis 50. This position is required, then the anchor or pile head nut 30 with its internal thread in the external thread of the threaded rod 37 can be screwed.
  • a socket wrench 3 with a socket wrench head 23, which is welded to the lower end of a socket wrench tube 63, and a socket nut 64, which engages over the socket wrench tube 63 at the upper end and has been welded together, is used.
  • the socket wrench 3 is lowered over the maid 11 as a guide element through the UWB 8 to the anchor or pile head nut 30.
  • the socket wrench 3 by rotating movement of the socket wrench 3 by means of a ratchet 59 of the socket head 23 drops over the anchor or pile head nut 30 across to the socket key 65 from.
  • the cement suspension is displaced with the volume of the anchor or pile head 5, surrounds it and fills the blind hole 6 waterproof (see Phase 6).
  • the socket wrench 3 is pulled against the advancing direction 48 by means of drill unit 55 and pivoted out of the vertical of the borehole 13.
  • the virgin 11 can be welded from the threaded bolt 24, for example, manually or with or without mouth resp. Ring key, preferably using the nut 17, unscrewed and stored laterally to the next use.
  • a second preferred embodiment will be described below by way of example with reference to FIGS FIGS. 7 to 14 described in phases 1.1 to 8.1.
  • a blind hole is first milled by means of a concrete milling element 28.
  • the concrete milling element is moved by means of a drive unit 1 in a drilling advancing direction 48 and also in a rotational movement in a direction of rotation 49.
  • the guide tube 57 created by means of its drill bit while an upper portion of a borehole.
  • the borehole is created to a predetermined depth below the underwater concrete sole 9 by means of a drilling element which runs within the concrete milling element 28.
  • a flushing fluid is pumped through the drilling element.
  • the concrete milling element 28 has on its outer wall on a sealing element 67, which seals the annulus between Betonfräselement 28 and inner wall of the blind hole.
  • the flushing fluid exits at the lower end of the drilling element and spills the cuttings 71 through the annulus between the drilling element and the concrete cuttings element or a pipe connected to the adapter of the concrete cuttings element into the catch tank 71.
  • phase 3.1 by means of the cement suspension pump 45 via the pressure hose extension 60, a cement suspension is pumped into the interior of the drilling element, the annular space between the drilling element and the borehole wall 61 and into the annular space between the drilling element and concrete milling element 28.
  • the cement suspension has a higher density than the flushing fluid, so that the flushing fluid exits upwardly from the upper end of the annulus between the drilling element and concrete milling element 28 or a pipe connected to the adapter of the concrete milling element.
  • the sealing element 67 seals the annular space between the concrete milling element 28 and the inner wall of the blind hole, so that the annular space surrounding the drilling element is temporarily closed.
  • the injection compound (cement suspension) to be pumped in can not escape and therefore be pressed into the drilled cavity at a pressure of at least 500 kPa (5 bar) according to the accepted rules of technology (inter alia according to DIN 4128).
  • phase 4.1 the threaded rod 37 is first inserted into the drilling element and thus into the borehole. Thereafter, the drilling element is withdrawn from the borehole, while at the same time the concrete milling element 28 remains stationary in the vertical direction. During retraction of the drilling member, cement slurry is further pumped into the wellbore to fill the cavity left by the drilling member.
  • phase 4.1 and phase 5.1 the concrete milling unit is also withdrawn.
  • phase 5.1 and 6.1 the armature nut 30 and the top plate 31 are lowered over the guide element tube 18.
  • the anchor nut 30 is connected to the top plate 31 via the weld 69.
  • the rotary tool 3 is lowered with the socket wrench tube 63 via the guide member 11 so that it rests on the anchor nut 30.
  • phase 7.1 and phase 8.1 the armature nut 30 is screwed onto the threaded rod 37.
  • the rotary tool or socket wrench 3 which is formed with a designated as socket nut 64 engagement element for engagement with a ratchet 59, which is here in Fig. 13 (and Fig. 21 ) shown rotary tool 3, formed by the Drill unit 55 to be driven, so that the use of a ratchet 59 is not required.
  • phase 8.1 the rotary tool is retracted together with the guide member 11.
  • a third preferred embodiment will be described below by way of example with reference to FIGS FIGS. 15 to 22 described in phases 1.2 to 8.2.
  • phase 1.2 first a milling is done as in Fig. 7 shown and described in relation to phase 1.1.
  • the drilling of the piles takes place as in Fig. 16 shown in phase 2.2 in the double-tube rotary lapping process. Since the drilling and washing in the ground-independent annulus between the two Bohrrohrstrnature is revealed, a cement suspension is not required as a rinse, but usually only water.
  • the outer of the two drill pipe strands to be simultaneously rejected supports the borehole in the ground and prevents the ground from falling.
  • phase 3.2 the inner drill pipe 74, the annular space between the inner drill pipe 74 and the outer drill pipe 73 and the annular space between the outer drill pipe and the borehole wall are filled with a cement suspension.
  • the inner drill pipe 74 is retracted and then the threaded rod with screwed guide member 11 is inserted into the outer drill pipe 73 and thus into the borehole.
  • cement slurry is pumped back into the wellbore to fill the cavity left by the drill pipe 73.
  • phase 5.2 and 6.2 the armature nut 30 is lowered with the top plate 31 via the guide element 11 and via the guide element tube 18.
  • a spring cage spacer 56 To center the threaded rod is a spring cage spacer 56.
  • the anchor nut 30 is screwed onto the threaded rod by means of the socket wrench tube 63.
  • guide element 11 and the rotary tool or the socket wrench 3 are withdrawn.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche, umfassend die Schritte: Einführen eines Gewindestabs (37) in ein unterhalb einer Wasseroberfläche befindliches, mit einer Bindemittelsuspension (19) gefülltes oder zu füllendes Bohrloch, wobei der Gewindestab (37) in das Bohrloch eingeführt wird, Absenken einer Kopfplatte (31), Absenken einer Ankermutter (30), wobei die Ankermutter (30) ein Innengewinde aufweist, und Aufschrauben der Ankermutter (30) auf das zweite Ende (25) des Gewindestabs (37). Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestab (37) lösbar mit einem ersten Ende eines Führungselements (11) verbunden ist, die Kopfplatte (31) über das Führungselement (11) absenkt wird, die Ankermutter (30) über das Führungselement (11) absenkt wird, die Ankermutter (30) aufgeschraubt wird durch Aufsetzen eines ersten Endes eines Drehwerkzeugs (3) auf die Ankermutter (30), wobei ein zweites Ende des Drehwerkzeugs (3) oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, und durch Antreiben des Drehwerkzeugs (3).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche, umfassend die Schritte: Einführen eines Gewindestabs in ein unterhalb einer Wasseroberfläche befindliches, mit einer Bindemittelsuspension gefülltes oder zu füllendes Bohrloch, wobei der Gewindestab ein erstes und ein zweites Ende aufweist und beginnend mit seinem ersten Ende in das Bohrloch eingeführt wird, Absenken einer Kopfplatte mit einer Ausnehmung über das zweite Ende des Gewindestabs, bis die Kopfplatte ein oberes Ende des Bohrlochs erreicht, Absenken einer Ankermutter bis zu dem zweiten Ende des Gewindestabs, wobei die Ankermutter ein Innengewinde aufweist, welches korrespondierend zu einem Außengewinde des Gewindestabs ausgebildet ist, und Aufschrauben der Ankermutter auf das zweite Ende des Gewindestabs.
  • Anwendungsgebiet der Erfindung sind insbesondere Verpresspfähle für die Verankerung einer Unterwasserbeton(UWB)-Sohle.
  • Baukörper, wie Straßen-, Eisenbahn- und Gewässerunterführungen (Flüsse, Seen, Kanäle etc.) sind häufig im Grundwasser des Baugrundes herzustellen. Gleiches gilt für Teile von Baukörpern aller Art, wie Kellergeschosse, Tiefgaragen, Kläranlagen, Schleusenkammern, Brückenwiderlager etc.
  • Um die Bauarbeiten technisch einwandfrei, fachgerecht, mängelfrei, umweltschonend und wirtschaftlich ausführen zu können, werden stets Bauverfahren geplant, die mittels Bauhilfsmaßnahmen wie Grundwasserabsenkungen, wasserdichte Baugrubenwände und -sohlen etc., das Arbeiten im Grundwasser ganz oder teilweise nicht erforderlich machen, da durch diese Maßnahmen, je nach konstruktiver Ausbildung, das Grundwasser temporär, z. B. nur während der Bauwerkserstellung oder permanent auch während des langjährigen Bestand des Bauwerkes fern gehalten wird.
  • Grundwasserabsenkungen scheiden oft als Bauhilfsmaßnahme aus, weil hiermit je nach Lage des Bauortes und seines Umfeldes zu erwartende Schäden an Nachbarsbebauungen, Anpflanzungen und sonstiger Umwelt nicht auszuschließen sind. Daher bleiben meist bei großflächigen, tiefen und innerstädtischen Bauobjekten nur Bauhilfsmaßnahmen übrig, die durch deren wassersperrende Funktion ein teilweises oder völliges grundwasserfreies Errichten des Bauwerkes ermöglichen. Hierzu gehören insbesondere Stahlbetonschlitz-, Bohrpfahl- und Stahlspundwände, Dichtungsschmal- und Hochdruckinjektionswände für die vertikale Ebene der Baugrubenumschließung sowie Hochdruckinjektions- und Unterwasserbeton(UWB)-Sohlen für die horizontale Ebene der Baugrubenumschließung.
  • Für die Dichtung der horizontalen Ebene (Baugrubensohle) der Baugrubenumschließung gegen anstehendes Grundwasser ist je nach Tiefe der Baugrube und Art der geologischen Verhältnisse meistens der Unterwasserbodenaushub mit anschließender Herstellung der UWB-Sohle die wirtschaftlichste und sicherste Lösung.
  • Das Auftreiben der UWB-Sohle bzw. der gesamten Baugrubenumschließung nach dem Auspumpen des innerhalb der Baugrube anstehenden Grundwassers ist durch eine entsprechende Dicke und damit Schwere der UWB-Sohle, Anbindung der UWB-Sohle an die Baugrubenwände, Verankerung der UWB-Sohle mittels vertikaler Anker bzw. Pfähle im darunter anstehenden Baugrund oder einer Kombination aus dem Vorgenannten insgesamt oder teilweise zu verhindern.
  • Häufig ist es technisch notwendig und wirtschaftlich sinnvoll, die UWB-Sohlen ab einer Grundwasserspiegelhöhe von über ca. 3 bis 5 m über der Aushubsohle bzw. Unterfläche der UWB-Sohle mittels Anker bzw. Pfähle im darunter anstehenden Baugrund gegen den Auftrieb zu sichern. Aus Gründen des Immissionsschutzes gegen Lärm und Erschütterungen, der Schadenvermeidung und der Wirtschaftlichkeit werden hierfür meistens einzubohrende Verpresspfähle bzw. Einstabverbundpfähle gemäß DIN 4128 bzw. DIN EN 14199 mit einem Pfahldurchmesser von 10 bis 30 cm oder Verpressanker gemäß DIN 4125 bzw. DIN EN 1537 gewählt. Diese Pfähle bzw. Anker können sowohl vor als auch nach dem Einbringen des Unterwasserbetons eingebohrt und verpresst werden und gelten allgemein beide als übliche und anerkannte Herstellverfahren. Solche Anker bzw. Pfähle werden in der vorliegenden Anmeldung als Verpresspfähle bezeichnet.
  • Das Einbohren und Verpressen der Pfähle nach dem Bodenaushub und nach dem Betonieren der UWB-Sohle hat bauablauf- und technisch bedingte Vorteile. Die Gewerke Erdund Betonarbeiten können ohne Behinderung und ohne Nacharbeiten ihre Leistungen jeweils nacheinander fertig stellen, bevor die Verpresspfähle eingebohrt und verpresst werden. Ansonsten würden der Bodenaushub und das Betonieren behindert werden, Nacharbeiten dieser beiden Gewerke unvermeidbar sein und eine Beschädigung der zuvor hergestellten Pfähle nicht auszuschließen sein. Nach dem Betonieren der UWBSohle können die Verpresspfähle mit einem Verpressdruck, der bis zur Aushubsohle reicht, was sonst nicht möglich wäre, hergestellt werden. Damit wird eine höhere Lastaufnahme der Pfähle ermöglicht und ein fachgerechter Übergangsbereich Pfahlschaft/UWB-Sohle arbeits-technisch leichter und sicherer hergestellt. Dies alles stellt insbesondere auch eine wesentlich kürzere Bauzeit sicher.
  • Außerdem können diese Anker bzw. Pfähle im Zuge der Errichtung eines Bauwerkes auf der UWB-Sohle anschließend als Elemente einer Tiefgründung des Bauwerkes verwendet werden.
  • Die vorliegende Patentanmeldung ist insbesondere auf den Anwendungsfall gerichtet, dass die Pfähle bzw. Anker nach dem Einbringen und Erhärten der UWB-Sohle eingebohrt und ggf. verpresst werden.
  • Existierende Lösungen haben unter anderem den Nachteil, dass sie mit einem hohen Aufwand verbunden sind und insbesondere teuer und zeitaufwändig sind. Meist sind Taucher zur Herstellung der Verpresspfähle erforderlich, die aus Arbeitsschutzgründen in Teams von zumeist drei Tauchern arbeiten und aufgrund der Arbeit in großer Tiefe unter Wasser bestimmte Regenerationszeiten einhalten müssen. Ferner ist die Arbeit der Taucher auch unter Arbeitssicherheitsgesichtspunkten mit Risiken und Nachteilen versehen. Die Qualität der mit existierenden Verfahren hergestellten Verpresspfähle ist zudem oft verbesserungswürdig, beispielsweise hinsichtlich der Dichtigkeit des Anschlusses an eine Unterwasserbetonsohle und/oder hinsichtlich der Tragfähigkeit.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eingangs genanntes Verfahren zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche anzugeben, das einen oder mehrere der genannten Nachteile verringert oder beseitigt. Insbesondere ist es eine Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche anzugeben, das diese Herstellung vereinfacht und/oder verbessert. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Hilfselemente und deren Verwendung anzugeben, welche die Herstellung eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche vereinfachen und/oder verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem der Gewindestab an seinem zweiten Ende lösbar mit einem ersten Ende eines Führungselements verbunden ist, die Kopfplatte mit ihrer Ausnehmung über das Führungselement abgesenkt wird, die Ankermutter über das Führungselement abgesenkt wird, die Ankermutter aufgeschraubt wird durch Aufsetzen eines ersten Endes eines Drehwerkzeugs auf die Ankermutter, wobei ein zweites Ende des Drehwerkzeugs oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, und durch Antreiben des Drehwerkzeugs.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es in vorteilhafter Weise möglich, Verpresspfähle an eine zuvor hergestellte UWB-Sohle ohne Taucherarbeiten kraftschlüssig und wasserdicht anzuschließen und diese UWB-Sohlen damit nach dem Lenzen bzw. Auspumpen des Grundwassers innerhalb der Baugrube gegen den Auftrieb zu sichern.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Verpresspfahl bzw. -anker in ein Bohrloch eingebracht, wobei sich das Bohrloch unterhalb einer Wasseroberfläche befindet, beispielsweise unterhalb des Grundwasserspiegels.
  • Bevorzugt wird das Bohrloch mittels eines zumindest abschnittsweise rohrförmigen Bohrelements z.B. eines Bohrrohrs erzeugt. Wenn das Bohrrohr eine vorgegeben Bohrlochtiefe erreicht hat, kann das Bindemittel in das Bohrrohr und in den Ringraum zwischen Bohrrohr und Bohrlochwandung eingefüllt werden. Daraufhin erfolgt das Einführen des Gewindestabs in den Innenraum des Bohrrohrs. Mittels eines FederkorbAbstandshalters wird der Gewindestab vorzugsweise in dem Bohrrohr zentriert, so dass eine Längsachse des Gewindestabs konzentrisch zu einer Längsachse des Bohrlochs liegt. Anschließend wird das Bohrrohr entgegengesetzt zu einer Vortriebsrichtung aus dem Bohrloch gezogen, so dass der Gewindestab in dem mit dem Bindemittel gefüllten Bohrloch verbleibt. Bevorzugt befindet sich dabei ein erstes unteres Ende des Gewindestabs in dem Bohrlochbodenbereich, wobei ein zweites Ende des Gewindestabs aus dem Bohrloch oberhalb des oberen Endes des Bohrlochs herausragt. Wenn das Bindemittel aushärtet, ist damit der Verpresspfahl vorzugsweise zug- und drehfest in dem Bohrloch angeordnet.
  • Bevorzugt findet das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung bei der Sicherung einer Unterwasserbeton-Sohle. Dazu wird ein Bohrbloch in eine Unterwasserbeton-Sohle bis zu einer vorgegebenen Tiefe unterhalb der Unterwasserbeton-Sohle gebohrt. Der Verpresspfahl und die mittels Ankermutter befestigte Kopfplatte verankern die Unterwasserbeton-Sohle in dem Baugrund und sichern diese gegen Auftrieb.
  • Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass durch den Einsatz eines Führungselements und eines Drehwerkzeugs beim Einbringen eines Verpresspfahls die bisher erforderliche, kostenintensive Mitarbeit von einem oder mehreren Tauchern entfallen kann.
  • In existierenden Verfahren konnte beispielsweise das Absenken der Kopfplatte, das Absenken der Ankermutter sowie das Aufschrauben der Ankermutter ohne einen Taucher nicht durchgeführt werden. Dabei war zudem problematisch, dass die Arbeit der Taucher unterhalb der Wasseroberfläche nicht kontrolliert werden konnte. Häufig kam es vor, dass an den Taucher erteilte Instruktionen nicht korrekt von diesem ausgeführt wurden. Bei fehlerhaft ausgeführten Taucherarbeiten besteht zudem das Risiko eines erheblichen finanziellen Schadens und eines zeitliche Verzugs bei dem Herstellen eines Verpresspfahls und somit eines zeitlichen Verzugs bei dem gesamten Bauvorhaben.
  • Durch die Anwendung eines Führungselements, welches mit dem zweiten, vorzugsweise oberen Ende des Gewindestabs lösbar verbunden ist, wird eine Arbeits- und Angriffsverbindung zu dem Bereich oberhalb der Wasseroberfläche bereitgestellt. Das Führungselement hat dabei unter anderem die folgenden Wirkungen: Zum einen kann das Führungselement dazu dienen, den Gewindestab von oberhalb der Wasseroberfläche in dem Bohrloch kontrolliert zu positionieren. Dabei kann durch entsprechende Positionierung und Bewegung des Führungselements Einfluss auf Position und Orientierung des Gewindestabs von oberhalb der Wasseroberfläche genommen werden. Zudem dient das Führungselement dazu, die Kopfplatte und die Ankermutter beim Absenken hin zu dem Gewindestab zu führen, so dass die Kopfplatte über den Gewindestab gleiten kann und die Ankermutter bis zum Anfang des Gewindes entlang des Führungselements geführt wird. Somit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt das Herstellen eines Verpresspfahls wesentlich vereinfacht und zudem ohne den Einsatz von Tauchern auch von einem Arbeitspunkt oberhalb der Wasseroberfläche ermöglicht.
  • Auch die Verwendung eines Drehwerkzeugs, welches an seinem ersten Ende auf die Ankermutter aufgesetzt wird und an seinem zweiten Ende oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, macht Taucharbeiten bei der Herstellung eines Verpresspfahls unterhalb der Wasseroberfläche überflüssig. Bevorzugt wird das Drehwerkzeug über das Führungselement auf die Ankermutter aufgesetzt. D.h. das Drehwerkzeug ist vorzugsweise abschnittsweise rohrförmig ausgebildet, so dass beim Aufsetzen des Drehwerkzeugs das Führungselement zumindest teilweise innerhalb des Drehwerkzeugs verläuft und das Drehwerkzeug beim Absenken mittels des Führungselements geführt wird. Dadurch, dass das zweite Ende des Drehwerkzeugs oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, wird eine weitere Angriffs- und Arbeitsverbindung zwischen der Anordnung aus Verpresspfahl, Kopfplatte und Ankermutter unterhalb der Wasseroberfläche und einem Antrieb, welcher bevorzugt an dem zweiten Ende des Drehwerkzeugs angreift, oberhalb der Wasseroberfläche bereitgestellt. Diese Verbindung macht Taucharbeiten überflüssig. Zudem wird das Herstellen eines Verpresspfahls durch das erfindungsgemä-ße Verfahren wesentlich vereinfacht.
  • Das Führungselement ist bevorzugt im Wesentlichen stabförmig ausgebildet, und vorzugsweise so mit dem Gewindestab verbunden, dass das Führungselement eine Verlängerung des Gewindestabs darstellt. Zudem ist das Führungselement bevorzugt derart dimensioniert, dass es sich, wenn es mit dem Gewindestab verbunden und dieser in das Bohrloch eingeführt ist, bis über die Wasseroberfläche erstreckt. Zwar ist auch eine Erstreckung des Führungselements bis zu einem Bereich nahe unterhalb der Wasseroberfläche derart denkbar, dass ein dem Gewindestab abgewandtes zweites Ende des Führungselements noch gut von der Wasseroberfläche aus erreichbar ist, beispielsweise für einen Antrieb oder ein Werkzeug. Eine Erstreckung des Führungselements bis oberhalb der Wasseroberfläche ermöglicht jedoch einen Angriff des zweiten Endes des Führungselements in einem trockenen Bereich und ohne optische Verzerrungen aufgrund der Lichtbrechung an der Wasseroberfläche, die ein Angreifen des Führungselements erschwert.
  • Weiter bevorzugt, weist das Drehwerkzeug eine Länge in der Größenordnung von 3 bis 30m, insbesondere von 5 bis 10m auf, je nach Wassertiefe, d.h. dem Abstand von der Wasseroberfläche bis zu dem oberen Ende des Gewindestabs. Weiter bevorzugt kann die drehschlüssige Verbindung an dem zweiten Ende des Drehwerkzeugs zum Aufsetzen einer Ratsche ausgebildet sein. Ferner weist das Drehwerkzeug an seinem ersten Ende vorzugsweise eine sacklochartige Ausnehmung für einen, vorzugsweise formschlüssigen, Eingriff mit der Ankermutter auf. Wenn die Ankermutter beispielsweise einen sechs- oder achteckigen Außenquerschnitt aufweist, ist das Drehwerkzeug an seinem ersten Ende vorzugsweise mit einer entsprechenden sechs- oder achteckigen Ausnehmung versehen.
  • Bevorzugt weist der Gewindestab eine Länge auf, die größer als die Tiefe des Bohrlochs ist, so dass der Gewindestab selbst bei einem Einführen bis zu dem Boden des Bohrlochs oberhalb eines oberen Endes des Bohrlochs herausragt und dieses herausragende Ende beispielsweise mit einer Kopfplatte und einer Ankermutter versehen werden kann.
  • Der Gewindestab weist vorzugsweise ein Außengewinde auf. Das Außengewinde erstreckt sich über einen Kerndurchmesser des Gewindestabs (d.h. der Durchmesser des Gewindestabs ohne Außengewinde) radial nach außen. Bei dem Aufschrauben der Ankermutter greift das Innengewinde der Ankermutter vorzugsweise in das Außengewinde des Gewindestabs ein, wodurch die Kopfplatte an dem Gewindestab gesichert wird.
  • Die Ausnehmung der Kopfplatte, durch die das Führungselement geführt wird, ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, wobei der Querschnitt der Ausnehmung vorzugsweise größer als der Querschnitt des Führungselements und größer als der Außenquerschnitt des Gewindestabs, d.h. der Kernquerschnitt plus Gewindequerschnitt, ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren gekennzeichnet durch den Schritt: Verschweißen der Ankermutter mit der Kopfplatte vor dem Aufschrauben. Das Verschweißen dient vorzugsweise zum Halten der Kopfplatte an der Ankermutter. Somit kann die Verbindung zwischen Ankermutter und Kopfplatte beispielsweise aus einem Anheften der Kopfplatte an die Ankermutter durch Schweißpunkte bestehen. Das Verschweißen kann zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dem Absenken der Kopfplatte und der Ankermutter erfolgen. Beispielsweise können Ankermutter und Kopfplatte ab Werk verschweißt geliefert werden. Alternativ kann das Verschweißen einer Ankermutter und einer Kopfplatte direkt auf der Baustelle erfolgen. Das Verschweißen von Ankermutter und Kopfplatte verhindert insbesondere, dass die Kopfplatte beim Absenken am Übergang zwischen Führungselement und Gewindestab oder am Gewindestab, insbesondere dem Außengewinde des Gewindestabs, verkantet. Dadurch, dass die Ankermutter nur durch Aufschrauben auf den Gewindestab über das zweite Ende des Gewindestabs hinaus abgesenkt werden kann und durch den Eingriff von Innen- und Außengewinde konzentrisch zu dem Gewindestab absinkt, wird auch die an der Ankermutter angeschweißte Kopfplatte entsprechend konzentrisch zum Gewindestab abgesenkt und ein Verkanten der Kopfplatte am Außengewinde des Gewindestabs verhindert.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das erste Ende des Führungselements einen Durchmesser auf, der einem Kerndurchmesser des Gewindestabs entspricht. Dadurch wird ein bündiger bzw. stetiger Übergang zwischen dem Führungselement und dem Gewindestab erzielt. Die Ankermutter wird beim Absenken an dem ersten Ende des Führungselements durch das Gewinde des Gewindestabs gestoppt. Eine weitergehende Bewegung der Ankermutter entlang des Gewindestabs kann durch Aufschrauben der Ankermutter auf den Gewindestab erfolgen. Gleichzeitig kann sichergestellt werden, dass die Ankermutter genau konzentrisch zu dem Gewindestab an dessen zweiten, oberen Ende beim Absenken (und vor dem Aufschrauben) ankommt und nicht etwa zu einer Seite versetzt, was das Aufschrauben erschweren würde.
  • In einer weiteren erfindungsgemäßen Fortbildung ist das erste Ende des Führungselements konusförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet. Eine Fortbildung dieser Art ist besonders vorteilhaft, wenn der Durchmesser eines stabförmigen Führungselements kleiner ist als der Kerndurchmesser des Gewindestabs. In diesem Fall wird ein konusoder kegelstumpfförmiger Übergang zwischen Führungselement und Gewindestab geschaffen, welcher sich nach oben verjüngt. Die Ankermutter und/oder die Kopfplatte werden dann beim Absenken entlang des Führungselements mit einem bündigen Übergang auf den Gewindestab geführt. Wenn das Führungselement einen geringeren Durchmesser hat als der Kerndurchmesser des Gewindestabs, verbreitert sich das erste Ende des Führungselements vorzugsweise konusförmig oder kegelstumpfförmig auf einen Durchmesser, der dem Kerndurchmesser des Gewindestabs entspricht. Ein solches kegelstumpfförmiges Element, das mit einem kleinsten Querschnitt dem Querschnitt des Führungselements und mit seinem größten Querschnitt dem Kernquerschnitt des Gewindestabs entspricht, kann einstückig mit dem ersten Ende des Führungselements ausgebildet oder an das erste Ende des Führungselements angeschraubt oder angeschweißt sein.
  • Nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an dem ersten Ende des Führungselements, insbesondere am größeren Ende des konus- oder kegelstumpfförmigen Elements, ein Sackloch ausgebildet mit einem Innengewinde für den Eingriff mit einem Außengewinde eines Gewindebolzens, welcher auf dem zweiten Ende des Gewindestabs angeordnet ist. Dadurch wird eine besonders vorteilhafte lösbare Verbindung zwischen dem Gewindestab und dem Führungselement bereitgestellt. Zum einen können das Führungselement und der Gewindestab, beispielsweise vor dem Einführen in das Bohrloch zusammengeschraubt werden. Zudem kann das Führungselement - nach dem Sichern der Kopfplatte an dem Gewindestab - von dem Gewindestab abgeschraubt werden.
  • Gemäß eine weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Gewindebolzen zentrisch auf dem zweiten Ende des Gewindestabs angeordnet. Durch die zentrische Anordnung des Gewindebolzens wird, insbesondere bei einer mittig an dem ersten Ende des Führungselements ausgebildeten Sacklochbohrung, ein bündiger Übergang zwischen Führungselement und Gewindestab erzielt. Bevorzugt wird der Gewindebolzen an der Baustelle so auf das zweite Ende des Gewindestabs aufgeschweißt, dass er sich exakt konzentrisch zum Querschnitt des Gewindestabs befindet. Eine solche exakte Ausrichtung ist bevorzugt, um eine exakte Führung von Kopfplatte und insbesondere der Ankermutter zu erreichen, da ohne Tauchereinsatz der Sitz der Ankermutter auf dem zweiten Ende des Gewindestabs vor dem Aufschrauben nicht mehr korrigiert werden kann, sondern die Ankermutter nach dem Absenken durch die Führung vorzugsweise bereits so auf dem Außengewinde des Gewindestabs aufsitzt, dass ein Aufschrauben mittels des Drehwerkzeugs ohne vorherige Lagekorrektur der Ankermutter möglich ist.
  • Zur Zentrierung beim Anschweißen des Gewindebolzens auf das zweite Ende des Gewindestabs kann vorzugsweise eine Keramiklehre bzw. -schablone zum Einsatz kommen. Dazu wird die Lehre auf das zweite Ende des Gewindestabs aufgesetzt und der Gewindebolzen angeschweißt. Als bevorzugtes Schweißverfahren kommt hier ein Bolzenschweißverfahren, beispielsweise das Nelson-Bolzenschweißen, zum Einsatz. Das Anschweißen des Gewindebolzens auf der Baustelle hat den Vorteil, dass die Gewindebolzen bei einem Transport von Gewindestäben zu der Baustelle nicht beschädigt werden können und insbesondere die exakt mittige Ausrichtung der Gewindebolzen auf den Gewindestäben beim Transport und der Lagerung nicht negativ beeinträchtigt wird.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an einem zweiten Ende des Führungselements ein Angriffselement zum Antreiben des Führungselements in einer Rotationsbewegung angeordnet. Das Angriffselement kann vorzugsweise eine fest mit dem Führungselement verbundene Mutter sein, auf die z.B. ein Werkzeug oder eine Antriebseinheit aufgesetzt wird, um das Führungselement in einer Rotationsbewegung anzutreiben. Das Antreiben des Führungselements in einer Rotationsbewegung kann beispielsweise dazu dienen, das Führungselement mit dem Gewindebolzen zu verschrauben oder das Führungselement durch Losschrauben von dem Gewindebolzen zu lösen. Weiter kann das Antreiben des Führungselements an dem Angriffselement dazu dienen, den mit dem Führungselement verbundenen Gewindestab in das Bohrloch einzuführen bzw. einzudrehen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an dem zweiten Ende des Drehwerkzeugs ein Angriffselement zum Antreiben des Drehwerkzeugs in einer Rotationsbewegung angeordnet. Das Angriffselement kann vorzugsweise eine fest mit dem Drehwerkzeug verbundene Mutter sein, auf die z.B. eine Ratsche oder eine Antriebseinheit einer Bohrvorrichtung aufgesetzt wird. Das Antreiben des Drehwerkzeugs über das Angriffselement kann beispielsweise dazu dienen, die Ankermutter zum Sichern der Kopfplatte auf den Gewindestab aufzuschrauben oder zu lösen. Eine auf das Angriffselement des Drehelements aufgesetzte Ratsche kann das Drehwerkzeug beispielsweise in einer Richtung z.B. zum Aufschrauben der abgesenkten Ankermutter auf die Kopflatte drehen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Ausnehmung der Kopfplatte konusförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet. Damit wird eine Führung der Kopfplatte über das Führungselement, insbesondere im Bereich eines Übergangs zwischen Führungselement und Gewindestab und des Gewindestabs, derart erzielt, dass das Risiko eines Verkantens der Kopfplatte an dem Führungselement odern dem Übergang, insbesondere aber am Außengewinde des Gewindestabs vermindert wird. Bevorzugt ist die konusförmige oder kegelstumpfförmige Ausnehmung der Kopfplatte im Einbauzustand sich nach oben verjüngend ausgebildet.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an einer Unterseite der Kopfplatte ein Führungsrohr angeordnet. Bevorzugt ist das Führungsrohr im Einbauzustand konzentrisch zu dem Gewindestab bzw. zu der Kopfplatte ausgerichtet. Das Führungsrohr dient insbesondere dazu, die gewünschte Ausrichtung der Kopfplatte zu erzielen bzw. beizubehalten. Insbesondere wird durch das Führungsrohr eine im Wesentlichen rechtwinklige Ausrichtung der Kopfplatte zu dem Bohrloch und damit zu dem Gewindestab erzielt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Bohrgut aus dem Bohrloch durch einen Ringspalt zwischen einem inneren und einem äußeren Bohrrohr abgeführt. Die Abführung von Bohrgut innerhalb eines äußeren Bohrrohrs bei einem solchen doppelt verrohrten Bohrverfahren hat den Vorteil, dass das Bohrgut beispielsweise in einem Behälter gesammelt werden kann. Insbesondere wird der Vorteil erzielt, dass am oberen Ende des Bohrlochs kein, ggf. mit Bindemittelsuspension vermischtes, Bohrgut austritt, was die Anordnung einer Kopfplatte und deren Sicherung durch eine Ankermutter erschweren würde. Zudem wird durch das Abführen des Bohrguts innerhalb eines äußeren Bohrrohrs verhindert, dass das Bohrloch durch das Bohrgut im Verhältnis zu dem Durchmesser des Bohrrohrs unnötig ausgeweitet wird.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung auch gelöst durch ein zuvor beschriebenes Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder gemäß einem Verfahren der eingangs genannten Art, welches gekennzeichnet ist durch den Schritt: Herstellen einer Sacklochbohrung am oberen Ende des Bohrlochs derart, dass die Kopfplatte zumindest teilweise in der Sacklochbohrung angeordnet ist.
  • Ferner wurde erkannt, dass der das obere Ende des Bohrlochs umgebende Bodenbereich, beispielsweise die Oberkante eines UWB-Sohle, uneben ist, und ggf. nach dem Bohren des Bohrlochs von Bohrgut und/oder Bindemittelsuspension bedeckt sein kann. Eine Sicherung der Kopfplatte an dem Verpresspfahl ist daher nicht in der ausreichenden Qualität herstellbar. Es ist daher hier vorgesehen, eine Sacklochbohrung am oberen Ende des Bohrlochs herzustellen, mit der ein ebener Grund gebildet wird, auf den die Kopfplatte bei der Sicherung mittels Ankermutter aufgesetzt werden kann. Die Sacklochbohrung bietet zudem einen Raum, der nach der Anordnung der Kopfplatte und deren Sicherung durch die Ankermutter mit einer Bindemittelsuspension verfüllt werde kann und somit zu einem sicheren Halt des Verpresspfahls führt.
  • Vorzugsweise wird die Sacklochbohrung derart hergestellt, dass diese zu einer Aufweitung des oberen Endes des Bohrlochs führt und somit einen aufgeweiteten oberen Bereich der Sacklochbohrung bildet. Bei der Herstellung eines Verpresspfahls zum Sichern einer Unterwasserbeton-Sohle wird die Sacklochbohrung vorzugsweise in die Unterwasserbeton-Sohle eingebracht. Dadurch wird ein sicherer Schutz der Unterwasserbeton-Sohle vor Auftrieb bereitgestellt, da der Verpresspfahl über die Kopfplatte nach Aufschrauben der Ankermutter und dem Verfüllen des Sacklochs mit Bindemittelsuspension und deren Erhärtung sicher mit der UWB-Sohle verbunden ist.
  • Die Sacklochbohrung kann nach Herstellung des Bohrlochs, gleichzeitig mit der Herstellung des Bohrlochs oder vorher eingebracht werden. Bei der Sicherung einer Unterwasserbeton-Sohle kann die Sacklochbohrung beispielsweise als erstes in die Unterwasserbeton-Sohle eingebracht werden und anschließend das Bohrloch am Boden des Sacklochs durch die Unterwasserbeton-Sohle bis zu einer vorgegebene Tiefe unterhalb der Unterwasserbeton-Sohle hergestellt werden.
  • Vorzugsweise wird die Sacklochbohrung mittels eines zumindest abschnittsweise rohrförmigen Bohrelements hergestellt. Der Gewindestab ist vor oder nach dem Erstellen der Sacklochbohrung in das Bohrloch eingeführt oder einführbar.
  • Nach eine bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Sacklochbohrung mittels eines zumindest abschnittsweise rohrförmigen Betonfräselements hergestellt. Insbesondere bei der Herstellung einer Sacklochbohrung in einer Unterwasserbeton-Sohle wird die Herstellung der Sacklochbohrung somit vereinfacht. Vorzugsweise weist das Betonfräselement an einem der Vortriebsrichtung abgewandten Ende einen Adapter auf, welcher zum Anschließen des Betonfräselements an ein Bohrrohr dient, welches von einer Antriebseinheit einer Bohrvorrichtung angetrieben wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an einem in Vortriebsrichtung vorderen Ende des Betonfräselements ein Führungsrohr angeordnet. Dieses Führungsrohr, insbesondere Pilot, ist vorzugsweise konzentrisch mit dem Bohrelement zum Herstellen der Sacklochbohrung ausgebildet. Weiter bevorzugt ragt das Führungsrohr zumindest teilweise in ein vor Herstellung der Sacklochbohrung hergestelltes Bohrloch und erleichtert die Führung des Betonfräselements. Sofern das Bohrloch bei Herstellung der Sacklochbohrung noch nicht vorhanden ist, kann das Führungsohr vorzugsweise als Bohrkrone ausgebildet sein, mittels derer ein oberer Bereich eines Bohrrohrs gebildet wird.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung auch gelöst ein zuvor beschriebenes Verfahren gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung oder gemäß einem Verfahren der eingangs genannten Art, welches gekennzeichnet ist durch den Schritt: Abdichten eines Ringspalts zwischen einer Wandung des oberen Endes des Bohrlochs und einem rohrförmigen Bohrelement oder einem Dichtrohr.
  • Durch eine solche Abdichtung wird es möglich, einerseits die in das Bohrloch einzubringende Bindemittelsuspension mit einem hohen Druck zu verpressen und andererseits ein Austreten von Bindemittelsuspension aus diesem Ringspalt zu verhindern.
  • Damit der Gewindestab sicher in dem Bohrloch verankert werden kann, werden das Bohrrohr sowie der zwischen Bohrrohr und Bohrlochwandung gebildete Ringraum mit einer Bindemittelsuspension aufgefüllt, teilweise unter Druck. Ein Problem dabei ist es, dass ein Teil der Bindemittelsuspension aus dem Ringspalt austreten und sich auf dem Boden oberhalb des oberen Endes des Bohrlochs ansammeln kann. Dies hat den Nachteil, dass die Bindemittelsuspension nicht mit dem erforderlichen hohen Druck in das Bohrloch verpresst werden kann, und andererseits eine größere Menge Bindemittelsuspension als zur Ausfüllung des Bohrlochs erforderlich eingebracht werden muss.
  • Durch das erfindungsgemäße Abdichten des Ringspalts zwischen Bohrlochwandung und einem Bohrelement, wird zum einen das Austreten der Bindemittelsuspension aus dem oberen Ende des Bohrlochs verhindert. Dies hat den Vorteil, dass die Menge der einzupumpenden Bindemittelsuspension verringert und gleichzeitig prognostiziert werden kann. Damit wird auch eine genauere Kostenabschätzung bei Bauvorhaben ermöglicht.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die Bindemittelsuspension mit einem erhöhten Druck, z.B. einem Druck von 500 kPa (5 bar), in den erbohrten Raum eingepumpt werden kann, so dass die Bindemittelsuspension auch in den an die unterhalb Bohrlochwandung angrenzenden Baugrund eindringt. Dies führt zu einem sicheren Halt der später ausgehärteten Bindemittelsuspension und damit zu einem sicheren Halt des Verpresspfahls.
  • Beim Verpressen der Bindemittelsuspension ist neben einer Abdichtung des Ringspalts zwischen einer Wandung des oberen Endes des Bohrlochs und eines rohrförmigen Bohrelements auch am oberen Ende des Bohrelements ein Abdichtungselement, insbesondere ein Preventer, angeordnet, welche ein Austreten der Bindemittelsuspension aus dem oberen Ende des Bohrelements verhindert.
  • Das Abdichten kann bevorzugt an einer Wandung des oberen Endes einer Sacklochbohrung erfolgen. Das Bohrelement kann vorzugsweise eine einfaches Bohrrohr, das Außenrohr eines doppeltverrohrten Bohrelements oder ein Betonfräselement sein. Die genannten Vorteile können auch bei einer Sacklochbohrung erzielt werden, bei der die Abdichtung beim Verpressen zwischen der Außenwandung des oberen Endes der Sacklochbohrung und dem Betonfräselement erfolgt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Abdichten mittels eines ringförmigen Dichtelements, welches das rohrförmige Bohrelement oder das Dichtrohr umgibt. Bevorzugt ist das Dichtelement dazu an der Außenwandung des Bohrelements oder des Dichtrohrs dichtend angeordnet und weiter vorzugsweise ausgebildet, das Bohrelement oder das Dichtrohr ringförmig zu umgeben. Das Dichtelement ist vorzugsweise an einem Ende des rohrförmigen Dichtelements oder des Dichtrohrs angeordnet. Bei einem einfach verrohrten Bohrverfahren wird das Abdichten vorzugsweise mittels eines zusätzlichen zweiten Rohrs, eines Dichtrohrs, erzielt. Bei einem doppelt verrohrten Bohrverfahren wird das Abdichten vorzugsweise mittels eines zusätzlichen dritten Rohre, eines Dichtrohrs, erzielt. Beim Herstellen einer Sacklochbohrung erfolgt die Anordnung eines ringförmigen Dichtelements vorzugsweise an der Außenwandung des Betonfräselements. Weiter bevorzugt weist das rohrförmige Bohrelement oder das Dichtrohr eine ringförmige Nut an seiner Außenwandung auf, in die das ringförmige Dichtelement eingelassen ist.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bleibt das ringförmige Dichtelement beim Ziehen des Bohrrohrs und Verpressen des Bohrlochs mit der Bindemittelsuspension ortsfest am oberen Ende des Bohrlochs angeordnet. Insbesondere beim Ziehen des Bohrrohrs und dem weiteren Nachpumpen von Bindemittelsuspension ist es vorteilhaft, wenn die Abdichtung bestehen bleibt und das rohrförmige Bohrelement oder das Dichtrohr, das das Dichtelement trägt, nicht mitgezogen wird, sondern seine Position und damit die Dichtungsfunktion beibehält.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung auch gelöst durch ein Führungselement zur lösbaren Verbindung mit einem Ende eines Gewindestabs, mit einem ersten und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende ausgebildet ist, mit einem Ende eines Gewindestabs verbunden zu werden und das erste Ende einen Durchmesser aufweist, der einem Kerndurchmesser des Gewindestabs entspricht.
  • Nach einer bevorzugen Fortbildung des Führungselements ist das erste Ende des Führungselements konusförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Fortbildung des Führungselements ist an dem ersten Ende des Führungselements ein Sackloch ausgebildet mit einem Innengewinde für den Eingriff mit einem Außengewinde eines Gewindebolzens, welcher auf einem Ende eines Gewindestabs angeordnet.
  • In einer weiteren bevorzugten Fortbildung ist an dem zweiten Ende des Führungselements ein Angriffselement zum Antreiben des Führungselements in einer Rotationsbewegung angeordnet.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung auch gelöst durch ein Drehwerkzeug zum Aufschrauben einer Ankermutter auf ein zweites Ende eines mit einem ersten Ende in ein unterhalb einer Wasseroberfläche befindliches Bohrloch eingeführten Gewindestabs, umfassend ein erstes Ende zum Aufsetzen auf eine Ankermutter, ein zweites Ende für eine drehschlüssige Verbindung mit einem Rotationsantrieb, wobei das Drehwerkzeug eine Erstreckung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende aufweist, die so dimensioniert ist, dass sich das zweite Ende des Drehwerkzeugs beim Aufschrauben der Ankermutter oberhalb der Wasseroberfläche befindet.
  • Gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Drehwerkzeugs ist an dem zweiten Ende des Drehwerkzeugs ein Angriffselement zum Antreiben des Drehwerkzeugs in einer Rotationsbewegung angeordnet ist. Das Angriffselement ist vorzugsweise ausgebildet und angeordnet, mit einem Rotationsantrieb in Eingriff zu kommen und von diesem Rotationsantrieb in eine Drehbewegung versetzt zu werden. Das Angriffselement ist vorzugsweise drehfest mit dem Drehwerkzeug verbunden. Als Rotationsantrieb zum Antreiben des Drehwerkzeugs über das Angriffselement kann beispielsweise eine Ratsche oder die Antriebseinheit einer Bohrvorrichtung zum Einsatz kommen.
  • Das Führungselement und seine möglichen Fortbildungen ebenso wie das Drehwerkzeug und seine möglichen Fortbildungen weisen Merkmale auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, für ein erfindungsgemäßes Verfahren und seine Ausführungsformen, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, verwendet zu werden. Zu den Vorteilen, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des Führungselements und seiner Fortbildungen und des Drehwerkzeugs und seiner Fortbildungen wird auf die vorangegangene Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen des Verfahrens und seiner Fortbildungen, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, verwiesen.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung auch gelöst durch ein rohrförmiges Bohrelement oder Dichtrohr zum Abdichten eines Ringspalts zwischen einer Wandung eines oberen Endes eines Bohrlochs und des rohrförmigen Bohrelements oder Dichtrohrs mit einem rohrförmigen Dichtelement, welches an einer Außenwandung des rohrförmigen Bohrelements oder des Dichtrohrs angeordnet ist.
  • Vorzugsweise weist das rohrförmige Bohrelement oder das Dichtrohr ein seinem Ende eine Nut auf, in der das Dichtelement angeordnet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Fortbildung wird das rohrförmige Bohrelement von einem Betonfräselement gebildet.
  • Das Bohrelement oder das Dichtrohr und seine möglichen Fortbildungen weisen Merkmale auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, für ein erfindungsgemäßes Verfahren und seine Ausführungsformen, insbesondere gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung, verwendet zu werden. Zu den Vorteilen, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des rohrförmigen Bohrelements oder des Dichtrohrs und seiner Fortbildungen wird auf die vorangegangene Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen des Verfahrens und seiner Fortbildungen, insbesondere gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung, verwiesen.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung auch gelöst durch eine Verwendung eines Führungselements nach dem vierten Aspekt der Erfindung zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem achten Aspekt der Erfindung auch gelöst durch eine Verwendung eines Drehwerkzeugs nach dem fünften Aspekt der Erfindung zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung auch gelöst durch eine Verwendung eines rohrförmigen Bohrelements oder eines Dichtrohrs nach einem sechsten Aspekt der Erfindung zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung.
  • Bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung werden im Folgenden beispielshaft anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 bis 6:
    eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens in den Phasen 1 bis 6,
    Fig. 7 bis 14
    eine zweite Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens in den Phasen 1.1 bis 8.1 und
    Fig. 15 bis 22:
    eine dritte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens in den Phasen 1.2 bis 8.2.
  • Im Folgenden wird die erste bevorzugte Ausführungsvariante anhand der Figuren 1 bis 6 beispielhaft beschrieben.
    • Phase 1
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und eine Bohrvorrichtung mit erfindungsgemäßen Hilfselementen, hier Führungselement 11 und Drehwerkzeug 3, können sowohl von einer schwimmenden als auch von einer feststehenden Arbeitsebene zu Wasser und zu Lande eingesetzt werden.
  • Mittels der Bohrgeräteeinheit 55, dem Bohr-, Spül- und Verpresskopf 2, dem Bohrstrang 12 - umfassend oberstes Bohrrohr 15, Bohrstrangverlängerungsrohren 52, unteres Bohrrohr 38 und Bohrkrone 39 -, der Bohrspülpumpe 45 und der Druckschlauchverbindung 46 wird der Bohrstrang 12 mit gleichzeitigem Einpumpen von Wasser, Zementsuspension 19 oder sonstigem Spülmedium durch Rotation 49 um die Rotationsachse 50 in Vortriebsrichtung 48 durch die UWB-Sohle 9 und dem darunter anstehenden Baugrund 10 bis zum Erreichen der gewollten Bohrtiefe bzw. dem unteren Ende des Bohrloches 41 eingebohrt. Das Bohrspülungsmedium, z. B. Wasser, Zementsuspension 19, etc., tritt hierbei stets unterhalb der Bohrkrone aus, transportiert das gelöste Bohrgut im Ringraum zwischen der äußeren Wandung des Bohrstranges und der Bohrlochwandung 61 des Bodens und der Wandung 35 in der UWB-Sohle auf die Oberfläche 43 der UWB-Sohle 9. Die Vortriebsgeschwindigkeit beim Abteufen des Bohrstranges 12 kann durch ein Schlagwerk innerhalb der Antriebseinheit 1, insbesondere in der UWB-Sohle 9, bei gleichzeitiger Rotation beschleunigt werden.
    • Phase 2
  • Der Bohr, Spül- und Verpresskopf 2 wird vom obersten Bohrrohr 15 abgeschraubt und die Druckschlauchverlängerung 60 in den Bohrstrang 12 bis zur Bohrkrone 39 eingeschoben. Die in der Bohrspül- und Zementsuspensionspumpe 45 aufbereitete Zementsuspension 19 wird durch die Druckschlauchverbindung 46, die Druckschlauchverlängerung 60, in den Ringräumen zwischen Bohrkrone 39, Bohrstrang 12 und Bohrlochwandung 61 im Boden und der Bohrlochwandung 35 im UWB in einer zuvor berechneten Menge, die den erbohrten Hohlraum ausfüllt, verfüllt bzw. verpresst. In diesem Zuge wird das Spülmedium durch die von der Sohle 41 des Bohrloches aufsteigende Zementsuspension 19, die eine größere Wichte als Wasser hat, in den Unterwasserbereich 8 nach oben verdrängt. Anschließend wird die Druckschlauchverlängerung 60 aus dem Bohrstrang 12 heraus gezogen.
    • Phase 3
  • Am oberen Ende 25 des Gewindestahles 37 ist mittig ein Gewindebolzen 24 verschweißt. Das stählerne Jungferrohr 18 ist am unteren Ende 26 mit einem stählernen Kegelstumpf 22 verschweißt oder wahlweise mittels Gewindebolzen 21 verschraubt und am oberen Ende 16 mit einer Mehrkant-Mutter 17 verschweißt.
  • Der Kegelstumpf 22 ist im Inneren zentrisch nach oben und nach unten mit einem Innengewinde zum Einschrauben der Gewindebolzen 24 und 21 (alternativ für eine Verschweißung) versehen und schließt nach oben bündig mit dem äußeren Durchmesser des Jungferrohres an deren unterem Ende 26 und nach unten bündig mit dem Durchmesser des Gewindestahles 37 an seinem oberen Ende 25 ab. Der Kegelstumpf 22 ist als Verbindungsmittel maßgerecht vorzugsweise mit den o. g. Bündigkeiten hergestellt und eingebaut, damit die in Phase 5 dargestellte Anker- bzw. Pfahlkopfplatte bei der Montage durch ihr Eigengewicht in die erforderliche Position unterhalb des oberen Endes 25 des Gewindestahles 37 absinken kann und nicht darüber im Bereich der Kegelstumpfes 22 hängen bleibt.
  • Die beiden, wie oben beschriebenen mit Einzelteilen ergänzten Elemente (Gewindestahl 37 und Jungfer 11) werden miteinander im Bereich Kegelstumpf 22 und Gewindebolzen 24 verschraubt und mittels Hebehilfe in den Bohrstrang 12 bis zur Sohle 41 des Bohrloches abgesenkt. Der Bohrstrang 12 wird anschließend nach erneutem Verschrauben mit dem Bohr-, Spül- und Verpresskopf 2 und dem stetigen Einpumpen einer Wasser-Zementsuspension 19 völlig gezogen und die Bohrkrone 39 wird vom unteren Ende des unteren Bohrrohres 38 abgeschraubt.
    • Phase 4
  • Der Betonfrässcheibenkopf 28 wird mittels angeschweißtem Adapter 20 mit dem Gewinde am oberen Ende des Adapters 20 mit dem unteren Gewinde des BohrstrangVerlängerungsrohres 52 verschraubt. Das obere Ende 14 des obersten Bohrrohres 15 wird mit dem Bohr-, Spül- und Verpresskopf 2 verschraubt. Die so verbundenen Elemente werden von der Bohrgeräteeinheit 55 durch den Unterwasserbereich 8 über die Jungfer 11 hinweg übergreifend bis auf die Oberkante (OK) der UWB-Sohle 9 abgesenkt. Der vorzugsweise aus rohrförmigem Stahl bestehende, an der Unterfläche des Betonfrässcheibenkopfes angeschweißte Pilot 57 greift hierbei in das vorhandene Bohrloch 7 der UWB-Sohle hinein. Durch einen möglichst kleinen Ringraum zwischen dem Pilot 57 und der Bohrlochwandung 35 im UWB wird eine bestmögliche zentrische Führung der Betonfrässcheibe 4 beim Bohren um die Rotationsachse 50 erreicht. Gleichzeitig wird damit die zentrische Lage der danach in die Sacklochbohrung 6 einzubringenden Anker- bzw. Pfahlkopfplatte 31 ermöglicht (siehe Phase 6).
  • Mittels Antriebseinheit 1 wird durch Rotation um die Rotationsachse 50 bei gleichzeitigem Vorschub in Bohrvortriebsrichtung 48 und ggfs. Zuführung eines Bohrspülmediums 62, zunächst vorzugsweise Wasser, eine Vertiefung bzw. eine gefräste Sacklochbohrung 6 in der UWB-Sohle 9 hergestellt.
  • Danach wird von der Bohrspül- und Zementsuspensionspumpe 45 über Druckschlauchverbindung 46, Bohr-, Spül- und Verpresskopf 2, Bohrstrang-Verlängerungsrohr 52 und Betonfrässcheibe 2 unter rotierender Bewegung der vorgenannten Elemente eine Zementsuspension 19 eingepumpt. Sodann werden die vorgenannten Elemente von der Bohrgeräteeinheit 55 entgegen der Vortriebsrichtung 48 aus dem Unterwasserbereich 8 und dem Bereich der Jungfer 11 gezogen und aus dem vertikalen Bereich des Bohrloches 13 mittels Bohrgeräteeinheit 55 verschwenkt.
  • Die im Hohlraum des Bohrstrang-Verlängerungsrohr 52 zunächst verbleibende Zementsuspension 19 sackt während des vorgenannten Ziehvorganges in die Sacklochbohrung 6 ab und füllt deren Hohlraum aus.
    • Phase 5
  • Die Anker- bzw. Pfahlkopfplatte 31 mit der oberseitig angeschweißten Anker- bzw. Pfahlkopfmutter 30 und dem unterseitig angeschweißten Führungsrohr 33 wird wahlweise mit oder ohne Hebehilfe über die Jungfer 11 hinweg herab gelassen, bis die Unterseite der Anker- bzw. Pfahlkopfmutter 30 durch das Eigengewicht dieser vorgenannten Elemente am oberen Ende 25 des Gewindestahles 37 aufschlägt. Das Führungsrohr 33 führt bei diesem Vorgang durch eine Übergreifung des Gewindestahles zu einer nahezu rechtwinkligen Lage des Anker- bzw. Pfahlkopfes 5 zur Pfahlachse 50. Diese Lage ist erforderlich, damit anschließend die Anker- bzw. Pfahlkopfmutter 30 mit ihrem Innengewinde in das Außengewinde des Gewindestahles 37 eingeschraubt werden kann. Für die Verschraubung wird ein Steckschlüssel 3, mit einem Steckschlüsselkopf 23, der am unteren Ende eines Steckschlüsselrohres 63 angeschweißt ist, und einer Steckschlüsselmutter 64, die am oberen Ende das Steckschlüsselrohr 63 übergreift und miteinander verschweißt worden ist, verwendet. Wahlweise mit oder ohne Hebehilfe wird der Steckschlüssel 3 über die Jungfer 11 als Führungselement durch den UWB 8 bis zur Anker- bzw. Pfahlkopfmutter 30 herab gelassen. Vorzugsweise durch drehende Bewegung des Steckschlüssels 3 mittels einer Ratsche 59 sinkt der Steckschlüsselkopf 23 über die Anker- bzw. Pfahlkopfmutter 30 übergreifend bis zum Steckschlüsselanschlag 65 ab. Mit Hilfe der Ratsche 59 werden anschließend alle vorgenannten Elemente durch Rotation um die Bohrlochachse 50 bzw. des Gewindestahles 37 in Bohrvortriebsrichtung 48 bis auf die ebenflächig ausgefräste Auflagerfläche 44 hinab geschraubt.
  • Hierbei wird die Zementsuspension mit dem Volumen des Anker- bzw. Pfahlkopfes 5 verdrängt, umschließt diesen und füllt die Sacklochbohrung 6 wasserdicht aus (siehe Phase 6).
    • Phase 6
  • Der Steckschlüssel 3 wird entgegen der Vortriebsrichtung 48 mittels Bohrgeräteeinheit 55 gezogen und aus der Vertikalen des Bohrloches 13 verschwenkt. Die Jungfer 11 kann vom angeschweißten Gewindebolzen 24 beispielsweise händisch mit oder ohne Maul-bzw. Ringschlüssel, vorzugsweise unter Verwendung der Mutter 17, abgeschraubt und bis zum nächsten Einsatz seitlich gelagert werden.
  • Bei der zuvor mit Bezug zu den 6 Phasen der Figuren 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsvarianten erfolgt das Einbohren des Verpresspfahls im einfach verrohrten Drehspülverfahren mit Außenspülung. Zwecks Förderung des Bohrgutes, Vermeidung bzw. Verringerung des Bodennachfalles und Verringerung von tragfähigkeitsmindernder Verschmierung der Bohrlochwandung im Boden muss gegebenenfalls mit einer Zementsuspension als Spülmittel bzw. Spültiefe gebohrt werden. Das Bohrgut, gegebenenfalls einschließlich einer zu Zementstein erhärteten Zementsuspension, muss nach dem Auspumpen (Lenzen) des Grundwassers aus der Baugrube beseitigt werden, bevor das Bauwerk errichtet werden kann.
  • Im Folgenden werden mögliche Varianten dieses Verfahrens beschrieben. Dabei wird insbesondere auf Unterschiede zu der bisher dargestellten bzw. der zuvor dargestellten Variante eingegangen.
  • Eine zweite bevorzugte Ausführungsvariante wird im Folgenden beispielhaft mit Bezug auf die Figuren 7 bis 14 in den Phasen 1.1 bis 8.1 beschrieben.
  • Das Einbohren des Verpresspfahls erfolgt, wie auch bereits mit Bezug auf die Figuren 1 bis 6 beschrieben, im einfach verrohrten Drehspülverfahren.
  • In Phase 1.1 erfolgt zunächst ein Einfräsen einer Sacklochbohrung mittels eines Betonfräselements 28. Dazu wird das Betonfräselement mittels einer Antriebseinheit 1 in eine Bohrvortriebsrichtung 48 und zudem in einer Rotationsbewegung in einer Rotationsrichtung 49 bewegt. Das Führungsrohr 57 erstellt mittels seiner Bohrkrone dabei gleichzeitig einen oberen Bereich eines Bohrlochs.
  • In Phase 2.1 wird mittels eines Bohrelements, welches innerhalb des Betonfräselements 28 verläuft, das Bohrloch bis zu einer vorgegebenen Tiefe unterhalb der Unterwasserbeton-Sohle 9 erstellt. Mittels der Bohrspülpumpe 45 wird ein Spülfluid durch das Bohrelement gepumpt. Das Betonfräselement 28 weist an seiner Außenwandung ein Dichtelement 67 auf, das den Ringraum zwischen Betonfräselement 28 und Innenwandung der Sacklochbohrung abdichtet.
  • Das Spülfluid tritt an dem unteren Ende des Bohrelements aus und verbringt das Bohrgut 71 durch den Ringraum zwischen Bohrelement und Betonfräselement bzw. einem an den Adapter des Betonfräselements angeschlossen Rohr bis in den Auffangbehälter 71.
  • Durch die bereits in Phase 1.1 erfolgte Einfräsung des Sacklochs für den später einzubauenden Pfahl- bzw. Ankerkopf, dem vorübergehenden Verbleib des dichtenden Betonfräselements mit den Bohrrohrverlängerungen bis oberhalb der Wasseroberfläche 47 und den Preventer 72 am oberen Ende des Bohrrohrstranges wird das Bohrgut 71 und die Bohrspülung in ein Auffangbecken 70 geleitet und gelangt so nicht auf die Unterwasserbeton-Sohle 9. Eine aufwändige Lösung und Entfernung des Bohrgutes, gegebenenfalls auch des Zementsteins, von der Unterwasserbeton-Sohle 9 ist nicht erforderlich. Lediglich die geringfügig lose Masse aus der Fräsung des Sackloches für die Kopfplatte 31 ist noch erforderlich.
  • In Phase 3.1 wird mittels der Zementsuspensionspumpe 45 über die Druckschlauchverlängerung 60 eine Zementsuspension in den Innenraum des Bohrelements, den Ringraum zwischen Bohrelement und Bohrlochwandung 61 sowie in den Ringraum zwischen Bohrelement und Betonfräselement 28 gepumpt. Die Zementsuspension weist eine höhere Wichte auf als das Spülfluid, so dass das Spülfluid nach oben aus dem oberen Ende des Ringraums zwischen Bohrelement und Betonfräselement 28 bzw. einem an den Adapter des Betonfräselements angeschlossen Rohr austritt. Das Dichtelement 67 dichtet den Ringraum zwischen Betonfräselement 28 und Innenwandung der Sacklochbohrung ab, so dass der das Bohrelement umgebende Ringraum vorübergehend geschlossen ist. In dieser Phase kann die einzupumpende Verpressmasse (Zementsuspension) nicht entweichen und daher nach den anerkannten Regeln der Technik (u.a. nach DIN 4128) mit einem Druck von mindestens 500 kPa (5 bar) in den erbohrten Hohlraum eingepresst werden.
  • Durch das zwangsläufige Nichtentweichen der Verpressmasse ist eine genaue Mengenbestimmung und Preisermittlung derselben möglich. Einschließlich der ansonsten anfallenden Beseitigungs- und Entsorgungskosten von Überschuss-Zementsuspension ist somit eine wesentlich wirtschaftliche Verpresspfahl- und Verpressankerherstellung möglich.
  • In Phase 4.1 wird zunächst der Gewindestab 37 in das Bohrelement und somit in das Bohrloch eingeführt. Danach wird das Bohrelement aus dem Bohrloch zurückgezogen, während gleichzeitig das Betonfräselement 28 in vertikaler Richtung ortsfest verbleibt. Während des Rückziehens des Bohrelements wird weiter Zementsuspension in das Bohrloch gepumpt, um den von dem Bohrelement hinterlassenen Hohlraum auszufüllen.
  • Zwischen Phase 4.1 und Phase 5.1 wird zudem das Betonfräselement zurückgezogen. Zwischen Phase 5.1 und 6.1 werden die Ankermutter 30 und die Kopfplatte 31 über das Führungselementrohr 18 abgesenkt. Dabei ist die Ankermutter 30 mit der Kopfplatte 31 über die Schweißnaht 69 verbunden. Zwischen Phase 6.1 und 7.1 wird das Drehwerkzeug 3 mit dem Steckschlüsselrohr 63 über das Führungselement 11 abgesenkt, so dass es auf der Ankermutter 30 aufsitzt. Zwischen Phase 7.1 und Phase 8.1 wird die Ankermutter 30 auf den Gewindestab 37 aufgeschraubt. Anders als bei der in Figur 5 gezeigten Variante des Drehwerkzeugs bzw. Steckschlüssels 3, der mit einem als Steckschlüsselmutter 64 bezeichneten Angriffselement für den Eingriff mit einer Ratsche 59 ausgebildet ist, ist das hier in Fig. 13 (und Fig. 21) gezeigte Drehwerkzeug 3 ausgebildet, von der Bohrgeräteeinheit 55 angetrieben zu werden, so dass der Einsatz einer Ratsche 59 nicht erforderlich ist.
  • In Phase 8.1 wird das Drehwerkzeug gemeinsam mit dem Führungselement 11 zurückgezogen.
  • Eine dritte bevorzugte Ausführungsvariante wird im Folgenden beispielhaft mit Bezug auf die Figuren 15 bis 22 in den Phasen 1.2 bis 8.2 beschrieben.
  • In Phase 1.2 erfolgt zunächst ein Einfräsen wie es in Fig. 7 gezeigt und in Bezug auf Phase 1.1 beschrieben ist. Das Einbohren der Pfähle erfolgt, wie in Fig. 16 gezeigt, in Phase 2.2 im doppelt verrohrten Drehspülverfahren. Da das Bohr- und Spülgut im bodenunabhängigen Ringraum zwischen den beiden Bohrrohrsträngen zutage gefördert wird, ist eine Zementsuspension als Spülmittel nicht erforderlich, sondern in der Regel lediglich Wasser. Das äußere der beiden gleichzeitig abzuteufenden Bohrrohrstränge stützt das Bohrloch im Boden und verhindert den Bodeneinfall.
  • In Phase 3.2 wird das innere Bohrrohr 74, der Ringraum zwischen innerem Bohrrohr 74 und äußerem Bohrrohr 73 sowie der Ringraum zwischen äußerem Bohrrohr und Bohrlochwandung mit einer Zementsuspension gefüllt.
  • Zwischen Phase 3.2 und 4.2 wird das innere Bohrrohr 74 rückgezogen und anschließend der Gewindestab mit verschraubtem Führungselement 11 in das äußere Bohrrohr 73 und damit in das Bohrloch eingeführt.
  • Während des Ziehens des äußeren Bohrrohrs 73 in Phase 5.2 wird Zementsuspension in das Bohrloch nachgepumpt, um den Hohlraum, welcher von dem Bohrrohr 73 zurückgelassen wird, zu füllen.
  • Zwischen Phase 5.2 und 6.2 wird die Ankermutter 30 mit der Kopfplatte 31 über das Führungselement 11 bzw. über das Führungselementrohr 18 abgesenkt. Zur Zentrierung des Gewindestabs dient ein Federkorb-Abstandshalter 56. Zu Beginn der Phase 7.2 wird die Ankermutter 30 auf den Gewindestab mittels des Steckschlüsselrohrs 63 aufgeschraubt. In Phase 8.2 werden Führungselement 11 und das Drehwerkzeug bzw. der Steckschlüssel 3 zurückgezogen. Dazu dient eine Antriebseinheit eines Bohrkrans mit einem Bohr-, Spül, und Verpresskopf 2.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebseinheit
    2
    Bohr-, Spül- und Verpresskopf
    3
    Drehwerkzeug, auch als Steckschlüssel bezeichnet
    4
    Betonfrässcheibe
    5
    Pfahl- bzw. Ankerkopf
    6
    Gefräste Sacklochbohrung
    7
    Bohrloch in UWB-Sohle
    8
    Unterwasserbereich
    9
    Unterwasserbeton-Sohle, auch als UWB-Sohle bezeichnet
    10
    Baugrund
    11
    Führungselement, auch als Jungfer bezeichnet
    12
    Bohrstrang
    13
    Pfahl- bzw. Ankerlängsschnitt im Baugrund
    14
    Oberes Ende des Bohrstranges
    15
    Oberstes Bohrrohr eines Bohrstranges
    16
    Oberes Ende des Führungselementrohrs
    17
    Angriffselement des Führungselements, auch als Mehrkant-Mutter bezeichnet
    18
    Führungselementrohr
    19
    Bindemittelsuspension, auch als Zementsuspension bezeichnet
    20
    Gewinde am oberen Ende des Adapters für Anschluss an Bohrrohrstrang
    21
    Gewindebolzen
    22
    Kegelstumpf
    23
    Drehwerkzeugkopf, auch als Steckschlüsselkopf bezeichnet
    24
    Gewindebolzen
    25
    Oberes Ende des Gewindestabs eines Einstabankers bzw. -pfahles
    26
    Unteres Ende des Führungselementrohrs
    27
    Adapter, als Anschluss für Bohrstrang-Verlängerungsrohr zentrisch mit Betonfrässcheibe verschweißt
    28
    Betonfräselement, auch als Betonfrässcheibenkopf bezeichnet
    29
    Reißzähne in Betonfrässcheibenkopf eingelassen und verschweißt
    30
    Ankermutter, auch als Pfahlkopfmutter bezeichnet
    31
    Kopfplatte, auch als Anker- bzw. Pfahlkopfplatte bezeichnet
    32
    ausgehärtete Bindemittelsuspension, auch bezeichnet als Zementstein
    33
    Führungsrohr, auch als Jungferrohr bezeichnet
    34
    Wandung der Sacklochbohrung
    35
    Bohrlochwandung im UWB (Unterwasserbeton)
    36
    Unteres Ende des Führungsrohres
    37
    Gewindestab eines Einstabankers bzw. -pfahles
    38
    Unteres Bohrrohr eines Bohrrohrstranges
    39
    Bohrkrone
    40
    Unteres Ende des Gewindestab eines Einstabankers bzw. -pfahles
    41
    Unteres Ende (Sohle) des Bohrloches
    42
    Untere Fläche des Unterwasserbetons
    43
    Obere Fläche des Unterwasserbetons
    44
    Auflagerfläche für Anker- bzw. Pfahlkopf, ringförmig
    45
    Bohrspül- und Zementsuspensionspumpe
    46
    Druckschlauchverbindung
    47
    Wasseroberfläche
    48
    Bohrvortriebsrichtung
    49
    Rotationsrichtungen
    50
    Rotations-, Bohrloch- und Anker- bzw. Pfahlachse
    51
    Sackloch
    52
    Bohrstrang-Verlängerungsrohr
    53
    Loch, zentrisch im Betonfrässcheibenkopf
    54
    Loch, zentrisch in der Anker- bzw. Pfahlkopfplatte
    55
    Bohrgeräteeinheit
    56
    Federkorb-Abstandhalter
    57
    Führungsrohr, auch als Pilot bezeichnet
    58
    Rotationsrichtung Drehwerkzeug
    59
    Ratsche
    60
    Druckschlauchverlängerung
    61
    Bohrlochwandung
    62
    Spülfluid, auch bezeichnet als Bohrspülmedium
    63
    Steckschlüsselrohr
    64
    Angriffselement des Drehwerkzeugs, auch als Steckschlüsselmutter bezeichnet
    65
    Steckschlüsselanschlag
    66
    Abstandshalter
    67
    Dichtelement, auch bezeichnet als Rollgummi
    68
    Ringförmige Nut, auch als Rille bezeichnet
    69
    Schweißnaht zwischen Anker-/Pfahlkopfmutter und Anker-/Pfahlkopfplatte
    70
    Auffangbehälter
    71
    Bohrgut
    72
    Abdichtungselement, auch als Preventer bezeichnet
    73
    Äußeres Bohrrohr, auch als Bohrrohrstrang bezeichnet
    74
    Inneres Bohrrohr, auch als Bohrrohrstrang bezeichnet

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche, umfassend die Schritte:
    - Einführen eines Gewindestabs (37) in ein unterhalb einer Wasseroberfläche befindliches, mit einer Bindemittelsuspension (19) gefülltes oder zu füllendes Bohrloch, wobei der Gewindestab (37) ein erstes und ein zweites Ende aufweist und beginnend mit seinem ersten Ende (40) in das Bohrloch eingeführt wird,
    - Absenken einer Kopfplatte (31) mit einer Ausnehmung über das zweite Ende (25) des Gewindestabs (37), bis die Kopfplatte (31) ein oberes Ende des Bohrlochs erreicht,
    - Absenken einer Ankermutter (30) bis zu dem zweiten Ende (25) des Gewindestabs (37), wobei die Ankermutter (30) ein Innengewinde aufweist, welches korrespondierend zu einem Außengewinde des Gewindestabs (37) ausgebildet ist,
    - Aufschrauben der Ankermutter (30) auf das zweite Ende (25) des Gewindestabs (37),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Gewindestab (37) an seinem zweiten Ende (25) lösbar mit einem ersten Ende eines Führungselements (11) verbunden ist,
    - die Kopfplatte (31) mit ihrer Ausnehmung über das Führungselement (11) abgesenkt wird,
    - die Ankermutter (30) über das Führungselement (11) abgesenkt wird,
    - die Ankermutter (30) aufgeschraubt wird durch Aufsetzen eines ersten Endes eines Drehwerkzeugs (3) auf die Ankermutter (30), wobei ein zweites Ende des Drehwerkzeugs (3) oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, und durch Antreiben des Drehwerkzeugs (3).
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch den Schritt:
    Verschweißen der Ankermutter (30) mit der Kopfplatte (31) vor dem Aufschrauben.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende des Führungselements (11) einen Durchmesser aufweist, der einem Kerndurchmesser des Gewindestabs (37) entspricht.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende des Führungselements (11) konusförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ende des Drehwerkzeugs (3) ein Angriffselement (64) zum Antreiben des Drehwerkzeugs (3) in einer Rotationsbewegung angeordnet ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff von Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt
    - Herstellen einer Sacklochbohrung am oberen Ende des Bohrlochs derart, dass die Kopfplatte (31) zumindest teilweise in der Sacklochbohrung angeordnet ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff von Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt:
    - Abdichten eines Ringspalts zwischen einer Wandung (34) des oberen Endes des Bohrlochs und einem rohrförmigen Bohrelement oder einem Dichtrohr.
  8. Führungselement zur lösbaren Verbindung mit einem Ende eines Gewindestabs (37),
    mit einem ersten und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende ausgebildet ist, mit einem Ende eines Gewindestabs (37) verbunden zu werden und das erste Ende einen Durchmesser aufweist, der einem Kerndurchmesser des Gewindestabs (37) entspricht.
  9. Führungselement nach dem vorhergehendenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende des Führungselements (11) konusförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
  10. Führungselement nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ende des Führungselements (11) ein Angriffselement (17) zum Antreiben des Führungselements (11) in einer Rotationsbewegung angeordnet ist.
  11. Drehwerkzeug zum Aufschrauben einer Ankermutter (30) auf ein zweites Ende eines mit einem ersten Ende in ein unterhalb einer Wasseroberfläche befindliches Bohrloch eingeführten Gewindestabs (37), umfassend
    - ein erstes Ende zum Aufsetzen auf eine Ankermutter (30),
    - ein zweites Ende für eine drehschlüssige Verbindung mit einem Rotationsantrieb,
    - wobei das Drehwerkzeug (3) eine Erstreckung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende aufweist, die so dimensioniert ist, dass sich das zweite Ende des Drehwerkzeugs (3) beim Aufschrauben der Ankermutter (30) oberhalb der Wasseroberfläche befindet.
  12. Rohrförmiges Bohrelement oder Dichtrohr zum Abdichten eines Ringspalts zwischen einer Wandung eines oberen Endes eines Bohrlochs und des rohrförmigen Bohrelements oder Dichtrohrs,
    - mit einem rohrförmigen Dichtelement (67), welches an einer Außenwandung des rohrförmigen Bohrelements oder des Dichtrohrs angeordnet ist.
  13. Verwendung eines Führungselements (11) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche, insbesondere nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 7.
  14. Verwendung eines Drehwerkzeugs (3) nach Anspruch 11 zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche, insbesondere nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 7.
  15. Verwendung eines rohrförmigen Bohrelements oder eines Dichtrohrs nach Anspruch 12 zum Herstellen eines Verpresspfahls unterhalb einer Wasseroberfläche, insbesondere nach einem Verfahren der Ansprüche 6 bis 7.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109630170A (zh) * 2018-05-10 2019-04-16 孙成果 一种多功能气动锚杆钻装机
CN112538853A (zh) * 2020-12-09 2021-03-23 华侨大学 一种用于回收锚杆外卸载装置的保护罩及其施工方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2354764C3 (de) * 1973-11-02 1979-03-29 Philipp Holzmann Ag, 6000 Frankfurt Verfahren und Vorrichtung zur wasserdichten Durchführung eines durch eine Bauwerks- oder Baugrubenwand oder -sohle hindurch in das Erdreich einzubringenden Einbauteils
DE19604523C2 (de) * 1996-02-08 1998-07-02 Bauer Spezialtiefbau Hochliegende Abdichtungssohle mit Verdickungen
DE10225980A1 (de) * 2002-06-11 2003-12-24 Ischebeck Friedrich Gmbh Verfahren zur auftriebsgesicherten Verankerung von Betonkörpern
DE102005015494B4 (de) * 2005-04-05 2023-03-23 Friedr. Ischebeck Gmbh Bajonettkupplung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109630170A (zh) * 2018-05-10 2019-04-16 孙成果 一种多功能气动锚杆钻装机
CN112538853A (zh) * 2020-12-09 2021-03-23 华侨大学 一种用于回收锚杆外卸载装置的保护罩及其施工方法

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