EP2728070A1 - Method for driving and anchoring a driven pile in the ground and driven pile - Google Patents
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- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
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- E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
- E02D7/02—Placing by driving
Definitions
- the invention relates to a method for driving and anchoring a pile foot having in the region of a front end and in the region of a rear end a pile head having pile in the ground. It further relates to a driven pile having the features of the preamble of claim 4.
- Rammpfähle have long been known as means for forming foundations for buildings as well as for stabilizing buildings, especially on wet ground and in the vicinity of or on the water, such. for the transverse stabilization of sheet pile walls. This plays a special role, in particular when e.g. in the course of building measurements, dig excavation pits, secure them with sheet pile walls and stabilize these sheet pile walls transversely.
- piles are also used for anchoring permanent structures, e.g. Lock structures, bank walls and the like hydraulic structures, but also for buildings and the like, used.
- driven piles are driven into the ground by applying ramming pulses acting in the direction of the pile axis to the respective pile head.
- pile pile which is often referred to there as a vibrating pile, but here also called for the purpose of simplifying the terminology pile pile is shaken by acting in higher frequency than in the conventional ramming in the longitudinal direction of the pile pile vibration in the ground.
- DE-GM 75 40 863 shows a piling with an H-profile, which tapers pointed at the pile base to form a Rammschneide.
- About the H-profile foot reinforcement in the form of displacement plates is placed in the area of the pile base, which provide the penetration of the soil or in the ground when driving the pile and clear a rectangular or square in cross-section space should clear.
- a ram pile is described with a lying in its interior cavity through which cement or cement mortar can be spent in the area of the pile base and pressed there under high pressure.
- This pile is intended especially for the formation of foundations under water.
- a tapered pile shoe in the lower area displaces the soil in the area of the pile base and leaves behind an annular space around the hollow pile, which is filled with the exiting material such as cement or cement mortar to anchor the pile so in the ground.
- a ram which has a hollow shaft, can be spent by the hardening material in the region of the Rammdornfußes and there emerge and can be pressed.
- a tapered Rammdornschuh which also serves as a valve for opening and closing the outlet for the hardenable mass. The ram is pulled out of the ram hole after reaching a ramming depth, the valve is opened and the ram hole is filled with curable material to form a concrete anchoring pile.
- the inventors have recognized that the known methods for driving and anchoring a pile pile and known from the prior art piles have inadequacies, especially when the substrate into which this pile is to drive, is built up in many layers with alternating layers of rolling (sandy ) Ground layers and cohesive (clayey or loamy) soil formations.
- Such mixed soil structures and geological conditions with layers that must be penetrated for a sufficient foundation of a single pile in several successive layers are relatively common. So you can find z. B. in the northern German lowlands corresponding formations that have formed glacial and have arisen in the typical moraine landscape by successive deposits.
- the invention consists in a method for driving in and anchoring a pile pile having in the region of a front end and in the region of a rear end a pile head having pile in the ground.
- the method of the driven pile which has in the region of the pile base a relation to the cross section of the remaining driven pile enlarged cross section, by applying acting in the longitudinal direction Rammimpulsen on the pile head with the pile base in the ground, and it is at the same time by a extending on the pile pile line a suspension of a curable material to the pile base in the region in which the cross section is tapered with respect to the region of increased cross section in the direction of the pile head, pressed.
- the suspension has a viscosity of at most 250 mPa * s, in particular at most 200 mPa * s, and is at least temporarily preferred with a pressure of at least 10 bar, preferably at least 25 bar of at least 50 bar, in particular of up to 100 bar pressed.
- the viscosity of the suspension may also assume lower values as the upper limit, for example a maximum of 150 mPa * s, 100 mPa * s or 50 mPa * s.
- the area of increased cross section is provided with an additional allowance to the respective surface of a maximum of 10 cm, in particular ⁇ 5 cm, in many cases also ⁇ 2.5 cm, so that an excessively cleared gap space into which the Suspension of the curable material is pressed, has a correspondingly small gap width.
- the combination of the space formed during the ramming of the pile pile, in particular of thin gap width dimensioned, gap space and the pressing of the suspension of curable material having a viscosity of 250 mPa * s, in particular at most 200 mPa * s, allows driving and anchoring of the driven pile with the inventive method both in cohesive soil layers, such as clay-containing layers, as well as in rolling formations, such as sandy layers.
- a driven pile can also be anchored in ground formations with a large hold, which have layers stacked on top of each other with layers of rolling properties and those with cohesive material present therein.
- piles of a length of about 30 m piles were made up to 60 m in length), which had been driven into the ground and anchored there by the method according to the invention, carrying capacities and tensile strengths of up to 8,000 kN (das corresponds to a load of about 800 tons), in particular in the said soils of mixed-layer construction, which are difficult to handle for conventional methods for driving pile-driving piles.
- the method according to the invention can be used for driving in and anchoring piles to be vertically introduced into the ground, but also for those which require an oblique driving of a pile deviating from a vertical and directed by a predetermined angle to the vertical, eg by one vertical erected sheet pile wall of an excavation, to anchor against the loading soil or water pressure.
- the suspension is advantageously one of cement, fly ash, optionally further binders and water, which may contain concrete admixture means, such as e.g. Condenser and / or retarder may be added. It is important for the suspension to be able to be pressed in under the stated high pressures, that it contains a fine-grained material in the contained solids and is not mixed with gravel or the like coarse-grained material.
- the method according to the invention can be carried out in such a way that first the driven pile is passed over a first length without pressing in the suspension, is brought into the soil after reaching a predetermined initial depth of the Rammfußes under pressing the suspension.
- This predetermined initial depth may be, for example, 5 m or more to e.g. 10 m or even up to 20 m. It is important that a still sufficiently deeper further section follows, in which the driven pile is driven into the ground and in which the suspension of the curable material, which may be, for example, a binder, in particular cementitious suspension, is pressed.
- the driven pile can in particular be driven without sharpened pile shoe opening into a point or cutting edge, in particular when the pile pile is formed from a pile body of H or double T-shaped cross-sectional profile.
- the pile according to the invention which can be driven into the soil by means of the method described above and anchored therein, is particularly suitable and designed for this method, has a pile body formed from an H-profile, which pile body one in a front end opening stake base and limited by a rear end pile head. It is characterized in that, in the area of the pile base, a material thickening extending on all surfaces along the surface of the H-profile in a direction transverse to the longitudinal direction is provided substantially closed around the profile. According to the invention, this material thickening projects beyond the adjoining surface of the H-profile by a dimension d, wherein the following applies for this dimension: 0.5 cm ⁇ d ⁇ 10 cm, in particular 0.5 cm ⁇ d ⁇ 5 cm.
- a higher lower limit of, for example, 1.5 cm may be of particular advantage on a case-by-case basis.
- a continuous conveying line is provided in the longitudinal direction of the pile body starting from the pile head to the pile base and fixed to the pile body, which feed line opens in the region of the pile base above the material thickening in at least one outlet opening.
- Above the material thickening means in this context in a range of the front end of the pile body ago seen beyond the material thickening.
- the pile according to the invention terminates in particular at its front end blunt, that is to say that it has no driving shoe and no shape with a taper formed as a point or a cutting edge.
- the delivery line is formed in particular in the understanding throughout, as that it is formed in a continuous piece and without intermediate couplings or coupling sleeves. This is particularly relevant because a suspension of a curable material is pressed under temporary high pressure through this conveyor line during driving and anchoring of the driven pile according to the invention.
- the pressures occurring can be up to 100 bar, possibly even more, so that couplings or coupling sleeves, especially when they are claimed when driving the pile into the ground by contact with surrounding soil components, run the risk of high pressures can not withstand and demolish.
- the peculiar to the driven pile according to the invention is that by the material thickening when driving the same by ramming, so applying of acting in the longitudinal direction of the pile pile Rammimpulsen on the pile head, the material thickening creates a gap between the pile body and the surrounding soil, in which the under pressure, partly under high pressure of at least 10 bar, preferably at least 25 bar, in particular up to 100 bar, introduced injected suspension and pressed after curing a corresponding Anchoring forms and thus ensures high tensile and compressive strength and carrying capacity of the driven pile in the longitudinal direction. It is especially important that the material thickening of relatively low thickness of a maximum of 10 cm, sometimes not more than 5 cm, but also of sufficient strength of at least 0.5 cm, sometimes at least 1.5 cm.
- the sufficient thickness of at least 0.5 cm ensures that a sufficiently wide gap is available to press it in sufficient amount of a hardening suspension can.
- the dimension d is in a range 0.5 cm ⁇ d ⁇ 2.5 cm, in particular 2 cm.
- the outlet opening of the delivery line can be a single one which points in particular in the direction of the pile base.
- a discharge bracket can be provided in a region opposite the longitudinal direction of the pile body in the direction of the front end of the outlet opening.
- this discharge bracket has a length or width projecting from the surface of the other pile body, which is sufficient to shade the discharge opening of the delivery line to a sufficient extent.
- this Ableitkonsole be integrated in the region of the material thickening, but project to a greater extent on the adjacent surface of the H-profile than the material thickening.
- the discharge console is so far also to be understood as a further projection of the material thickening in the area opposite the outlet opening in the aforementioned manner.
- a discharge structure for displaced soil extending in the longitudinal direction of the pile body, starting from a front end facing the area of the pile body obliquely exposed to the discharge console extending, with this connected guide and support structures may be provided.
- the driven pile according to the invention in the region of the pile base, in particular in a arranged between the outlet opening of the conveyor line and the circumferential material thickening longitudinal portion of the pile body, guided through the surface portions of the H-profile passage openings may be formed.
- the driven pile according to the invention may have a plurality of conveying lines which, in particular in the different cross-sectional sections of the H-profile, open substantially in a same longitudinal section.
- the passage openings provided are advantageously provided. This is because the hardening material present in suspension does not have to be distributed solely along the gap which surrounds the H-profile or the continuous gap space, distribution around the driven pile then also takes place with material flow through the passage openings. Overall, this results in a better distribution of the pressed suspension and thus an improved anchoring of the driven pile in the ground.
- the delivery line can be formed in the invention in different ways, for example, as a pipeline.
- the delivery line is a flexible hose line.
- a flexible hose line can, if the hose is designed in particular for the passage of the suspension under the high pressures and provided with a correspondingly reinforced hose wall, very easy to be mounted on the driven pile, in particular in a continuous manner.
- Such hose lines are available as endless goods, can be tailored accordingly for the production of the driven pile according to the invention and fixed to the pile pile.
- a hose as a delivery line
- existing pipe section is reinforced.
- a hose section surrounding the tube section can be selected with an equal effect also adjoining one end of the tubing, firmly connected to the tubing pipe section.
- This pipe section with a fixed pipe wall gives a particularly stable and protected discharge area with the outlet opening arranged therein.
- the conveyor line to the between the outer profile sections, the so-called flanges, extending, this connecting to the H-profile middle section, the so-called web set the pile body.
- a commitment to this profile section relocates the delivery line in a central portion of the driven pile, which is favorable when driving in this pile.
- a distance a is given between the front end and the surrounding material thickening at the pile base is, for which distance a is preferably 5 cm ⁇ a ⁇ 100 cm, in particular 5 cm ⁇ a ⁇ 50 cm, preferably 15 cm ⁇ a ⁇ 25 cm. In a particular embodiment, this distance a may be 20 cm.
- the pile body of the driven pile according to the invention is formed in particular from steel.
- the invention also provides a system consisting of a driven pile with the properties described above, a pile driver, a suspension pressure pump with a high-pressure suspension line for connection to the end of the pile body located in the region of the rear end of the pile body and of a suspension of a curable Material is formed.
- a method according to the type described at the outset for the solution of the invention can be carried out.
- the suspension contained in the system is preferably one of cement, fly ash and water and possibly other binders and / or concrete admixtures, such as condensers and / or retarders.
- the suspension pressure pump is advantageously able to convey such a suspension at a pressure of at least 10 bar, in particular at least 25 bar, in particular up to at least 100 bar through the high-pressure suspension line and the delivery line to its outlet opening and feed. It therefore has a correspondingly high enough compression power at its high pressure side.
- the driven pile 1 has a pile body 2, which, in particular the FIGS. 3 and 4 good, the shape of an H-profile, as well as double-T-profile or 1-profile referred to, has.
- the pile body 2 is formed here of steel, in a conventional manner.
- This circumferential material thickening 5 has a thickness d by which it enlarges or reinforces the outer dimensions of the H-profile of the pile body 2 in the area in which it is applied.
- This material thickening 5 is formed by steel strips welded onto the pile body 2 and having a height h over which the material thickening 5 extends in the longitudinal direction of the pile body 2. The material thickening 5 is guided circumferentially around the H-profile and runs parallel to the front end 3 or substantially perpendicular to the longitudinal extension of the pile body 2.
- the thickness d of the material thickening 5 is from 0.5 cm to a maximum of 10 cm, with advantage from 0.5 cm to a maximum of 5 cm, in particular from 1.5 cm to 2.5 cm and measures in this embodiment preferably 2 cm.
- the height h may be 5 cm in this embodiment, the distance a is in particular in a value range of 5 cm to 100 cm, preferably in a range of 5 cm to 50 cm, in particular from 15 cm to 25 cm and is particularly in this embodiment preferably 20 cm.
- the front end 3 of the pile pile 1 is formed "blunt", that is to say does not have a ram shoe or a shape that is tapered to a point or edge.
- the delivery line 6 consists in this embodiment of a high-pressure resistant hose, which is guided in one piece, starting from the pile head along the pile body 2 to the pile base 4. He is with U-shaped holding and Clamping clips 8 fixed to the pile body 2, which are guided through openings in a profile section and secured on the conveyor line 6 opposite side by screwed onto their provided with corresponding threads free ends screw nuts and held.
- the conveying line 6 is fixed approximately centrally to a central profile section 9, the web, the H-profile, which connects the two lateral profile sections 10, 11, the flanges together.
- the delivery line 6 is formed by a fixed pipe section 12 or reinforced by such a fixed pipe section 12 placed around the flexible hose in order to stabilize the sensitive area of the outlet opening 7.
- roof-like protection plates 13 are placed in the region of the pile base 4 on the conveying line 6, even in a section in which it is still performed as a hose.
- These roof-like fenders are welded to the central profile section and also serve to protect the delivery line 6 in the area of the pile base 4.
- the outlet opening 7 opposite and further from this to the front end 3 of the pile body 2 is a discharge bracket 14 is arranged, which of the H Profile, here from the central profile section 9, projects to a further extent than the circumferential material thickening 5.
- the discharge bracket 14 Seen from the outlet opening 7 beyond the material thickening 5, the discharge bracket 14 is supported by guide and support plates 15, starting from a front end 3 of the pile body 2 near section extending from an H-profile more precisely whose central profile section 3 nearer area extending obliquely outward to the discharge console 13 and are connected thereto.
- This guide and mudguards 15 provide the Ableitkonsole 14 further stop against the below to be described in more detail loads.
- the discharge console 14 has, in addition to the impingement deflection, the high pressure impinging there, leaving the delivery line 6 through the outlet opening 7 Suspension of the curable material a wide function. It serves to avert 7 depressing soil during the driving of the driven pile 1 in the direction of the outlet opening 7 and to divert it from the outlet opening 7.
- Ableitkonsole are the guide and support plates 15, which also perform a second function so far.
- pile 1 is particularly suitable to come in differently sourced soils for use.
- this pile can be driven in the same way in rolling, eg sand-containing, substrates and successfully anchored therein, as it can be incorporated into cohesive, such as clay-containing soil layers and fixed there.
- Particularly suitable is the driven pile according to the invention thus also for anchoring in such substrates, which have alternating layers with both coarse and cohesive soil material.
- Particular those soil layers as they often occur in glacial geological sections, such as the North German Plain, but also areas of adjacent areas, such as in the Netherlands, were previously very difficult to work for the founding of piles known type.
- Fig. 5 is shown schematically an example of the use of the piles of the invention. Shown there is a projecting below a waterline WL, secured by sheet piles S excavation B.
- Such excavation B can be applied for example in the field of port or lock construction in natural or artificial water courses for appropriate construction measures. But it can also occur in the field of civil engineering there, where high groundwater levels or particularly deep into the soil to be carried out in construction work such excavation B required.
- sheet piles S were first driven into the ground, these then as in the Fig.
- FIGS. 1 to 4 Sectionally represented piles according to the invention act.
- a suspension pressure pump with which a suspension of a curable material, such as a concrete, such as a mixture of Water, cement, fly ash, possibly other binders and possibly concrete admixtures, such as condensers and / or retarders, promote and spend on a high pressure side under high pressure, in particular under a controllable pressure in a high-pressure suspension line, which in turn in turn in the area the end of the pile body lying end of the delivery line can be connected.
- a suspension pressure pump with which a suspension of a curable material, such as a concrete, such as a mixture of Water, cement, fly ash, possibly other binders and possibly concrete admixtures, such as condensers and / or retarders, promote and spend on a high pressure side under high pressure, in particular under a controllable pressure in a high-pressure suspension line, which in turn in turn in the area the end of the pile body lying end of the delivery line can be connected.
- a corresponding suspension of the curable material which is stored in
- the ramming piles 1 When driving the ramming piles 1 into the ground, they can be driven forward over a first tunneling section, first without pressing in the suspension, in order to prevent the suspension from escaping from the entry point under high pressure.
- a predetermined minimum depth When reaching a predetermined minimum depth can be started with the injection of the suspension.
- the suspension is not always injected at a consistently high pressure, but the injection pressure is typically at a minimum pressure of e.g. 10 bar or 25 bar or 50 bar and, depending on the geological formations of the subsoil, which the pile base passes with the outlet opening, lies partly at higher values. If there are layers with greater storage density and / or cohesive layers, then a higher press-in pressure can be selected, typically up to 100 bar.
- the press-in pressure can be lowered up to a press-in pressure of close to 0 in an extreme case, e.g. in purely organic soil layers such as underground Torfinsen.
- the course of the injection pressure is recorded as well as the course of the conveyed suspension volume correlated to the progressive penetration depth of the pile into the ground to data about the compression and also to draw conclusions about the structure of the subsoil.
- the pile is placed in deeper layers are Often, no exact geological data on the soil layers encountered there, eg by means of cores, pressure probes or similar outcrops available.
- here to confirm the previously determined soil condition and profiling or to show deviations is an objective of the appropriate monitoring.
- FIG. 6 are in the individual representations a), b), c), d) a total of four different diagrams reproduced with measured values for different process parameters that have been included in a Einrammvorgang a Rammpfahls invention in the underground by the method according to the invention.
- the beginning of the vertical axis with 0m is not corresponding to the earth's surface at the point of insertion, but designates a point already lying in the depth of the soil, from which the feeding of the suspension and the pressing of the free space around the pile profile begins.
- FIG. 6 shows in a similar plot with the depth of penetration in meters on the vertical axis on the right axis, the flow rate of the introduced suspension in l / min applied. It can easily be seen that the course of the flow rate correlates with the pressure curve insofar as in the areas in which the injection pressure increases, the soil shows a low permeability, the flow rate of the suspension drops down to a flow rate of zero. Where the bottom layer was formed of a rolling material, larger amounts of the suspension per unit time were introduced because it was better able to penetrate into the surrounding soil.
- the representation c) shows with the same depth profile along the vertical axis shown on the right axis, the ramming energy per hammered meter applied in ramming in kJ / m.
- This ramming energy is a measure of the soil condition of the layer crossed by the pile foot.
- a high applied ramming energy per driven meter indicates a layer with a high storage density
- low ramming energy per driven meter shows a straight layer with a low storage density.
- the storage density increases significantly, especially at a depth of cut above about 17 m.
- the last diagram d) shows that in the different depths of penetration (the depth of penetration is again plotted on the vertical axis with the same scale as in the diagrams a), b) and c)) per volume of metered volume of the suspension of the hardenable material in l / m plotted on the right axis.
- This order also shows a correlation to the curves of the pressure curve according to representation a) and the flow rate curve according to representation b). Where the pressure was high and the flow rate of the suspension was low, the volume introduced per meter of advance length also drops.
- the introduced volume per meter of drive length is a frame size of the method calculated in a previous modeling. Here is currently a volume of about 1.5 to 2.5 times that formed by the cross section of the driven pile in the region of the enlarged cross section with corresponding propulsion Volume sought as a benchmark and given.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eintreiben und Verankern eines im Bereich eines Vorderendes einen Pfahlfuß aufweisenden und im Bereich eines Hinterendes einen Pfahlkopf aufweisenden Rammpfahls im Erdreich. Sie betrifft ferner einen Rammpfahl mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 4.The invention relates to a method for driving and anchoring a pile foot having in the region of a front end and in the region of a rear end a pile head having pile in the ground. It further relates to a driven pile having the features of the preamble of claim 4.
Rammpfähle sind seit langem bekannt als Mittel zum Ausbilden von Gründungen für Bauwerke wie auch zum Stabilisieren von Bauten, insbesondere auf feuchtem Untergrund und in der Nähe vom bzw. am Wasser, wie z.B. zur Querstabilisierung von Spundwänden. Dies spielt insbesondere dann eine besondere Rolle, wenn z.B. im Zuge von Baumaßnamen Baugruben auszuheben, mit Spundwänden zu sichern und diese Spundwände quer zu stabilisieren sind. Gleichermaßen werden Rammpfähle aber auch zur Verankerung von Dauerbauwerken, wie z.B. Schleusenbauwerken, Uferwänden und dergleichen Wasserbauten, aber auch für Hochbauten und dergleichen, eingesetzt.Rammpfähle have long been known as means for forming foundations for buildings as well as for stabilizing buildings, especially on wet ground and in the vicinity of or on the water, such. for the transverse stabilization of sheet pile walls. This plays a special role, in particular when e.g. in the course of building measurements, dig excavation pits, secure them with sheet pile walls and stabilize these sheet pile walls transversely. Likewise, piles are also used for anchoring permanent structures, e.g. Lock structures, bank walls and the like hydraulic structures, but also for buildings and the like, used.
Zum Einbringen von Rammpfählen sind verschiedene Maßnahmen und Möglichkeiten bekannt. Bei einer ersten Vorgehensweise werden Rammpfähle durch Aufbringen von in Richtung der Pfahllängsachse wirkenden Rammimpulsen auf den jeweiligen Pfahlkopf ins Erdreich getrieben. Bei einem anderen Verfahren wird der Pfahl, der dort häufig auch als Rüttelpfahl bezeichnet wird, hier jedoch zum Zwecke der Vereinfachung der Terminologie ebenfalls Rammpfahl genannt wird, durch in höherer Frequenz als beim herkömmlichen Rammen in Längsrichtung des Rammpfahls wirkende Vibrationen in das Erdreich gerüttelt.For the introduction of piles different measures and options are known. In a first approach, driven piles are driven into the ground by applying ramming pulses acting in the direction of the pile axis to the respective pile head. In another method, the pile, which is often referred to there as a vibrating pile, but here also called for the purpose of simplifying the terminology pile pile is shaken by acting in higher frequency than in the conventional ramming in the longitudinal direction of the pile pile vibration in the ground.
Je nach geologischer Beschaffenheit des Untergrundes ist ein Vorgehen mit Einrammen bzw. ist die Gründung eines Rammpfahls durch Rütteln die günstigere Variante. So sind bindige (z.B. tonhaltige oder lehmhaltige) Bodenformationen für ein Vorgehen mittels Einrammens des Rammpfahles durch Aufbringen von Rammimpulsen geeignet, während Rammpfähle in derartige Bodenformationen nicht oder nur sehr schwer durch Rütteln eingebracht werden können. Für die Anwendung von Rüttelverfahren eignen sich hingegen rollige Untergründe (sandhaltige Böden) sehr gut. Dort lässt sich der Untergrund durch das Rütteln leicht verdrängen und eine Gasse zum Eintreiben des Rammpfahles bilden.Depending on the geological nature of the subsoil, a procedure with ramming or setting up a driven pile by shaking is the cheaper option. Thus, cohesive (e.g., clayey or loamy) soil formations are suitable for driving by ramming the pile pile by applying pile cuffs, while pile piles can not or are very difficult to shake into such soil formations. On the other hand, rolling substrates (sand-containing soils) are very well suited for the application of vibratory methods. There, the ground can be easily replaced by the shaking and form an alley for driving the pile.
Bei den verschiedenen Verfahren sind Vorgehensweisen bekannt, bei denen zur Stabilisierung der Verankerung des Rammpfahles im Untergrund ein aushärtendes Material, wie insbesondere Beton oder Mörtel, in einen Zwischenraum zwischen dem Rammpfahl und dem umgebenden Erdreich eingebracht wird. Dies geschieht insbesondere bei den Rüttelverfahren beim Einbringen von Rammpfählen in rollige Untergründe, da dort anders als in sehr zähen Bodenschichten bindigen Charakters eine Primärverankerung des Rammpfahles ohne zusätzliche Maßnahmen nicht von gleichwertiger Stabilität ist. Dort dient also das sich verfestigende Material, insbesondere der Beton, einem Eindringen in freigerüttelte Zwischenräume und damit dem Verankern des Rammpfahles im Untergrund.In the various methods, procedures are known in which, in order to stabilize the anchoring of the driven pile in the ground, a hardening material, in particular concrete or mortar, is introduced into an intermediate space between the driven pile and the surrounding earth. This happens in particular in the shaking process when introducing pile piles in rolling substrates, as there unlike in very tough soil layers cohesive character primary anchoring of the pile without additional measures is not of equal stability. So there serves the solidifying material, in particular the concrete, an intrusion into freigerüttelte spaces and thus the anchoring of the driven pile in the underground.
Rammpfähle gibt es dabei mit sehr unterschiedlichen Querschnittsprofilen. So zeigt die DE-GM 75 40 863 einen Rammpfahl mit einem H-Profil, welches am Pfahlfuß spitz zuläuft zum Bilden einer Rammschneide. Über das H-Profil ist im Bereich des Pfahlfußes eine Fußverstärkung in Form von Verdrängungsblechen gelegt, die beim Einrammen des Pfahls dem Eindringen in das Erdreich bzw. in den Untergrund Vorschub leisten und einen im Querschnitt rechteckigen oder quadratischen Raum frei räumen soll.There are piles with very different cross-sectional profiles. Thus, DE-GM 75 40 863 shows a piling with an H-profile, which tapers pointed at the pile base to form a Rammschneide. About the H-profile foot reinforcement in the form of displacement plates is placed in the area of the pile base, which provide the penetration of the soil or in the ground when driving the pile and clear a rectangular or square in cross-section space should clear.
In der
In der
Die Erfinder haben erkannt, dass die bekannten Verfahren zum Eintreiben und Verankern eines Rammpfahls und aus dem Stand der Technik bekannte Rammpfähle Unzulänglichkeiten insbesondere dann aufweisen, wenn der Untergrund, in den dieser Rammpfahl zu treiben ist, vielschichtig aufgebaut ist mit wechselnden Schichten aus rolligen (sandigen) Bodenlagen und bindigen (tonigen bzw. lehmigen) Bodenformationen. Derartige gemischt aufgebaute Bodenstrukturen und geologische Verhältnisse mit Schichten, die für eine ausreichende Gründung von einem einzigen Rammpfahl in mehreren aufeinander folgenden Lagen durchdrungen werden müssen, sind vergleichsweise häufig anzutreffen. So findet man z. B. in der norddeutschen Tiefebene entsprechende Formationen, die glazial gebildet und in der dort typischen Moränenlandschaft durch aufeinanderfolgende Ablagerungen entstanden sind. Um mit den bekannten Rammpfählen und bekannten Verfahren in solchen Bodenformationen eine ausreichende Stabilität für hohe Lastaufnahmen zu erzielen, müssen häufig Rammpfähle von sehr großen Längen zum Einsatz kommen, die letztlich kaum noch gehandhabt werden können, deren Einbringen in den Untergrund kostspielig und aufwendig ist. Auch können bei derartigen Untergründen überwiegend keine Rüttelverfahren zum Einsatz kommen, da mit diesen - wie oben beschrieben - bindige Schichten wie etwa Lehm- oder Tonschichten nicht gequert werden können.The inventors have recognized that the known methods for driving and anchoring a pile pile and known from the prior art piles have inadequacies, especially when the substrate into which this pile is to drive, is built up in many layers with alternating layers of rolling (sandy ) Ground layers and cohesive (clayey or loamy) soil formations. Such mixed soil structures and geological conditions with layers that must be penetrated for a sufficient foundation of a single pile in several successive layers are relatively common. So you can find z. B. in the northern German lowlands corresponding formations that have formed glacial and have arisen in the typical moraine landscape by successive deposits. In order with the known Rammpfählen and known methods in such soil formations sufficient stability for high To achieve load bearing, piles of very long lengths must often be used, which ultimately can hardly be handled, their introduction into the ground is costly and expensive. Also, in such substrates predominantly no shaking can be used, as with these - as described above - cohesive layers such as loam or clay layers can not be crossed.
Hier also ein verbessertes Verfahren zum Eintreiben eines Rammpfahls im Erdreich anzugeben sowie einen für diesen Zweck optimiert gestalteten Rammpfahl, ist Aufgabe der Erfindung.Here, therefore, to provide an improved method for driving a pile in the ground and an optimized for this purpose designed pile, is the object of the invention.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße in verschiedenen Aspekten gelöst, nämlich einmal durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 mit vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 2 und 3, in einem weiteren Aspekt durch einen Rammpfahl mit den Merkmalen des Anspruches 4, zu dem vorteilhafte Weiterbildungen in den abhängigen Ansprüchen 5 bis 15 angegeben sind, und zuletzt auch in einem System mit den Merkmalen den Anspruches 16.This object is achieved according to the invention in various aspects, namely, once by a method according to the features of
In einem ersten Aspekt besteht die Erfindung also in einem Verfahren zum Eintreiben und Verankern eines im Bereich eines Vorderendes einen Pfahlfuß aufweisenden und im Bereich eines Hinterendes einen Pfahlkopf aufweisenden Rammpfahles im Erdreich. Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren der Rammpfahl, der im Bereich des Pfahlfußes einen gegenüber dem Querschnitt des übrigen Rammpfahls vergrößerten Querschnitt aufweist, durch Aufbringen von in dessen Längsrichtung wirkenden Rammimpulsen auf den Pfahlkopf mit dem Pfahlfuß voran in das Erdreich getrieben, und es wird zugleich durch eine an dem Rammpfahl verlaufende Leitung eine Suspension eines aushärtbaren Materials bis zum Pfahlfuß in den Bereich, in dem der Querschnitt gegenüber dem Bereich mit vergrößertem Querschnitt in Richtung des Pfahlkopfes verjüngt ist, eingepresst. Dabei weist erfindungsgemäß die Suspension eine Viskosität von maximal 250 mPa*s, insbesondere höchstens 200 mPa*s, auf und wird zumindest zeitweise mit einem Druck von mindestens 10 bar, vorzugsweise mindestens 25 bar, bevorzugt von mindestens 50 bar, insbesondere von bis zu 100 bar eingepresst. Die Viskosität der Suspension kann als Obergrenze auch geringere Werte annehmen, wie z.B. maximal 150 mPa*s, 100 mPa*s oder 50 mPa*s.In a first aspect, therefore, the invention consists in a method for driving in and anchoring a pile pile having in the region of a front end and in the region of a rear end a pile head having pile in the ground. According to the invention in the method of the driven pile, which has in the region of the pile base a relation to the cross section of the remaining driven pile enlarged cross section, by applying acting in the longitudinal direction Rammimpulsen on the pile head with the pile base in the ground, and it is at the same time by a extending on the pile pile line a suspension of a curable material to the pile base in the region in which the cross section is tapered with respect to the region of increased cross section in the direction of the pile head, pressed. According to the invention, the suspension has a viscosity of at most 250 mPa * s, in particular at most 200 mPa * s, and is at least temporarily preferred with a pressure of at least 10 bar, preferably at least 25 bar of at least 50 bar, in particular of up to 100 bar pressed. The viscosity of the suspension may also assume lower values as the upper limit, for example a maximum of 150 mPa * s, 100 mPa * s or 50 mPa * s.
Insbesondere ist in dem Pfahlfuß der Bereich mit vergrößertem Querschnitt mit einem zusätzlichen Aufmaß auf die jeweilige Oberfläche von maximal 10 cm, insbesondere ≤ 5 cm, in vielen Fällen auch ≤ 2,5 cm versehen, so dass ein im Übermaß ausgeräumter Spaltraum, in den die Suspension des aushärtbarem Materials eingepresst wird, eine entsprechend geringe Spaltbreite aufweist. Die Kombination aus dem während des Einrammens des Rammpfahls ausgebildeten, insbesondere von dünner Spaltbreite dimensionierten, Spaltraum und dem Einpressen der Suspension des aushärtbaren Materials mit einer Viskosität von maximal 250 mPa*s, insbesondere höchstens 200 mPa*s, ermöglicht ein Eintreiben und Verankern des Rammpfahls mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl in bindigen Bodenschichten, wie etwa tonhaltigen Schichten, als auch in rolligen Formationen, wie beispielsweise sandigen Schichten. Insbesondere kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Rammpfahl auch in Bodenformationen mit großem Halt verankert werden, die übereinander geschichtet unterschiedliche Schichten aufweisen mit darin vorhandenen Schichten rolliger Eigenschaften und solche mit bindigem Material. In Versuchen konnten mit Pfählen von einer Länge von etwa 30 m (es wurden Pfähle hergestellt mit bis zu 60 m Länge), die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in den Untergrund eingetrieben und dort verankert worden waren, Tragfähigkeiten und Zugfestigkeiten von bis zu 8.000 kN (dies entspricht einer Last von etwa 800t) erzielt werden, dies insbesondere in den genannten, für herkömmliche Verfahren zum Eintreiben von Rammpfählen schwierig handzuhabenden Böden gemischtlagigen Aufbaus.In particular, in the pile base the area of increased cross section is provided with an additional allowance to the respective surface of a maximum of 10 cm, in particular ≤ 5 cm, in many cases also ≤ 2.5 cm, so that an excessively cleared gap space into which the Suspension of the curable material is pressed, has a correspondingly small gap width. The combination of the space formed during the ramming of the pile pile, in particular of thin gap width dimensioned, gap space and the pressing of the suspension of curable material having a viscosity of 250 mPa * s, in particular at most 200 mPa * s, allows driving and anchoring of the driven pile with the inventive method both in cohesive soil layers, such as clay-containing layers, as well as in rolling formations, such as sandy layers. In particular, with the method according to the invention, a driven pile can also be anchored in ground formations with a large hold, which have layers stacked on top of each other with layers of rolling properties and those with cohesive material present therein. In tests with piles of a length of about 30 m (piles were made up to 60 m in length), which had been driven into the ground and anchored there by the method according to the invention, carrying capacities and tensile strengths of up to 8,000 kN (das corresponds to a load of about 800 tons), in particular in the said soils of mixed-layer construction, which are difficult to handle for conventional methods for driving pile-driving piles.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei verwendet werden für das Eintreiben und Verankern von vertikal in den Untergrund einzubringenden Rammpfählen, aber auch für solche, die ein schräges, von einer Vertikalen abweichendes und um einen vorgegebenen Winkel zur Vertikalen gerichtetes Eintreiben eines Pfahles erfordern, z.B. um eine vertikal aufgestellte Spundwand einer Baugrube, gegen den anlastenden Boden- bzw. Wasserdruck zu verankern.The method according to the invention can be used for driving in and anchoring piles to be vertically introduced into the ground, but also for those which require an oblique driving of a pile deviating from a vertical and directed by a predetermined angle to the vertical, eg by one vertical erected sheet pile wall of an excavation, to anchor against the loading soil or water pressure.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Suspension mit Vorteil eine solche aus Zement, Flugasche, ggf. weiteren Bindemitteln und Wasser, der ggf. Betonzusatz-Mittel, wie z.B. Verflüssiger und/oder Verzögerer, beigegeben sein können. Wichtig, damit die Suspension unter den angegebenen hohen Drücken eingepresst werden kann, ist, dass diese in den enthaltenen Feststoffen ein feinkörniges Material beinhaltet und nicht etwa mit Kies oder dgl. grobkörnigen Material versetzt ist.In the method according to the invention, the suspension is advantageously one of cement, fly ash, optionally further binders and water, which may contain concrete admixture means, such as e.g. Condenser and / or retarder may be added. It is important for the suspension to be able to be pressed in under the stated high pressures, that it contains a fine-grained material in the contained solids and is not mixed with gravel or the like coarse-grained material.
Um ein "Ausblasen" der eingepressten Suspension aus dem Eintrittsbereich, in welchem der Rammpfahl an der Oberfläche in das zu verankernde Erdreich eindringt, zu verhindern, kann das erfindungsgemäße Verfahren derart vollzogen werden, dass zunächst der Rammpfahl über einen ersten Längenabschnitt ohne Einpressen der Suspension, nach Erreichen einer vorgegebenen Anfangstiefe des Rammfußes unter Einpressen der Suspension in das Erdreich gebracht wird. Diese vorgegebene Anfangstiefe kann beispielsweise 5 m oder mehr bis z.B. 10 m oder sogar bis 20 m betragen. Wichtig ist dabei, dass ein noch ausreichend tiefer weiterer Abschnitt folgt, in dem der Rammpfahl in den Untergrund getrieben wird und in dem die Suspension des aushärtbarem Materials, bei dem es sich beispielsweise um eine bindemittel-, insbesondere zementhaltige Suspension handeln kann, eingepresst wird.In order to prevent a "blowing out" of the pressed suspension from the entry region in which the driven pile penetrates at the surface into the soil to be anchored, the method according to the invention can be carried out in such a way that first the driven pile is passed over a first length without pressing in the suspension, is brought into the soil after reaching a predetermined initial depth of the Rammfußes under pressing the suspension. This predetermined initial depth may be, for example, 5 m or more to e.g. 10 m or even up to 20 m. It is important that a still sufficiently deeper further section follows, in which the driven pile is driven into the ground and in which the suspension of the curable material, which may be, for example, a binder, in particular cementitious suspension, is pressed.
In der Praxis wird insbesondere dann, wenn die örtlichen geologischen Gegebenheiten ein Bodenprofil mit horizontal geschichteten, unterschiedliche Eigenschaften aufweisenden, insbesondere abwechseln rolligen bzw. bindigen Schichtbereichen ergeben, der für das Einbringen der Suspension erforderliche Einpressdruck gemäß einem Bodenprofil mit der Vortriebslänge, anhand derer sich ergibt, in welcher Position des Bodenprofils sich der Pfahlfuß und damit der Einbringungsort der eingepressten Suspension befindet, gesteuert. So wird zur Ausbildung einer ausreichenden Verankerung in bindigen Bodenschichten, beispielsweise tonhaltigen Schichten, ein höherer Einpressdruck erforderlich sein, als dies für die Anbindung in einem rolligen Bodenabschnitt, beispielsweise einer stark sandhaltigen Bodenschicht, erforderlich ist. So können also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abhängig von der Eindringtiefe des Pfahlfußes und dem Fortschreiten des Eintreibens des Rammpfahls ganz unterschiedliche Einpressdrücke für die Suspension gegeben sein. Diese können in einzelnen Bodenschichten sehr gering sein, deutlich unterhalb von 10 bar und somit auch unterhalb von 25 bar liegen (bis nahezu bei 0 bar, also einem reinen "Einsickernlassen" der Suspension), in anderen Bodenabschnitten hingegen stark ansteigen bis hin zu einem aktuell als Maximaldruck vorgesehenen Einpressdruck von 100 bar. Je nach technischer Ausgestaltung der Suspensionsleitungen und Pumpen können hier ggf. sogar Drücke von mehr als 100 bar erreicht werden und von Vorteil sein.In practice, in particular when the local geological conditions result in a soil profile with horizontally layered, different properties, in particular alternately rolling or cohesive layer regions, the required for the introduction of the suspension injection pressure according to a soil profile with the driving length, based on which results , in which position of the soil profile, the pile base and thus the place of introduction of the pressed suspension is controlled. Thus, to form a sufficient anchorage in cohesive soil layers, for example clay-containing layers, a higher press-in pressure will be required than is required for the connection in a rolling floor section, for example a heavily sand-containing soil layer. Thus, in the method according to the invention, depending on the penetration depth of the pile base and the progression the driving of the pile to be given very different injection pressures for the suspension. These can be very low in individual soil layers, well below 10 bar and thus also below 25 bar (up to almost 0 bar, ie a pure "leaching" of the suspension), in other soil sections, however, rise sharply up to a current provided as maximum pressure injection pressure of 100 bar. Depending on the technical design of the suspension lines and pumps, pressures of more than 100 bar may possibly even be achieved here and be an advantage.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn für die Überwachung und Qualitätsüberprüfung des Eintreib- und Verankerungsvorganges aufgenommen über die Vortriebslänge des Rammpfahles Profilkurven unterschiedlicher Messgrößen genommen werden, hierbei insbesondere des Einpressdruckes der Suspension und/oder der Durchflussmenge der eingebrachten Suspension. Auch können Daten über die Vortriebstiefe in Abhängigkeit der jeweils aufgebrachten Rammimpulse aufgenommen werden bzw. Daten über die Impulsstärke in Abhängigkeit von der Eintreibtiefe des Rammpfahles. Sämtliche dieser Daten können zum einen zum Abgleich mit dem zuvor aufgenommenen geologischen Profil ausgewertet werden, um festzustellen, ob das Verhalten des Rammpfahles und des Einrammsystems die zuvor aufgrund geologischer Untersuchungen festgestellten Gegebenheiten und Erwartungen widerspiegelt. Zum anderen können diese Daten für überprüfende Modellrechnungen herangezogen werden, aus denen sich eine Lasttragfähigkeit des eingetriebenen und verankerten Rammpfahles errechnet.In particular, it is advantageous if taken for the monitoring and quality control of the driving and anchoring process taken over the driving length of the pile pile profile curves of different parameters, in particular the injection pressure of the suspension and / or the flow rate of the introduced suspension. Also, data on the driving depth depending on the respectively applied Rammimpulse be recorded or data on the pulse strength as a function of the Eintreibtiefe the pile. All of these data can be analyzed to compare with the previously recorded geological profile to determine if the behavior of the pile and logging system reflects the conditions and expectations previously identified by geological surveys. On the other hand, these data can be used for checking model calculations, from which a load carrying capacity of the driven and anchored pile pile can be calculated.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Rammpfahl insbesondere ohne zugespitzten, in einer Spitze oder Schneide mündenden Pfahlschuh eingetrieben werden, insbesondere dann, wenn der Rammpfahl aus einem im Querschnittsprofil H- bzw. doppel-T-förmigen Pfahlkörper gebildet ist.In the method according to the invention, the driven pile can in particular be driven without sharpened pile shoe opening into a point or cutting edge, in particular when the pile pile is formed from a pile body of H or double T-shaped cross-sectional profile.
Der erfindungsgemäße Rammpfahl, der mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens in das Erdreich eingetrieben und darin verankert werden kann, für dieses Verfahren besonders geeignet und gestaltet ist, hat einen aus einem H-Profil gebildeten Pfahlkörper, welcher Pfahlkörper einen in einem Vorderende mündenden Pfahlfuß und einen durch ein Hinterende begrenzten Pfahlkopf aufweist. Er zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich des Pfahlfußes ein sich entlang der Oberfläche des H-Profils in einer Richtung quer zu der Längsrichtung im Wesentlichen geschlossen um das Profil herum auf allen Oberflächen erstreckende Materialverdickung vorgesehen ist. Diese Materialverdickung steht erfindungsgemäß um ein Maß d über die angrenzende Oberfläche des H-Profils über, wobei für dieses Maß gilt: 0,5 cm ≤ d ≤ 10 cm, insbesondere 0,5 cm ≤ d ≤ 5 cm. Eine höhere Untergrenze von z.B. 1,5 cm kann fallweise von besonderem Vorteil sein. Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Rammpfahl in Längsrichtung des Pfahlkörpers ausgehend von dem Pfahlkopf bis zu dem Pfahlfuß eine durchgehende Förderleitung vorgesehen und an dem Pfahlkörper festgelegt, welche Förderleitung im Bereich des Pfahlfußes oberhalb der Materialverdickung in wenigstens einer Austrittsöffnung mündet. Oberhalb der Materialverdickung bedeutet in diesem Zusammenhang in einem Bereich von dem Vorderende des Pfahlkörpers her gesehen jenseits der Materialverdickung.The pile according to the invention, which can be driven into the soil by means of the method described above and anchored therein, is particularly suitable and designed for this method, has a pile body formed from an H-profile, which pile body one in a front end opening stake base and limited by a rear end pile head. It is characterized in that, in the area of the pile base, a material thickening extending on all surfaces along the surface of the H-profile in a direction transverse to the longitudinal direction is provided substantially closed around the profile. According to the invention, this material thickening projects beyond the adjoining surface of the H-profile by a dimension d, wherein the following applies for this dimension: 0.5 cm ≦ d ≦ 10 cm, in particular 0.5 cm ≦ d ≦ 5 cm. A higher lower limit of, for example, 1.5 cm may be of particular advantage on a case-by-case basis. Furthermore, in the driven pile according to the invention, a continuous conveying line is provided in the longitudinal direction of the pile body starting from the pile head to the pile base and fixed to the pile body, which feed line opens in the region of the pile base above the material thickening in at least one outlet opening. Above the material thickening means in this context in a range of the front end of the pile body ago seen beyond the material thickening.
Der erfindungsgemäße Rammpfahl endet an seinem Vorderende insbesondere stumpf, d.h., dass er keinen Rammschuh und keine Form mit einer als Spitze oder Schneide ausgebildeten Verjüngung aufweist. Die Förderleitung ist insbesondere in dem Verständnis durchgehend gebildet, als dass sie in einem durchgehenden Stück und ohne zwischengesetzte Kupplungsstücke oder Verbindungsmuffen gebildet ist. Dies ist insbesondere deshalb relevant, da durch diese Förderleitung beim Eintreiben und Verankern des erfindungsgemäßen Rammpfahles eine Suspension eines aushärtbaren Materials unter zeitweise hohem Druck eingepresst wird. Die dabei auftretenden Drücke können bis zu 100 bar, ggf. sogar darüber betragen, so dass Kupplungsstücke oder Verbindungsmuffen insbesondere dann, wenn sie beim Eintreiben des Rammpfahles in den Boden durch Kontakt mit umgebenden Bodenbestandteilen beansprucht werden, Gefahr laufen den hohen Drücken nicht standhalten zu können und abzureißen.The pile according to the invention terminates in particular at its front end blunt, that is to say that it has no driving shoe and no shape with a taper formed as a point or a cutting edge. The delivery line is formed in particular in the understanding throughout, as that it is formed in a continuous piece and without intermediate couplings or coupling sleeves. This is particularly relevant because a suspension of a curable material is pressed under temporary high pressure through this conveyor line during driving and anchoring of the driven pile according to the invention. The pressures occurring can be up to 100 bar, possibly even more, so that couplings or coupling sleeves, especially when they are claimed when driving the pile into the ground by contact with surrounding soil components, run the risk of high pressures can not withstand and demolish.
Das Besondere an dem erfindungsgemäßen Rammpfahl ist, dass durch die Materialverdickung beim Eintreiben desselben durch Einrammen, also Aufbringen von in Längsrichtung des Rammpfahles wirkenden Rammimpulsen auf den Pfahlkopf, die Materialverdickung einen Spaltraum zwischen dem Pfahlkörper und dem umgebenden Erdreich schafft, in welchen die unter Druck, teilweise unter hohem Druck von mindestens 10 bar, vorzugsweise mindestens 25 bar, insbesondere von bis zu 100 bar, eingebrachte Suspension eingepresst wird und nach Aushärten eine entsprechend verpresste Verankerung bildet und somit für eine hohe Zug- und Druckstabilität und Tragkraft des Rammpfahles in dessen Längsrichtung sorgt. Dabei ist vor allem wichtig, dass die Materialverdickung von vergleichsweise geringer Stärke von maximal 10 cm, bisweilen maximal 5 cm, jedoch aber auch von ausreichender Stärke von mindestens 0,5 cm, bisweilen mindestens 1,5 cm ist. Die ausreichende Stärke von mindestens 0,5 cm besorgt, dass ein ausreichend breiter Spaltraum zur Verfügung steht, um darin in ausreichender Menge einer aushärtenden Suspension einpressen zu können. Mit einem größeren Überstand als die maximal vorgesehenen 10 cm würde durch die Materialverdickung jedoch ein zu breiter Spaltraum im Erdreich entstehen, in den eine unter hohem Druck eingebrachte Suspension eines aushärtenden Materials nicht mehr mit dem gewünschten verpressenden Effekt und dem erfolgreichen Druckaufbau eingebracht werden bzw. die ausgehärtete Masse die auftretenden Kräfte nicht mehr sicher an das umgebende Erdreich übertragen könnte. Mit besonderem Vorteil liegt das Maß d in einem Bereich 0,5 cm ≤ d ≤ 2,5 cm, beträgt insbesondere 2 cm.The peculiar to the driven pile according to the invention is that by the material thickening when driving the same by ramming, so applying of acting in the longitudinal direction of the pile pile Rammimpulsen on the pile head, the material thickening creates a gap between the pile body and the surrounding soil, in which the under pressure, partly under high pressure of at least 10 bar, preferably at least 25 bar, in particular up to 100 bar, introduced injected suspension and pressed after curing a corresponding Anchoring forms and thus ensures high tensile and compressive strength and carrying capacity of the driven pile in the longitudinal direction. It is especially important that the material thickening of relatively low thickness of a maximum of 10 cm, sometimes not more than 5 cm, but also of sufficient strength of at least 0.5 cm, sometimes at least 1.5 cm. The sufficient thickness of at least 0.5 cm ensures that a sufficiently wide gap is available to press it in sufficient amount of a hardening suspension can. With a larger projection than the maximum provided 10 cm but the material thickening would result in a too wide gap in the ground, in which a high pressure introduced suspension of a thermosetting material is no longer introduced with the desired compression effect and the successful pressure build-up or hardened mass could no longer transfer the occurring forces safely to the surrounding soil. With particular advantage, the dimension d is in a range 0.5 cm ≦ d ≦ 2.5 cm, in particular 2 cm.
Die Austrittsöffnung der Förderleitung kann insbesondere eine einzige sein, die insbesondere in Richtung des Pfahlfußes weist. Nicht nur für eine derartige Ausgestaltung, aber insbesondere bei einer solchen kann, um ein Blockieren der Auslassöffnung durch beim Eintreiben des Rammpfahles dorthin vordringendes gelöstes Erdreich auszuschließen in einem in Längsrichtung des Pfahlkörpers in Richtung des Vorderendes der Austrittsöffnung gegenüberliegenden Bereich eine Ableitkonsole vorgesehen sein. Diese Ableitkonsole weist insbesondere eine von der Oberfläche des sonstigen Pfahlkörpers abstehende Länge bzw. Breite auf, die ausreichend ist, um die Austrittsöffnung der Förderleitung in genügendem Maße zu beschatten. Dabei kann diese Ableitkonsole in dem Bereich der Materialverdickung integriert sein, jedoch um ein größeres Maß über die angrenzende Oberfläche des H-Profils vorstehen als die Materialverdickung. Die Ableitkonsole ist insoweit auch als ein weiterer Vorsprung der Materialverdickung in dem der Austrittsöffnung in genannter Weise gegenüberliegenden Bereich zu verstehen. Insbesondere um ein Abreißen der Ableitkonsole beim Eintreiben des Rammpfahls zu verhindern, ggf. auch um eine Ableitstruktur für verdrängtes Erdreich zu schaffen, können in Längsrichtung des Pfahlköpers verlaufende, ausgehend von einem dem Vorderende zugewandten Bereich des Pfahlkörpers schräg ausgestellt bis zu der Ableitkonsole verlaufende, mit dieser verbundene Leit- und Stützstrukturen vorgesehen sein.In particular, the outlet opening of the delivery line can be a single one which points in particular in the direction of the pile base. Not only for such a configuration, but in particular in such a case, in order to preclude blocking of the outlet opening by dissolved soil penetrating there when the pile pile is driven in, a discharge bracket can be provided in a region opposite the longitudinal direction of the pile body in the direction of the front end of the outlet opening. In particular, this discharge bracket has a length or width projecting from the surface of the other pile body, which is sufficient to shade the discharge opening of the delivery line to a sufficient extent. In this case, this Ableitkonsole be integrated in the region of the material thickening, but project to a greater extent on the adjacent surface of the H-profile than the material thickening. The discharge console is so far also to be understood as a further projection of the material thickening in the area opposite the outlet opening in the aforementioned manner. In particular, in order to prevent tearing off of the deflector when driving the pile, possibly also to provide a discharge structure for displaced soil, extending in the longitudinal direction of the pile body, starting from a front end facing the area of the pile body obliquely exposed to the discharge console extending, with this connected guide and support structures may be provided.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können bei dem erfindungsgemäßen Rammpfahl im Bereich des Pfahlfußes, insbesondere in einem zwischen der Austrittsöffnung der Förderleitung und der umlaufenden Materialverdickung gelegenen Längsabschnitt des Pfahlkörpers angeordnete, durch die Flächenabschnitte des H-Profils geführte Durchlassöffnungen gebildet sein. Der erfindungsgemäße Rammpfahl kann im Rahmen der Erfindung mehrere Förderleitungen aufweisen, die insbesondere in den verschiedenen Querschnittsabschnitten des H-Profils im Wesentlichen in einem gleichen Längsabschnitt münden. Es liegt aber im besonderen Fokus der Erfindung und wird als vorteilhafte Ausgestaltung angesehen, wenn lediglich eine Förderleitung gegeben ist. Dies verringert den erforderlichen Aufwand, führt dennoch zu den festgestellten hervorragenden Verankerungsergebnissen eines erfindungsgemäßen Rammpfahles. Um dann im Bereich des Pfahlfußes eine optimale Verteilung des über die Förderleitung eingepressten, in Suspension vorliegenden aushärtenden Materials zu erreichen, sind mit Vorteil die genannten Durchlassöffnungen vorgesehen. Denn so muss das in Suspension vorliegenden aushärtende Material nicht allein entlang der das H-Profil umgehenden Spalträume bzw. des durchgehenden Spaltraumes verteilt werden, eine Verteilung um den Rammpfahl herum erfolgt dann auch mit Materialdurchfluss durch die Durchlassöffnungen. Dies bedingt insgesamt eine bessere Verteilung der eingepressten Suspension und mithin eine verbesserte Verankerung des Rammpfahles im Untergrund.In a further advantageous embodiment, in the pile pile according to the invention in the region of the pile base, in particular in a arranged between the outlet opening of the conveyor line and the circumferential material thickening longitudinal portion of the pile body, guided through the surface portions of the H-profile passage openings may be formed. In the context of the invention, the driven pile according to the invention may have a plurality of conveying lines which, in particular in the different cross-sectional sections of the H-profile, open substantially in a same longitudinal section. However, it lies in the special focus of the invention and is considered as advantageous embodiment, if only one conveyor line is given. This reduces the required effort, yet leads to the noted excellent anchoring results of a driven pile according to the invention. In order then to achieve an optimal distribution of the suspension material present in suspension in the region of the pile base, the passage openings provided are advantageously provided. This is because the hardening material present in suspension does not have to be distributed solely along the gap which surrounds the H-profile or the continuous gap space, distribution around the driven pile then also takes place with material flow through the passage openings. Overall, this results in a better distribution of the pressed suspension and thus an improved anchoring of the driven pile in the ground.
Grundsätzlich kann die Förderleitung im Rahmen der Erfindung auf unterschiedliche Weise gebildet sein, z.B. auch als Rohrleitung. Es wird jedoch bevorzugt, dass die Förderleitung eine flexible Schlauchleitung ist. Eine solche flexible Schlauchleitung kann, wenn der Schlauch insbesondere für die Durchleitung der Suspension unter den hohen Drücken ausgelegt und mit entsprechend verstärkter Schlauchwand versehen ist, sehr einfach an dem Rammpfahl montiert werden, insbesondere in einer durchgehenden Weise. Derartige Schlauchleitungen liegen als Endlosware vor, können für die Herstellung des erfindungsgemäßen Rammpfahles entsprechend zugeschnitten und an dem Rammpfahl festgelegt werden. Bei einer solchen als vorteilhaft angesehenen Verwendung einer Schlauchleitung als Förderleitung ist es dann jedoch auch von Vorteil und gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, wenn die Schlauchleitung im Bereich der Austrittsöffnung durch einen diesen umgebenden, vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, wie z.B. Messing oder niedrig legiertem Stahl ("Baustahl"), bestehenden Rohrabschnitt verstärkt ist. Anstelle eines die Schlauchleitung umgebenden Rohrabschnittes kann mit gleicher Wirkung auch ein sich an ein Ende der Schlauchleitung anschließender, mit der Schlauchleitung fest verbundener Rohrabschnitt gewählt werden. Dieser Rohrabschnitt mit einer festen Rohrwandung gibt einen besonders stabilen und geschützten Austrittsbereich mit der darin angeordneten Austrittsöffnung.In principle, the delivery line can be formed in the invention in different ways, for example, as a pipeline. However, it is preferred that the delivery line is a flexible hose line. Such a flexible hose line can, if the hose is designed in particular for the passage of the suspension under the high pressures and provided with a correspondingly reinforced hose wall, very easy to be mounted on the driven pile, in particular in a continuous manner. Such hose lines are available as endless goods, can be tailored accordingly for the production of the driven pile according to the invention and fixed to the pile pile. In such an advantageous regarded use of a hose as a delivery line, it is also advantageous and preferred according to a development of the invention, when the hose in the region of the outlet opening by a surrounding, preferably made of a metallic material such as brass or low alloyed Steel ("structural steel"), existing pipe section is reinforced. Instead of a hose section surrounding the tube section can be selected with an equal effect also adjoining one end of the tubing, firmly connected to the tubing pipe section. This pipe section with a fixed pipe wall gives a particularly stable and protected discharge area with the outlet opening arranged therein.
Mit Vorteil ist die Förderleitung an den zwischen den äußeren Profilabschnitten, den sogenannten Flanschen, verlaufenden, diese zu dem H-Profil verbindenden Mittelabschnitt, dem sogenannten Steg, des Pfahlkörpers festgelegt. Eine Festlegung an diesem Profilabschnitt verlegt die Förderleitung in einen Mittelabschnitt des Rammpfahles, was beim Einrammen dieses Pfahles günstig ist.Advantageously, the conveyor line to the between the outer profile sections, the so-called flanges, extending, this connecting to the H-profile middle section, the so-called web, set the pile body. A commitment to this profile section relocates the delivery line in a central portion of the driven pile, which is favorable when driving in this pile.
Für die Befestigung der Förderleitung an dem Pfahlkörper werden mit Vorteil mit ihren freien Enden durch Öffnungen in einer Profilfläche geführte und daran verschraubte U-Klemmen vorgesehen, mit welchen die Förderleitung an dem Pfahlkörper gehalten und festgelegt ist.For the attachment of the feed line to the pile body are guided with advantage with their free ends through openings in a profile surface guided and bolted thereto U-clamps, with which the delivery line is held and fixed to the pile body.
Schließlich wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, dass zwischen dem Vorderende und der umlaufenden Materialverdickung am Pfahlfuß in Längsrichtung des Pfahlkörpers gesehen ein Abstand a gegeben ist, für welchen Abstand a vorzugsweise gilt 5 cm ≤ a ≤ 100 cm, insbesondere 5 cm ≤ a ≤ 50 cm, bevorzugt 15 cm ≤ a ≤ 25 cm. In einer besonderen Ausgestaltung kann dieser Abstand a bei 20 cm liegen. Auf diese Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Rammpfahl, der wie oben bereits ausgeführt ohne einen spitz zu einer Schneide oder einer Spitze zulaufenden Rammschuh auskommt, ein Eindringbereich geschaffen, der für das weitere Eindringen des Rammpfahles in das Erdreich Sorge trägt, bevor dann mit der umlaufenden Materialverdickung ein weiteres Verdrängen des Erdreiches zur Ausbildung des Spaltraumes stattfindet. Dies erlaubt eine präzisere Führung des Rammpfahls unter Ausbildung des Spaltraumes in zuverlässiger Weise.Finally, according to a further advantageous embodiment of the invention, it is preferred that, as seen in the longitudinal direction of the pile body, a distance a is given between the front end and the surrounding material thickening at the pile base is, for which distance a is preferably 5 cm ≤ a ≤ 100 cm, in particular 5 cm ≤ a ≤ 50 cm, preferably 15 cm ≤ a ≤ 25 cm. In a particular embodiment, this distance a may be 20 cm. In this way, in the driven pile according to the invention, which, as already explained above, does not require a ram shoe tapering towards a cutting edge or tip, a penetration region is created which ensures further penetration of the pile pile into the soil, before then with the surrounding material thickening a further displacement of the soil takes place for the formation of the gap. This allows a more precise guidance of the driven pile to form the gap in a reliable manner.
Der Pfahlkörper des erfindungsgemäßen Rammpfahles ist insbesondere aus Stahl gebildet.The pile body of the driven pile according to the invention is formed in particular from steel.
Schließlich wird mit der Erfindung auch noch ein System angegeben, das aus einem Rammpfahl mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften, einer Pfahlramme, einer Suspensionsdruckpumpe mit einer Hochdrucksuspensionsleitung zum Anschließen an das im Bereich des Hinterendes des Pfahlkörpers liegende Ende der Förderleitung sowie aus einer Suspension aus einem aushärtbaren Material gebildet ist. Mit diesem System kann ein Verfahren gemäß der eingangs zur Lösung der Erfindung beschriebenen Art durchgeführt werden. Die in dem System enthaltene Suspension ist dabei vorzugsweise eine solche aus Zement, Flugasche und Wasser sowie ggf. weiteren Bindemitteln und/oder Betonzusatz-Mitteln, wie Verflüssigern und/oder Verzögerern. Die Suspensionsdruckpumpe ist mit Vorteil in der Lage, eine solche Suspension mit einem Druck von mindestens 10 bar, insbesondere mindestens 25 bar, insbesondere bis zu wenigstens 100 bar durch die Hochdrucksuspensionsleitung und die Förderleitung bis zu deren Austrittsöffnung zu befördern und einzuspeisen. Sie verfügt mithin über eine entsprechend ausreichend hohe Kompressionsleistung an ihrer Hochdruckseite.Finally, the invention also provides a system consisting of a driven pile with the properties described above, a pile driver, a suspension pressure pump with a high-pressure suspension line for connection to the end of the pile body located in the region of the rear end of the pile body and of a suspension of a curable Material is formed. With this system, a method according to the type described at the outset for the solution of the invention can be carried out. The suspension contained in the system is preferably one of cement, fly ash and water and possibly other binders and / or concrete admixtures, such as condensers and / or retarders. The suspension pressure pump is advantageously able to convey such a suspension at a pressure of at least 10 bar, in particular at least 25 bar, in particular up to at least 100 bar through the high-pressure suspension line and the delivery line to its outlet opening and feed. It therefore has a correspondingly high enough compression power at its high pressure side.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rammpfahles in einem dem Pfahlfuß benachbarten Ausschnitt,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf den in
dargestellten Abschnitt aus der inFigur 1 links gelegenen Blickrichtung,Figur 1 - Fig. 3
- eine Aufsicht auf den Rammpfahl von oben gemäß der Blicklinie E-E in
den Figuren 1 bzw. 2, - Fig. 4
- eine Schnittdarstellung durch den Rammpfahl gemäß der Schnitt- und Blicklinie D-D in
den Figuren 1 bzw. 2, - Fig. 5
- ein Verbaubeispiel erfindungsgemäßer Rammpfähle zur Absicherung einer im Wasserbereich gelegenen Baugrube und
- Fig. 6
- in Diagrammen a) bis d) Messwerte für verschiedene Parameter, wie sie während eines Einrammenvorganges eines erfindungsgemäßen Rammpfahls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgenommen worden sind.
- Fig. 1
- a sectional side view of a pile according to the invention in a section adjacent the pile foot,
- Fig. 2
- a top view of the in
FIG. 1 shown section from the inFIG. 1 left-facing view, - Fig. 3
- a top view of the driven pile from above according to the line of sight EE in the
FIGS. 1 or 2, - Fig. 4
- a sectional view through the pile according to the sectional and line of sight DD in the
FIGS. 1 or 2, - Fig. 5
- a Verbispielispiel inventive Rammpfähle to secure an excavation located in the water area and
- Fig. 6
- in diagrams a) to d) measured values for various parameters, such as have been recorded during a Einrammenvorganges a driven pile according to the invention according to the inventive method.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematischer Natur, dienen insbesondere lediglich der Erläuterung der wesentlichen Merkmale der Erfindung und sind dabei nicht zwingend maßstabgerecht.The illustrations in the figures are schematic in nature, in particular serve only to explain the essential features of the invention and are not necessarily to scale.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf die
In den
Zu erkennen ist in den
Zu erkennen ist hier auch, dass das Vorderende 3 des Rammpfahles 1 "stumpf" gebildet ist, also nicht etwa einen Rammschuh aufweist oder eine Form, die verjüngt ist zu einer Spitze oder Schneide.It can also be seen here that the
Zu erkennen ist auch, eine in Längsrichtung des Pfahlkörpers 2 verlaufende Förderleitung 6, die sich über die gesamte Länge des Rammpfahles 1, also von dem hier nicht dargestellten Rammkopf und Hinterende des Rammpfahles 1 bis in den Bereich des Pfahlfußes 4 erstreckt und dort in einer Austrittsöffnung 7 mündet. Die Förderleitung 6 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem hochdruckstabilen Schlauch, der in einem Stück ausgehend von Pfahlkopf entlang des Pfahlkörpers 2 bis zum Pfahlfuß 4 geführt ist. Er ist mit U-förmigen Halte- und Klemmbügeln 8 an dem Pfahlkörper 2 festgelegt, die durch Öffnungen an einem Profilabschnitt geführt und auf der der Förderleitung 6 gegenüberliegenden Seite durch auf ihre mit entsprechenden Gewinden versehenen freien Enden aufgeschraubte Schraubmuttern gesichert und gehalten sind.Evident is also a running in the longitudinal direction of the
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Förderleitung 6 festgelegt in etwa mittig an einem zentralen Profilabschnitt 9, dem Steg, des H-Profils, der die beiden seitlichen Profilabschnitte 10, 11, die Flansche, miteinander verbindet.In the embodiment shown, the conveying
An ihrem unteren Abschnitt im Bereich der Austrittsöffnung 7 ist die Förderleitung 6 durch einen festen Rohrabschnitt 12 gebildet bzw. durch einen solchen um den flexiblen Schlauch gelegten festen Rohrabschnitt 12 verstärkt, um den sensiblen Bereich der Austrittsöffnung 7 zu stabilisieren. Zudem sind dachartig angelegte Schutzbleche 13 im Bereich des Pfahlfußes 4 über die Förderleitung 6 gelegt, auch in einem Abschnitt, in welchem diese noch als Schlauch geführt ist. Diese dachartig gelegten Schutzbleche sind mit dem zentralen Profilabschnitt verschweißt und dienen ebenfalls dem Schutz der Förderleitung 6 im Bereich des Pfahlfußes 4. Der Austrittsöffnung 7 gegenüberliegend und von dieser weiter zum Vorderende 3 des Pfahlkörpers 2 gelegen ist eine Ableitkonsole 14 angeordnet, die von dem H-Profil, hier vom zentralen Profilabschnitt 9, um ein weiteres Maß absteht als die umlaufende Materialverdickung 5. Von der Austrittsöffnung 7 aus gesehen jenseits der Materialverdickung 5 ist die Ableitkonsole 14 gestützt durch Leit- und Stützbleche 15, die ausgehend von einem dem Vorderende 3 des Pfahlkörpers 2 nahe gelegenen Abschnitt sich aus einer dem H-Profil genauer dessen zentralen Profilabschnitt 3 näher gelegenen Bereich schräg auswärts verlaufend bis zur Ableitkonsole 13 erstrecken und mit dieser verbunden sind. Diese Leit- und Schutzbleche 15 bieten der Ableitkonsole 14 weiteren Halt gegen die nachfolgend noch näher zu beschreibenden Belastungen.At its lower portion in the region of the outlet opening 7, the
Ferner sind im Bereich des Pfahlfußes 4 in einem Abschnitt zwischen der Austrittsöffnung 7, der Förderleitung 6 und der umlaufenden Materialverdickung 5 angeordnete, durch die Profilabschnitte 9, 10, 11 geführte Durchlassöffnungen 16 zu erkennen.Furthermore, in the area of the pile base 4, through
Verwendet wird der in den
Der Rammpfahl 1 wird mit seinem Rammfuß 4und dem Vorderende 3 voran durch inLängsrichtung des Pfahlkörpers 2 wirkende, auf den hier nicht näher dargestellten Pfahlkopf aufgebrachte Rammimpulse in den Untergrund bzw. in das Erdreich getrieben. Dabei schneiden gleichermaßen die 9, 10, 11 mit ihren inProfilabschnitte dem vorderen Ende 3 mündenden Stirnkanten einen Weg in den Untergrund. Durchdie umlaufende Materialverdickung 5, die sich ausgehend vondem vorderen Ende 3 im Abstand a am Pfahlfuß 4 anschließt, wird beim Einrammen des Rammpfahles 1 ein dessen H-Profil-förmigen Pfahlkörper 2 umgebender Spaltraum frei geräumt, der im Wesentlichen eine Dicke des Maßes d aufweist. Dieser Spaltraum wird während des Einrammens des Rammpfahls 1 mit unter Druck über dieFörderleitung 6 und durch die Auslassungsöffnung 7 in diesen eingepresster Suspension aus einem aushärtbaren Material, insbesondere einer Betonmischung geringer Viskosität von maximal 250 mPa*s, insbesondere höchstens 200 mPa*s oder sogar geringer, verfüllt. Das über dieFörderleitung 6 während des Rammvorganges eingepresste, hoch fluide aushärtbare Material strömt unter hohem Druck, zumindest zeitweise während des Rammvorganges belaufen sich diese Drücke typischerweise auf 10 bar und mehr, zum Teil bis zu 100 bar, gegen dieAbleitkonsole 14. Damit dieAbleitkonsole 14 infolge des hier auftretenden hohen Drucks nicht abreißt, ist diese von den Leit-und Stützblechen 15 zusätzlich gehalten. Umgelenkt durch dieAbleitkonsole 14 und nach unten hin inRichtung des Vorderendes 3 desRammpfahles 1 durch dieMaterialverdickung 5 abgedichtet, strömt die Suspension des aushärtbaren Materials quer zur Längsrichtung des Rammpfahles 1 und verfüllt den Spaltraum. Um eine Ausbreitung entlang des gesamten Spaltraumes zu erleichtern und damit ein Verfüllen des Spaltraumes mit eingepresstem, in einer Suspension vorliegenden aushärtbaren Material zu begünstigen, sind dieDurchtrittsöffnungen 16 vorgesehen, durch die diese Suspension sich ebenfalls ausbreiten und darüber sämtliche Spalten des Spaltraumes verfüllen kann.
- The driven
pile 1 is driven with its Rammfuß 4 and thefront end 3 ahead by acting in the longitudinal direction of thepile body 2, applied to the pile head not shown here Rammimpulse in the ground or in the ground. At the same time cut the 9, 10, 11 with their opening into theprofile sections front end 3 end edges a way into the ground. Due to the circumferential thickening of thematerial 5, which adjoins the pile base 4 at a distance a from thefront end 3, a gap space surrounding the H-profile-shapedpile body 2 is cleared when the drivenpile 1 rams in, which essentially has a thickness of the dimension d having. This slit space is during the ramming of the drivenpile 1 under pressure via thedelivery line 6 and through the outlet opening 7 in this pressed suspension of a curable material, in particular a concrete mixture low viscosity of 250 mPa * s, in particular at most 200 mPa * s or even less, filled. The highly fluid hardenable material pressed in via thedelivery line 6 during the ramming process flows under high pressure, at least at times during the ramming process, these pressures typically amount to 10 bar and more, sometimes up to 100 bar, against thedischarge console 14. Thus thedischarge console 14 does not break off due to the high pressure occurring here, this is additionally held by the guide andsupport plates 15. Deflected by thedischarge bracket 14 and sealed down towards thefront end 3 of thepile pile 1 by thematerial thickening 5, the suspension of the curable material flows transversely to the longitudinal direction of the drivenpile 1 and fills the gap. In order to facilitate a propagation along the entire gap space and thus promote a backfilling of the gap space with pressed, present in a suspension curable material, thepassage openings 16 are provided through which this suspension also spread and can fill all the gaps of the gap space.
Die Ableitkonsole 14 hat dabei neben der Prallablenkung der dort unter hohem Druck auftreffenden, durch die Austrittsöffnung 7 die Förderleitung 6 verlassenden Suspension des aushärtbarem Materials eine weiter Funktion. Sie dient dazu, beim Eintreiben des Rammpfahles 1 in Richtung der Austrittsöffnung 7 drückendes Erdreich abzuwenden und von der Austrittsöffnung 7 abzuleiten. Diese Ableitung unterstützend und das Eindringen der in größerem Abstand von dem zentralen Profilabschnitt 9 des Pfahlkörpers 2 abstehenden Ableitkonsole befördernd sind die Leit- und Stützbleche 15, die insoweit ebenfalls eine zweite Funktion ausüben.In this case, the
Der in den
In
Um diese Rammpfähle 1 z.B. wie in der
Beim Eintreiben der Rammpfähle 1 in den Untergrund können diese über eine erste Vortriebsstrecke zunächst einmal ohne Einpressen der Suspension vorangetrieben werden, um zu verhindern, dass aus der Eintrittsstelle unter hohem Druck stehende Suspension austritt bzw. ausschießt. Mit Erreichen einer vorgegebenen Mindesttiefe kann mit dem Einpressen der Suspension begonnen werden. Dabei wird die Suspension typischerweise nicht immer mit gleichbleibend hohem Druck eingepresst, der Einpressdruck wird vielmehr typischerweise auf einem Mindestdruck von z.B. 10 bar oder 25 bar oder 50 bar gehalten und liegt, abhängig von den geologischen Formationen des Untergrundes, den der Pfahlfuß mit der Austrittsöffnung passiert, teilweise bei höheren Werten. Liegen dort Schichten mit größerer Lagerungsdichte und/oder bindige Schichten vor, so kann ein höherer Einpressdruck gewählt werden, typischerweise von bis zu 100 bar. Sind dort Schichten mit geringerer Lagerungsdichte und/oder rollige bzw. sandhaltige Schichten vorzufinden, so kann der Einpressdruck abgesenkt werden bis hin zu einem Einpressdruck von nahe bei 0 in einem extremen Fall, z.B. bei rein organischen Bodenschichten wie untergründigen Torflinsen.When driving the ramming piles 1 into the ground, they can be driven forward over a first tunneling section, first without pressing in the suspension, in order to prevent the suspension from escaping from the entry point under high pressure. When reaching a predetermined minimum depth can be started with the injection of the suspension. Typically, the suspension is not always injected at a consistently high pressure, but the injection pressure is typically at a minimum pressure of e.g. 10 bar or 25 bar or 50 bar and, depending on the geological formations of the subsoil, which the pile base passes with the outlet opening, lies partly at higher values. If there are layers with greater storage density and / or cohesive layers, then a higher press-in pressure can be selected, typically up to 100 bar. If there are layers with a lower storage density and / or layers containing sand, the press-in pressure can be lowered up to a press-in pressure of close to 0 in an extreme case, e.g. in purely organic soil layers such as underground Torfinsen.
Für eine Qualitätskontrolle und Überprüfung der Übereinstimmung des Rückhaltes des Rammpfahles im Erdreich mit den zuvor errechneten Werten, wird mit Vorteil der Verlauf des Einpressdruckes ebenso wie der Verlauf des zugeförderten Suspensionsvolumens korreliert zu der fortschreitenden Eindringtiefe des Rammpfahles in den Untergrund aufgezeichnet, um darüber Daten der Verpressung und auch Rückschlüsse auf die Struktur des Untergrundes zu gewinnen. Insbesondere dann, wenn der Rammpfahl in tiefer liegende Schichten eingebracht wird, sind häufig keine exakten geologischen Daten über die dort anzutreffenden Bodenschichten, z.B. vermittels von Bohrkernen, Drucksondierungen oder ähnlichen Aufschlüssen vorhanden. Insbesondere um hier also die zuvor bestimmte Bodenbeschaffenheit und Profilierung zu bestätigen bzw. Abweichungen aufzuzeigen, ist ein Ziel der entsprechenden Überwachung.For a quality control and verification of the conformity of the retention of the pile in the soil with the previously calculated values, the course of the injection pressure is recorded as well as the course of the conveyed suspension volume correlated to the progressive penetration depth of the pile into the ground to data about the compression and also to draw conclusions about the structure of the subsoil. In particular, when the pile is placed in deeper layers are Often, no exact geological data on the soil layers encountered there, eg by means of cores, pressure probes or similar outcrops available. In particular, here to confirm the previously determined soil condition and profiling or to show deviations, is an objective of the appropriate monitoring.
In
Zu erkennen ist, dass in diesem Fall das Verfahren mit einem eingestellten "Normaldruck" von etwa 25 bar betrieben worden ist. Ein Druckabfall auf nahe 0 bar im Bereich zwischen den Eintreibtiefen 3m und 4m ist hier ein systembedingtes Artefakt. In dem Bereich bis etwa 10m Eintreibtiefe passierte der Rammpfahl mit seinem Pfahlfuß Bodenschichten aus überwiegend rolligem Material, so dass die Suspension nur mit dem Normaldruck von 25 bar als Mindestdruck eingepresst wurde. Im Bereich zwischen 10m und 1 1 m steigt der Einpressdruck zunächst in Ausschlägen und dann durchgehend schlagartig an und ist im Bereich zwischen etwa 1 1 m und etwa 14m bei 100 bar abgeregelt. Dort durchquerte der Rammpfahl mit seinem Rammfuß eine Bodenschicht bindigen Materials. Durch die weitergeführte Zuförderung der Suspension mittels der Suspensionspumpe stieg der Druck. Bei 100 bar wurde das System aus Sicherheitsgründen abgeregelt, da ansonsten bei noch weiter steigenden Drücken Schäden an den Suspensionsleitungen und/oder der Suspensionspumpe zu befürchten waren. Wenn dieses Material höhere Druckfestigkeiten aufweist, könnte sogar mit höheren Drücken gearbeitet werden.It can be seen that in this case the process has been operated with a set "normal pressure" of about 25 bar. A pressure drop to near 0 bar in the range between the drive depths 3m and 4m is here a systemic artefact. In the area up to a depth of about 10 m, the driven pile with its pile base passed through layers of mostly rolling material, so that the suspension was pressed in only with the normal pressure of 25 bar as minimum pressure. In the range between 10m and 1 1 m, the press-in pressure initially increases in rashes and then continuously abruptly and is in the range between about 1 1 m and about 14 m at 100 bar regulated. There, the driven pile with its ramming foot crossed a soil layer of cohesive material. As a result of the continued delivery of the suspension by means of the suspension pump, the pressure rose. At 100 bar, the system was shut down for safety reasons, as otherwise damage to the suspension lines and / or the suspension pump were to be feared at even higher pressures. If this material higher compressive strengths could be worked even with higher pressures.
Im Bereich zwischen etwa 14m und 17m Einrammtiefe fiel der Druck dann langsam ab, blieb jedoch weiterhin oberhalb des Wertes des Normaldrucks für diesen Verfahrenslauf, der bei 25 bar lag. Zwischen 17m und etwa 19m Einrammtiefe war dann erneut ein leichter Anstieg des Drucks zu beobachten, bis bei etwa 19m ein erneuter sprunghafter Anstieg auftrat bis hin zu einem Druck von 100 bar, bei dem wiederum das System abgeregelt wurde.In the range between about 14m and 17m Einrammtiefe the pressure then dropped slowly, but still remained above the value of the normal pressure for this procedure, which was at 25 bar. Between 17m and about 19m depth, a slight increase in pressure was observed again, until at about 19 m a renewed jump occurred up to a pressure of 100 bar, which in turn reduced the system.
In dem Bereich zwischen etwa 14m und 19m Einrammtiefe war die Bodenschicht weniger bindig bzw. hatte einen höheren Anteil rolligen Materials, so dass die eingepresste Suspension leichter in den umgebenden Boden eindringen und der Druck absinken konnte. Die Schicht in diesem Bereich war jedoch nach wie vor von höherem Widerstand gegenüber einem Eindringen der Suspension als die Bodenschicht am Anfang des Einrammens im Bereich zwischen 0m und etwa 10m Einrammtiefe.In the area between about 14m and 19m Einrammtiefe the soil layer was less cohesive or had a higher proportion of rolling material, so that the pressed suspension could easily penetrate into the surrounding soil and the pressure could drop. However, the layer in this area was still of higher resistance to penetration of the suspension than the bottom layer at the beginning of the ramming in the range between 0m and about 10m ramming depth.
In einem Bereich zischen etwa 19m Einrammtiefe und etwa 23m Einrammtiefe durchquerte der Pfahlfuß eine Bodenschicht mit ähnlichen Eigenschaften wie die Schicht im Bereich zwischen 1 1 m und 14m Einrammtiefe, so dass dort das hohe Druckniveau des als maximal möglicher Druck eingestellten Abregeldruckes von 100 bar gehalten wurde.In a range hiss about 19m Einrammtiefe and about 23m Einrammtiefe the Pfahlfuß traversed a soil layer with similar properties as the layer in the range between 1 1 m and 14m Einrammtiefe, so that there the high pressure level of the maximum possible pressure set Abregeldruckes of 100 was maintained ,
lm letzten Abschnitt schloss sich eine Schicht aus rolligem Material an, in die der Pfahlfuß dann im Bereich ab etwa 23m Einrammtiefe bis zu der Endtiefe von 30m vordrang und in der der Druck zunächst in einem Übergangsbereich zwischen 23m und 24m Einrammtiefe langsam abfiel und dann auf dem hier eingestellten Normaldruck von 25 bar gehalten wurde.The last section was followed by a layer of rolling material into which the pile foot then penetrated in the range from about 23m depth of rift to the final depth of 30m and in which the pressure slowly dropped in a transitional area between 23m and 24m ridge depth and then on the set here normal pressure of 25 bar.
Hierbei ist noch einmal zu betonen, dass der Normaldruck auch einen geringen Wert annehmen kann, solange dieser zumindest zeitweise mindestens 10 bar beträgt.It should be emphasized once again that the normal pressure can also assume a low value, as long as this is at least temporarily at least 10 bar.
Das Diagramm in der Darstellung b) der
Die Darstellung c) zeigt mit dem gleichen Tiefenverlauf entlang der Hochachse aufgezeigt auf der Rechtsachse die beim Einrammen aufgebrachte Rammenergie pro eingetriebenen Meter in kJ/m. Diese Rammenergie ist ein Maß für die Bodenbeschaffenheit der vom Pfahlfuß durchquerten Schicht. Eine hohe aufgewendete Rammenergie pro eingetriebenen Meter zeugt von einer Schicht mit hoher Lagerungsdichte, niedrige aufzuwendende Rammenergie pro eingetriebenen Meter belegt eine gerade durchquerte Schicht mit geringer Lagerungsdichte. Hier ist also zu erkennen, dass insbesondere in einer Einrammtiefe ab etwa 17m die Lagerungsdichte deutlich ansteigt.The representation c) shows with the same depth profile along the vertical axis shown on the right axis, the ramming energy per hammered meter applied in ramming in kJ / m. This ramming energy is a measure of the soil condition of the layer crossed by the pile foot. A high applied ramming energy per driven meter indicates a layer with a high storage density, low ramming energy per driven meter shows a straight layer with a low storage density. Here it can be seen that the storage density increases significantly, especially at a depth of cut above about 17 m.
Die letzte Darstellung d) zeigt das in den unterschiedlichen Einrammtiefen (die Einrammtiefe ist erneut auf der Hochachse mit gleicher Skalierung wie in den Darstellungen a), b) und c) aufgetragen) pro eingerammten Meter eingebrachte Volumen der Suspension des aushärtbaren Materials in l/m auf der Rechtsachse aufgetragen. Auch dieser Auftrag zeigt eine Korrelation zu den Verläufen der Druckkurve nach Darstellung a) und der Durchflussmengenkurve nach Darstellung b). Dort, wo der Druck hoch, die Durchflussmenge der Suspension gering war, fällt auch das eingebrachte Volumen pro Meter Vortriebslänge ab. Das eingebrachte Volumen pro Meter Vortriebslänge ist eine in einer vorherigen Modellierung berechnete Rahmengröße des Verfahrens. Hier wird aktuell ein Volumen von etwa dem 1,5- bis 2,5-fachen des durch den Querschnitt des Rammpfahls im Bereich des vergrößerten Querschnitts bei entsprechendem Vortrieb gebildeten Volumens als Richtgröße angestrebt und vorgegeben.The last diagram d) shows that in the different depths of penetration (the depth of penetration is again plotted on the vertical axis with the same scale as in the diagrams a), b) and c)) per volume of metered volume of the suspension of the hardenable material in l / m plotted on the right axis. This order also shows a correlation to the curves of the pressure curve according to representation a) and the flow rate curve according to representation b). Where the pressure was high and the flow rate of the suspension was low, the volume introduced per meter of advance length also drops. The introduced volume per meter of drive length is a frame size of the method calculated in a previous modeling. Here is currently a volume of about 1.5 to 2.5 times that formed by the cross section of the driven pile in the region of the enlarged cross section with corresponding propulsion Volume sought as a benchmark and given.
- 11
- RammpfahlDriven pile
- 22
- Pfahlkörperstake body
- 33
- Vorderendefront end
- 44
- Pfahlfußpile base
- 55
- Materialverdickungmaterial thickening
- 66
- Förderleitungdelivery line
- 77
- Austrittsöffnungoutlet opening
- 88th
- U-förmige Halte- und KlemmbügelU-shaped holding and clamping brackets
- 99
- zentraler Profilabschnittcentral profile section
- 1010
- seitlicher Profilabschnittlateral profile section
- 1111
- seitlicher Profilabschnittlateral profile section
- 1212
- Rohrabschnittpipe section
- 1313
- Schutzblechmudguard
- 1414
- AbleitkonsoleAbleitkonsole
- 1515
- Leit- und StützblechGuide and support plate
- 1616
- DurchlassöffnungPort
- aa
- Abstanddistance
- dd
- Dickethickness
- hH
- Höheheight
- BB
- Baugrubeexcavation
- SS
- Spundwandbulkhead
- WLWL
- Wasserliniewaterline
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