EP3252234B1 - Verfahren und vorrichtung zum entfernen eines pfahlelements aus einem boden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum entfernen eines pfahlelements aus einem boden Download PDF

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EP3252234B1
EP3252234B1 EP16172466.1A EP16172466A EP3252234B1 EP 3252234 B1 EP3252234 B1 EP 3252234B1 EP 16172466 A EP16172466 A EP 16172466A EP 3252234 B1 EP3252234 B1 EP 3252234B1
Authority
EP
European Patent Office
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pile element
ground
drilling tool
pile
guide tube
Prior art date
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EP16172466.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3252234A1 (de
Inventor
Franz Werner Gerressen
Christian HEINECKER
Dieter Stetter
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
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Priority to SG10201704151PA priority patent/SG10201704151PA/en
Priority to JP2017101365A priority patent/JP6696934B2/ja
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D9/00—Removing sheet piles bulkheads, piles, mould-pipes or other moulds or parts thereof
    • E02D9/02—Removing sheet piles bulkheads, piles, mould-pipes or other moulds or parts thereof by withdrawing

Definitions

  • the invention relates to a principle inter alia from the patent EP 0 206 384 A
  • contaminated sites in the form of, for example, introduced into the ground carriers, piles or the like, ie generally pile elements, from the ground, in front of a re-tapping the soil, remove.
  • These may be, for example, foundation elements of a previously demolished building or parts of a framework structure. These elements can be located in particular at a depth of several meters underground, whereby their position is not readily determinable from the surface.
  • such a pile element is removed by a well bore with a suitable tool, wherein a plurality of extraction holes may be necessary to determine the exact position of the pile element in the ground, or to hit the pile element with the extraction tool.
  • Another known variant for removing a pile element is that the soil material, for example, for excavating a foundation, is removed, wherein the at least one pile element is exposed.
  • this is considered to be disadvantageous, since the digging tools for removing the soil can be damaged by the contact with the pile element. Furthermore, an interruption of the foundation work is necessary to the pile element remove, which may lead to a delay of the already started construction project.
  • the invention has for its object to provide a method and an arrangement for removing a buried pile element from a soil, which make it possible to eliminate the pile element reliably.
  • the inventive method for removing a pile element from a floor is characterized in that a position and / or position of the pile element in the soil is determined by means of a detection device, depending on the determined position and / or location a first bore with a first drilling tool to a the first hole is made as a cased hole with an outer guide tube, the guide tube remains in the ground when pulling the first drill, through the guide tube, a second drill with a hollow drill shank is fed to the pile element, the pile element is at least partially bored by the second drilling tool and the pile element is received in the drill shaft and the over-drilled pile element is removed from the ground.
  • a basic idea of the present invention is to determine its position and / or position before removing a pile element in a floor and to carry out a hole for removing the pile element from the floor based on the determined position and / or position.
  • the pile element can in this case be covered in particular by soil, preferably present at a depth of several meters.
  • Another basic idea of the invention is to remove a pile element from the ground at least above the pile element, a guide tube into the soil, through which a tool is supplied to the pile element, by means of which the pile element is removed from the soil.
  • the invention solves a continuing need to liberate a subsoil before receiving, for example, founding or drilling of beams, piles or the like, which may be present in considerable depths of up to 10 m or more, in part.
  • the position of the pile element can basically describe a location or a region in which the pile element can be found in the ground, in a plan view from the top on the ground.
  • the position of the pile element may in particular describe the orientation with which the pile element is present in the ground, but also a depth in which the pile element is present.
  • the position or position of the pile element in the ground can be determined in particular relative to the sensor (s) provided.
  • the pile element can be arranged both vertically and with an inclination, that is, an angle deviating from the perpendicular line, in the ground.
  • the angle is smaller than a right angle to the straight line.
  • the angle of inclination of the pile element in the ground is up to 10 ° different from a vertical orientation, which corresponds to an inclination of 0 °.
  • the guide tube is preferably introduced together with the first drilling tool in an area above the pile element in the ground, wherein the guide tube is advantageously aligned approximately parallel to the pile element.
  • soil material is removed and conveyed away from the borehole.
  • the guide tube is aligned so that the pile element is provided in a plan view from above through the guide tube within the circumference of the guide tube.
  • the pile member may be below the lower end of the guide tube, but also protrude into the guide tube.
  • At least one sensor is preferably introduced into the ground in the region of the pile element, and the at least one sensor transmits determined position data of the pile element to the detection device.
  • At least a probing borehole is provided in the region of the pile element into which at least one sensor is introduced which communicates with the detection device and transmits to this position and / or position data of the pile element, wherein the detection device determines a position and / or position of the pile element on the basis of transmitted data determined.
  • the determination of the position of the pile element in the ground can be made possible by means of at least one arbitrary but suitable sensor in connection with the detection device.
  • the at least one sensor can be designed to carry out a ferromagnetic measurement, for example in the form of a magnetic field measurement, and to determine the position of the pile element based on a proportion of ferromagnetic material of the pile element, in particular an iron portion of the pile element. It is also conceivable to determine the position of the pile element in the ground by means of a correspondingly adapted sensor by means of a seismic method or by means of radar technology, X-ray measurement or ultrasound.
  • the sensor can be both as a transmitter and as a receiver for the corresponding measurement method for determining the position and / or position of the pile element in the ground.
  • a position of the pile element in the ground can also be determined by the detection device by means of the at least one provided sensor.
  • a plurality of measurements in particular two measurements, preferably at least three measurements, can be carried out by means of the sensor in different soil depths, wherein the position of the pile element can be determined on the basis of the majority of the measurements.
  • at least two sensors can be provided, which can be introduced into the ground in different positions in the region of the pile element.
  • the sensors can be provided to each other at the same depth and in different depths of soil for measurements and thus contribute to a particularly accurate position and / or orientation of the pile element in the ground.
  • At least three sensors are introduced into the ground and that by means of triangulation or combination of the measurement signals of the introduced sensors, in particular by the detection device, the position and / or the position of the pile element in the ground can be determined particularly accurately.
  • a tilt of the pile element can be determined in a simple manner with a single collective measurement of the provided sensors. The same is basically also conceivable with a single sensor in each probing hole, but may require at least two measurements with at least one of the sensors at different depths in order to be able to determine an inclination
  • the at least three sensors are provided to determine the position and the position of at least two pile elements in the ground.
  • the sensors may be arranged in the floor so as to represent, in a top plan view of the floor, the vertices of a geometric shape such as a triangle, quadrilateral or polygon, the pole elements preferably being located within the geometric shape, that is, the sensors be surrounded.
  • the detection device the signals of the sensors for determining the position / position of the pile elements can be evaluated.
  • the sensors may be configured to sequentially or simultaneously detect the at least two pile elements located in the floor and located at least within the area of the geometric shape.
  • the position of the At least three sensors to each other may remain unchanged for determining each one position data point, that is, the position of a pile element portion of each of the plurality of pile elements in the ground at a certain depth.
  • the sensors can be displaced vertically along the pile elements, ie the sensors can each detect a position data point of all pile elements within the area of the geometric shape at the corresponding height or depth.
  • the sensors remain aligned with each other horizontally.
  • An expedient development of the present invention consists in that the pile element in the drill shank is pulled out of the ground together with the second drilling tool through the guide tube.
  • the pile element may be at least partially received in the hollow drill shank of the second drilling tool.
  • soil material surrounding the pile element at least partially enclosed in the cavity of the drill shaft.
  • a particularly efficient development of the present invention consists in that the second drilling tool with the pile element is pulled out of the ground in a rotating manner, wherein the resulting hole in the ground is at least partially filled with soil material.
  • a rotating extraction of the drilling tool from the ground can be done in particular in a rotational direction opposite to the direction of rotation.
  • soil material which has been transported upwards during the over-drilling of the pile element can be supplied to the borehole which is formed during extraction. This can for example prevent a collapse of the resulting borehole when removing the pile element.
  • the second drilling tool with the pile element is pulled out of the ground without rotation.
  • a crane can be provided, to which the drilling tool can be attached.
  • the arrangement according to the invention for removing a pile element from a floor is characterized in that a drilling device, on which a mast is arranged, a guide tube, which is rotationally drivable on the mast and can be driven into the ground to form an outlet opening for the pile element, a first drilling tool adapted to remove soil material above the pile element at least in the guide tube; a second drilling tool having a hollow drill shaft adapted to at least partially receive the pile element, the second drilling tool being approximately coaxial with the pile element by the guide tube can be fed, and at least one detection device is provided, which is designed to determine a position and / or position of the pile element in the ground.
  • first drilling tool and / or the second drilling tool have a drilling helix, wherein at least the second drilling tool is designed to loosen soil material around the pile element before pulling out the pile element.
  • the first drilling tool and the second drilling tool may be formed in any shape, which allow drilling in a guide tube or the removal of a pile element from the ground by a guide tube.
  • it may be appropriate to solve the soil around the pile element before removal by means of at least the second drilling tool.
  • a Bohrwendel be particularly suitable. For example, a stiction between the pile element and the surrounding soil can be reduced.
  • an extraction device is provided, which is designed to pull the pile element together with the second drilling tool from the ground.
  • this can be removed with very little effort from the ground.
  • the extraction device is formed, the second drilling tool with the pile element rotation-free to pull out of the ground.
  • the drilling tool can for example be attached to a crane or another lifting device and pulled out by means of this.
  • the extraction device is designed to pull the second drilling tool out of the ground with the pile element rotating, in particular in a direction of rotation opposite to that of the drilling direction.
  • a rotary drive can be provided as extraction device, which is preferably designed to drive out the first and / or the second drilling tool into the ground and the second drilling tool together with the pile element rotates out of the ground.
  • the detection device has at least one sensor which is designed to detect position data of the pile element and to transmit this to the detection device.
  • the sensor can be designed to detect the pile element on the basis of a sensor-specific material component and to send the acquired data to the detection device, which recognizes the position and / or the position of the pile element based on the data.
  • the sensor measurement may be a ferromagnetic measurement which detects a ferromagnetic material component, in particular an iron component of the pile element.
  • a magnetic field measurement can be carried out.
  • the sensor may be formed as a radar or as a sensor for receiving and / or transmitting seismic waves, X-rays or ultrasound, which may be conducive to determining a position as well as a position of the pile element in the ground.
  • Fig. 1 is a preferred embodiment of the method according to the invention with reference to a sequence of possible individual steps (steps 1 to 9) shown.
  • the pile element 10 Before removing a pile element 10 from a floor, first its position and / or position in the ground is determined.
  • the pile element 10 may be covered by soil and be present with its upper end, in particular at a depth up to 10 m or more.
  • at least one sensor 22 can be introduced into the ground.
  • at least three sensors 22 are introduced into the ground (step 1), wherein the pile element to be removed can be surrounded by the at least three sensors 22, in a plan view from above.
  • the points of the triangle may here represent the positions of the sensors 22 in the ground, wherein the area within the triangle preferably represents the area within which the pile element 10 is arranged in the ground.
  • the at least one sensor 22 can be introduced into the ground by means of a corresponding device, for example a drilling device 23. This can be dimensioned smaller, so the device 30 for introducing the first and second drilling tool 21, 31.
  • a drilling device 23 By means of the drilling device 23 can be provided for the at least one sensor 22 at least one borehole around the pile element around, which in particular a small diameter of a few centimeters can have. In this at least one small hole, the at least one sensor 22 can be introduced.
  • the at least one sensor 22 directly in a drilling element for a probing bore, which remains at least for the measurement in the ground together with the at least one sensor 22.
  • the at least one sensor 22 can be pressed into the ground, wherein position data of the at least one pile element can already be detected by the at least one sensor 22 when it is pressed into the ground.
  • a detection device 24 may be provided which is in communication with the at least one sensor 22.
  • the detected signals / data of the at least one sensor 22 can be connected to the Detection device 24 are transmitted, which detects or determines the position and / or the position of the pile element based on the detected signals / data.
  • a first interconnected bore at the position and in the corresponding inclination of the pile element 10 can be performed.
  • the boarded bore may be made at least to a depth to the top of the pile element 10 (step 2).
  • at least one guide tube 20 can be introduced into the soil, wherein soil material, which is located within the introduced guide tube 20 can be removed by means of a first drilling tool 21 from the drill pipe.
  • the guide tube 20 is simultaneously introduced into the ground together with the first drilling tool 21 (step 2).
  • the guide tube 20 can be guided up to a region at the upper end, that is, the head end of the pile element 10, or also partially encase the pile element 10.
  • the first drilling tool 21 can be pulled out of the guide tube 20, for example by means of the drilling device 30 (step 3).
  • the alignment of the guide tube 20 can be provided in particular by means of the position and / or position data of the pile element 10 detected by the sensors 22 such that the pile element is aligned coaxially with respect to a longitudinal axis of the guide tube 20.
  • the pile element 10 is arranged in a plan view within the circumference of the guide tube 20.
  • a second drilling tool 31 can be inserted, which can at least partially over-drill the pile element 10.
  • the second drilling tool 31 may comprise a hollow drill shank which can receive at least the pile element 10 as well as some earth around the pile element. If the pile element 10 is sufficiently over-drilled to provide sufficient stiction between the hollow drill shank of the second drilling tool and the received pile element 10, the second drilling tool 31 can be pulled out of the ground together with the pile element 10, for example by means of a crane 40 (step 5).
  • the second drilling element 31 also by means of a drilling device, such as may be used for driving the first drilling tool 21 with the guide tube 20 and for the second drilling tool 31, are transported from the ground.
  • the second drilling tool 31 can in this case be driven in a direction of rotation opposite to the direction of rotation and thereby pulled out of the ground. So soil material, which was transported during the over-drilling of the pile element 10 upwards, are conveyed back into the borehole 11 which now arises when the pile element 10 is pulled.
  • the borehole 11 particularly describes the area previously filled by the pile element 10 in the ground (step 5).
  • the borehole 11 can now be filled further, for example with soil or other filling material (step 6).
  • the guide tube 20 can then be pulled out of the ground.
  • a tool for pulling the guide tube 20, for example, the first drilling tool 21 are introduced into the guide tube 20 and the guide tube 20 are pulled out of the ground together with the tool.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein grundsätzlich unter anderem aus der Patentschrift EP 0 206 384 A bekanntes Verfahren zum Entfernen eines Pfahlelements aus einem Boden gemäß dem Anspruch 1 und eine Anordnung zum Entfernen eines Pfahlelements aus einem Boden gemäß dem Anspruch 8.
  • Beim Erstellen von beispielsweise Bohrlöchern, Schlitzwänden oder Baugruben in einem Boden, welcher bereits zuvor durch Baumaßnahmen erschlossen wurde, besteht die Notwendigkeit, Altlasten in Form von beispielsweise in den Boden eingebrachten Trägern, Pfählen oder ähnlichem, also allgemein Pfahlelementen, aus dem Boden, vor einer erneuten Erschließung des Bodens, zu entfernen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Gründungselemente eines zuvor abgerissenen Gebäudes oder Teile einer Gerüststruktur handeln. Diese Elemente können sich insbesondere in einer Tiefe von mehreren Metern unter der Erde befinden, wodurch ihre Position nicht ohne weiteres von der Oberfläche aus bestimmbar ist.
  • Üblicherweise wird ein solches Pfahlelement durch eine Erdbohrung mit geeignetem Werkzeug entfernt, wobei eine Vielzahl von Extraktionsbohrungen notwendig sein können, um die exakte Position des Pfahlelements in dem Boden zu ermitteln, beziehungsweise das Pfahlelement mit dem Extraktionswerkzeug zu treffen.
  • Eine andere bekannte Variante zum Entfernen eines Pfahlelements besteht darin, dass Bodenmaterial flächig, beispielsweise zum Ausheben eines Fundaments, entfernt wird, wobei das mindestens eine Pfahlelement freigelegt wird. Dies wird jedoch als nachteilig empfunden, da die Grabwerkzeuge zum Abtragen des Bodens durch den Kontakt mit dem Pfahlelement beschädigt werden können. Weiterhin ist eine Unterbrechung der Gründungsarbeiten notwendig, um das Pfahlelement zu entfernen, was zu einer Verzögerung des bereits aufgenommenen Bauvorhabens führen kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Entfernen eines vergrabenen Pfahlelements aus einem Boden anzugeben, welche es ermöglichen, das Pfahlelement zuverlässig zu beseitigen.
  • Die Aufgabe wird nach der Erfindung einerseits durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Entfernen eines Pfahlelements aus einem Boden ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Position und/oder Lage des Pfahlelements im Boden mittels einer Detektionseinrichtung ermittelt wird, abhängig von der ermittelten Position und/oder Lage eine erste Bohrung mit einem ersten Bohrwerkzeug bis zu einem oberen Ende des Pfahlelements erstellt wird, wobei die erste Bohrung als eine verrohrte Bohrung mit einem äußeren Führungsrohr durchgeführt wird, beim Ziehen des ersten Bohrwerkzeugs das Führungsrohr im Boden verbleibt, durch das Führungsrohr ein zweites Bohrwerkzeug mit einem hohlen Bohrschaft dem Pfahlelement zugeführt wird, das Pfahlelement zumindest teilweise von dem zweiten Bohrwerkzeug überbohrt wird und das Pfahlelement im Bohrschaft aufgenommen wird und das überbohrte Pfahlelement aus dem Boden entfernt wird.
  • Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, vor dem Entfernen eines Pfahlelements in einem Boden dessen Position und/oder Lage zu bestimmen und anhand der bestimmten Position und/oder Lage eine Bohrung zum Entfernen des Pfahlelements aus dem Boden durchzuführen. Das Pfahlelement kann hierbei insbesondere von Erdreich bedeckt sein, bevorzugt in einer Tiefe von mehreren Metern vorliegen.
  • Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung besteht darin, zum Entfernen eines Pfahlelements aus dem Boden zumindest oberhalb des Pfahlelements ein Führungsrohr in den Boden einzubringen, durch welches dem Pfahlelement ein Werkzeug zugeführt wird, mittels welchem das Pfahlelement aus dem Boden entfernt wird.
  • Die Erfindung löst ein andauerndes Bedürfnis, einen Baugrund bereits vor der Aufnahme von beispielsweise Gründungs- oder Bohrarbeiten von Trägern, Pfählen oder dergleichen zu befreien, welche teilweise in erheblichen Tiefen von bis zu 10 m oder mehr, vorliegen können.
  • Die Position des Pfahlelements kann grundsätzlich ein Ort beziehungsweise einen Bereich beschreiben, in welcher das Pfahlelement im Boden, in einer Draufsicht von Oben auf dem Boden, auffindbar ist. Die Lage des Pfahlelements kann insbesondere die Ausrichtung beschreiben, mit welcher das Pfahlelement in dem Boden vorliegt, jedoch auch eine Tiefe, in welcher das Pfahlelement vorliegt. Die Position beziehungsweise Lage des Pfahlelements in dem Boden kann insbesondere relativ zu den vorgesehenen Sensor(en) bestimmt werden.
  • Das Pfahlelement kann sowohl vertikal als auch mit einer Neigung, also einem von der Lotgeraden abweichenden Winkel, in dem Boden angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Winkel kleiner als ein rechter Winkel zur Lotgeraden. Besonders bevorzugt ist der Neigungswinkel des Pfahlelements in dem Boden bis zu 10° abweichend von einer senkrechten Ausrichtung, welche einer Neigung von 0° entspricht.
  • Das Führungsrohr wird vorzugsweise gemeinsam mit dem ersten Bohrwerkzeug in einen Bereich oberhalb des Pfahlelements in den Boden eingebracht, wobei das Führungsrohr mit Vorteil in etwa parallel zu dem Pfahlelement ausgerichtet wird. Vorzugsweise wird dabei Bodenmaterial abgetragen und aus dem Bohrloch abgefördert. Besonders bevorzugt wird das Führungsrohr so ausgerichtet, dass das Pfahlelement bei einer Draufsicht von oben durch das Führungsrohr innerhalb des Kreisumfangs des Führungsrohrs vorgesehen ist. Das Pfahlelement kann unterhalb des unteren Endes des Führungsrohrs liegen, jedoch auch in das Führungsrohr hineinragen. Bevorzugt wird im Bereich des Pfahlelements zumindest ein Sensor in den Boden eingebracht und der mindestens eine Sensor sendet ermittelte Positionsdaten des Pfahlelements an die Detektionseinrichtung.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zum Bestimmen der Position und/oder Lage des Pfahlelements in dem Boden mindestens ein Sondierungsbohrloch im Bereich des Pfahlelements vorgesehen wird, in welches mindestens ein Sensor eingebracht wird, welcher mit der Detektionseinrichtung in Verbindung steht und an diese Positions- und/oder Lagedaten des Pfahlelements übermittelt, wobei die Detektionseinrichtung eine Position und/oder Lage des Pfahlelements anhand der übermittelten Daten ermittelt.
  • Grundsätzlich kann die Bestimmung der Position des Pfahlelements in dem Boden mittels mindestens eines beliebigen, jedoch geeigneten Sensors in Verbindung mit der Detektionseinrichtung ermöglicht sein. So kann der mindestens eine Sensor beispielsweise ausgebildet sein, eine ferromagnetische Messung, beispielsweise in Form einer Magnetfeldmessung durchzuführen und die Position des Pfahlelements anhand eines Anteils an ferromagnetischem Material des Pfahlelements, insbesondere einem Eisenanteil des Pfahlelements, zu bestimmen. Ebenfalls ist es denkbar, die Position des Pfahlelements in dem Boden durch einen entsprechend angepassten Sensor mittels eines seismischen Verfahrens oder mittels Radartechnik, Röntgenmessung oder Ultraschall zu bestimmen. Der Sensor kann sowohl als Sender als auch als Empfänger für das entsprechende Messverfahren zur Bestimmung der Lage und/oder Position des Pfahlelements in dem Boden sein.
  • Neben der Position des Pfahlelements kann auch eine Lage des Pfahlelements in dem Boden durch die Detektionseinrichtung mittels des mindestens einen vorgesehenen Sensors bestimmt werden. Hierzu können mehrere Messungen, insbesondere zwei Messungen, bevorzugt mindestens drei Messungen, mittels des Sensors in unterschiedlichen Bodentiefen durchgeführt werden, wobei die Lage des Pfahlelements anhand der Mehrzahl der Messungen bestimmt werden kann. Vorteilhafter Weise können mindestens zwei Sensoren vorgesehen werden, welche in unterschiedlichen Positionen im Bereich des Pfahlelements in den Boden eingebracht werden können. Die Sensoren können zueinander in derselben Bodentiefe sowie in unterschiedlichen Bodentiefen für Messungen vorgesehen werden und so zu einer besonders genauen Positions- und/oder Lagebestimmung des Pfahlelements in dem Boden beitragen.
  • Besonders bevorzugt ist es nach der Erfindung, dass mindestens drei Sensoren in den Boden eingebracht werden und dass mittels Triangulation bzw. Kombination der Messsignale der eingebrachten Sensoren, insbesondere durch die Detektionseinrichtung, die Lage und/oder die Position des Pfahlelements in dem Boden besonders genau bestimmt werden können. Hierbei kann es vorteilhaft sein, dass jeweils mehrere Messungen mittels der drei Sensoren durchgeführt werden, wobei die mindestens drei Sensoren bei den einzelnen Messungen zueinander in zumindest einer ähnlichen Bodentiefe vorgesehen werden, jedoch gemeinsam unterschiedlichen Positionen des Pfahlelements in dem Boden, also unterschiedlichen Tiefen, zugeführt werden können. Dies kann einer besonders genauen Bestimmung sowohl der Position als auch der Lage des Pfahlelements zuträglich sein. Mit Vorteil kann das Pfahlelement bei einer Messung mit mindestens drei Sensoren von diesen, insbesondere gleichmäßig, umgeben sein, wobei zumindest drei der mindestens drei Sensoren in jeweils einem separaten Sondierungsbohrloch vorgesehen sein können. Sensoren können ebenfalls übereinander vorgesehen sein, wobei beispielsweise eine Distanz des Pfahlelements zu dem jeweiligen Sensor bestimmt werden kann. Durch eine Differenzberechnung der Abstände des Pfahlelements zu den jeweils lotrecht übereinander liegenden Sensoren, kann insbesondere eine Neigung des Pfahlelements in einfacher Weise mit einer einzelnen kollektiven Messung der vorgesehenen Sensoren ermittelt werden. Selbiges ist grundsätzlich auch mit einem einzelnen Sensor in jedem Sondierungsloch denkbar, kann jedoch mindestens zwei Messungen mit mindestens einem der Sensoren bei unterschiedlichen Tiefen benötigen, um eine Neigung bestimmen zu können
  • Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die mindestens drei Sensoren vorgesehen werden, die Position sowie die Lage von mindestens zwei Pfahlelementen in dem Boden zu bestimmen. Die Sensoren können in dem Boden so angeordnet werden, dass sie in einer Draufsicht von oben auf den Boden die Eckpunkte einer geometrischen Form, beispielsweise eines Dreiecks, Vierecks oder Vielecks, darstellen, wobei die Pfahlelemente vorzugsweise innerhalb der geometrischen Form angeordnet, also von den Sensoren umgeben sein. Mittels der Detektionseinrichtung können die Signale der Sensoren zum Bestimmen der Lage/Position der Pfahlelemente ausgewertet werden.
  • Die Sensoren können ausgebildet sein, die mindestens zwei Pfahlelemente, welche in dem Boden angeordnet sind und sich zumindest innerhalb der Fläche der geometrischen Form befinden, nacheinander oder gleichzeitig zu erfassen. Die Position der mindestens drei Sensoren zu einander kann zum Bestimmen von jeweils einem Positionsdatenpunkt, also der Position eines Pfahlelementabschnitts jedes der Mehrzahl von Pfahlelementen in dem Boden bei einer bestimmten Tiefe, unverändert verbleiben. Die Sensoren können entlang der Pfahlelemente der Höhe nach, also in etwa vertikal verlagert werden, wobei die Sensoren jeweils einen Positionsdatenpunkt aller Pfahlelemente innerhalb der Fläche der geometrischen Form bei der entsprechenden Höhe beziehungsweise Tiefe erfassen können. Vorzugsweise verbleiben die Sensoren hierbei zueinander horizontal ausgerichtet.
  • Eine zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Pfahlelement in dem Bohrschaft gemeinsam mit dem zweiten Bohrwerkzeug durch das Führungsrohr aus dem Boden gezogen wird. Das Pfahlelement kann zumindest teilweise in dem hohlen Bohrschaft des zweiten Bohrwerkzeugs aufgenommen werden. Hierbei kann auch Bodenmaterial, welches das Pfahlelement umgibt, zumindest teilweise mit in den Hohlraum des Bohrschafts eingeschlossen werden. So kann eine formschlüssige Füllung des hohlen Bohrschafts mit dem Pfahlelement sowie dem aufgenommenen Erdreich gebildet werden, wodurch ein besonders zuverlässiges Anhaften des Pfahlelements in dem Bohrschaft ermöglicht sein kann.
  • Eine besonders effiziente Weiterbildung der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das zweite Bohrwerkzeug mit dem Pfahlelement drehend aus dem Boden herausgezogen wird, wobei das entstehende Loch im Boden zumindest teilweise mit Bodenmaterial befüllt wird. Ein drehendes Herausziehen des Bohrwerkzeugs aus dem Boden kann insbesondere in einer zur Bohrdrehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung erfolgen. Hierdurch kann Bodenmaterial, welches beim Überbohren des Pfahlelements nach oben transportiert wurde, dem beim Herausziehen entstehenden Bohrloch zugeführt werden. Dies kann beispielsweise einem Kollabieren des entstehenden Bohrlochs beim Entfernen des Pfahlelements vorbeugen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass das zweite Bohrwerkzeug mit dem Pfahlelement rotationsfrei aus dem Boden herausgezogen wird. Zum rotationsfreien Herausziehen des Bohrwerkzeugs kann beispielsweise ein Kran vorgesehen sein, an welchem das Bohrwerkzeug befestigt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung zum Entfernen eines Pfahlelements aus einem Boden ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Bohrgerät, an welchem ein Mast angeordnet ist, ein Führungsrohr, welches drehend antreibbar an dem Mast angeordnet ist und zum Bilden einer Austrittsöffnung für das Pfahlelement in den Boden eintreibbar ist, ein erstes Bohrwerkzeug, welches ausgebildet ist, zumindest in dem Führungsrohr Bodenmaterial über dem Pfahlelement abzutragen, ein zweites Bohrwerkzeug, welches einen hohlen Bohrschaft aufweist, der ausgebildet ist, das Pfahlelement zumindest teilweise aufzunehmen, wobei das zweite Bohrwerkzeug durch das Führungsrohr dem Pfahlelement in etwa koaxial zuführbar ist, und mindestens eine Detektionseinrichtung vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, eine Position und/oder Lage des Pfahlelements in dem Boden zu bestimmen.
  • Eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass das erste Bohrwerkzeug und/oder das zweite Bohrwerkzeug eine Bohrwendel aufweisen, wobei zumindest das zweite Bohrwerkzeug ausgebildet ist, Bodenmaterial um das Pfahlelement herum vor einem Herausziehen des Pfahlelements zu lösen. Das erste Bohrwerkzeug und das zweite Bohrwerkzeug können in einer beliebigen Form ausgebildet sein, welche das Bohren in einem Führungsrohr beziehungsweise das Entfernen eines Pfahlelements aus dem Boden durch ein Führungsrohr ermöglichen. Für ein besonders energieeffizientes Herausziehen beziehungsweise Herausdrehen des Pfahlelements aus dem Boden kann es zweckmäßig sein, das Erdreich um das Pfahlelement vor dem Entfernen mittels zumindest des zweiten Bohrwerkzeugs zu lösen. Hierfür kann eine Bohrwendel besonders geeignet sein. So kann beispielsweise eine Haftreibung zwischen dem Pfahlelement und dem umgebenden Boden vermindert werden.
  • Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist es bevorzugt, dass eine Extraktionseinrichtung vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, das Pfahlelement gemeinsam mit dem zweiten Bohrwerkzeug aus dem Boden herauszuziehen. Insbesondere nach einer Verringerung der Haftreibung des umgebenen Erdreichs an dem Pfahlelement kann dieses mit besonders geringem Aufwand aus dem Boden entfernt werden.
  • Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Extraktionseinrichtung ausgebildet ist, das zweite Bohrwerkzeug mit dem Pfahlelement rotationsfrei aus dem Boden herauszuziehen. Hierzu kann das Bohrwerkzeug beispielsweise an einem Kran oder einer anderen Hubvorrichtung befestigt und mittels dieser herausgezogen werden.
  • Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Extraktionseinrichtung ausgebildet ist, das zweite Bohrwerkzeug mit dem Pfahlelement drehend, insbesondere in einer der Bohrdrehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung, aus dem Boden herauszuziehen. Als Extraktionseinrichtung kann hierzu beispielsweise ein Drehantrieb vorgesehen sein, welcher vorzugsweise ausgebildet ist das erste und/oder das zweite Bohrwerkzeug in den Boden und das zweite Bohrwerkzeug gemeinsam mit dem Pfahlelement drehend aus dem Boden austreiben.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Detektionseinrichtung mindestens einen Sensor aufweist, welcher ausgebildet ist, Positionsdaten des Pfahlelements zu erfassen und diese an die Detektionseinrichtung zu übermitteln. Der Sensor kann insbesondere ausgebildet sein, das Pfahlelement anhand eines sensorspezifischen Materialanteils zu erkennen und die erfassten Daten an die Detektionseinrichtung zu senden, welche anhand der Daten die Position und/oder die Lage des Pfahlelements erkennt.
  • Insbesondere kann es sich bei der Sensormessung um eine ferromagnetische Messung handelt, welche einen ferromagnetischen Materialanteil, insbesondere einen Eisenanteil des Pfahlelements erkennt. Hierfür kann insbesondere eine Magnetfeldmessung durchgeführt werden. Auch kann der Sensor als Radar oder als Sensor zum Empfangen und/oder Senden von seismischen Wellen, von Röntgenstrahlung oder von Ultraschall ausgebildet sein, was einer Bestimmung einer Position sowie eine Lage des Pfahlelements in dem Boden zuträglich sein kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen eines Pfahlelements aus einem Boden.
  • In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand einer Abfolge von möglichen Einzelschritten (Schritt 1 bis 9) dargestellt. Vor einem Entfernen eines Pfahlelements 10 aus einem Boden wird zunächst dessen Position und/oder Lage in dem Boden bestimmt. Das Pfahlelement 10 kann von Erdreich überdeckt sein und mit seinem oberen Ende insbesondere in einer Tiefe bis zu 10 m oder mehr vorliegen. Für eine Bestimmung der Position sowie der Lage des Pfahlelements 10 in dem Boden kann zumindest ein Sensor 22 in den Boden eingebracht werden. Besonders bevorzugt werden zumindest drei Sensoren 22 in den Boden eingebracht (Schritt 1), wobei das zu entfernende Pfahlelement von den zumindest drei Sensoren 22, in einer Draufsicht von Oben, umgeben sein kann. Dies ist schematisch in der Zeichnung zu Schritt 1 oberhalb des Bodens als ein Kreis dargestellt, auf welchem sich drei Punkte befinden, die ein Dreieck aufspannen. Die Punkte des Dreiecks können hierbei die Positionen der Sensoren 22 in dem Boden darstellen, wobei der Bereich innerhalb des Dreiecks vorzugsweise den Bereich darstellt, innerhalb welchem das Pfahlelement 10 in dem Boden angeordnet ist.
  • Der mindestens eine Sensor 22 kann mittels einer entsprechenden Vorrichtung, beispielsweise einer Bohrvorrichtung 23 in den Boden eingebracht werden. Diese kann kleiner dimensioniert sein, also die Vorrichtung 30 zum Einbringen des ersten und zweiten Bohrwerkzeugs 21, 31. Mittels der Bohrvorrichtung 23 kann für den mindestens eine Sensor 22 mindestens ein Bohrloch um das Pfahlelement herum vorgesehen werden, welches insbesondere einen kleinen Durchmesser von wenigen Zentimetern aufweisen kann. In dieses mindestens eine kleine Bohrloch kann der mindestens eine Sensor 22 eingebracht werden.
  • Ebenfalls ist es denkbar, den mindestens einen Sensor 22 direkt in einem Bohrelement für eine Sondierungsbohrung vorzusehen, welches zumindest für die Messung in dem Boden gemeinsam mit dem mindestens einen Sensor 22 verbleibt. Ebenfalls kann der mindestens eine Sensor 22 in den Boden eingedrückt werden, wobei Positionsdaten des mindestens einen Pfahlelements bereits beim Eindrücken in den Boden durch den mindestens einen Sensor 22 erfasst werden kann. Zum Erfassen der Positions- und/oder Lagedaten des Pfahlelements kann eine Detektionseinrichtung 24 vorgesehen sein, welche mit dem mindestens einen Sensor 22 in Verbindung steht. Die erfassten Signale/Daten des mindestens einen Sensors 22 können an die Detektionseinrichtung 24 übermittelt werden, welche die Position und/oder die Lage des Pfahlelements anhand der ermittelten Signale/Daten erkennt beziehungsweise bestimmt.
  • Ist die Position sowie die Lage des Pfahlelements 10 in dem Boden bestimmt, kann zunächst eine verschalte Bohrung an der Position und auch in der entsprechenden Neigung des Pfahlelements 10 durchgeführt werden. Die verschalte Bohrung kann zumindest bis zu einer Tiefe zum oberen Bereich des Pfahlelements 10 durchgeführt werden (Schritt 2). Bei der verschalten Bohrung kann zumindest ein Führungsrohr 20 in den Boden eingebracht werden, wobei Bodenmaterial, welches sich innerhalb des eingebrachten Führungsrohrs 20 befindet, mittels eines ersten Bohrwerkzeugs 21 aus dem Bohrrohr entfernt werden kann. Bevorzugter Weise wird das Führungsrohr 20 gemeinsam mit dem ersten Bohrwerkzeug 21 gleichzeitig in den Boden eingebracht (Schritt 2). Das Führungsrohr 20 kann bis zu einem Bereich am oberen Ende, also dem Kopfende des Pfahlelements 10, geführt werden oder auch das Pfahlelement 10 teilweise ummanteln.
  • Sobald das Führungsrohr 20 die gewünschte Tiefe erreicht hat, kann das erste Bohrwerkzeug 21 aus dem Führungsrohr 20 beispielsweise mittels der Bohrvorrichtung 30 herausgezogen werden (Schritt 3). Die Ausrichtung des Führungsrohrs 20 kann insbesondere mittels der durch die Sensoren 22 erfassten Positions- und/oder Lagedaten des Pfahlelements 10 so vorgesehen werden, dass das Pfahlelement zu einer Längsachse des Führungsrohrs 20 koaxial ausgerichtet ist.
  • Besonders bevorzugt ist das Pfahlelement 10 in einer Draufsicht innerhalb des Kreisumfangs des Führungsrohrs 20 angeordnet. Durch das Führungsrohr 20 kann in einem weiteren Schritt (Schritt 4) ein zweites Bohrwerkzeug 31 eingeführt werden, welches das Pfahlelement 10 zumindest teilweise überbohren kann. Hierzu kann das zweite Bohrwerkzeug 31 einen hohlen Bohrschaft aufweisen, welcher zumindest das Pfahlelement 10 sowie etwas Erdreich um das Pfahlelement herum aufnehmen kann. Ist das Pfahlelement 10 ausreichend überbohrt, um eine ausreichende Haftreibung zwischen dem hohlen Bohrschaft des zweiten Bohrwerkzeugs und dem aufgenommenen Pfahlelement 10 bereitzustellen, kann das zweite Bohrwerkzeug 31 gemeinsam mit dem Pfahlelement 10 aus dem Boden beispielsweise mittels eines Krans 40 herausgezogen werden (Schritt 5). An Stelle des Krans 40 kann das zweite Bohrelement 31 ebenfalls mittels eine Bohrvorrichtung, wie sie beispielsweise zum Eintreiben des ersten Bohrwerkzeugs 21 mit dem Führungsrohr 20 und für das zweite Bohrwerkzeug 31 verwendet werden kann, aus dem Boden befördert werden. Das zweite Bohrwerkzeug 31 kann hierbei in einer der Bohrrichtung entgegengesetzten Drehrichtung angetrieben und dabei aus dem Boden gezogen werden. So kann Bodenmaterial, welches beim Überbohren des Pfahlelements 10 nach oben transportiert wurde, in das nun beim Ziehen des Pfahlelements 10 entstehende Bohrloch 11 zurückgefördert werden.
  • Das Bohrloch 11 beschreibt insbesondere den Bereich, welcher zuvor durch das Pfahlelement 10 in dem Boden gefüllt war (Schritt 5). Über das im Boden verbliebene Führungsrohr 20 kann nunmehr das Bohrloch 11 weiter, beispielsweise mit Erdreich oder anderem Füllmaterial, aufgefüllt werden (Schritt 6). Wie in Schritt 7 und 8 dargestellt, kann anschließend das Führungsrohr 20 aus dem Boden gezogen werden. Hierzu kann ein Werkzeug zum Ziehen des Führungsrohrs 20, beispielsweise das erste Bohrwerkzeug 21, in das Führungsrohr 20 eingebracht werden und das Führungsrohr 20 gemeinsam mit dem Werkzeug aus dem Boden gezogen werden.
  • Anschließend kann nunmehr auch der Bereich der Bohrung, welcher zuvor durch das Führungsrohr 20 gestützt war, mit Bodenmaterial befüllt werden, wodurch einem Einstürzen des Erdreichs um das Bohrloch vorgebeugt werden kann. Grundsätzlich kann die Reihenfolge der Arbeitsschritte, insbesondere nach dem Ziehen/Entfernen des Pfahlelements 10 variieren.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Entfernen eines Pfahlelements (10) aus einem Boden, dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Position und/oder Lage des Pfahlelements (10) im Boden mittels einer Detektionseinrichtung (24) ermittelt wird,
    - abhängig von der ermittelten Position und/oder Lage eine erste Bohrung mit einem ersten Bohrwerkzeug (21) bis zu einem oberen Ende des Pfahlelements (10) erstellt wird, wobei die erste Bohrung als eine verrohrte Bohrung mit einem äußeren Führungsrohr (20) durchgeführt wird,
    - beim Ziehen des ersten Bohrwerkzeugs (21) das Führungsrohr (20) im Boden verbleibt,
    - durch das Führungsrohr (20) ein zweites Bohrwerkzeug (31) mit einem hohlen Bohrschaft dem Pfahlelement (10) zugeführt wird,
    - das Pfahlelement (10) zumindest teilweise von dem zweiten Bohrwerkzeug (31) überbohrt wird und das Pfahlelement (10) im Bohrschaft aufgenommen wird und
    - das überbohrte Pfahlelement (10) aus dem Boden entfernt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Bestimmen der Position und/oder Lage des Pfahlelements (10) in dem Boden mindestens ein Sondierungsbohrloch im Bereich des Pfahlelements (10) vorgesehen wird, in welches mindestens ein Sensor (22) eingebracht wird, welcher mit der Detektionseinrichtung (24) in Verbindung steht und an diese Positions- und/oder Lagedaten des Pfahlelements (10) übermittelt, wobei die Detektionseinrichtung (24) eine Position und/oder Lage des Pfahlelements (10) anhand der übermittelten Daten ermittelt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens drei Sensoren (22) in den Boden eingebracht werden und dass mittels Triangulation bzw. Kombination der Messsignale der eingebrachten Sensoren (22), insbesondere durch die Detektionseinrichtung (24), die Lage und/oder die Position des Pfahlelements (10) in dem Boden besonders genau bestimmt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Pfahlelement (10) in dem Bohrschaft gemeinsam mit dem zweiten Bohrwerkzeug (31) durch das Führungsrohr (20) aus dem Boden gezogen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vor einem Herausziehen des Pfahlelements (10) Bodenmaterial um das Pfahlelement (10) herum, zumindest mittels des zweiten Bohrwerkzeugs (31), gelöst wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zweite Bohrwerkzeug (31) mit dem Pfahlelement (10) drehend aus dem Boden herausgezogen wird, wobei das entstehende Loch (11) im Boden zumindest teilweise mit Bodenmaterial befüllt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zweite Bohrwerkzeug (31) mit dem Pfahlelement (10) rotationsfrei aus dem Boden herausgezogen wird.
  8. Vorrichtung zum Entfernen eines Pfahlelements (10) aus einem Boden mit
    - einem Trägergerät (30), an welchem ein Mast angeordnet ist,
    - einem Führungsrohr (20), welches drehend antreibbar an dem Mast angeordnet ist und zum Bilden einer Austrittsöffnung für das Pfahlelement (10) in dem Boden eintreibbar ist,
    - einem ersten Bohrwerkzeug (21), welches ausgebildet ist, zumindest in dem Führungsrohr (20) Bodenmaterial über dem Pfahlelement (10) abzutragen,
    - einem zweiten Bohrwerkzeug (31), welches einen hohlen Bohrschaft aufweist, der ausgebildet ist, das Pfahlelement (10) zumindest teilweise aufzunehmen, wobei das zweite Bohrwerkzeug (31) durch das Führungsrohr (20) dem Pfahlelement (10) in etwa koaxial zuführbar ist, und
    - gekennzeichnet durch zumindest eine Detektionseinrichtung (24), welche ausgebildet ist, eine Position und/oder Lage des Pfahlelements (10) in dem Boden zu bestimmen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Bohrwerkzeug (21) und/oder das zweite Bohrwerkzeug (31) eine Bohrwendel aufweisen, wobei zumindest das zweite Bohrwerkzeug (31) ausgebildet ist, Bodenmaterial um das Pfahlelement (10) herum vor einem Herausziehen des Pfahlelements (10) zu lösen.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Extraktionseinrichtung (40) vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, das Pfahlelement (10) gemeinsam mit dem zweiten Bohrwerkzeug (31) aus dem Boden herauszuziehen.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Extraktionseinrichtung (40) ausgebildet ist, das zweite Bohrwerkzeug (31) mit dem Pfahlelement (10) rotationsfrei aus dem Boden herauszuziehen.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Extraktionseinrichtung (40) ausgebildet ist, das zweite Bohrwerkzeug (31) mit dem Pfahlelement (10) drehend, insbesondere in einer der Bohrdrehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung, aus dem Boden herauszuziehen.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Detektionseinrichtung (24) mindestens einen Sensor (22) aufweist, welcher ausgebildet ist, Positionsdaten des Pfahlelements zu erfassen und diese an die Detektionseinrichtung (24) zu übermitteln.
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