EP3705629B1 - Ramming apparatus and method for driving piles into ground - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintreiben eines Rammguts in einen Boden mittels Schwingungen oder Impulsen, mit einer Antriebseinheit, welche zum Erzeugen von Schwingungen oder Impulsen ausgebildet ist und welche vertikal bewegbar angeordnet ist und eine Spanneinrichtung zum Spannen und Halten des Rammguts aufweist, und einem flexiblen Sicherungselement, insbesondere einer Sicherungskette, mit welcher das Rammgut vor einem Spannen mit der Antriebseinheit verbindbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for driving a pile into a ground by means of vibrations or pulses, with a drive unit which is designed to generate vibrations or pulses and which is arranged to be vertically movable and has a clamping device for tensioning and holding the pile, and a flexible one Securing element, in particular a securing chain, with which the pile can be connected to the drive unit before tensioning, according to the preamble of claim 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einrammen, Rütteln oder Ziehen von Rammgut in einen beziehungsweise aus einem Boden, wobei das Rammgut an einer Antriebseinheit mittels einer Spanneinrichtung eingespannt und gehalten wird und das Rammgut mittels eines flexiblen Sicherungselementes, insbesondere einer Sicherungskette, mit der Rammantriebseinheit verbunden wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention also relates to a method for ramming, shaking or pulling piling material into or out of a ground, the piling material being clamped and held on a drive unit by means of a clamping device and the piling material being connected to the pile driving unit by means of a flexible securing element, in particular a securing chain is, according to the preamble of claim 9.
Eine solche Rammvorrichtung und ein solches Verfahren gehen aus der
Anschließend wird die Spundwandbohle an der Vibrationseinrichtung zwischen den zwei Spannbacken eingespannt, so dass dann die eingespannte Spundwandbohle vertikal mittels der Vibrationseinrichtung in den Boden eingetrieben oder eingerammt werden kann. Dabei kann es aber sein, dass die Spundwandbohle aus der Vertikalen kippt, bevor sie im Aufnahmeschlitz aufgenommen wird.The sheet pile pile is then clamped to the vibration device between the two clamping jaws, so that the clamped sheet pile pile can then be driven or rammed vertically into the ground by means of the vibration device. However, it can happen that the sheet pile tilts out of the vertical before it is received in the receiving slot.
Nach dem Abschluss einer Tiefbaumaßnahme ist es häufig erforderlich oder gewünscht, die Spundwandbohlen wieder aus dem Boden zu entfernen. Hierzu kann ebenfalls die bekannte Rammvorrichtung eingesetzt werden, wobei vor dem Ziehen der Spundwandbohle ebenfalls die Sicherungskette durch eine Durchgangsöffnung an der Spundwandbohle geführt und so die Spundwandbohle zusätzlich an der Vibrationseinrichtung gesichert wird. Vorausgehend oder anschließend wird das obere Ende der Bohle wieder eingespannt und mittels der Vibrationseinrichtung rüttelnd aus dem Boden gezogen. Die Sicherungskette dient dabei als eine zusätzliche mechanische Absturzsicherung, damit die Bohle etwa bei einem Versagen der hydraulischen Spanneinrichtung nicht unkontrolliert zu Boden stürzt.After civil engineering work has been completed, it is often necessary or desirable to remove the sheet piles from the ground again. The known ramming device can also be used for this purpose, the safety chain also being passed through a through opening on the sheet pile before the sheet pile pile is pulled and the sheet pile pile is thus additionally secured to the vibration device. Before or afterwards, the upper end of the screed is clamped in again and pulled out of the ground by means of the vibration device. The safety chain serves as an additional mechanical fall protection so that the screed does not fall to the ground in an uncontrolled manner if the hydraulic tensioning device fails.
Eine ähnliche Anordnung einer Rammvorrichtung ist aus der
Aus der
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Eintreiben eines Rammgutes in einen Boden und ein Verfahren hierfür anzugeben, mit welchen ein besonders effizientes und sicheres Handhaben des Rammgutes ermöglicht wird.The invention is based on the object of specifying a device for driving a pile into a ground and a method for this, with which a particularly efficient and safe handling of the pile is made possible.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, the object is achieved by a device with the features of claim 1 and a method with the features of claim 9. Preferred embodiments of the invention are given in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Andruckelement vorgesehen ist, welches relativ zur Antriebseinheit verfahrbar gelagert ist und zum Aufbringen einer Andruckkraft auf eine nach oben gerichtete Stirnseite des Rammguts vor dem Spannen ausgebildet ist. Dadurch, dass das Andruckelement auf eine nach oben gerichtete Stirnseite des Rammguts wirkt, ist die Lage und Dimensionierung des Andruckelements weitgehend unabhängig von den seitlichen Abmessungen des Rammguts und muss bei einem Wechsel des Rammguts nicht extra angepasst werden.The device according to the invention is characterized in that a pressure element is provided which is mounted so as to be movable relative to the drive unit and is designed to apply a pressure force to an upwardly directed face of the pile before clamping. Because the pressure element acts on an upwardly directed face of the pile, the position and dimensions of the pressure element are largely independent of the lateral dimensions of the pile and do not have to be specially adapted when the pile is changed.
Mit der Erfindung wird ein besonders sicheres Handhaben von Rammgut ermöglicht. Insbesondere beugt die Erfindung Arbeitsunfällen vor, bei welchen nicht richtig gesichertes oder nicht richtig gespanntes Rammgut sich aus der Antriebseinheit löst und zu Boden fällt. Lösende und umfallende Spundwandbohlen, welche eine Länge von über 10 m und ein Gewicht von bis zu einer Tonne und mehr aufweisen können, können zu schweren Unfällen an Baustellen mit Personen- und Sachschäden führen.With the invention a particularly safe handling of piling is made possible. In particular, the invention prevents accidents at work in which piling material which is not properly secured or not properly tensioned is released from the drive unit and falls to the ground. Loosening and falling sheet piles, which can have a length of over 10 m and a weight of up to a ton or more, can lead to serious accidents on construction sites with personal injury and property damage.
Gemäß der Erfindung wird ein sicheres Einspannen des Rammguts in der Spanneinrichtung sichergestellt. Dabei beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass bei einem Hochziehen des Rammguts das flexible Sicherungselement gespannt ist, bis das Rammgut vertikal ausgerichtet und auf dem Boden aufgesetzt ist. Bei einem nach unten Fahren der Antriebseinheit und Einführen eines oberen Endes des Rammguts in die Spanneinrichtung wird die Spannung an dem flexiblen Sicherungselement aufgehoben. Bis zum Einbringen in die Spannposition an der Spanneinrichtung besteht so für eine gewisse Zeitspanne, welche einige Sekunden dauern kann, keine Lagesicherung für das vertikal gerichtete Rammgut. Dieses kann dann aus der vertikalen Position kippen und so ein korrektes Einführen in die Spanneinrichtung erschweren oder insgesamt verhindern. Zwar kann das kippende Rammgut von dem flexiblen Sicherungselement aufgefangen werden. Allerdings muss das Rammgut dann erneut durch ein nach oben Fahren der Antriebseinheit ausgerichtet und der Einfädelvorgang in die Spanneinrichtung wiederholt werden, was zusätzlichen Zeitaufwand bedeutet. Zudem wird bei diesem Auffangen des kippenden Rammguts das flexible Sicherungselement einer erheblichen Belastung und einem entsprechenden Verschleiß ausgesetzt. Bei mangelnder Wartung etwa einer Sicherungskette besteht die Gefahr, dass diese reißt und das Rammgut unkontrolliert umfällt.According to the invention, a secure clamping of the pile is ensured in the clamping device. The invention is based on the knowledge that when the pile is pulled up, the flexible securing element is tensioned until the pile is vertically aligned and placed on the ground. When the drive unit moves downwards and an upper end of the pile is inserted into the tensioning device, the tension on the flexible securing element is released. Until it is brought into the clamping position on the clamping device, there is no securing of the position of the vertically directed pile for a certain period of time, which can take a few seconds. This can then tilt out of the vertical position and thus make correct insertion into the clamping device difficult or prevent it altogether. The tilting pile can be caught by the flexible securing element. However, the pile must then be aligned again by moving the drive unit upwards and the threading process are repeated in the clamping device, which means additional expenditure of time. In addition, the flexible securing element is exposed to considerable stress and wear and tear when the tipping pile is caught in this way. If there is insufficient maintenance of a safety chain, for example, there is a risk that it will tear and the pile will fall over in an uncontrolled manner.
Nach der Erfindung ist ein Andruckelement vorgesehen, welches relativ zur Antriebseinheit verfahrbar gelagert ist. Das Andruckelement kann so vor einem Lösen der Spannung des flexiblen Sicherungselementes an das Rammgut angefahren werden und dieses vor dem Spannen mittels der Spanneinrichtung durch Aufbringen einer definierten Andrucckraft in einer vertikalen Position halten, wenn die Antriebseinheit zum Spannen nach unten fährt. Das Rammgut kann so zuverlässig in einer vertikalen Position gehalten werden. In dieser vertikalen Position ist ein sicheres Einführen des Rammguts in die Spanneinrichtung durch ein einfaches nach unten Fahren der Antriebseinheit möglich. Hierdurch wird ein effizientes und sicheres Einspannen des Rammgutes an der Antriebseinheit ermöglicht, ohne dass das Sicherungselement starken Belastungen ausgesetzt ist.According to the invention, a pressure element is provided which is mounted so as to be movable relative to the drive unit. The pressure element can thus be approached to the pile before the tension of the flexible securing element is released and hold it in a vertical position before tensioning by means of the tensioning device by applying a defined compression force when the drive unit moves downwards for tensioning. The pile can thus be reliably held in a vertical position. In this vertical position, the pile can be safely inserted into the clamping device by simply moving the drive unit downwards. This enables the pile to be clamped efficiently and safely on the drive unit without the securing element being exposed to heavy loads.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Andruckelement mit einem Durchgang ausgebildet ist, durch welchen ein Spannen des Rammgutes durch die Spanneinrichtung bei anliegendem Andruckelement ermöglicht ist. Das Andruckelement deckt so nicht den gesamten oberen Bereich des Rammgutes ab. Vielmehr bleibt mit dem Durchgang ein Teilbereich des Rammgutes frei, an welchem das Rammgut dann mittels der Spanneinrichtung, welche mindestens eine bewegbare Spannbacke aufweist, an der Antriebseinheit eingespannt wird.A preferred embodiment of the invention consists in that the pressure element is designed with a passage through which a clamping of the pile is made possible by the clamping device when the pressure element is in contact. The pressure element does not cover the entire upper area of the pile. Rather, with the passage, a partial area of the pile remains free, at which the pile is then clamped to the drive unit by means of the clamping device, which has at least one movable clamping jaw.
Grundsätzlich kann das Andruckelement zum Erreichen dieser Funktion beliebig ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform ist, dass das Andruckelement gabelförmig ausgebildet ist. Mit einem gabelförmigen Andruckelement kann ein Rammgut, insbesondere eine Spundwandbohle, in seinen Außenbereichen nahezu unabhängig von der Größe und Form des Rammguts zuverlässig mit einer vertikalen Kraft nach unten angedrückt werden, während die Spanneinrichtung das Rammgut in einem Mittenbereich am oberen Ende zuverlässig einspannen kann.In principle, the pressure element can be designed as desired to achieve this function. A preferred embodiment is that the pressure element is fork-shaped. With a fork-shaped pressure element, a pile, in particular a sheet pile, can be reliably pressed downwards with a vertical force in its outer areas almost regardless of the size and shape of the pile, while the clamping device can reliably clamp the pile in a central region at the upper end.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Andruckelement so ausgebildet, dass die auf das Rammgut drückenden Andruckarme zusätzlich zur vertikalen Verschiebbarkeit der gesamten Andruckeinheit noch in einer horizontalen Ebene verstellbar sind, so dass das obere Ende des Rammguts verdreht und/oder horizontal verfahren werden kann. Dadurch ist es möglich, das Rammgut besonders einfach und zuverlässig so auszurichten, dass es zuverlässig von der Spanneinrichtung der Antriebseinheit überfahren und eingespannt werden kann. Dabei macht sich die Erfindung die Erkenntnis zunutze, dass ein langes Rammgut wie z. B. eine Spundwandbohle, die eine Länge von 10 m oder noch mehr haben kann, in sich so flexibel ist, dass sich das obere Ende auch dann drehen oder verschieben lässt, wenn das untere Ende auf den Boden gedrückt und gewissermaßen lagefixiert wird. So findet der Einspannvorgang schnell, sicher und zuverlässig statt, wodurch eine wirtschaftliche Arbeitsweise ermöglicht wird.In a further development of the invention, the pressure element is designed so that the pressure arms pressing on the pile can also be adjusted in a horizontal plane in addition to the vertical displacement of the entire pressure unit, so that the upper end of the pile can be rotated and / or moved horizontally. This makes it possible to align the pile particularly easily and reliably so that it can be reliably passed over and clamped by the clamping device of the drive unit. The invention makes use of the knowledge that a long pile such as. B. a sheet pile, which can have a length of 10 m or more, is so flexible in itself that the upper end can also be rotated or shifted when the lower end is pressed onto the ground and, to a certain extent, fixed in position. The clamping process takes place quickly, safely and reliably, which enables an economical way of working.
Das Andruckelement kann in grundsätzlich jeder geeigneten Weise zum Ausüben einer notwendigen Andruckkraft an das Rammgut gefahren und angedrückt werden. Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Weiterbildung ist es besonderes zweckmäßig, dass das Andruckelement mittels eines Stellzylinders verfahrbar ist, welcher zwischen der Antriebseinheit und dem Andruckelement angeordnet ist. Der Stellzylinder ist vorzugsweise hydraulisch angetrieben und insbesondere als ein doppelwirkender Hydraulikzylinder ausgebildet.In principle, the pressure element can be moved and pressed against the pile-driven material in any suitable manner for exerting a necessary pressure force. According to a further development of the further development according to the invention, it is particularly expedient that the pressure element can be moved by means of an actuating cylinder which is arranged between the drive unit and the pressure element. The adjusting cylinder is preferably hydraulically driven and in particular designed as a double-acting hydraulic cylinder.
Das Andruckelement kann in einer beliebigen Weise verfahrbar gelagert sein. Besonders vorteilhaft ist es nach einer erfindungsgemäßen Variante, dass das Andruckelement entlang einer Linearführung verfahrbar ist, welche an einem Mast oder der Antriebseinheit angeordnet ist. Bei einer Anordnung an einem vertikalen Mast kann das Andruckelement insbesondere entlang der gleichen Linearführung verfahrbar sein, entlang welcher auch ein Arbeitsschlitten der Rammantriebseinheit entlang des Mastes verfahrbar ist. Alternativ kann an der Antriebseinheit selbst eine Linearführung ausgebildet sein, welche nach unten gerichtet ist und entlang welcher das Andruckelement verfahrbar gelagert ist. In diesem Fall kann die Linearführung vorzugsweise durch eine oder mehrere Zylinderführungen ausgebildet sein. Eine solche Linearführung an der Antriebseinheit ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Antriebseinheit frei an einem Seil aufgehängt ist.The pressure element can be mounted so as to be movable in any desired manner. According to a variant according to the invention, it is particularly advantageous that the pressure element can be moved along a linear guide which is arranged on a mast or the drive unit. In the case of an arrangement on a vertical mast, the pressure element can in particular be moved along the same linear guide along which a working slide of the ram drive unit can also be moved along the mast. Alternatively, a linear guide can be formed on the drive unit itself, which is directed downwards and along which the pressure element is movably mounted. In this case, the linear guide can preferably be formed by one or more cylinder guides. Such a linear guide on the drive unit is particularly useful when the drive unit is freely suspended from a rope.
Die Antriebseinheit dient dazu, ein Rammgut, insbesondere einen Pfahl, einen Träger oder eine Spundwandbohle, mittels Schwingungen oder Impulsen in einen Boden einzutreiben. Dabei ist es bevorzugt, dass die Antriebseinheit als ein Rüttler mit rotierbaren Unwuchtelementen oder als ein Rammhammer mit einem linear reversierend antreibbaren Impulselement ausgebildet ist. Der Rüttler kann dabei ein oder mehrere Paare von rotierbaren Unwuchtelementen aufweisen, welche in bekannter Weise zum Erzeugen einer gerichteten Unwuchtkraft zueinander verstellbar gelagert sind. Alternativ kann die Antriebseinheit ein Rammhammer sein. Dabei kann die Rammbewegung Schlagimpulse auslösen, bei welchen das reversierend angetriebene Impulselement auf eine Schlagfläche auftrifft. Alternativ kann das Impulselement auch ohne einen Schlagkontakt reversierend angetrieben werden, so dass eine gezielte Vibrationsbewegung erzeugt und auf das Rammgut übertragen wird.The drive unit is used to drive a pile, in particular a pile, a girder or a sheet pile, into the ground by means of vibrations or pulses. It is preferred that the drive unit is designed as a vibrator with rotatable unbalance elements or as a ram hammer with a linearly reversing impulse element. The vibrator can have one or more pairs of rotatable imbalance elements, which are mounted so as to be adjustable in relation to one another in a known manner in order to generate a directed imbalance force. Alternatively, the drive unit can be a pile hammer. The ramming movement can trigger impact pulses in which the reversing driven pulse element strikes a striking surface. Alternatively, the pulse element can also be driven in a reversing manner without impact contact, so that a targeted vibration movement is generated and transmitted to the pile.
Eine Erhöhung der Betriebssicherheit wird nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt, dass eine Prüfeinheit vorgesehen ist, welche ausgebildet ist festzustellen, dass das flexible Sicherungselement zwischen dem Rammgut und der Antriebseinheit angebracht ist. Diese Prüfeinheit kann insbesondere etwa durch Feststellung eines elektrischen Kontaktes schon vor einem Bewegen des Rammgutes ermitteln, ob das flexible Sicherungselement insbesondere an einem oder zwei Verankerungspunkten an der Antriebseinheit angeschlossen ist. Insbesondere bei einem Ziehen eines Rammgutes aus dem Boden wird sichergestellt, dass dieser Vorgang nicht ohne eine zusätzliche mechanische Sicherung des Rammguts an der Antriebseinheit erfolgt.According to a further development of the invention, an increase in operational reliability is achieved in that a test unit is provided which is designed to determine that the flexible securing element is attached between the pile and the drive unit. This test unit can determine whether the flexible securing element is connected to one or two anchoring points on the drive unit in particular by establishing an electrical contact even before the pile is moved. Particularly when a pile is pulled out of the ground, it is ensured that this process does not take place without an additional mechanical securing of the pile on the drive unit.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft, dass ein mobiles Trägergerät vorgesehen ist, an welchem der Mast angeordnet ist. Das Trägergerät kann insbesondere ein Raupenfahrwerk aufweisen, an welchem ein drehbarer Oberwagen mit einem vertikalen Mast, insbesondere einem Teleskopmäkler oder einem Ausleger mit Tragseil, gelagert ist.In a further embodiment of the device according to the invention, it is advantageous that a mobile carrier device is provided on which the mast is arranged. The carrier device can in particular have a caterpillar chassis on which a rotatable superstructure with a vertical mast, in particular a telescopic leader or a boom with a support cable, is mounted.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Andruckelement vorgesehen ist, welches relativ zu der Antriebseinheit an das Rammgut verfahren und dabei eine Andruckkraft auf eine nach oben gerichtete Stirnseite des Rammguts aufgebracht wird.The method according to the invention is characterized in that a pressure element is provided, which moves relative to the drive unit on the pile and thereby a pressure force is applied to an upwardly directed face of the pile.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere durch die zuvor beschriebene Vorrichtung durchgeführt werden. Es können dabei die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.The method according to the invention can in particular be carried out by the device described above. The advantages described above can be achieved in this case.
Eine bevorzugte Verfahrensvariante der Erfindung besteht darin, dass das Rammgut durch das Andruckelement in einer Spannposition gehalten wird, dass anschließend die Antriebseinheit an das Rammgut gefahren wird und dass das Rammgut mittels der Spanneinrichtung eingespannt und an der Antriebseinheit zum Einrammen gehalten wird. Durch das Andruckelement wird eine Andruckkraft auf das Rammgut aufgebracht, so dass dieses vor dem Lösen oder Entspannen des flexiblen Sicherungselementes in der vertikalen Position fixiert ist und nicht kippen kann. In dieser Position kann dann ein effizientes, sicheres und schonendes Spannen des Rammgutes durch die Spanneinrichtung erfolgen, wenn die Spanneinrichtung durch ein nach unten Fahren der Antriebseinheit in Position gefahren ist. Anschließend kann ein Einrammen erfolgen.A preferred variant of the method of the invention is that the pile is held in a clamping position by the pressure element, that the drive unit is then driven to the pile and that the pile is clamped by means of the clamping device and held on the drive unit for ramming. By means of the pressure element, a pressure force is applied to the pile, so that it is fixed in the vertical position and cannot tilt before the flexible securing element is released or relaxed. In this position, the ramming material can be clamped efficiently, safely and gently by the clamping device when the clamping device is moved into position by moving the drive unit downwards. Then ramming can take place.
Dieses Verfahren ist in bevorzugter Weise dadurch weitergebildet, dass anschließend das Andruckelement zum Einrammen von dem Rammgut gelöst und beabstandet wird. Insbesondere kann das Andruckelement durch einen Stellzylinder von der Andruckposition wieder zurück in eine Bereitschaftsposition gefahren werden, in welcher das Andruckelement von dem Rammgut beabstandet ist. Anschließend kann die Antriebseinheit in Betrieb gesetzt werden, so dass dann das Rammgut ohne direkte Belastung des Andruckelementes in den Boden eingetrieben werden kann.This method is preferably developed in that the pressure element for ramming is subsequently released from the pile and spaced apart. In particular, the pressure element can be moved from the pressure position back into a standby position by means of an adjusting cylinder, in which the pressure element is spaced apart from the pile. The drive unit can then be put into operation so that the pile can then be driven into the ground without direct loading of the pressure element.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, dass mittels des Andruckelementes eine Lage des Rammguts verstellt und in eine Spannposition gebracht wird. Das Andruckelement kann dabei selbst in eine oder mehrere Bewegungsrichtungen quer zur vertikalen Verfahrachse verstellbar sein, so dass ein gewisses Ausrichten des Rammguts durch das Andruckelement ermöglicht wird. Alternativ können am Andruckelement selbst verschiedene verstellbare Teile oder Abschnitte angeordnet sein, welche zum Ausrichten des Rammgutes gegenüber einem Grundträger des Andruckelementes verstellbar sind.According to a development of the method according to the invention, it is preferred that a position of the pile is adjusted by means of the pressure element and brought into a clamping position. The pressure element can itself be adjustable in one or more directions of movement transverse to the vertical axis of travel, so that a certain alignment of the pile is made possible by the pressure element. Alternatively, various adjustable parts or sections can be arranged on the pressure element itself, which can be adjusted to align the pile with respect to a base carrier of the pressure element.
Eine weitere vorteilhafte Verfahrensvariante der Erfindung besteht darin, dass die Rammantriebseinheit bei durch das Andruckelement aufgebrachter Andruckkraft auf das Rammgut eine Prüfposition einnimmt, bei welcher das flexible Sicherungselement zwischen dem Rammgut und der Antriebseinheit gespannt ist, und dass eine Prüfeinheit feststellt, ob sich in der Prüfposition das flexible Sicherungselement zwischen dem Rammgut und der Antriebseinheit befindet.A further advantageous variant of the method of the invention consists in that the ram drive unit opens when the pressure force is applied by the pressure element the pile assumes a test position in which the flexible securing element is stretched between the pile and the drive unit, and that a test unit determines whether the flexible securing element is located between the pile and the drive unit in the test position.
Bei dieser Verfahrensvariante kann durch die Vorrichtung automatisch festgestellt werden, ob das flexible Sicherungselement, insbesondere eine Sicherungskette, zur zusätzlichen Lage- und Unfallsicherung zwischen Rammgut und der Antriebseinheit angebracht ist. Wird das Rammgut durch das Andruckelement in einer vertikalen Position gehalten, kann die Antriebseinheit in dieser Position nach oben gefahren und das flexible Sicherungselement gespannt werden, welches einerseits am Rammgut und andererseits an der Antriebseinheit befestigt ist. Ist das Sicherungselement korrekt befestigt, wird sich bei einem nach oben Fahren der Antriebseinheit zwischen dem Andruckelement, welches das Rammgut in der vertikalen Position hält, und der Antriebseinheit eine Zugkraft durch das gespannte flexible Sicherungselement aufbauen. Dies kann etwa durch eine Druck- oder Kraftmesseinrichtung etwa an dem Andruckelement, einem Stellzylinder des Andruckelementes oder der Antriebseinheit festgestellt werden.In this variant of the method, the device can automatically determine whether the flexible securing element, in particular a securing chain, is attached between the pile-driven material and the drive unit for additional positional and accident protection. If the pile is held in a vertical position by the pressure element, the drive unit can be moved upwards in this position and the flexible securing element tensioned, which is attached to the pile on the one hand and to the drive unit on the other. If the securing element is correctly attached, when the drive unit moves upwards, a tensile force will build up between the pressure element, which holds the pile in the vertical position, and the drive unit due to the tensioned flexible securing element. This can be determined, for example, by a pressure or force measuring device, for example on the pressure element, an actuating cylinder of the pressure element or the drive unit.
Bei Erreichen eines bestimmten Zugkraftwertes kann so durch eine Prüf- oder Auswerteeinheit zuverlässig festgestellt werden, dass das flexible Sicherungselement korrekt befestigt ist. Wird hingegen eine solche Zugkraft nicht festgestellt, so kann dies als ein Hinweis darauf gewertet werden, dass das flexible Sicherungselement nicht oder nicht richtig angebracht ist. Das Prüfen kann vor einem Einrammen oder vor oder nach einem Ziehen des Rammguts durch die Prüfeinheit erfolgen. Beim Prüfen wird eine definierte Prüfkraft aufgebracht, durch welche das flexible Sicherungselement nicht überbeansprucht wird.When a certain tensile force value is reached, a test or evaluation unit can reliably determine that the flexible securing element is correctly attached. If, on the other hand, such a tensile force is not determined, this can be interpreted as an indication that the flexible securing element is not attached or not attached correctly. The testing can take place before driving in or before or after pulling the pile through the test unit. When testing, a defined test force is applied by which the flexible securing element is not overstressed.
Gemäß einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Prüfeinheit ein Warnsignal abgibt, wenn festgestellt wird, dass sich kein flexibles Sicherungselement zwischen dem Rammgut und der Antriebseinheit befindet. Das Warnsignal kann insbesondere optisch und/oder akustisch an einen Maschinenbediener oder auch an die Umgebung der Vorrichtung abgegeben werden. Insbesondere wird in einem solchen Fall das Rammgut durch die Spanneinrichtung gehalten, welche in dem gespannten Zustand gesperrt wird.According to a variant embodiment of the method according to the invention, it is provided that the test unit emits a warning signal when it is established that there is no flexible securing element between the pile and the drive unit. The warning signal can in particular be emitted optically and / or acoustically to a machine operator or also to the environment of the device. In particular, in such a case, the pile is held by the clamping device, which is locked in the clamped state.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es dabei bevorzugt, dass die Prüfeinheit ein Einrammen oder Ziehen des Rammguts unterbindet, wenn festgestellt wird, dass sich kein flexibles Sicherungselement zwischen dem Rammgut unter der Rammantriebseinheit befindet. Das Einrammen kann dabei erst fortgesetzt werden, wenn beispielsweise das fehlende Sicherungselement angebracht wird. Insbesondere kann bei einem fehlenden flexiblen Sicherungselement die Andruckkraft auf das Rammgut so lange aufrechterhalten werden, bis nach einer vorgegebenen Sicherheitsprozedur eine ausreichende Lagesicherung des Rammguts gewährleistet ist oder ein möglicher Gefahrenbereich durch ein ungesichertes Rammgut von Personen geräumt ist.According to a further development of the invention, it is preferred that the test unit prevents the ramming or pulling of the ramming material if it is determined that there is no flexible securing element between the ramming material under the ramming drive unit. The ramming can only be continued if, for example, the missing securing element is attached. In particular, if there is no flexible securing element, the pressing force on the pile can be maintained until, after a specified safety procedure, the pile is secured sufficiently or a possible danger area has been cleared of people by unsecured pile.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausgangsbeispielen weiter beschrieben, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig.1
- eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit vertikalem Mast beim Aufnehmen eines Rammguts;
- Fig.2
- eine schematische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Rammvorrichtung beim Aufziehen des Rammguts;
- Fig.3
- eine schematische Detailansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von
Fig. 2 bei vertikal angeordnetem Rammgut; - Fig. 4
- eine schematische Detailansicht der Vorrichtung der
Figuren 2 und3 beim Einspannen des Rammguts; - Fig. 5
- eine schematische Detailansicht der Vorrichtung nach den
Figuren 2 bis 4 mit einem Lösen des Andruckelementes; - Fig.6
- eine schematische perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den
Figuren 2 in einer Prüfposition;bis 5 - Fig.7
- eine vergrößerte perspektivische Detailansicht einer Andruckeinheit gemäß der Erfindung;
- Fig. 8
- eine schematische Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Seilaufhängung der Rammantriebseinheit;
- Fig. 9
- die Antriebseinheit von
Fig. 8 beim Einspannen des Sicherungselementes und anliegendem Andruckelement; und - Fig. 10
- die Antriebseinheit von
Fig. 9 mit rückgezogenem Andruckelement.
- Fig. 1
- a schematic side view of a device according to the invention with a vertical mast when picking up a pile;
- Fig. 2
- a schematic detailed view of a piling device according to the invention when pulling up the piling;
- Fig. 3
- a schematic detailed view of the device according to the invention from FIG
Fig. 2 with vertically arranged piling; - Fig. 4
- a schematic detailed view of the device of FIG
Figures 2 and3 when clamping the pile; - Fig. 5
- a schematic detailed view of the device according to the
Figures 2 to 4 with a release of the pressure element; - Fig. 6
- a schematic perspective view of the device according to the invention according to the
Figures 2 to 5 in a test position; - Fig. 7
- an enlarged perspective detail view of a pressure unit according to the invention;
- Fig. 8
- a schematic side view of a further device according to the invention with rope suspension of the ram drive unit;
- Fig. 9
- the drive unit of
Fig. 8 when clamping the securing element and the contact pressure element; and - Fig. 10
- the drive unit of
Fig. 9 with retracted pressure element.
Der grundsätzliche Aufbau einer Vorrichtung 10 wird im Zusammenhang mit
Zum Aufnehmen eines Rammgutes 5, welches insbesondere eine Spundwandbohle oder ein Stahlträger sein kann, wird die Antriebseinheit 20 entlang des Mastes 18 in eine untere Aufnahmeposition verfahren, welche in
Zum Aufziehen und Einspannen des pfahlförmigen Rammgutes 5 wird die Antriebseinheit 20 entlang des Mastes 18 mit der Linearführung 19 über einen nicht dargestellten Seilantrieb oder einen Hydraulikzylinder nach oben verfahren, wie anschaulich in
Weise eine Spanneinrichtung 24 mit mindestens einer hydraulisch verstellbaren Spannbacke. Weiterhin ist gemäß der Erfindung am unteren Bereich der Antriebseinheit 20 eine erfindungsgemäße Andruckeinheit 40 mit einem Andruckelement 42 in einer Bereitschafts- oder Rückzugsposition angeordnet. In dieser Bereitschaftsposition befindet sich das Andruckelement 42 oberhalb der Aufnahme 22 und der Spanneinrichtung 24.Way a clamping
Das nach oben Fahren der Antriebseinheit 20 mit dem angehängten Rammgut 5 erfolgt so lange, bis das stangenförmige Rammgut 5 vertikal aufgezogen oder aufgestellt ist, wobei ein unteres Ende des Rammgutes 5 auf dem Boden aufsteht. In dieser in
Nunmehr kann, wie in
Gemäß
In umgekehrter Weise kann mittels der Vorrichtung 10 auch ein Ziehen des Rammgutes 5 aus dem Boden durchgeführt werden. Dabei wird ein oberes, aus dem Boden herausragendes Ende des Rammgutes 5 mittels der Spanneinrichtung 24 der Antriebseinheit 20 eingespannt, wobei aus Gründen der Arbeitssicherheit gleichzeitig oder mit zeitlichem Abstand das flexible Sicherungselement 30 zwischen der Aufnahme 22 der Antriebseinheit 20 und dem Rammgut 5 angebracht wird. Insbesondere durch Erzeugen gezielter Schwingungen kann so durch ein nach oben Fahren der Antriebseinheit 20 das Rammgut 5 zuverlässig aus dem Boden rückgezogen werden. Anschließend wird die Spanneinrichtung 24 gelöst, so dass das Rammgut 5 dann erneut ausschließlich über das flexible Sicherungselement 30 mit der Antriebseinheit 20 verbunden ist.Conversely, the device 10 can also be used to pull the
Aus Gründen der Arbeitssicherheit ist es dabei wesentlich, dass beim Lösen der Spanneinrichtung 24 Sicherheit besteht, dass das Rammgut 5 tatsächlich über das flexible Sicherungselement 30 weiterhin an der Antriebseinheit 20 gesichert ist, wie dies anschaulich in
Um dies zulässig zu überprüfen, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 eine nicht dargestellte Prüfeinheit vorgesehen. Über diese wird das gabelförmige Andruckelement 42 der Andruckeinheit 40 relativ zur Antriebseinheit 20 vor einem Lösen der Spanneinrichtung 24 aus der rückgezogenen Bereitschaftsposition nach unten verfahren, bis das Andruckelement 42 an der oberen Stirnseite 7 des Rammgutes 5 anliegt. Hierdurch übt das Andruckelement 42 eine definierte Haltekraft auf das Rammgut 5 nach unten aus, so dass dieses in der vertikalen Position lagegesichert ist. Nunmehr kann die Spanneinrichtung 24 gelöst und die Antriebseinheit 20 um einen definierten Weg und/oder mit einer definierten Rückzugskraft nach oben verfahren werden, bis das flexible Sicherungselement 30 wieder einen gespannten Zustand erreicht. Hierbei baut sich bei einem korrekt angebrachten flexiblen Sicherungselement 30 eine definierte Zugspannung auf, welche mittels der Prüfeinheit festgestellt werden kann.In order to check this admissibly, a test unit (not shown) is provided in the device 10 according to the invention. Via this, the fork-shaped
Bei Vorliegen einer entsprechenden Zugspannung stellt dies einen sicheren Hinweis darauf dar, dass das flexible Sicherungselement 30 korrekt angebracht und so das Rammgut 5 zuverlässig über das flexible Sicherungselement 30 mit der Antriebseinheit 20 verbunden ist. Wird die Zugspannung oder Zugkraft nicht durch die Prüfeinheit festgestellt, so kann dies ein Hinweis darauf sein, dass keine korrekte Sicherung des Rammgutes 5 durch das flexible Sicherungselement 30 gewährleistet ist. Durch die Prüfeinheit kann dann ein Warnsignal ausgegeben und ein Sicherungsprozedere oder eine Sperrung des weiteren Betriebes erfolgen. Insbesondere bleibt in einem solchen Fall das Andruckelement 42 zur Lagesicherung des Rammgutes 5 in der vertikalen Position weiter an die Stirnseite 7 des Rammgutes 5 angedrückt, bis etwa eine ausreichende zusätzliche Sicherung zwischen der Antriebseinheit 20 und dem Rammgut 5 angebracht ist.If there is a corresponding tensile stress, this represents a reliable indication that the
Diese Überprüfung kann selbstverständlich auch bereits vor dem Ziehen eines im Boden befindlichen Rammgutes erfolgen.This check can of course also be carried out before a pile-driven material located in the ground is pulled.
Die erfindungsgemäße Andruckeinheit 40 mit dem Andruckelement 42 ist in
In bevorzugter Weise sind die beiden Andruckarme 45 schwenkbar um eine Vertikalachse an dem Grundkörper 44 gelagert. Zudem weisen die Andruckarme 45 an ihren Unterseiten Kontaktabschnitte 43 zum Kontaktieren des Rammgutes auf. Die Kontaktabschnitte 43 sind dabei vorzugsweise entlang der Andruckarme 45 verschiebbar gelagert. An einer Rückseite des Grundkörpers 44 des Andruckelementes 42 ist ein Führungsschuh 48 ausgebildet, welcher mit der Linearführung 19 am Mast 18 zusammenwirkt.The two
In
In den
Zum Aufrichten des Rammguts 5, welches im Ausführungsbeispiel eine Spundwandbohle ist, wird zunächst bei liegendem Rammgut 5 das flexible Sicherungselement 30 durch ein Sicherungsloch 6 geführt. Das flexible Sicherungselement 30, welches im Ausführungsbeispiel ein Stahlseil ist, wird mit seinen beiden Enden an einer Aufnahme 22 der Antriebseinheit 20 befestigt. Nunmehr kann das Rammgut 5 in eine Vertikale aufgezogen werden, indem die Antriebseinheit 20 mittels des Kranhakens 17, welcher an einem Kran, insbesondere einem Raupenkran befestigt ist, hochgezogen wird, bis das Rammgut 5 vertikal auf dem Boden aufsteht. In diesem Zustand kann dann ein bügelförmiges Andruckelement 42 einer Andruckeinheit 40 von einer Rückzugsposition an der Antriebseinheit 20 nach unten ausgefahren werden. Dies kann mittels zweier seitlicher Stellzylinder 50 erfolgen, welche zwischen dem Grundrahmen 21 und dem Andruckelement 42 angeordnet sind.To erect the
Dabei kommen quer verschiebbar gelagerte Kontaktabschnitte 43 an der Unterseite des Andruckelementes 42 mit einer Stirnseite 7 des Rammguts 5 in Kontakt und drücken so das Rammgut 5 mit einer definierten Kraft gegen den Boden. Hierdurch wird unabhängig von einer seitlichen Außenkontur eine zuverlässige Lage- oder Kippsicherung für das Rammgut 5 gewährleistet, wie in
Gemäß
Vor Beginn des eigentlichen Eintreibvorganges werden die Stellzylinder 50 weiter eingefahren, wobei das Andruckelement 42 in eine rückgezogene Position gelangt, wobei die Kontaktabschnitte 43 von der Stirnseite 7 des Rammguts 5 beabstandet sind. Zum Erreichen einer hinreichenden Vortriebskraft kann an dem Grundrahmen 21 der Antriebseinheit 20 ein entsprechendes Auflastgewicht vorgesehen sein. Durch das Gesamtgewicht der Antriebseinheit 20 in Kombination mit der erzeugten Vibrationsbewegung kann so das Rammgut 5 in einen Boden eingetrieben werden.Before the actual driving-in process begins, the adjusting
Claims (15)
- Device for driving a driving material (5) into a ground by means of vibrations or pulses, having- a power unit (20) which is designed to generate vibrations or pulses and which is arranged in a vertically movable manner and has a clamping means (24) for clamping and holding the driving material (5), and- a flexible securing element (30), in particular a securing chain, with which the driving material (5) can be connected to the power unit (20) prior to a clamping,characterized in that- a pressing element (42) is provided which is supported in a displaceable manner relative to the power unit (20) and is designed for applying a pressing force onto an upward-directed front face (7) of the driving material (5) prior to the clamping.
- Device according to claim 1,
characterized in that
the pressing element (42) is designed with a passage (46), through which clamping of the driving material (5) by the clamping means (24) is enabled when the pressing element (24) is in abutment. - Device according to claim 1 or 2,
characterized in that
the pressing element (42) is of fork-shaped design. - Device according to any one of claims 1 to 3,
characterized in that
the pressing element (42) is displaceable by means of a positioning cylinder (50) which is arranged between the power unit (20) and the pressing element (42). - Device according to any one of claims 1 to 4,
characterized in that
the pressing element (42) is displaceable along a linear guide (19) which is arranged on a mast (18) or the power unit (20). - Device according to any one of claims 1 to 5,
characterized in that
the power unit (20) is designed as a vibrator with rotatable imbalance elements or as a pile-driving hammer with a pulse element capable of being driven in a linearly reversible manner. - Device according to any one of claims 1 to 6,
characterized in that
a test unit is provided which is designed to establish if the flexible securing element (30) is attached between the driving material (5) and the power unit (20). - Device according to any one of claims 1 to 7,
characterized in that
a mobile carrier implement (12) is provided, on which the power unit (20) is arranged in a vertically movable manner by means of a carriage on a mast (18) or by means of a support rope (15). - Method for driving, vibrating or extracting driving material (5) into or from a ground, in particular by way of a device (10) according to any one of claims 1 to 8,
wherein the driving material (5) is clamped and held by means of a clamping means (24) on a power unit (20) and the driving material (5) is connected by means of a flexible securing element (30), in particular a securing chain, to the power unit (20),
characterized in that
a pressing element (42) is provided which is displaced relative to the power unit (20) towards the driving material (5) and, in doing so, a pressing force is applied onto an upward-directed front face (7) of the driving material (5). - Method according to claim 9,
characterized in that
the driving material (5) is held by the pressing element (42) in a clamping position, in that subsequently the power unit (20) is moved towards the driving material (5) and
in that the driving material (5) is clamped by means of the clamping means (24) and held on the power unit (20) for driving-in. - Method according to claim 10,
characterized in that
subsequently, for driving-in, the pressing element (42) is released and spaced apart from the driving material (5). - Method according to any one of claims 9 to 11,
characterized in that
by means of the pressing element (42) a position of the driving material (5) is adjusted and brought into a clamping position. - Method according to any one of claims 9 to 12,
characterized in that
with pressing force being applied by the pressing element (42) onto the driving material (5), the power unit (20) assumes a test position, in which the flexible securing element (30) between the driving material (5) and the power unit (20) is tensioned, and
in that a test unit establishes if the flexible securing element (30) is located between the driving material (5) and the power unit (20) in the test position. - Method according to claim 13,
characterized in that
the test unit issues a warning signal if it is established that no flexible securing element (30) is located between the driving material (5) and the power unit (20). - Method according to claim 13 or 14,
characterized in that
the test unit prevents a clamping by means of the clamping means (24), a driving-in or an extraction of the driving material (5) if it is established that no flexible securing element (30) is located between the driving material (5) and the power unit (20).
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