EP3792403A1 - Verfahren zum herstellen eines vollverdrängungsbohrpfahles, schraubassistenzsystem zum führen eines schraubvorgangs in einem derartigen verfahren sowie software für ein derartiges schraubassistenzsystem - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines vollverdrängungsbohrpfahles, schraubassistenzsystem zum führen eines schraubvorgangs in einem derartigen verfahren sowie software für ein derartiges schraubassistenzsystem Download PDF

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EP3792403A1
EP3792403A1 EP19196698.5A EP19196698A EP3792403A1 EP 3792403 A1 EP3792403 A1 EP 3792403A1 EP 19196698 A EP19196698 A EP 19196698A EP 3792403 A1 EP3792403 A1 EP 3792403A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
screwing
torque
load
assistance system
sample data
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19196698.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
José Leonardo Söllhuber Kretzer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stump Franki Spezialtiefbau GmbH
Original Assignee
Stump Franki Spezialtiefbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Stump Franki Spezialtiefbau GmbH filed Critical Stump Franki Spezialtiefbau GmbH
Priority to EP19196698.5A priority Critical patent/EP3792403A1/de
Publication of EP3792403A1 publication Critical patent/EP3792403A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/06—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers for observation while placing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00—Testing foundations or foundation structures
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    • E02D5/24—Prefabricated piles
    • E02D5/28—Prefabricated piles made of steel or other metals
    • E02D5/285—Prefabricated piles made of steel or other metals tubular, e.g. prefabricated from sheet pile elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/56—Screw piles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/22—Placing by screwing down

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a fully displacement bored pile, a screwing assistance system for carrying out a screwing process in such a method, and software for such a screwing assistance system.
  • screw piles according to DIN EN 12 699 are generally known. These screw piles are also referred to as full displacement bored piles or displacement piles and are described, for example, in the document “Recommendations of the working group “Pfähle”: EA-Pfähle “, Berlin: Ernst & Sohn, 2007, published by the Deutsche Deutschen für Geotechnik eV, ISBN 978-3-433-01870-5, chapter 2.2.4 . This document as a whole is hereinafter also referred to as "EAP”.
  • Such full displacement bored piles are often used in urban areas so as not to disturb residents and not to damage sensitive structures in the vicinity.
  • These full displacement bored piles are produced by rotating a steel pipe, to which an exchangeable cutting head is attached, is pressed into the subsoil and thus screwed into the subsoil.
  • the soil is laterally displaced and compacted by the cutting head.
  • the outside dimensions of the cutting head determine the pile diameter.
  • the cutting head is sealed watertight with a lost toe, which will remain in the screw hole after the pile has been completed.
  • the cutting head and the pipe are screwed vibration-free into the subsoil using a rotary drive with simultaneous vertical contact pressure.
  • This contact pressure is measured as it is screwed in and compared with subsoil outcrops that have previously been created for the respective construction site and include, for example, drilling profiles and / or exploration diagrams.
  • a reinforcement cage is lowered into the pipe.
  • the pipe and a storage container placed on top are filled with concrete.
  • the pipe and the cutting head are screwed backwards out of the subsoil.
  • the tip of the foot is released from the cutting head and the cutting head forms the post when it is unscrewed.
  • the concrete column in the pipe and the container fills the with its large static overpressure from the cutting head released cavity immediately with concrete. This creates a helical concrete bead around the pile shaft in the subsoil.
  • the concrete bead is, for example, 5 cm thick, which means that its outer radius is 5 cm larger than the outer radius of the pile shaft.
  • the first approach uses evaluations of pile load tests that were carried out on the respective construction site.
  • the second approach uses a soil survey that was prepared for the respective construction site.
  • the dimensioning is carried out using the respective lower values from the applicable EAP diagrams and tables.
  • the third approach uses evaluations of pile test loads that have already been carried out on at least one other construction site, the soil assessment of which is similar to the soil assessment of the respective construction site.
  • the dimensioning is carried out using the respective upper values from the applicable EAP diagrams and tables.
  • the accuracy with which the load-bearing capacity of the individual full displacement bored piles can be determined is usually better with the first approach than with the third approach and with the third approach better than with the second approach.
  • the proposed method enables the local subsoil in which this pile is to be produced to be taken into account individually for each individual full displacement bored pile. This avoids the pile being made longer than would be necessary for the desired load-bearing capacity, or being made too short, although the subsoil is locally less load-bearing. This in turn prevents different spring stiffnesses and settlement of the individual piles, which would otherwise lead to undesirable stresses in the building built on them.
  • this method makes it possible that the screwdriver used for the screwing process is not overstrained and is less subject to wear.
  • the load-bearing capacities included in the sample data are preferably those load-bearing capacities that result or have resulted from a defined settlement of the respective full displacement bored pile.
  • the desired load-bearing capacity is preferably that load-bearing capacity that results or will result from a defined settlement of the full displacement bored pile to be produced.
  • the value 0.1 ⁇ D is usually used, where D is the outside diameter of the pile shaft or the outside diameter of the concrete bead.
  • the embedment depth is the length of the pile section that is located in the load-bearing soil layer.
  • This location is preferably in the area of the construction site on which the full displacement bored pile is to be constructed.
  • the constant boundary conditions comprise at least parameters selected from a group comprising a cutting head type, an outer diameter of the pipe, a foot tip type, a longitudinal screwing speed, a rotational speed, a longitudinal extraction speed and a contact pressure.
  • This longitudinal screwing speed is the feed speed with which the cutting head and the pipe move downwards into the subsoil when screwing. This speed is the speed at which the cutting head and the pipe rotate when screwing into the subsoil.
  • This longitudinal extraction speed is the retraction speed with which the cutting head and the pipe move upwards out of the subsoil when unscrewing.
  • This contact pressure is the pressure with which the cutting head and the pipe are pressed against the subsoil when screwing.
  • a minimum embedment depth of the fully displacement bored pile to be produced in the load-bearing soil layer and the demolition torque are used to determine the cancellation of the screwing process.
  • the minimum embedment depth is a function of the demolition torque.
  • the function has at least the parameter load capacity. If required, the function can have further parameters that result, for example, from the boundary conditions.
  • At least one of the termination torques corresponds to a predetermined quantile of the sample data.
  • This quantile is for example the 0.1 quantile.
  • this soil condition and / or sample data that were determined during the screwing process can be stored in the database.
  • FIG. 1 a preferred embodiment of a screwing assistance system 40 according to the invention for guiding a screwing process in a method for producing a full displacement bored pile 10 on a construction site 20 is shown schematically.
  • the method is designed according to a preferred embodiment and will be described in more detail below.
  • the tightening assistance system 40 includes software that includes a database 30 with sample data 32, an input interface, a processing level and an output interface.
  • a breaking torque can be determined from the entered load capacity and the further entered data as well as from the sample data 32. This determination is carried out according to the method.
  • the screwing assistance system 40 can be used to predetermine constant boundary conditions for the screwing process, a torque during a screwing process can be determined, and a termination of the screwing process can be initiated at least as a function of the determined torque.
  • the cancellation can be output to a screwdriver (not shown) that is used in the method.
  • the database 30 with the sample data 32 of pile test loads in different building sites 22 is provided.
  • the current subsoil 22 of the construction site 20 comprises, for example, a first, upper soil layer 22.1, which is cohesive and has a low load-bearing capacity that is insufficient for the planned structure, and a second, lower soil layer 22.2, which is non-cohesive and a high one for the planned structure Structure has sufficient load-bearing capacity.
  • the sample data 32 include for each of these building sites 22 at least a torque that was used when screwing in this building site 22, and a load-bearing capacity of a full displacement bored pile 10 that was produced by this screwing.
  • a desired load-bearing capacity of the full displacement bored pile 10 to be produced is defined.
  • constant boundary conditions of a screwing process that is to be carried out to produce the full displacement bored pile 10 are defined.
  • At least one breaking torque is determined when screwing in a load-bearing soil layer 22.2.
  • the nature of the soil at at least one location 26 on construction site 20 is determined.
  • the sample data 32 will then be filtered according to the determined soil condition in order to determine the abort torque.
  • the screwing process comprises that a pipe 12 with a cutting head 14, which is sealed watertight with a foot tip 16, is screwed into the subsoil 22.
  • the constant boundary conditions are maintained during the screwing process and the torque is measured.
  • the constant boundary conditions include, for example, the following parameters: the type of cutting head 14, the outside diameter of the tube 12, the type of foot tip 16, the longitudinal screwing speed, the rotational speed and the contact pressure.
  • the screwing process is aborted as soon as the measured torque reaches the abortion torque in connection with and / or depending on the embedment depth.
  • the process continues, for example, by lowering a reinforcement cage (not shown) into the pipe 12, pouring concrete into the pipe 12 and into a storage container 18 placed on top, and finally the pipe 12 and the 14 cutting head are backwards out of the subsoil 22 unscrewed, the tip of the foot 16 remaining in the screw hole 24.
  • the full displacement bored pile 10 is ready as soon as the concrete has hardened.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Vollverdrängungsbohrpfahles (10), wobei- eine Datenbank (30) mit Probedaten (32) von Pfahlprobebelastungen bereitgestellt wird, wobei die Pfahlprobebelastungen an Vollverdrängungsbohrpfählen, die in unterschiedlichen Baugründen (22) durch Schrauben hergestellt wurden, durchgeführt wurden;- die Probedaten (32) für jeden dieser Vollverdrängungsbohrpfähle wenigstens ein Drehmoment, das beim Schrauben in dem jeweiligen Baugrund verwendet wurde, und eine Tragfähigkeit des Vollverdrängungsbohrpfahles umfassen;- eine angestrebte Tragfähigkeit des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles (10) definiert wird;- konstante Randbedingungen eines Schraubvorgangs definiert werden;- der Schraubvorgang umfasst, dass ein Rohr (12) mit einem Schneidkopf (14), der mit einer Fußspitze (16) wasserdicht verschlossen ist, in einen Baugrund (22) geschraubt wird;- wenigstens ein Abbruchdrehmoment beim Schrauben in einer tragfähigen Bodenschicht des Baugrunds (22) ermittelt wird;- aus den Probedaten (32) ein Verhältnis von Tragfähigkeit und Drehmoment in der tragfähigen Bodenschicht gewonnen wird, anhand dessen die Abbruchdrehmomente in Zusammenhang mit und/oder in Abhängigkeit von der Einbindetiefe ermittelt werden;- bei dem Schraubvorgang die konstanten Randbedingungen eingehalten werden und das Drehmoment und die Einbindetiefe gemessen werden;- der Schraubvorgang abgebrochen wird, wenn das gemessene Drehmoment das Abbruchdrehmoment in Zusammenhang mit und/oder in Abhängigkeit von der gemessenen Einbindetiefe erreicht.Die Erfindung betrifft zudem ein Schraubassistenzsystem (40) zum Führen eines Schraubvorgangs in einem derartigen Verfahren sowie eine Software für ein derartiges Schraubassistenzsystem (40).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Vollverdrängungsbohrpfahles, ein Schraubassistenzsystem zum Führen eines Schraubvorgangs in einem derartigen Verfahren sowie eine Software für ein derartiges Schraubassistenzsystem.
  • Im Stand der Technik sind Schraubpfähle nach DIN EN 12 699 allgemein bekannt. Diese Schraubpfähle werden auch als Vollverdrängungsbohrpfähle oder Verdrängungspfähle bezeichnet und sind beispielsweise beschrieben in dem Dokument "Empfehlungen des Arbeitskreises "Pfähle": EA-Pfähle", Berlin: Ernst & Sohn, 2007, herausgegeben von der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V., ISBN 978-3-433-01870-5, Kapitel 2.2.4. Dieses Dokument wird als Ganzes nachfolgend auch als "EAP" bezeichnet.
  • Derartige Vollverdrängungsbohrpfähle werden oft innerstädtisch genutzt, um Anwohner nicht zu stören und in der Nähe befindliche empfindliche Bauwerke nicht zu beschädigen. Diese Vollverdrängungsbohrpfähle werden hergestellt, indem ein Stahlrohr, an dem unten ein austauschbarer Schneidkopf befestigt ist, drehend in den Baugrund gedrückt und somit in den Baugrund geschraubt wird. Durch den Schneidkopf wird der Boden seitlich verdrängt und verdichtet. Die Außenabmessungen des Schneidkopfes bestimmen den Pfahldurchmesser. Der Schneidkopf ist mit einer verlorenen Fußspitze wasserdicht verschlossen, die nach Fertigstellung des Pfahls im Schraubloch verbleiben wird. Der Schneidkopf und das Rohr werden mithilfe eines Drehantriebs mit gleichzeitigem vertikalem Anpressdruck erschütterungsfrei in den Baugrund geschraubt. Dieser Anpressdruck wird beim Eindrehen gemessen und mit Baugrundaufschlüssen, die zuvor für die jeweilige Baustelle erstellt worden sind und beispielhaft Bohrprofile und/oder Sondierdiagramme umfassen, verglichen. Nach Erreichen der Solltiefe wird ein Bewehrungskorb in das Rohr hinabgelassen. Das Rohr und ein oben aufgesetzter Vorratsbehälter werden mit Beton gefüllt. Das Rohr und der Schneidkopf werden rückwärts wieder aus dem Baugrund herausgeschraubt. Dabei löst sich die Fußspitze von dem Schneidkopf, und der Schneidkopf formt beim Herausschrauben den Pfahl. Die Betonsäule in dem Rohr und dem Behälter füllt mit ihrem großen statischen Überdruck den von dem Schneidkopf freigegebenen Hohlraum sofort mit Beton aus. So entsteht im Baugrund ein wendelförmiger Betonwulst um den Pfahlschaft herum. Der Betonwulst ist beispielhaft 5 cm stark, das heißt, dass sein Außenradius 5 cm größer als der Außenradius des Pfahlschaftes ist.
  • Im Stand der Technik sind zudem drei Vorgehensweisen zur Bemessung derartiger Vollverdrängungsbohrpfähle bekannt, die beispielhaft in EAP, Kapitel 5 beschrieben sind.
  • Die erste Vorgehensweise verwendet Auswertungen von Pfahlprobebelastungen, die auf der jeweiligen Baustelle durchgeführt wurden.
  • Pfahlprobebelastungen sind allgemein bekannt und beispielsweise beschrieben in DIN
  • EN 1997-1, DIN 1054 und EAP. Derartige Pfahlprobebelastungen werden für unterschiedliche Zwecke durchgeführt, beispielsweise, um:
    • die äußere Tragfähigkeit von Einzelpfählen oder Pfahlgruppen zu ermitteln;
    • die Bemessungsgrundlagen festzulegen;
    • die Bemessungsgrundlagen zu überprüfen;
    • die Eignung eines Pfahlsystems für die vorliegenden Baugrundverhältnisse zu prüfen;
    • die Einhaltung von vorbestimmten maßgebenden Verschiebungsgrenzwerten für die Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken nachzuweisen;
    • die innere Tragfähigkeit von Pfählen zu überprüfen;
    • die Ausführungsqualität zu kontrollieren.
  • Bei einer derartigen Pfahlprobebelastung wird der zu untersuchende Pfahl zyklisch belastet und entlastet, wobei die Pfahllast stufenweise gesteigert wird. Die vertikale Bewegung des Pfahles wird während des gesamten Vorgangs protokolliert. Diese Setzungen und Hebungen ermöglichen sehr differenzierte Aussagen über das Tragverhalten und die Tragfähigkeit des Pfahles und die Beschaffenheit des Bodens.
  • Die zweite Vorgehensweise verwendet ein Bodengutachten, das für die jeweilige Baustelle erstellt wurde. Die Bemessung erfolgt unter Verwendung der jeweils unteren Werte aus den anzuwendenden Diagrammen und Tabellen der EAP.
  • Diese unteren Werte entsprechen gemäß EAP, Kapitel 5.4.3 ff dem 0,1-Quantil - das in EAP als "10%-Fraktil" bezeichnet wird - der Pfahlwiderstände, die aus den empirischen Auswertungen der verwendeten Pfahlprobebelastungen abgeleitet worden sind.
  • Die dritte Vorgehensweise verwendet Auswertungen von Pfahlprobebelastungen, die bereits auf wenigstens einer anderen Baustelle, deren Bodengutachten dem Bodengutachten der jeweiligen Baustelle ähnelt, durchgeführt wurden. Die Bemessung erfolgt unter Verwendung der jeweils oberen Werte aus den anzuwendenden Diagrammen und Tabellen der EAP.
  • Die Genauigkeit, mit der die Tragfähigkeit der einzelnen Vollverdrängungsbohrpfähle ermittelt werden kann, ist meistens bei der ersten Vorgehensweise besser als bei der dritten Vorgehensweise und bei der dritten Vorgehensweise besser als bei der zweiten Vorgehensweise.
  • Vor diesem Hintergrund schlägt die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Herstellen eines Vollverdrängungsbohrpfahles vor, wobei
    • eine Datenbank mit Probedaten von Pfahlprobebelastungen bereitgestellt wird, wobei die Pfahlprobebelastungen an Vollverdrängungsbohrpfählen, die in unterschiedlichen Baugründen durch Schrauben hergestellt wurden, durchgeführt wurden;
    • die Probedaten für jeden dieser Vollverdrängungsbohrpfähle wenigstens ein Drehmoment, das beim Schrauben in dem jeweiligen Baugrund verwendet worden ist, und eine Tragfähigkeit des Vollverdrängungsbohrpfahles umfassen;
    • eine angestrebte Tragfähigkeit des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles definiert wird;
    • konstante Randbedingungen eines Schraubvorgangs definiert werden;
    • der Schraubvorgang umfasst, dass ein Rohr mit einem Schneidkopf, der mit einer Fußspitze wasserdicht verschlossen ist, in einen Baugrund geschraubt wird;
    • wenigstens ein Abbruchdrehmoment beim Schrauben in einer tragfähigen Bodenschicht des Baugrunds ermittelt wird;
    • aus den Probedaten ein Verhältnis von Tragfähigkeit und Drehmoment in der tragfähigen Bodenschicht gewonnen wird, anhand dessen die Abbruchdrehmomente in Zusammenhang mit und/oder in Abhängigkeit von der Einbindetiefe bestimmt werden;
    • bei dem Schraubvorgang die konstanten Randbedingungen eingehalten werden und das Drehmoment und die Einbindetiefe gemessen werden;
    • der Schraubvorgang abgebrochen wird, wenn das gemessene Drehmoment das Abbruchdrehmoment in Zusammenhang mit und/oder in Abhängigkeit von der gemessenen Einbindetiefe erreicht.
  • Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine auf jeden einzelnen Vollverdrängungsbohrpfahl individuell abgestimmte Berücksichtigung des lokalen Baugrundes, in dem dieser Pfahl hergestellt werden soll. Dadurch wird vermieden, dass der Pfahl länger ausgeführt wird, als es für die jeweilige angestrebte Tragfähigkeit erforderlich wäre, oder zu kurz ausgeführt wird, obwohl der Baugrund lokal weniger tragfähig ist. Dies wiederrum verhindert unterschiedliche Federsteifigkeiten und Setzungen der einzelnen Pfähle, die sonst zu unerwünschten Spannungen im darauf aufgebauten Gebäude führen würden. Außerdem ermöglicht dieses Verfahren, dass das für den Schraubvorgang eingesetzte Schraubgerät nicht überanstrengt wird und weniger verschleißt.
  • Die in den Probedaten umfassten Tragfähigkeiten sind vorzugsweise diejenigen Tragfähigkeiten, die sich bei einer definierten Setzung des jeweiligen Vollverdrängungsbohrpfahles ergeben oder ergeben haben.
  • Die angestrebte Tragfähigkeit ist vorzugsweise diejenige Tragfähigkeit, die sich bei einer definierten Setzung des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles ergibt oder ergeben wird.
  • Für die definierte Setzung wird üblicherweise der Wert 0,1·D verwendet, worin D der Außendurchmesser des Pfahlschaftes oder der Außendurchmesser des Betonwulstes ist.
  • Die Einbindetiefe ist die Länge des Pfahlabschnitts, der sich in der tragfähigen Bodenschicht befindet.
  • Nach dem Abbrechen des Schraubvorgangs kann beispielhaft auf bekannte Weise fortgefahren werden, indem ein Bewehrungskorb oder eine andere geeignete Bewehrung in das Rohr herabgelassen wird, Beton eingefüllt wird, und das Rohr und der Schneidkopf rückwärts aus dem Baugrund herausgedreht werden und eine Fußspitze, mit der der Schneidkopf zuvor wasserdicht verschlossen war, im Schraubloch verbleibt.
  • Bei einer Ausführungsform dieses Aspekts ist spezifiziert, dass
    • eine Bodenbeschaffenheit wenigstens eines Ortes ermittelt wird;
    • die Probedaten entsprechend der ermittelten Bodenbeschaffenheit gefiltert werden, um das Abbruchdrehmoment zu ermitteln.
  • Dieser Ort befindet sich vorzugsweise im Bereich der Baustelle, auf der der Vollverdrängungsbohrpfahl hergestellt werden soll.
  • Bei einer Ausführungsform dieses Aspekts ist spezifiziert, dass die konstanten Randbedingungen zumindest Parameter umfassen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend einen Schneidkopftyp, einen Außendurchmesser des Rohrs, einen Fußspitzentyp, eine longitudinale Schraubgeschwindigkeit, eine Drehzahl, eine longitudinale Extraktionsgeschwindigkeit und einen Anpressdruck.
  • Diese longitudinale Schraubgeschwindigkeit ist die Vorschubgeschwindigkeit, mit der sich der Schneidkopf und das Rohr beim Schrauben abwärts in den Baugrund hineinbewegen. Diese Drehzahl ist die Drehzahl, mit der sich der Schneidkopf und das Rohr beim Schrauben in den Baugrund drehen. Diese longitudinale Extraktionsgeschwindigkeit ist die Rückzuggeschwindigkeit, mit der sich der Schneidkopf und das Rohr beim Herausdrehen aufwärts aus dem Baugrund herausbewegen. Dieser Anpressdruck ist der Druck, mit dem der Schneidkopf und das Rohr beim Schrauben gegen den Baugrund gedrückt werden.
  • Bei einer Ausführungsform dieses Aspekts ist spezifiziert, dass eine minimale Einbindetiefe des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahls in der tragfähigen Bodenschicht und das Abbruchdrehmoment verwendet werden, um das Abbrechen des Schraubvorgangs zu bestimmen.
  • Dann ist bevorzugt spezifiziert, dass die minimale Einbindetiefe eine Funktion des Abbruchdrehmoments ist.
  • Dann ist bevorzugt weiter spezifiziert, dass die Funktion zumindest den Parameter Tragfähigkeit aufweist. Die Funktion kann nach Bedarf weitere Parameter aufweisen, die sich beispielsweise aus den Randbedingungen ergeben.
  • Bei einer Ausführungsform dieses Aspekts ist spezifiziert, dass wenigstens eines der Abbruchdrehmomente einem vorgegebenen Quantil der Probedaten entspricht. Dieses Quantil ist beispielsweise das 0,1-Quantil.
  • Außerdem schlägt die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt ein Schraubassistenzsystems zum Führen eines Schraubvorgangs in einem Verfahren, das gemäß dem ersten Aspekt ausgebildet ist, vor, umfassend
    • eine Software, die eine Datenbank, eine Eingabeschnittstelle, eine Verarbeitungsebene und eine Ausgabeschnittstelle umfasst;
      wobei
    • die Datenbank Probedaten umfasst;
    • mittels der Eingabeschnittstelle eine angestrebte Tragfähigkeit des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles eingebbar ist;
    • mittels der Verarbeitungsebene wenigstens ein Abbruchdrehmoment aus eingegebenen Daten und den Probedaten ermittelbar ist;
    • mittels des Schraubassistenzsystems konstante Randbedingungen für den Schraubvorgang vorgebbar sind;
    • mittels des Schraubassistenzsystems ein Drehmoment bei einem Schraubvorgang ermittelbar ist;
    • mittels des Schraubassistenzsystems ein Abbrechen des Schraubvorgangs zumindest abhängig von dem ermittelten Drehmoment einleitbar ist.
      Bei einer Ausführungsform dieses Aspekts ist spezifiziert, dass
    • eine Bodenbeschaffenheit wenigstens eines Ortes in das Schraubassistenzsystem eingebbar ist;
    • die Probedaten entsprechend der Bodenbeschaffenheit filterbar sind, um die Abbruchdrehmoment zu ermitteln.
  • Bei einer Ausführungsform dieses Aspekts ist spezifiziert, dass diese Bodenbeschaffenheit und/oder Probedaten, die bei dem Schraubvorgang ermittelt wurden, in der Datenbank speicherbar sind.
  • Des Weiteren schlägt die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt eine Software für ein Schraubassistenzsystem, das gemäß dem zweiten Aspekt ausgebildet ist, vor, umfassend
    • eine Datenbank, eine Eingabeschnittstelle, eine Verarbeitungsebene und eine Ausgabeschnittstelle;
      wobei
    • die Datenbank Probedaten aufweist;
    • mittels der Eingabeschnittstelle eine angestrebte Tragfähigkeit des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles eingebbar ist;
    • mittels der Verarbeitungsebene wenigstens ein Abbruchdrehmoment ermittelbar ist.
  • Die Erläuterungen zu einem der Aspekte der Erfindung, insbesondere zu einzelnen Merkmalen dieses Aspektes, gelten entsprechend auch analog für die anderen Aspekte der Erfindung.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die daraus hervorgehenden einzelnen Merkmale sind jedoch nicht auf die einzelnen Ausführungsformen beschränkt, sondern können mit weiter oben beschriebenen einzelnen Merkmalen und/oder mit einzelnen Merkmalen anderer Ausführungsformen verbunden und/oder kombiniert werden. Die Einzelheiten in den Zeichnungen sind nur erläuternd, nicht aber beschränkend auszulegen. Die in den Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen sollen den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise beschränken, sondern verweisen lediglich auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen.
  • Die Zeichnung zeigt in
    • FIG. 1
    eine bevorzugte Ausführungsform eines Schraubassistenzsystems zum Führen eines Schraubvorgangs in einem Verfahren zum Herstellen eines Vollverdrängungsbohrpfahles.
  • In FIG. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schraubassistenzsystems 40 zum Führen eines Schraubvorgangs in einem Verfahren zum Herstellen eines Vollverdrängungsbohrpfahles 10 auf einer Baustelle 20 schematisch dargestellt. Das Verfahren ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ausgebildet und wird weiter unten ausführlicher beschrieben werden.
  • Das Schraubassistenzsystem 40 umfasst eine Software, die eine Datenbank 30 mit Probedaten 32, eine Eingabeschnittstelle, eine Verarbeitungsebene und eine Ausgabeschnittstelle umfasst.
  • Mittels der Eingabeschnittstelle sind eine angestrebte Tragfähigkeit des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles 10 sowie weitere benötigte Daten eingebbar ist.
  • Mittels der Verarbeitungsebene ist ein Abbruchdrehmoment aus der eingegebenen Tragfähigkeit und den weiteren eingegebenen Daten sowie aus den Probedaten 32 ermittelbar. Dieses Ermitteln erfolgt gemäß dem Verfahren.
  • Mittels des Schraubassistenzsystems 40 sind konstante Randbedingungen für den Schraubvorgang vorgebbar, ist ein Drehmoment bei einem Schraubvorgang ermittelbar und ist ein Abbrechen des Schraubvorgangs zumindest abhängig von dem ermittelten Drehmoment einleitbar.
  • Mittels der Ausgabeschnittstelle ist das Abbrechen an ein nicht dargestelltes Schraubgerät, das in dem Verfahren eingesetzt wird, ausgebbar.
  • Im Folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen des Vollverdrängungsbohrpfahles 10 beschrieben werden.
  • Die Datenbank 30 mit den Probedaten 32 von Pfahlprobebelastungen in unterschiedlichen Baugründen 22 wird bereitgestellt. Der aktuelle Baugrund 22 der Baustelle 20 umfasst beispielhaft eine erste, obere Bodenschicht 22.1, die bindig ist und eine geringe, für das geplante Bauwerk nicht ausreichende Tragfähigkeit hat, und eine zweite, untere Bodenschicht 22.2, die nichtbindig ist und eine hohe, für das geplante Bauwerk ausreichende Tragfähigkeit hat.
  • Die Probedaten 32 umfassen für jeden dieser Baugründe 22 zumindest ein Drehmoment, das beim Schrauben in diesem Baugrund 22 verwendet wurde, und eine Tragfähigkeit eines Vollverdrängungsbohrpfahles 10, der durch dieses Schrauben hergestellt wurde.
  • Es wird eine angestrebte Tragfähigkeit des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles 10 definiert. Außerdem werden konstante Randbedingungen eines Schraubvorgangs, der zum Herstellen des Vollverdrängungsbohrpfahles 10 durchgeführt werden soll, definiert.
  • Des Weiteren wird zumindest ein Abbruchdrehmoment beim Schrauben in einer tragfähigen Bodenschicht 22.2 ermittelt.
  • Aus den Probedaten 32 wird ein Verhältnis von Tragfähigkeit und Drehmoment in der tragfähigen Bodenschicht 22.2 gewonnen, anhand dessen zumindest das Abbruchdrehmoment in Zusammenhang mit und/oder in Abhängigkeit von der Einbindetiefe bestimmt wird.
  • Außerdem wird die Bodenbeschaffenheit zumindest eines Ortes 26 auf der Baustelle 20 ermittelt. Dann werden die Probedaten 32 entsprechend der ermittelten Bodenbeschaffenheit gefiltert werden, um das Abbruchdrehmoment zu ermitteln.
  • Der Schraubvorgang umfasst, dass ein Rohr 12 mit einem Schneidkopf 14, der mit einer Fußspitze 16 wasserdicht verschlossen ist, in den Baugrund 22 geschraubt wird.
  • Bei dem Schraubvorgang werden die konstanten Randbedingungen eingehalten und wird das Drehmoment gemessen.
  • Die konstanten Randbedingungen umfassen beispielhaft die folgenden Parameter: den Typ des Schneidkopfes 14, den Außendurchmesser des Rohrs 12, den Typ der Fußspitze 16, die longitudinale Schraubgeschwindigkeit, die Drehzahl und den Anpressdruck.
  • Der Schraubvorgang wird abgebrochen, sobald das gemessene Drehmoment das Abbruchdrehmoment in Zusammenhang mit und/oder in Abhängigkeit von der Einbindetiefe erreicht.
  • Nach dem Abbrechen des Schraubvorgangs wird beispielhaft fortgefahren, indem ein nicht dargestellter Bewehrungskorb in das Rohr 12 herabgelassen wird, Beton in das Rohr 12 und in einen oben aufgesetzten Vorratsbehälter 18 eingefüllt wird, und schließlich werden das Rohr 12 und der 14 Schneidkopf rückwärts aus dem Baugrund 22 herausgedreht, wobei die Fußspitze 16 im Schraubloch 24 verbleibt. Der Vollverdrängungsbohrpfahl 10 ist fertig, sobald der Beton ausgehärtet ist.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Vollverdrängungsbohrpfahles (10), wobei
    - eine Datenbank (30) mit Probedaten (32) von Pfahlprobebelastungen bereitgestellt wird, wobei die Pfahlprobebelastungen an Vollverdrängungsbohrpfählen, die in unterschiedlichen Baugründen (22) durch Schrauben hergestellt wurden, durchgeführt wurden;
    - die Probedaten (32) für jeden dieser Vollverdrängungsbohrpfähle wenigstens ein Drehmoment, das beim Schrauben in dem jeweiligen Baugrund verwendet wurde, und eine Tragfähigkeit des Vollverdrängungsbohrpfahles umfassen;
    - eine angestrebte Tragfähigkeit des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles (10) definiert wird;
    - konstante Randbedingungen eines Schraubvorgangs definiert werden;
    - der Schraubvorgang umfasst, dass ein Rohr (12) mit einem Schneidkopf (14), der mit einer Fußspitze (16) wasserdicht verschlossen ist, in einen Baugrund (22) geschraubt wird;
    - wenigstens ein Abbruchdrehmoment beim Schrauben in einer tragfähigen Bodenschicht des Baugrunds (22) ermittelt wird;
    - aus den Probedaten (32) ein Verhältnis von Tragfähigkeit und Drehmoment in der tragfähigen Bodenschicht gewonnen wird, anhand dessen die Abbruchdrehmomente in Zusammenhang mit und/oder in Abhängigkeit von der Einbindetiefe ermittelt werden;
    - bei dem Schraubvorgang die konstanten Randbedingungen eingehalten werden und das Drehmoment und die Einbindetiefe gemessen werden;
    - der Schraubvorgang abgebrochen wird, wenn das gemessene Drehmoment das Abbruchdrehmoment in Zusammenhang mit und/oder in Abhängigkeit von der gemessenen Einbindetiefe erreicht.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei
    - eine Bodenbeschaffenheit wenigstens eines Ortes (26) ermittelt wird;
    - die Probedaten (32) entsprechend der ermittelten Bodenbeschaffenheit gefiltert werden, um das Abbruchdrehmoment zu ermitteln.
  3. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, wobei die konstanten Randbedingungen zumindest Parameter umfassen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend einen Schneidkopftyp, einen Außendurchmesser des Rohrs (12), einen Fußspitzentyp, eine longitudinale Schraubgeschwindigkeit, eine Drehzahl, eine longitudinale Extraktionsgeschwindigkeit und einen Anpressdruck.
  4. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine minimale Einbindetiefe in der tragfähigen Bodenschicht (22.2) und das Abbruchdrehmoment verwendet werden, um das Abbrechen des Schraubvorgangs zu bestimmen.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die minimale Einbindetiefe eine Funktion des Abbruchdrehmoments ist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Funktion zumindest den Parameter Tragfähigkeit aufweist.
  7. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens eines der Abbruchdrehmomente einem Quantil der Probedaten entspricht.
  8. Schraubassistenzsystem (40) zum Führen eines Schraubvorgangs in einem Verfahren, das gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist, umfassend
    - eine Software, die eine Datenbank (30), eine Eingabeschnittstelle, eine Verarbeitungsebene und eine Ausgabeschnittstelle umfasst;
    wobei
    - die Datenbank (30) Probedaten (32) umfasst;
    - mittels der Eingabeschnittstelle eine angestrebte Tragfähigkeit des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles (10) eingebbar ist;
    - mittels der Verarbeitungsebene wenigstens ein Abbruchdrehmoment aus eingegebenen Daten und den Probedaten (32) ermittelbar ist;
    - mittels des Schraubassistenzsystems (40) konstante Randbedingungen für den Schraubvorgang vorgebbar sind;
    - mittels des Schraubassistenzsystems (40) ein Drehmoment bei einem Schraubvorgang ermittelbar ist;
    - mittels des Schraubassistenzsystems (40) ein Abbrechen des Schraubvorgangs zumindest abhängig von dem ermittelten Drehmoment einleitbar ist.
  9. Schraubassistenzsystem (40) gemäß Anspruch 8, wobei
    - eine Bodenbeschaffenheit wenigstens eines Ortes (26) in das Schraubassistenzsystem (40) eingebbar ist;
    - die Probedaten (32) entsprechend der Bodenbeschaffenheit filterbar sind, um die Abbruchdrehmomente zu ermitteln.
  10. Schraubassistenzsystem (40) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 9, wobei die Bodenbeschaffenheit und/oder Probedaten (32), die bei dem Schraubvorgang ermittelt wurden, in der Datenbank (30) speicherbar sind.
  11. Software für ein Schraubassistenzsystem (40), das gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10 ausgebildet ist, umfassend
    - eine Datenbank (30), eine Eingabeschnittstelle, eine Verarbeitungsebene und eine Ausgabeschnittstelle;
    wobei
    - die Datenbank (30) Probedaten (32) aufweist;
    - mittels der Eingabeschnittstelle eine angestrebte Tragfähigkeit des herzustellenden Vollverdrängungsbohrpfahles (10) eingebbar ist;
    - mittels der Verarbeitungsebene wenigstens ein Abbruchdrehmoment ermittelbar ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115354701A (zh) * 2022-01-26 2022-11-18 长沙理工大学 红层软岩地区微型桩顶自锚式拉杆连接装置及其操作方法
WO2023180295A1 (en) * 2022-03-21 2023-09-28 Aalborg Universitet Method and system for installing of a screw pile in a soil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010043785B3 (de) * 2010-11-11 2012-03-22 Krinner Innovation Gmbh Schraubfundament mit Abschnitten veränderlicher Durchmesser
KR20130113004A (ko) * 2012-04-05 2013-10-15 주식회사 포스코 고강도 강관을 이용한 선단확장형 중굴 공법
DE102014002986B3 (de) * 2014-02-28 2015-03-12 Krinner Innovation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Schraubfundamenten ins Erdreich
EP3533932A1 (de) * 2018-03-01 2019-09-04 BAUER Spezialtiefbau GmbH Verfahren und system zum erstellen eines gründungselementes im boden

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010043785B3 (de) * 2010-11-11 2012-03-22 Krinner Innovation Gmbh Schraubfundament mit Abschnitten veränderlicher Durchmesser
KR20130113004A (ko) * 2012-04-05 2013-10-15 주식회사 포스코 고강도 강관을 이용한 선단확장형 중굴 공법
DE102014002986B3 (de) * 2014-02-28 2015-03-12 Krinner Innovation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Schraubfundamenten ins Erdreich
EP3533932A1 (de) * 2018-03-01 2019-09-04 BAUER Spezialtiefbau GmbH Verfahren und system zum erstellen eines gründungselementes im boden

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Empfehlungen des Arbeitskreises ''Pfähle'': EA-Pfähle", 2007, ERNST & SOHN

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115354701A (zh) * 2022-01-26 2022-11-18 长沙理工大学 红层软岩地区微型桩顶自锚式拉杆连接装置及其操作方法
WO2023180295A1 (en) * 2022-03-21 2023-09-28 Aalborg Universitet Method and system for installing of a screw pile in a soil

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