EP4339377B1 - Pfahlrohr und verfahren zum bilden eines gründungspfahles - Google Patents

Pfahlrohr und verfahren zum bilden eines gründungspfahles Download PDF

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EP4339377B1
EP4339377B1 EP22196155.0A EP22196155A EP4339377B1 EP 4339377 B1 EP4339377 B1 EP 4339377B1 EP 22196155 A EP22196155 A EP 22196155A EP 4339377 B1 EP4339377 B1 EP 4339377B1
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EP
European Patent Office
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pile tube
opening
pile
tube according
main body
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EP4339377C0 (de
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Paul Scheller
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BAUER Offshore Technologies GmbH
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Bauer Spezialtiefbau GmbH
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Publication date
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Priority to PCT/EP2023/074411 priority patent/WO2024056480A1/de
Priority to JP2025505878A priority patent/JP2025530075A/ja
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    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/28—Placing of hollow pipes or mould pipes by means arranged inside the piles or pipes
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2200/00—Geometrical or physical properties
    • E02D2200/16—Shapes
    • E02D2200/1685—Shapes cylindrical

Definitions

  • the invention relates to a pile tube for forming a foundation pile in the ground with a tubular base body according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for forming a foundation pile in a borehole in the ground, in which a pile tube is inserted into the borehole and a hardenable medium is introduced into an annular space between a wall of the borehole and an outer circumference of the pile tube, according to the preamble of claim 13.
  • a method and an arrangement for producing a foundation pile for a structure in water emerge.
  • a borehole with a support pipe is first created in the ground.
  • the resulting borehole is filled with a liquid, in particular water.
  • a pile pipe is inserted into the cased borehole created in this way, for which a simple steel pipe with a tubular base body is used.
  • the external support pipe is then pulled out and the annular space between the inserted pile pipe standing on the bottom of the borehole and the surrounding bore wall is filled with a hardening medium.
  • the surrounding water can remain inside the pile pipe.
  • the load-bearing capacity of the foundation pile created in this way is determined by the outer surface of the inserted pile pipe in relation to the surrounding ground with the hardened medium in the surrounding annular space.
  • the interior space filled only with water can be used, if required, for the introduction of measuring or testing equipment.
  • the problem can arise that if the bottom of the borehole on which the pile tube is placed is uneven, when the hardenable medium is introduced into the annular space, the flowable hardenable medium enters the interior of the pile tube from below and fills at least part of the interior. This can lead to a significant increase in the need for hardenable medium.
  • an uncontrolled transfer of the hardenable mass or medium from the annular space into the interior of the pile tube can lead to defects in the surrounding annular space and thus to an impairment of the load-bearing capacity of the foundation pile.
  • the at least partially filled interior is not available for accommodating certain equipment.
  • a device for handling and inserting a pile tube into a borehole is known.
  • the device is designed to be attached to a crane's support cable. Gripping elements can be used to grip a ring-shaped edge of the pile tube in a force-fitting manner.
  • the device is designed so that the pile tube can be pivoted from a horizontal storage position into a vertical insertion position.
  • the underwater drilling device can be placed on the bottom of a body of water.
  • a foundation bore is created using tubular elements.
  • the tubular elements can also be used to anchor the drilling device underwater.
  • the WO 99/51821 A1 and the WO 2008/012414 A2 show suction pipe piles for the construction of maritime structures using previously vibrated foundation piles.
  • a corresponding suction pipe pile is placed on the bottom of the water, whereby a negative pressure is generated inside it to insert it into the ground.
  • a piston-like plate is inserted into the suction pipe pile, which separates a selectable area in the pipe in which the negative pressure is to prevail.
  • the DE 20 2013 009850 U1 reveals a rammed pile tube for submarine use.
  • the pipe has a fixed bulkhead at a selective height that is permeable in one direction and allows the passage of material in one direction at a desired pressure difference.
  • the invention is based on the object of specifying a pile tube and a method with which a foundation pile can be created in a borehole in the ground particularly efficiently and reliably.
  • the pile tube according to the invention is characterized in that a bulkhead plate is arranged in an inner region of the tubular base body, which divides the inner region into a lower section and an upper section and seals them off from one another, and that at least one through-opening is provided on the bulkhead plate is arranged with a closing device with which the passage opening can be closed and opened.
  • a basic idea of the invention is to design the pile tube in a special way for the production of a foundation pile in the ground, whereby the interior of the tubular base body is divided into a lower section and an upper section by means of a bulkhead plate and these two sections of the interior of the tubular base body are sealed off from one another, i.e. can be separated from one another in a pressure-tight or essentially pressure-tight manner.
  • a further aspect of the invention is that at least one through-opening with a closure device, in particular a valve, is arranged on the bulkhead plate, with which the through-opening can be closed and opened.
  • a closure device in particular a valve
  • two different states can be set on the pile tube, namely a closed state in which the two sections of the interior are sealed off from one another, and an open state in which the two sections of the interior are open to one another and connected by pipes.
  • the pile tube can be easily inserted into a borehole filled with liquid like a conventional pile tube. Liquid present in the borehole can easily flow into the interior of the pile tube, so that pressure equalization and the same fill level are ensured inside and outside the pile tube in the inserted borehole.
  • the closure device If the at least one through-opening is closed by the closure device to achieve the sealed-off state, in particular when the pile tube is placed on the bottom of a borehole, the lower section in the interior of the tubular base body, which lies below the bulkhead plate, is sealed off from the upper section above it, i.e. separated in a pressure-tight or essentially pressure-tight manner. If an annular space between the borehole wall and the outside of the pile tube is now filled in a known manner with a hardenable medium, in particular a cement suspension or mortar, the arrangement according to the invention ensures increased penetration of the hardenable Medium is prevented from entering the interior of the pile pipe from below, even if the borehole bottom is uneven.
  • a hardenable medium in particular a cement suspension or mortar
  • the hardenable mass or medium which is preferably introduced into a lower area of the pile pipe on the outer circumference, will tend to fill the annular outer space, particularly due to its higher density than the surrounding water, which, due to its top being open at the top, enables water to be displaced upwards from the annular space.
  • the pile tube designed according to the invention thus enables a particularly efficient construction of a foundation pile in the ground, especially under water in a body of water, as unwanted penetration of the hardenable medium into the interior of the pile tube is reliably prevented.
  • This reduces the consumption of hardenable medium, such as expensive cement suspension or mortar, and also enables reliable and controlled filling of the annular space between the foundation pile and the borehole wall with the hardenable medium. This ensures the desired load-bearing capacity of the foundation pile created in this way.
  • the interior can also be kept largely free of hardenable medium and can continue to be used in a variety of ways.
  • a preferred embodiment of the invention consists in that at least one through-opening in the bulkhead plate is opened for lowering the pile tube into a bore in the ground which is filled with a liquid, and for introducing a hardenable medium into an annular space between the outer circumference of the pile tube and a wall of the bore, the at least one through-opening is closed.
  • This enables the pile tube to be used in an underwater foundation, in particular, although use on land in boreholes filled with liquid, in particular a supporting liquid, is also sensible and advantageous.
  • the pile tube can be placed in a body of water and/or in particular in a borehole filled with liquid in a simple manner like an open pipe.
  • one or more supply lines can be provided on the outside of the pile tube or in the annular space itself for introducing the hardenable medium.
  • An advantageous embodiment of the invention is that at least one supply opening for supplying a hardenable medium is arranged on the bulkhead plate. The hardenable medium can thus be supplied at least partially within the interior of the pile tube. This enables a protected arrangement of one or more supply lines within the pile tube.
  • At least one line extends from the at least one supply opening along the lower section of the tubular base body, and the at least one line extends through the tube wall of the tubular base body and opens into an outlet opening.
  • the at least one line for supplying the hardenable medium can run partially or entirely within the pile tube and in particular within the upper section and/or the lower section.
  • the passage through the bulkhead plate takes place via a feed opening, which may itself have a separate closure device.
  • a feed opening which may itself have a separate closure device.
  • the at least one line for feeding the medium is led through the pipe wall so that the line opens into the annular space to be filled on the outside of the tubular base body.
  • Several outlet openings can also be formed along the circumference of the tubular base body, in particular at a lower end region.
  • a further improvement is achieved in a variant of the invention in that at least two lines extend along the lower section of the tubular base body and that the at least two lines can be connected in series for flushing operation.
  • the at least two lines can initially be connected in parallel to supply the hardenable medium, so that the annular space can be filled particularly quickly by using both lines.
  • the two lines as a whole or at least sections of the lines can be connected in series via a switchable connecting device, i.e. connected to one another in terms of lines.
  • a switchable connecting device i.e. connected to one another in terms of lines.
  • a check valve it can be expedient for a check valve to be arranged in the area of the at least one supply opening.
  • the check valve can in particular be designed in such a way that the sealing effect downwards is not impaired by the supply opening in the bulkhead plate.
  • the check valve is arranged in such a way that a supply line can be provided from top to bottom, but not from bottom to top.
  • the check valve can also be adjustable so that in certain cases the check function can be lifted in order to direct liquid through the feed opening from bottom to top in certain cases.
  • the check valve can also be switched so that it is completely blocking.
  • the check valve can thus form a controllable closure device with an additional check function as a safety feature.
  • the bulkhead plate has a coupling element to which a feed device for feeding a hardenable medium to the feed opening can be coupled.
  • the bulkhead plate basically has a preferably metallic plate which is fastened, in particular welded, to a provided position along the inner wall of the tubular base body.
  • a line does not have to be formed entirely within the interior of the pile tube.
  • the hardenable medium can be supplied at least over a partial area of the pile tube using a separate supply device that can be inserted into the pile tube.
  • this separate supply device can be coupled to a coupling element provided for this purpose on the bulkhead plate. This enables a defined positioning and connection of the supply device with the supply opening and the at least one line along the lower section on the pile tube.
  • the feeding device can be detached or uncoupled from the bulkhead plate and used to form another foundation pile on another pile tube.
  • closure device is designed to be actuated by the feed device in the coupled state. If a feed device is coupled in the bulkhead plate in order to introduce hardenable medium, the coupling process can cause the at least one through-opening to be closed. This can be done, for example, via a mechanical lever and/or flap arrangement. This ensures that the lower area is reliably sealed off when the hardenable medium is fed via the feed device.
  • an adjusting device on the feed device, it is also possible in principle to open and close the at least one through-opening in a targeted manner by appropriately controlling the closure device, so that a targeted and defined inflow of a hardenable medium into the lower section can also be achieved.
  • the adjusting device can in particular comprise a motor or adjusting cylinder.
  • the closure device is designed to close the at least one through-opening when hardenable medium is supplied.
  • a further embodiment of the invention is that the bulkhead plate is attached firmly or detachably to the tubular base body.
  • a fixed arrangement of the bulkhead plate, for example by welding, is simple and cost-effective to manufacture.
  • the bulkhead plate is firmly connected to the pile tube and thus remains as a lost element in the foundation pile.
  • the bulkhead plate can be detachably and in particular sealingly connected to the tubular base body, particularly at its outer area. After the medium for forming the foundation pile has been introduced and hardened, it is thus possible to detach the bulkhead plate from the tubular base body again and to recover it from the foundation pile.
  • the bulkhead plate can thus be used repeatedly on different pile tubes to form further foundation piles.
  • the bulkhead plate can preferably be releasably held using a corresponding tensioning or clamping device or a screw or bayonet connection.
  • a fastening element such as an annular fastening flange, can also be arranged on the inner wall of the tubular base body, to which the detachable bulkhead plate can be placed and releasably fastened.
  • all suitable fastening options can be used which are suitable for the detachable and sealing attachment of a plate to a tubular inner wall.
  • a particularly efficient supply of the hardenable medium in particular via a line to the supply opening on the bulkhead plate, can be achieved by arranging an inlet funnel at the supply opening.
  • Several supply openings can also be provided, some or all of which have inlet funnels arranged on them.
  • An efficient and quick line connection can be established via the inlet funnels.
  • the funnels can also be referred to as inlet funnels, which facilitate the insertion and thus the connection of the outlet device and the supply opening.
  • At least one holding element in particular an annular shoulder, protruding radially inwards is arranged on an inner side of the tubular base body.
  • the bulkhead plate can be fixed or detachably attached to the annular shoulder.
  • the invention provides for an annular sealing element to be arranged on a lower edge of the tubular base body of a pile tube.
  • the sealing element can in particular be an annular rubber element which can compensate for unevenness on the bottom of a borehole and thus seal a joint between the lower edge of the pile tube and the bottom of the borehole.
  • the sealing element can be solid or designed with a hollow space for an improved compensating effect.
  • an actively operable sealing element can also be provided, such as an annular, hose-like sealing element that can be inflated with compressed air.
  • the arrangement of the sealing element can also be used in principle independently of the arrangement of a bulkhead plate on a pile tube and can be regarded as an independent invention.
  • the method according to the invention is characterized in that a pile tube according to the invention is used, as described above.
  • the method thus makes it possible to achieve the previously described advantages when creating a foundation pile.
  • the method can generally be used on land. It is particularly advantageous that the method can be used to form a foundation pile under water, particularly on a body of water or seabed.
  • a preferred embodiment variant consists in that when the pile tube is lowered into the bore in the ground, which is filled with liquid, the at least one through-opening is opened and that the at least one through-opening is closed in order to introduce the hardenable medium into the annular space between the outer circumference of the pile tube and the wall of the bore.
  • a pile tube 10 with a tubular base body 12 is provided.
  • a bulkhead plate 20 is arranged which is directed transversely to the longitudinal axis of the tubular base body 12 and divides the inner region 13 into a lower section 14 and an upper section 15 and separates them from one another.
  • An annular sealing element 19 can be arranged on a lower edge of the tubular base body 12, with which the pile tube 10 can be placed on the bottom of a borehole in a way that seals it as well as possible.
  • the bulkhead plate 20 has two schematically indicated through openings 22, which can be opened or closed in a targeted manner by means of a closure device 24, which is also schematically indicated.
  • a feed device 30 with two schematically indicated feed openings 32, each with an insertion funnel 34, is arranged, as will be described in more detail below in connection with Fig. 3 described.
  • the feed openings 32 with the feed funnels 34 serve to feed a hardenable medium, in particular mortar or cement suspension, whereby the hardenable medium can be guided below the bulkhead plate 20 via lines 26 to a lower end region of the tubular base body 12.
  • the lines 26 extend through a pipe wall 16 of the base body 12 and each open into an outlet opening 28 on the outer circumference 17 of the base body 12.
  • hardenable medium can be guided via an inner region 13 of the pile tube 10 to a lower end region and exit via the outlet openings 28 to the outside of the pile tube 10, as described in more detail below in connection with Fig. 2 is explained.
  • Fig. 2 is shown schematically and not to scale, a lower end region of a pile tube 10 according to the invention, which is inserted into a bore 4 in the ground 1. Only the lower region of the bore 4 is shown, whereby the bore 4 can have a depth of several meters, typically between 5m and 30m.
  • the bore 4 is filled with a liquid, in particular water or another supporting liquid, for support, so that the bore 4 does not collapse even at greater bore depths.
  • a support tube can also be provided at least in some areas.
  • the pile tube 10 with a bulkhead plate 20 can be easily inserted into a borehole 4 filled with liquid in this way if the through holes 22 on the bulkhead plate 20 are opened by the closure devices 24.
  • the through holes 22 can be closed again with the closure devices 24.
  • Hardenable medium can now be introduced into the borehole 4 via the lines 26. wherein the hardenable medium is supplied within the pile tube 10 in the lower region with the lines 26 and passes through the pipe wall 16 at the lower end region and can exit into an annular space 6 via the outlet opening 28.
  • the annular space 6 is formed between an outer circumference 17 of the tubular base body 12 and a substantially cylindrical wall 8 of the bore 4.
  • the hardenable medium can fill the annular space 6 from bottom to top due to a higher density compared to the liquid in the bore 4. Liquid is displaced upwards out of the annular space 6 by the hardenable medium.
  • the bulkhead plate 20 provided seals off a lower section 14 of the inner area 13 of the pile tube 10 at the top when the through openings 22 are closed.
  • the liquid in the lower section 14 of the pile tube 10 cannot therefore be displaced upwards, so that no or hardly any hardenable medium can penetrate into the inner area 13 of the pile tube 10. This means that the inner area 13 can be reliably kept clear and hardenable medium or suspension can be saved.
  • the feed device 30 of the pile tube 10 is Fig. 1 shown in more detail.
  • the feed device 30 can have a pot-shaped receptacle 31, which is mounted in a central region of the bulkhead plate 20.
  • the feed openings 32 for the downwardly leading lines 26 are formed in the pot-shaped receptacle 31.
  • the feed openings 32 have insertion funnels 34 in their upper region.
  • the feed openings 32 can also be formed with check valves 36, which are only shown schematically and which prevent an undesirable backflow of the hardenable medium from the lines 26 in the example shown.
  • a handling device 50 for supplying the curable medium, according to the invention a handling device 50 according to Fig. 4
  • the handling device 50 has a base body 52 with a cover plate 54, on which an attachment element 58 is arranged for placing or arranging the handling device 50 on or at a pile tube 10.
  • the handling device 50 in the illustrated embodiment can be detachably attached to an inner side of the pile tube 10 with at least one clamping or gripping element 57 via a gripping device 56, which can alternatively or additionally also be designed as a force-locking clamping device.
  • a gripping device 56 which can alternatively or additionally also be designed as a force-locking clamping device.
  • several gripping elements 57 are arranged along the circumference of the approximately tubular or barrel-shaped base body 52.
  • a pile tube 10 can be picked up from a pile tube storage facility while still on the ground surface or on a watercraft.
  • the pile tube 10 can be in any position when being picked up, for example it can be arranged horizontally or vertically.
  • the handling device 50 can be connected to a lifting device, in particular a crane, via a holding element 55 at the upper end region of the base body 52. A pile tube 10 can thus be inserted from a storage position into a bore 4 in the ground 1 via the handling device 50.
  • the handling device 50 is provided with a feed device 60, which is only indicated schematically and which, in the embodiment shown, has conveyor lines 64 which extend from an inlet device 62 at the upper end of the base body 52 to a lower outlet device 66.
  • the outlet device 66 is designed to be connected to a pile tube 10 via the insertion funnels 34 of the feed device 30 according to Fig. 3 to engage in the supply of a hardenable medium.
  • a corresponding coupling unit can be provided on the handling device 50 in order to ensure precise positioning and positional security in cooperation with the coupling element 23 on the feed device 30 of the pile tube 10.
  • a supply line 80 which can also be referred to as an umbilical, can be used to supply hardenable medium, energy and/or data via a detachable connection device 70, with the hardenable medium being transferred to the inlet device 62 at the upper end region of the base body 52.
  • a single supply line or separate lines can be provided.
  • the connecting line 80 and/or the lifting gear can be released from the holding element 55, whereby the handling device 50 can remain on the pile tube 10 as an additional load, at least until the hardenable medium has hardened to form the foundation element in the ground 1.
  • the handling device 50 can then be released from the pile tube 10 and retrieved.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Pfahlrohr zum Bilden eines Gründungspfahles im Boden mit einem rohrförmigen Grundkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bilden eines Gründungspfahles in einer Bohrung im Boden, bei dem ein Pfahlrohr in die Bohrung eingesetzt und ein aushärtbares Medium in einen Ringraum zwischen einer Wand der Bohrung und einem Außenumfang des Pfahlrohres eingeleitet wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
  • Aus der EP 2 930 275 A1 gehen ein Verfahren und eine Anordnung zum Herstellen eines Gründungspfahles für ein Bauwerk im Wasser hervor. Bei diesem Verfahren wird zunächst ein Bohrloch mit einem Stützrohr im Boden erstellt. Die dabei entstandene Bohrung ist mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllt. In die so erstellte verrohrte Bohrung wird ein Pfahlrohr eingesetzt, für welches ein einfaches Stahlrohr mit einem rohrförmigen Grundkörper verwendet wird. Anschließend wird das außenliegende Stützrohr gezogen und der Ringraum zwischen dem eingesetzten und auf dem Bohrlochgrund aufstehenden Pfahlrohr und der umgebenden Bohrungswand wird mit einem aushärtbaren Medium verfüllt. Innerhalb des Pfahlrohres kann das umgebende Wasser verbleiben. Die Tragfähigkeit des so erstellten Gründungspfahles wird durch die äußere Mantelfläche des eingesetzten Pfahlrohres gegenüber dem umgebenden Boden mit dem ausgehärteten Medium in dem umgebenden Ringraum bestimmt. Der nur mit Wasser gefüllte Innenraum kann bei Bedarf für ein Einbringen etwa von Mess- oder Prüfeinrichtungen genutzt werden.
  • Bei diesem bekannten Verfahren kann das Problem auftreten, dass bei einem unebenen Bohrlochgrund, auf welchem das Pfahlrohr aufgesetzt ist, beim Einleiten des aushärtbaren Mediums in den Ringraum verstärkt das fließfähige aushärtbare Medium von unten in den Innenraum des Pfahlrohres eintritt und zumindest einen Teil des Innenraums verfüllt. Dies kann zu einem erheblichen Mehrbedarf an aushärtbarem Medium führen. Zudem kann ein unkontrollierter Übertritt der aushärtbaren Masse oder Medium aus dem Ringraum in den Innenraum des Pfahlrohres zu Fehlstellen in dem umgebenden Ringraum und somit zu einer Beeinträchtigung der Tragfähigkeit des Gründungspfahles führen. Schließlich steht der zumindest teilweise verfüllte Innenraum auch nicht zur Aufnahme von bestimmten Einrichtungen zur Verfügung.
  • Aus der WO 2021/180515 A1 ist eine Vorrichtung zum Handhaben und Einsetzen eines Pfahlrohres in eine Bohrung bekannt. Die Vorrichtung ist dabei zum Anbringen an einem Tragseil eines Krans ausgebildet. Mittels Greifelementen kann ein ringförmiger Rand des Pfahlrohres kraftschlüssig erfasst werden. Insgesamt ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass das Pfahlrohr aus einer horizontalen Lagerposition in eine vertikale Einsetzposition verschwenkt werden kann.
  • Aus der US 2010/0296875 A1 sind eine Anordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer Unterwassergründung mit einem Unterwasserbohrgerät zu entnehmen. Das Unterwasserbohrgerät kann auf einem Gewässergrund aufgesetzt werden. Mittels rohrförmigen Elementen wird eine Gründungsbohrung erstellt. Die rohrförmigen Elemente können gleichzeitig auch zum Verankern der Bohrvorrichtung unter Wasser dienen.
  • Die WO 99/51821 A1 und die WO 2008/012414 A2 zeigen Saugrohrpfähle zur Errichtung von maritimen Strukturen mittels zuvor eingerüttelten Gründungspfählen. Ein entsprechender Saugrohrpfahl wird auf den Gewässerboden aufgesetzt, wobei in seinem Inneren ein Unterdruck zu seiner Einbringung in den Boden erzeugt wird. Dazu ist eine kolbenartige Platte im Saugrohrpfahl eingebracht, die einen selektierbaren Bereich im Rohr abtrennt, in dem der Unterdruck herrschen soll.
  • Die DE 20 2013 009850 U1 offenbart ein Rammpfahlrohr für den submarinen Einsatz.
  • Das Rohr weist in einer selektiven Höhe eine, in eine Richtung durchlässige, feststehende Schottwand auf, die bei einer gewünschten Druckdifferenz die Passage von Material in eine Richtung zulässt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pfahlrohr und ein Verfahren anzugeben, mit welchen ein Gründungspfahl in einer Bohrung im Boden besonders effizient und zuverlässig erstellt werden kann.
  • Die Erfindung wird zum einen durch ein Pfahlrohr mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Pfahlrohr ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Innenbereich des rohrförmigen Grundkörpers eine Schottplatte angeordnet ist, welche den Innenbereich in einen unteren Abschnitt und einen oberen Abschnitt unterteilt und diese voneinander abschottet, und dass an der Schottplatte mindestens eine Durch-gangsöffnung mit einer Verschlusseinrichtung angeordnet ist, mit welcher die Durchgangsöffnung verschlossen und geöffnet werden kann.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung liegt darin, zur Herstellung eines Gründungspfahles im Boden das Pfahlrohr in besonderer Weise auszugestalten, wobei mittels einer Schottplatte der Innenraum des rohrförmigen Grundkörpers in einen unteren Abschnitt und einen oberen Abschnitt unterteilt und diese beiden Abschnitte des Innenbereiches des rohrförmigen Grundkörpers voneinander abgeschottet werden, also druckdicht oder im wesentlichen druckdicht voneinander getrennt werden können.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass an der Schottplatte mindestens eine Durchgangsöffnung mit einer Verschlusseinrichtung, insbesondere einem Ventil, angeordnet ist, mit welcher die Durchgangsöffnung verschlossen und geöffnet werden kann. Mittels der Verschlusseinrichtung können so zwei unterschiedliche Zustände an dem Pfahlrohr eingestellt werden, nämlich ein geschlossener Zustand, bei dem die beiden Abschnitte des Innenraums voneinander dicht abgeschottet sind, und ein geöffneter Zustand, bei dem die beiden Abschnitte des Innenraums zueinander geöffnet und leitungsverbunden sind.
  • Ist in dem nicht-abgeschotteten Zustand die mindestens eine Durchgangsöffnung geöffnet, kann das Pfahlrohr wie ein herkömmliches Pfahlrohr in einfacher Weise in eine mit Flüssigkeit gefüllte Bohrung eingesetzt werden. In der Bohrung vorhandene Flüssigkeit kann ohne Weiteres in den Innenraum des Pfahlrohres einströmen, so dass innerhalb und außerhalb des Pfahlrohres in der eingesetzten Bohrung ein Druckausgleich und gleicher Füllstand gegeben ist.
  • Wird die mindestens eine Durchgangsöffnung durch die Verschlusseinrichtung zum Erreichen des abgeschotteten Zustandes geschlossen, insbesondere wenn das Pfahlrohr auf einen Bohrlochgrund aufgesetzt ist, ist in dem Innenraum des rohrförmigen Grundkörpers der untere Abschnitt, welcher unterhalb der Schottplatte liegt, von dem darüberliegenden oberen Abschnitt abgeschottet, also druckdicht oder im Wesentlichen druckdicht abgetrennt. Wird nunmehr in bekannter Weise ein Ringraum zwischen der Bohrungswand und der Außenseite des Pfahlrohres mit einem aushärtbaren Medium, insbesondere einer Zementsuspension oder Mörtel, verfüllt, wird durch die erfindungsgemäße Anordnung ein verstärktes Eindringen des aushärtbaren Mediums, selbst bei einem unebenen Bohrlochgrund, in den Innenraum des Pfahlrohres von unten verhindert. Denn bei einem Eintritt des aushärtbaren Mediums in den unteren Abschnitt des Pfahlrohres wird hierdurch eine Druckerhöhung in dem abgeschotteten unteren Abschnitt bewirkt. Diese Druckerhöhung wirkt einem weiteren oder übermäßigen Eintritt von aushärtbarem Medium wirksam entgegen. Die aushärtbare Masse oder das Medium, das vorzugsweise in einem unteren Bereich des Pfahlrohres am Außenumfang eingeleitet wird, wird insbesondere aufgrund einer höheren Dichte als umgebendes Wasser eher dazu tendieren, den ringförmigen Außenraum zu verfüllen, welcher aufgrund seiner nach oben offenen Oberseite ein Verdrängen von Wasser aus dem Ringraum nach oben ermöglicht.
  • Das erfindungsgemäß gestaltete Pfahlrohr ermöglicht so ein besonders effizientes Erstellen eines Gründungspfahles im Boden, insbesondere unter Wasser in einem Gewässergrund, da einem unerwünschten Eindringen des aushärtbaren Mediums in den Innenraum des Pfahlrohres zuverlässig entgegengewirkt wird. Dies reduziert den Verbrauch an aushärtbarem Medium, also etwa an teurer Zementsuspension oder Mörtel, und ermöglicht außerdem ein zuverlässiges und kontrolliertes Verfüllen des Ringraumes zwischen dem Gründungspfahl und der Bohrungswand mit dem aushärtbaren Medium. Dies sichert die erwünschte Tragfähigkeit des so erstellten Gründungspfahles. Auch kann der Innenraum weitgehend frei von aushärtbarem Medium gehalten und weiter vielfältig genutzt werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass zum Absenken des Pfahlrohrs in eine Bohrung im Boden, welche mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die mindestens eine Durchgangsöffnung in der Schottplatte geöffnet ist, und zum Einleiten eines aushärtbaren Mediums in einen Ringraum zwischen den Außenumfang des Pfahlrohrs und einer Wand der Bohrung die mindestens eine Durchgangsöffnung geschlossen ist. Hierdurch wird insbesondere ein Einsatz des Pfahlrohres bei einer Unterwassergründung ermöglicht, wobei auch ein Einsatz an Land bei mit Flüssigkeit, insbesondere einer Stützflüssigkeit, gefüllten Bohrlöchern sinnvoll und vorteilhaft ist. Bei geöffneter Schottplatte kann das Pfahlrohr in einfacher Weise wie ein offenes Rohr in ein Gewässer und/oder insbesondere in eine mit Flüssigkeit gefüllte Bohrung abgesetzt werden. Durch ein Verschließen der mindestens einen Durchgangsöffnung nach dem Aufsetzen des Pfahlrohres auf einen Bohrlochgrund wird der untere Abschnitt dicht abgeschottet. Somit kann bei einem Verfüllen des Ringraumes zwischen dem Außenumfang des Pfahlrohres und einer Wand der Bohrung insbesondere über mindestens eine Zuführleitung in den unteren Bereich des Ringraums kein oder kaum aushärtbares Medium in den abgeschotteten unteren Bereich eindringen.
  • Grundsätzlich ist es dabei auch möglich, die Durchgangsöffnung beim Einleiten des aushärtbaren Mediums noch für eine bestimmte Zeit offenzuhalten, so dass gezielt eine gewisse Menge an aushärtbarem Medium in den unteren Abschnitt des Pfahlrohres einströmen kann. Ist dabei ein gewünschter Füllgrad des unteren Abschnitts erreicht, kann die mindestens eine Durchgangsöffnung verschlossen werden, so dass ein weiterer Zustrom von aushärtbarem Medium in den unteren Abschnitt verhindert wird. Auf diese Weise kann zumindest ein unterer Randbereich des Pfahlrohres an seiner Außenseite und seiner Innenseite in das aushärtbare Medium gezielt eingebettet werden, so dass nach dem Aushärten ein definierter Pfahlfuß an dem Pfahlrohr gebildet ist und dieser zuverlässig das Pfahlrohr nach unten abschließt. Hierdurch kann auch die Tragfähigkeit des Gründungspfahles noch weiter erhöht werden.
  • Allgemein kann zum Einleiten des aushärtbaren Mediums eine oder mehrere Zuführleitungen an der Außenseite des Pfahlrohres oder in dem Ringraum selbst vorgesehen sein. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass an der Schottplatte mindestens eine Zuführöffnung zum Zuführen eines aushärtbaren Mediums angeordnet ist. Somit kann eine Zuführung des aushärtbaren Mediums zumindest teilweise innerhalb des Innenraums des Pfahlrohres erfolgen. Dies ermöglicht eine geschützte Anordnung von einer oder mehreren Zuführleitungen innerhalb des Pfahlrohres.
  • Erfindungsgemäß erstreckt sich mindestens eine Leitung von der mindestens einen Zuführöffnung entlang des unteren Abschnitts des rohrförmigen Grundkörpers und wobei die mindestens eine Leitung sich durch die Rohrwand des rohrförmigen Grundkörpers hindurch erstreckt und in eine Auslassöffnung mündet. Auf diese Weise kann die mindestens eine Leitung zum Zuführen des aushärtbaren Mediums teilweise oder insgesamt innerhalb des Pfahlrohres und insbesondere innerhalb des oberen Abschnitts und/oder des unteren Abschnitts verlaufen.
  • Der Durchtritt durch die Schottplatte erfolgt über eine Zuführöffnung, welche gegebenenfalls selbst über eine separate Verschlusseinrichtung verfügen kann. Insbesondere in dem unteren Abschnitt des rohrförmigen Grundkörpers ist die mindestens eine Leitung zum Zuführen des Mediums durch die Rohrwand hindurchgeführt, so dass die Leitung an der Außenseite des rohrförmigen Grundkörpers in den zu verfüllenden Ringraum mündet. Es können dabei auch mehrere Auslassöffnungen entlang des Umfangs des rohrförmigen Grundkörpers, insbesondere an einem unteren Endbereich, ausgebildet sein.
  • Eine weitere Verbesserung wird bei einer Ausführungsvariante der Erfindung dadurch erzielt, dass sich mindestens zwei Leitungen entlang des unteren Abschnitts des rohrförmigen Grundkörpers erstrecken und dass die mindestens zwei Leitungen für einen Spülbetrieb in Reihe schaltbar sind. Die mindestens zwei Leitungen können dabei zum Zuführen des aushärtbaren Mediums zunächst parallel geschaltet sein, so dass durch Nutzung beider Leitungen ein besonders schnelles Verfüllen des Ringraums erfolgen kann. Nach dem Einleiten des aushärtbaren Mediums können die beiden Leitungen insgesamt oder zumindest Abschnitte der Leitungen über eine schaltbare Verbindungseinrichtung in Reihe geschaltet, also leitungsmäßig miteinander verbunden werden. Dies ermöglicht, dass über eine Leitung eine Spülflüssigkeit eingeleitet werden kann, welche die Leitung zunächst nach unten hin durchströmt und dann über die zugeschaltete zweite Leitung wieder nach oben ausgeleitet wird. Auf diese Weise können die Leitungen von dem aushärtbaren Medium freigespült werden und sich so nicht zusetzen. Dies bietet die Möglichkeit, die Leitungen bei Bedarf wieder zu nutzen. Es kann eine den Leitungen entsprechende oder angepasste Anzahl von Zuführöffnungen sein.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, dass im Bereich der mindestens einen Zuführöffnung ein Rückschlagventil angeordnet ist. Das Rückschlagventil kann insbesondere so ausgebildet sein, dass durch die Zuführöffnung in der Schottplatte die Abschottwirkung nach unten nicht beeinträchtigt wird. Dies bedeutet, dass das Rückschlagventil so angeordnet ist, dass eine Zuleitung von oben nach unten, aber nicht von unten nach oben erfolgen kann. Das Rückschlagventil kann auch einstellbar sein, so dass in bestimmten Fällen die Rückschlagfunktion aufgehoben werden kann, um doch in bestimmten Fällen Flüssigkeit durch die Zuführöffnung von unten nach oben zu leiten.
  • Alternativ oder ergänzend kann das Rückschlagventil auch so schaltbar sein, dass es insgesamt sperrend ist. Das Rückschlagventil kann so eine steuerbare Verschlusseinrichtung mit einer zusätzlichen Rückschlagfunktion als Sicherheit bilden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schottplatte ein Kupplungselement aufweist, an welchem eine Zuführvorrichtung zum Zuführen eines aushärtbaren Mediums zu der Zuführöffnung ankuppelbar ist. Die Schottplatte weist grundsätzlich eine vorzugweise metallische Platte auf, welche an einer vorgesehenen Position entlang der Innenwand des rohrförmigen Grundkörpers befestigt, insbesondere angeschweißt ist.
  • Zur Vereinfachung des Aufbaus des Pfahlrohres muss eine Leitung nicht insgesamt innerhalb des Innenraums des Pfahlrohres ausgebildet sein. Vielmehr kann eine Zuführung des aushärtbaren Mediums zumindest über einen Teilbereich des Pfahlrohres mittels einer separaten und in das Pfahlrohr einsetzbaren Zuführvorrichtung erfolgen. Zum Zuführen kann diese separate Zuführvorrichtung an einem dafür vorgesehenen Kupplungselement der Schottplatte angekuppelt werden. Dies ermöglicht eine definierte Positionierung und Verbindung der Zuführeinrichtung mit der Zuführöffnung und der mindestens einen Leitung entlang des unteren Abschnitts an dem Pfahlrohr.
  • Nach dem Verfüllen des Ringraums kann die Zuführvorrichtung wieder von der Schottplatte gelöst oder abgekoppelt und zum Bilden eines anderen Gründungspfahles an einem anderen Pfahlrohr eingesetzt werden.
  • Dabei besteht eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante darin, dass die Verschlusseinrichtung dazu ausgebildet ist, durch die Zuführvorrichtung in dem angekoppelten Zustand betätigt zu werden. Wird eine Zuführvorrichtung in der Schottplatte angekoppelt, um aushärtbares Medium einzuleiten, kann durch den Ankopplungsvorgang ein Verschließen der mindestens einen Durchgangsöffnung bewirkt werden. Dies kann beispielsweise über eine mechanische Hebel- und/oder Klappenanordnung erfolgen. So kann sichergestellt werden, dass bei Zuführen des aushärtbaren Mediums über die Zuführvorrichtung der untere Bereich zuverlässig abgeschottet ist.
  • Durch eine Stelleinrichtung an der Zuführvorrichtung ist es grundsätzlich auch möglich, die mindestens eine Durchgangsöffnung durch entsprechendes Ansteuern der Verschlusseinrichtung gezielt zu öffnen und zu schließen, so dass auch ein gezieltes und definiertes Einströmen eines aushärtbaren Mediums in den unteren Abschnitt erreicht werden kann. Die Stelleinrichtung kann insbesondere einen Motor oder Stellzylinder umfassen.
  • Für einen zuverlässigen und sicheren Verfahrensablauf ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, dass die Verschlusseinrichtung ausgebildet ist, die mindestens eine Durchgangsöffnung zu verschließen, wenn aushärtbares Medium zugeführt wird.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass die Schottplatte fest oder lösbar an dem rohrförmigen Grundkörper angebracht ist. Eine feste Anordnung der Schottplatte, etwa durch Verschweißen, ist herstellungstechnisch einfach und kostengünstig. Die Schottplatte ist dabei fest mit dem Pfahlrohr verbunden und verbleibt so als ein verlorenes Element in dem Gründungspfahl.
  • Gemäß einer Alternative kann die Schottplatte insbesondere an ihrem Außenbereich lösbar und insbesondere abdichtend mit dem rohrförmigen Grundkörper verbunden sein. Nach einem Einleiten und Aushärten des Mediums zum Bilden des Gründungspfahles besteht somit die Möglichkeit, die Schottplatte wieder von dem rohrförmigen Grundkörper zu lösen und aus dem Gründungspfahl zu bergen. Die Schottplatte kann so zum Bilden weiterer Gründungspfähle wiederholt an verschiedenen Pfahlrohren eingesetzt werden.
  • Ein lösbares Halten der Schottplatte kann vorzugsweise über eine entsprechende Spann- oder Klemmeinrichtung oder eine Schraub- oder Bajonett-Verbindung erfolgen. Es kann auch an der Innenwand des rohrförmigen Grundkörpers ein Befestigungselement, etwa ein ringförmiger Befestigungsflansch, angeordnet sein, an welchem die lösbare Schottplatte angelegt und lösbar befestigt werden kann. Grundsätzlich sind alle geeigneten Befestigungsmöglichkeiten einsetzbar, welche zum lösbaren und dichtenden Anbringen einer Platte an einer rohrförmigen Innenwand geeignet sind.
  • Ein besonders effizientes Zuführen des aushärtbaren Mediums, insbesondere über eine Leitung zu der Zuführöffnung an der Schottplatte kann nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt werden, dass an der Zuführöffnung ein Einlauftrichter angeordnet ist. Es können auch mehrere Zuführöffnungen vorgesehen sein, an welchen zum Teil oder insgesamt an allen Einlauftrichter angeordnet sind. Über die Einlauftrichter kann eine effiziente und schnelle Leitungsverbindung hergestellt werden. Die Trichter können auch als Einlauftrichter bezeichnet werden, die ein Einführen und damit ein Verbinden von Auslassvorrichtung und Zuführöffnung erleichtern.
  • Zum festen oder lösbaren Anbringen der Schottplatte kann es insbesondere vorteilhaft sein, dass an einer Innenseite des rohrförmigen Grundkörpers mindestens ein radial nach innen vorstehendes Halteelement, insbesondere ein Ringabsatz, angeordnet ist. An dem Ringabsatz kann die Schottplatte fest oder lösbar angebracht werden.
  • Zum Entgegenwirken gegen ein Eindringen von aushärtbarem Medium aus dem Ringraum in den Innenbereich des Pfahlrohres ist es nach der Erfindung vorgesehen, dass an einer Unterkante des rohrförmigen Grundkörpers eines Pfahlrohres ein ringförmiges Dichtelement angeordnet ist. Das Dichtelement kann insbesondere ein ringförmiges Gummielement sein, welches Unebenheiten an einem Bohrlochgrund ausgleichen und so eine Fuge zwischen der Unterkante des Pfahlrohres und dem Bohrlochgrund abdichten kann. Im Querschnitt kann das Dichtelement massiv oder mit einem Hohlraum für eine verbesserte Ausgleichswirkung ausgebildet sein. Allgemein kann auch ein aktiv betätigbares Dichtelement vorgesehen sein, etwa ein mit Druckluft aufblasbares ringförmiges, schlauchartiges Dichtungselement. Dieses kann sich bei Einleiten von Druckluft besonders gut an Unebenheiten am Bohrlochgrund anpassen und so die Fuge zwischen Pfahlrohrrand und Bohrlochgrund besonders zuverlässig abdichten. Die Anordnung des Dichtungselementes kann auch grundsätzlich unabhängig von der Anordnung eines Schottplatte an einem Pfahlrohr eingesetzt werden und kann als eine eigenständige Erfindung angesehen werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erfindungsgemäßes Pfahlrohr eingesetzt wird, so wie dies vorausgehend beschrieben ist. Mit dem Verfahren können so die zuvor beschriebenen Vorteile beim Erstellen eines Gründungspfahles erzielt werden. Das Verfahren kann grundsätzlich an Land eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist es, dass mit dem Verfahren ein Gründungspfahl unter Wasser, insbesondere an einem Gewässer- oder Meeresgrund, gebildet wird.
  • Gemäß der Erfindung besteht eine bevorzugte Ausführungsvariante darin, dass beim Absenken des Pfahlrohres in die Bohrung im Boden, welche mit Flüssigkeit gefüllt ist, die mindestens eine Durchgangsöffnung geöffnet wird und dass zum Einleiten des aushärtbaren Mediums in den Ringraum zwischen den Außenumfang des Pfahlrohres und der Wand der Bohrung die mindestens eine Durchgangsöffnung geschlossen wird. Dies erlaubt ein besonders zuverlässiges und kosteneffizientes Herstellen des Gründungspfahles.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert, die schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Schnittdarstellung eines Pfahlrohrs mit einer Schottplatte;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines unteren Teiles eines Pfahlrohres in einer Bohrung;
    Fig. 3
    eine schematische Detail-Querschnittsansicht zu einer Zuführeinrichtung an der Schottplatte eines Pfahlrohres; und
    Fig. 4
    eine perspektivische Darstellung einer Handhabungsvorrichtung zum Handhaben eines Pfahlrohres.
  • Gemäß Fig. 1 ist ein Pfahlrohr 10 mit einem rohrförmigen Grundkörper 12 vorgesehen. In einem Innenbereich 13 des rohrförmigen Grundkörpers 12 ist eine quer zur Längsachse des rohrförmigen Grundkörpers 12 gerichtete Schottplatte 20 angeordnet, welche den Innenbereich 13 in einen unteren Abschnitt 14 und einen oberen Abschnitt 15 unterteilt und diese voneinander abtrennt. An einer Unterkante des rohrförmigen Grundkörpers 12 kann ein ringförmiges Dichtelement 19 angeordnet sein, mit welchem das Pfahlrohr 10 auf einem Bohrlochgrund möglichst abdichtend aufgesetzt werden kann.
  • Die Schottplatte 20 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei schematisch angedeutete Durchgangsöffnungen 22 auf, welche mittels einer ebenfalls schematisch angedeuteten Verschlusseinrichtung 24 gezielt geöffnet oder geschlossen werden können. In einem Mittenbereich der Schottplatte 20 ist eine Zuführeinrichtung 30 mit zwei schematisch angedeuteten Zuführöffnungen 32 mit jeweils einem Einführtrichter 34 angeordnet, wie nachfolgend noch detaillierter in Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben wird.
  • Die Zuführöffnungen 32 mit den Einführrichtern 34 dienen der Zuführung eines aushärtbaren Mediums, insbesondere von Mörtel oder Zementsuspension, wobei das aushärtbare Medium unterhalb der Schottplatte 20 über Leitungen 26 bis zu einem unteren Endbereich des rohrförmigen Grundkörpers 12 geleitet werden kann. Die Leitungen 26 erstrecken sich dabei durch eine Rohrwand 16 des Grundkörpers 12 und münden jeweils am Außenumfang 17 des Grundkörpers 12 in einer Auslassöffnung 28. Somit kann aushärtbares Medium über einen Innenbereich 13 des Pfahlrohres 10 bis zu einem unteren Endbereich geleitet und über die Auslassöffnungen 28 nach außerhalb des Pfahlrohres 10 austreten, wie nachfolgend genauer in Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert wird.
  • In Fig. 2 ist schematisch und nicht maßstäblich ein unterer Endbereich eines erfindungsgemäßen Pfahlrohres 10 dargestellt, welches in eine Bohrung 4 im Boden 1 eingesetzt ist. Von der Bohrung 4 ist lediglich der untere Bereich dargestellt, wobei die Bohrung 4 eine Tiefe von mehreren Metern aufweisen kann, typischerweise zwischen 5m bis 30m. Die Bohrung 4 ist zur Abstützung mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder einer sonstigen Stützflüssigkeit, gefüllt, so dass die Bohrung 4 auch bei größeren Bohrungstiefen nicht kollabiert. Es kann auch zumindest bereichsweise ein Stützrohr vorgesehen sein.
  • In eine derart mit Flüssigkeit gefüllte Bohrung 4 kann das Pfahlrohr 10 mit einer Schottplatte 20 problemlos eingesetzt werden, wenn die Durchgangsöffnungen 22 an der Schottplatte 20 durch die Verschlusseinrichtungen 24 geöffnet sind. Nach Erreichen einer Endposition des Pfahlrohres 10, insbesondere bei Aufsetzen des Pfahlrohres 10 auf einen Bohrlochgrund 5 der Bohrung 4, können die Durchgangsöffnungen 22 wieder mit den Verschlusseinrichtungen 24 verschlossen werden. Über die Leitungen 26 kann nunmehr aushärtbares Medium in die Bohrung 4 eingeleitet werden, wobei das aushärtbare Medium innerhalb des Pfahlrohres 10 im unteren Bereich mit den Leitungen 26 zugeführt wird und am unteren Endbereich durch die Rohrwand 16 hindurchtritt und über die Auslassöffnung 28 in einen Ringraum 6 austreten kann. Der Ringraum 6 ist zwischen einem Außenumfang 17 des rohrförmigen Grundkörpers 12 und einer im Wesentlichen zylindrischen Wand 8 der Bohrung 4 gebildet. Das aushärtbare Medium kann dabei aufgrund einer höheren Dichte gegenüber der Flüssigkeit in der Bohrung 4 den Ringraum 6 von unten nach oben verfüllen. Flüssigkeit wird dabei nach oben aus dem Ringraum 6 durch das aushärtbare Medium verdrängt.
  • Durch die vorgesehene Schottplatte 20 ist ein unterer Abschnitt 14 des Innenbereichs 13 des Pfahlrohres 10 bei verschlossenen Durchgangsöffnungen 22 nach oben abgedichtet. Somit kann die Flüssigkeit in dem unteren Abschnitt 14 des Pfahlrohres 10 nicht nach oben verdrängt werden, so dass auch kein oder kaum aushärtbares Medium in den Innenbereich 13 des Pfahlrohres 10 eindringen kann. Hierdurch kann der Innenbereich 13 zuverlässig freigehalten werden und aushärtbares Medium oder Suspension kann eingespart werden.
  • Gemäß Fig. 3 ist die Zuführeinrichtung 30 des Pfahlrohres 10 nach Fig. 1 genauer gezeigt. Die Zuführeinrichtung 30 kann eine topfförmige Aufnahme 31 aufweisen, welche in einem Mittenbereich der Schottplatte 20 angebracht ist. In der topfförmigen Aufnahme 31 sind die Zuführöffnungen 32 für die nach unten wegführenden Leitungen 26 ausgebildet. Zum Einleiten des aushärtbaren Mediums weisen die Zuführöffnungen 32 an ihrem oberen Bereich Einführtrichter 34 auf. Die Zuführöffnungen 32 können weiterhin mit nur schematisch dargestellten Rückschlagventilen 36 ausgebildet sein, welche ein unerwünschtes Rückströmen des aushärtbaren Mediums aus den Leitungen 26 in dem dargestellten Beispiel verhindern.
  • Zur Zuführung des aushärtbaren Mediums kann erfindungsgemäß eine Handhabungsvorrichtung 50 gemäß Fig. 4 verwendet werden. Die Handhabungsvorrichtung 50 weist einen Grundkörper 52 mit einer Deckplatte 54 auf, an welcher ein Aufsatzelement 58 zum Aufsetzen oder Anordnen der Handhabungsvorrichtung 50 auf oder an einem Pfahlrohr 10 angeordnet ist.
  • Über eine Greifeinrichtung 56, welche alternativ oder ergänzend auch als eine kraftschlüssige Spanneinrichtung ausgebildet sein kann, kann die Handhabungsvorrichtung 50 im dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Innenseite des Pfahlrohres 10 mit mindestens einem Spann- oder Greifelement 57 lösbar angebracht werden. Vorzugsweise sind mehrere Greifelemente 57 entlang des Umfangs an dem etwa rohr- oder tonnenförmigen Grundkörper 52 angeordnet.
  • Mit der Handhabungsvorrichtung 50 kann ein Pfahlrohr 10 bereits an einer Bodenoberfläche oder einem Wasserfahrzeug aus einem Pfahlrohrlager gegriffen werden. Das Pfahlrohr 10 kann beim Greifen eine beliebige Position haben, etwa horizontal oder vertikal angeordnet sein. Die Handhabungsvorrichtung 50 ist über ein Halteelement 55 am oberen Endbereich des Grundkörpers 52 mit einem Hebezeug, insbesondere einem Kran, verbindbar. Somit kann über die Handhabungsvorrichtung 50 ein Pfahlrohr 10 von einer Lagerposition in eine Bohrung 4 im Boden 1 eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus ist die Handhabungsvorrichtung 50 mit einer nur schematisch angedeuteten Zuführvorrichtung 60 versehen, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Förderleitungen 64 aufweist, welche sich von einer Einlasseinrichtung 62 am oberen Ende des Grundkörpers 52 bis zu einer unteren Auslasseinrichtung 66 erstrecken. Die Auslasseinrichtung 66 ist ausgebildet, um über die Einführtrichter 34 der Zuführeinrichtung 30 an einem Pfahlrohr 10 gemäß Fig. 3 zur Zuleitung eines aushärtbaren Mediums in Eingriff zu gelangen. Weiterhin kann an der Handhabungsvorrichtung 50 eine korrespondierende Kupplungseinheit vorgesehen sein, um im Zusammenwirken mit dem Kupplungselement 23 an der Zuführeinrichtung 30 des Pfahlrohrs 10 eine genaue Positionierung und Lagesicherung sicherzustellen.
  • Über eine Versorgungsleitung 80, welche auch als Umbilical bezeichnet werden kann, können aushärtbares Medium, Energie und/oder Daten über eine lösbare Verbindungseinrichtung 70 zugeführt werden, wobei das aushärtbare Medium an die Einlasseinrichtung 62 am oberen Endbereich des Grundkörpers 52 übergeben wird. Es können eine einzelne Versorgungsleitung oder auch getrennte Leitungen vorgesehen sein.
  • Nach dem Verfüllen des Ringraumes 6 durch das aushärtbare Medium kann die Verbindungsleitung 80 und/oder das Hebezeug von dem Halteelement 55 gelöst werden, wobei die Handhabungsvorrichtung 50 als eine zusätzliche Auflast an dem Pfahlrohr 10 verbleiben kann, zumindest bis das aushärtbare Medium zum Bilden des Gründungselementes im Boden 1 ausgehärtet ist. Anschließend kann die Handhabungsvorrichtung 50 wieder von dem Pfahlrohr 10 gelöst und rückgeholt werden.

Claims (14)

  1. Pfahlrohr zum Bilden eines Gründungspfahles im Boden (1), mit einem rohrförmigen Grundkörper (12),
    - wobei in einem Innenbereich (13) des rohrförmigen Grundkörpers (12) eine Schottplatte (20) angeordnet ist, welche den Innenbereich (13) in einen unteren Abschnitt (14) und einen oberen Abschnitt (15) unterteilt und diese voneinander abschottet,
    - wobei an der Schottplatte (20) mindestens eine Durchgangsöffnung (22) mit einer Verschlusseinrichtung (24) angeordnet ist, mit welcher die Durchgangsöffnung (22) verschlossen und geöffnet werden kann, und
    - wobei an der Schottplatte (20) mindestens eine Zuführöffnung (32) zum Zuführen eines aushärtbaren Mediums angeordnet ist,
    dadurch gekenzeichnet,
    dass sich mindestens eine Leitung (26) von der mindestens einen Zuführöffnung (32) entlang des unteren Abschnitts (14) des rohrförmigen Grundkörpers (12) erstreckt und
    dass die mindestens eine Leitung (26) sich durch die Rohrwand (16) des rohrförmigen Grundkörpers (12) hindurch erstreckt und in eine Auslassöffnung (28) mündet.
  2. Pfahlrohr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Absenken des Pfahlrohrs (10) in eine Bohrung (4) im Boden (1), welche mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die mindestens eine Durchgangsöffnung (22) in der Schottplatte (20) durch die Verschlusseinrichtung (24) geöffnet ist, und
    zum Einleiten eines aushärtbaren Mediums in einen Ringraum (6) zwischen dem Außenumfang (17) des Pfahlrohrs (10) und einer Wand (8) der Bohrung (4) die mindestens eine Durchgangsöffnung (22) durch die Verschlusseinrichtung (24) geschlossen ist.
  3. Pfahlrohr nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere Leitungen (26) mit einer den Leitungen (26) entsprechenden oder angepassten Anzahl von Zuführöffnungen (32) angeordnet sind.
  4. Pfahlrohr nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich mindestens zwei Leitungen (26) von jeweils einer Zuführöffnung (32) entlang des unteren Abschnitts (14) des rohrförmigen Grundkörpers (12) erstrecken und
    dass die mindestens zwei Leitungen (26) für einen Spülbetrieb in Reihe schaltbar sind.
  5. Pfahlrohr nach einen der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Bereich der mindestens einen Zuführöffnung (32) ein Rückschlagventil (36) angeordnet ist.
  6. Pfahlrohr nach einen der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schottplatte (20) ein Kupplungselement (23) aufweist, an welchem eine Zuführvorrichtung (60) zum Zuführen eines aushärtbaren Mediums zu der Zuführöffnung (32) ankuppelbar ist.
  7. Pfahlrohr nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verschlusseinrichtung (24) ausgebildet ist, durch die Zuführvorrichtung (60) in dem angekoppelten Zustand betätigt zu werden.
  8. Pfahlrohr nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verschlusseinrichtung (24) ausgebildet ist, die mindestens eine Durchgangsöffnung (22) zu verschließen, wenn aushärtbares Medium zugeführt wird.
  9. Pfahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schottplatte (20) fest oder lösbar an dem rohrförmigen Grundkörper (12) befestigt ist.
  10. Pfahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an der Zuführöffnung (32) ein Einlauftrichter (34) angeordnet ist.
  11. Pfahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an einer Innenseite des rohrförmigen Grundkörpers (12) mindestens ein radial nach innen vorstehendes Halteelement, insbesondere ein Ringabsatz, zum festen oder lösbaren Anbringen der Schottplatte (20) angeordnet ist.
  12. Pfahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an einer Unterkante des rohrförmigen Grundkörpers (12) ein ringförmiges Dichtelement (19) angeordnet ist.
  13. Verfahren zum Bilden eines Gründungspfahles in einer Bohrung (4) im Boden (2), bei dem ein Pfahlrohr (10) in die Bohrung (4) eingesetzt und ein aushärtbares Medium in einen Ringraum (6) zwischen einer Wand (8) der Bohrung (4) und einem Außenumfang (17) des Pfahlrohres (10) eingeleitet wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Pfahlrohr (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 eingesetzt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass beim Absenken des Pfahlrohres (10) in die Bohrung (4) im Boden (1), welche mit Flüssigkeit gefüllt ist, die mindestens eine Durchgangsöffnung (22) geöffnet wird, und
    dass zum Einleiten des aushärtbaren Mediums in den Ringraum (6) zwischen den Außenumfang (17) des Pfahlrohres (10) und der Wand (8) der Bohrung (4) die mindestens eine Durchgangsöffnung (22) geschlossen wird.
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