EP4650524A1 - Schalkörper und verfahren zur herstellung einer bohrschablone für eine bohrpfahlwand - Google Patents

Schalkörper und verfahren zur herstellung einer bohrschablone für eine bohrpfahlwand

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Publication number
EP4650524A1
EP4650524A1 EP24176201.2A EP24176201A EP4650524A1 EP 4650524 A1 EP4650524 A1 EP 4650524A1 EP 24176201 A EP24176201 A EP 24176201A EP 4650524 A1 EP4650524 A1 EP 4650524A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
formwork
circular
ring
semi
base
Prior art date
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Pending
Application number
EP24176201.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erfindernennung liegt noch nicht vor Die
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.)
Tbs Tiefbau Service GmbH
Original Assignee
Tbs Tiefbau Service GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Tbs Tiefbau Service GmbH filed Critical Tbs Tiefbau Service GmbH
Priority to EP24176201.2A priority Critical patent/EP4650524A1/de
Priority to DE102025118584.0A priority patent/DE102025118584A1/de
Publication of EP4650524A1 publication Critical patent/EP4650524A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/66—Mould-pipes or other moulds
    • E02D5/665—Mould-pipes or other moulds for making piles

Definitions

  • the invention relates to a shell body and a method for producing a drilling template as a guide for a drilling device for the production of a bored pile wall.
  • a drilling template is needed as a guide for the drilling rig.
  • Bored pile walls are constructed in three different ways.
  • the pile diameters overlap the adjacent piles to varying degrees. Since the drilling sequence must also be adjusted in this case, work begins with the second pile, followed by every other pile, in a so-called step-by-step procedure. After drilling the second pile in each set, the primary piles, these are concreted without reinforcement. The primary piles must be concreted without reinforcement because they will be cut during the construction of the secondary piles. The secondary piles are then reinforced and concreted.
  • the bored piles lie next to each other, but do not overlap.
  • formwork which consists, for example, of polystyrene.
  • the key factors for the formwork elements are the diameter of the bored piles, the center-to-center spacing of the bored piles (which corresponds to the distance between the centers of the two adjacent piles), and the desired height of the formwork element. All dimensions can vary from construction site to construction site, although there are standardized dimensions for the bored pile diameters.
  • the center-to-center spacing is influenced by structural requirements, the necessary impermeability in areas with high groundwater pressure, or the dimensions of the excavation.
  • a trench is first excavated to a depth corresponding to the desired height of the templates (the height of the formwork).
  • the surveyor then marks the required pile centers.
  • the template maker places the first polystyrene forms at these points.
  • the polystyrene forms are placed on a metal base, to which a steel bar has been welded, so they can be removed and reused later. For this reason, the polystyrene forms are wrapped in foil beforehand.
  • the polystyrene forms positioned in the trench are then fixed to the ground with steel nails. These are driven approximately 30 cm through the polystyrene into the soil.
  • concrete is poured in from the side.
  • a concrete mixer drives up to the installation points and lowers the concrete into the trench in layers via a chute.
  • a nut with an eyelet is screwed onto the metal base.
  • a chain with a hook is attached to this eyelet, and the formwork is pulled out of the concrete. This is usually done with a mini-excavator. Only smaller diameters, ⁇ 64 cm, can be removed manually.
  • the finished drilling template is then secured against collapse due to external pressure by inserting wooden blocks or filling it with approximately 10-20 cm of lean concrete.
  • the polystyrene forms wear out relatively quickly due to the described usage. Each concreting process reduces the diameter of the formwork due to the concrete pressure, so it needs to be replaced after approximately 30-50 pours. In between, damage must also be repaired with expanding foam and pieces of polystyrene. This process is time-consuming and therefore expensive.
  • metal or wooden formwork is sometimes still used.
  • the metal formwork is ring-shaped and hollow inside. Within the formwork are metal stiffeners running transversely between the two forms, and longitudinal stiffeners running continuously from the starting pile to a bend or to the end pile.
  • the wooden formwork consists of top, bottom, and side panels cut to specific dimensions.
  • the outer surface of this formwork must also be protected with either foil or a coating to allow for its removal from the concrete.
  • the formwork panels available in metal and wood, are manufactured and transported in lengths equivalent to several bored piles, and then demolded in one piece. Handling is made more difficult by their high weight and large dimensions, requiring a larger excavator.
  • the object of the invention is to realize a shell body and a method for producing a drilling template for a bored pile wall, which is lightweight, reusable and flexible in its application.
  • the invention presents formwork elements for concrete formwork, which are used for the repeated production of borehole guides for concrete pile walls.
  • novel formwork elements serve for the formwork of internal, partially accessible concrete surfaces and are easily dismantled and reusable. They are primarily used on construction sites under demanding conditions and are designed in an efficient and user-friendly manner. They can be combined to form a largely customizable formwork chain, thus creating a complete system for the production of borehole guides for concrete pile walls.
  • the formwork elements are combined as a chain or erected individually, thus forming the future concrete pile wall according to the construction plans. Overlapping, tangent, and dispersed configurations can be represented.
  • At least two forms are required to assemble a chain of formwork elements.
  • the circular formwork element is used as the starting element of the chain.
  • the chain is then built up using the semi-circular formwork element.
  • Each subsequent element protects the opening of the preceding one from the ingress of concrete.
  • each formwork element is equipped with a clamping mechanism within the formwork ring. This can be achieved, for example, by a toggle clamp; quick-release clamps, scissor clamps, turnbuckles, etc., can also be used.
  • the base element is positioned and secured, for example, with ground screws.
  • the formwork ring is aligned with the base element and positioned, and finally secured with a cover.
  • the base element is connected to the cover via a rod.
  • the shell body is arranged in a semi-circular or full-circular shape on the previously placed shell body.
  • the formwork chain can be dismantled step by step for each formwork element.
  • the top and then the bottom are removed first.
  • the formwork ring is released using the tensioning and release mechanism. After the release of the tension, the formwork ring can be easily removed manually from the concrete wall, as its weight is relatively low due to its plastic construction.
  • a key advantage of the new method for handling formwork elements for constructing a drilling template for bored pile walls is that the formwork elements can be easily and simply removed by releasing the tension in the respective formwork ring. This represents a significant advantage of the method. Compared to the prior art, the flexibility in the design of the pile wall, combined with the efficient, modular setup and removal of the formwork system, is comprehensively ensured.
  • the semi-circular formwork body is equipped with rubber lips which are intended to prevent the entry of concrete into the formwork ring when the distance between the centers of the forms varies.
  • the rubber lips are located on the outside of the intersection point of the circular secant, extending along the entire height of the formwork body.
  • a crescent-shaped receptacle for additional formwork bodies of the same diameter is precisely positioned between the rubber lips.
  • Figure 1 A basic structure of a formwork chain consisting of the formwork elements according to the invention, comprising the circular formwork element 1 and the semi-circular formwork element 2.
  • the circular formwork elements 1 and the semi-circular formwork elements 2 are combined into chains or set up individually, thus forming the subsequent concrete pile wall according to the construction plans. Overlapping, tangent, and dissolving configurations can be combined using the circular formwork elements 1 and the semi-circular formwork elements 2.
  • Figure 1 The diagram shows an overlapping arrangement with changes in direction along the corresponding path.
  • the circular formwork element 1 serves as the starting element of the formwork chain, followed by the corresponding semi-circular formwork elements 2 as the main elements.
  • at least two forms are required to assemble a formwork chain.
  • each formwork element protects the opening of the preceding element from the ingress of concrete.
  • the semi-circular formwork elements 2 are placed against the preceding element with their rubber lips 11 to prevent the poured concrete from entering.
  • Each formwork ring 7 of the circular formwork element 1 and semi-circular formwork element 2 is used for demolding.
  • Each shell body is equipped with a clamping and unclamping mechanism 10. In the exemplary embodiment, this is achieved by a toggle clamp. However, quick-release clamps, scissor clamps, turnbuckles, etc. can also be used.
  • the arrangement of the clamping and releasing mechanism 10 is shown graphically. The clamping and releasing mechanism 10 is opened via an opening in the formwork ring 9, thus allowing for easy demolding of the formwork body as already described.
  • Figure 2 and 3 show a shell body in a circular shape 1, wherein Figure 2 shows the individual parts of the lid 3 and the base 4 and from the Figure 4 It is evident how the base 4 is connected to the formwork ring 7. Furthermore, the tensioning and untensioning mechanism 10 is shown, which serves to create tension or release of the formwork ring 7 via the opening of the formwork ring 9.
  • Figure 2 Figure 1 shows the individual parts of the formwork body arranged in a circle.
  • a base 4 consisting of two plates that can be locked together, is provided. This base incorporates a fixing cover 6 and the existing ground screw fixing holes 5.
  • the formwork ring 7 is designed with stiffening rings 8 above and below it.
  • a clamping and unclamping mechanism 10 for the formwork ring 7 is provided via the opening in the formwork ring 9.
  • a precisely fitting cover 3 is then placed on the formwork ring 7 and secured with the fixing cover 6. From the Figure 3 It is evident how the base 4 was positioned and how the formwork ring 7 was fitted precisely onto the base 4. The same principle is also applied to the semicircular formwork elements 2 in the assembly.
  • the respective shell bodies circular 1 and shell bodies semicircular 2 as well as the lid 3 and the base 4 are preferably made of plastic.
  • the key advantage here is that plastic is beneficial for the application due to its strength and weight.
  • the base 4 is secured to the corresponding lid 3 via a simple screw connection or quick-release mechanism using the lid 6.
  • a semicircular formwork body 2 is shown.
  • a base 4 used separately, is installed as for the circular formwork body 1.
  • the corresponding cover 3 for the semicircular formwork body 2 is attached via the fixing with the cover 6.
  • two rubber lips 11 for assembling further formwork bodies are arranged at the full height of the outer edges of the cut surfaces by means of a secant cut of the full circle.
  • a receptacle for further formwork bodies 12 in the form of a crescent with the same base diameter as the further formwork bodies 1 or 2 to be assembled is provided.
  • a clamping and unclamping mechanism 10 is arranged via an opening in the formwork ring 9 with a given chassis 13.
  • the chassis 13 is designed such that the opening in the formwork ring 9 is located in the center and can be locked via the clamping and unclamping mechanism 10.
  • the chassis 13 in the circular shell bodies 1 and the semi-circular shell bodies 2 are in their construction made of the Figure 3 This is evident from the above.
  • a secant plate is present, on which the clamping and unclamping mechanism 10 is attached in order to clamp or unclamp the opening formwork ring 9.
  • the respective formwork elements, circular 1 and semicircular 2 are in the form of a circle.
  • formwork elements in various shapes are also possible when manufactured from plastic. These can include shapes such as squares, ovals, and triangles. Nevertheless, the circular formwork elements 1 and semicircular formwork elements 2 will be the most frequently used in practice.
  • the given formwork elements, circular 1 and semicircular 2 are preferably used in an internal formwork system, also known as circular formwork.
  • the manufacture of the respective circular formwork elements 1 and semi-circular formwork elements 2 from plastic makes it possible to define the corresponding inner and outer surfaces of the formwork ring 7.
  • the formwork ring 7 is designed to be used in a way that maximizes product benefits.
  • the inner surfaces of the formwork ring 7 have a rough surface.
  • the outer surfaces of the formwork ring 7, both for the circular formwork 1 and the semi-circular formwork 2, are finished to a smooth surface using a special manufacturing process.
  • a self-releasing release agent is applied to this smooth outer surface of the formwork ring 7. This release agent is preferably wax. This ensures that the concrete slides off easily when the circular formwork 1 and the semi-circular formwork 2 are lifted out.
  • the size of the circular formwork elements 1 and the semi-circular formwork elements 2 can vary depending on the requirements of the construction site.
  • the diameter of the respective formwork elements can range from 300 mm to 1200 mm.
  • the height is typically 420 mm, but can also be different depending on the site requirements.
  • the thickness of the formwork ring 7 can range from 1.5 mm to 4 mm.
  • Each circular formwork body 1 and semi-circular formwork body 2 has a base 4 and a cover 3, whereby the base 4 and cover 3 are fixed in place by the cover 6 when the formwork bodies are positioned.
  • the clamping and unclamping mechanism 10 is opened via an opening in the formwork ring 9, thus facilitating easy demolding of the formwork body.

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Abstract

Schalkörper zur Herstellung einer Bohrschablone für eine Bohrpfahlwand, wobei der Schalkörper kreis- oder teilkreisförmig ausgeführt ist und aus Holz, Metall oder Styropor besteht und der Schalkörper für die Bohrschablone eine Bodenplatte mit einem Befestigungsstab aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schalkörper und ein Verfahren zur Herstellung einer Bohrschablone als Führung für ein Bohrgerät zur Fertigung einer Bohrpfahlwand.
  • Dabei ist folgender Stand der Technik zur Herstellung und Anwendung von Schalkörpern gegeben.
  • Zur Herstellung einer Bohrpfahlwand wird eine Bohrschablone als Führung für das Bohrgerät benötigt.
  • Bohrpfahlwände werden in drei verschiedenen Weisen gefertigt.
  • In der überschnittenen Bauweise, bei der die Pfahldurchmesser den benachbarten Pfahl in verschieden großem Ausmaß überlagert. Da auch dann die Reihenfolge der Bohrung angepasst werden muss, wird beginnend mit dem zweiten Pfahl begonnen, darauf nur jeder zweite, im sogenannten Pilgerschrittverfahren. Nach der Ausbohrung der jeweils zweiten Pfähle, der Primärpfähle, werden diese unbewehrt betoniert. Die Primärpfähle müssen unbewehrt betoniert werden, da bei der Herstellung der Sekundärpfähle die Primärpfähle angeschnitten werden. Die Sekundärpfähle werden dann bewehrt und betoniert.
  • In der tangierenden Bauweise liegen die Bohrpfähle aneinander, überlagern sich jedoch nicht.
  • Und in die aufgelöste Bauweise, bei der sich die Bohrpfähle nicht berühren und weit voneinander entfernt liegen. Der Zwischenraum wird mit Spritzbetongewölben gefüllt und dieser trägt die dahinterliegenden Schichten, wie Filtersteine zur Wasserabführung sowie das Erdreich.
  • Sowohl bei der tangierenden als auch bei der aufgelösten Bauweise, ist jeder Bohrpfahl, der hergestellt wird, bewehrt.
  • Zur Herstellung der Bohrschablone werden Schalkörper benötigt, die bspw. aus Styropor bestehen.
  • Maßgeblich für die Schalkörper sind der Durchmesser der Bohrpfähle, das Achsmaß der Bohrpfähle, dieses entspricht dem Abstand von Pfahlmittelpunkt zu Pfahlmittelpunkt des nächsten Pfahls, und die gewünschte Höhe des Schalkörpers. Alle Maße können von Baustelle zu Baustelle variieren, wobei es für die Bohrpfahldurchmesser standardisierte Maße gibt. Die Achsmaße werden durch statische Vorgaben, die benötigte Wasserundurchlässigkeit bei starkem Grundwasserdruck oder aber durch die Maße der Baugrube beeinflusst.
  • Zur Herstellung der Bohrschablone wird zuerst ein Graben ausgehoben, dessen Tiefe der gewünschten Höhe der Bohrschablonen = Höhe Schalkörper entspricht. Im Anschluss werden die benötigten Pfahlmittelpunkte durch den Vermesser abgesteckt. Der Schablonenbauer setzt nun auf diese Punkte die ersten Styroporkörper. Die Styroporkörper werden auf einen Metallteller, dem Metallfuß, auf dem ein Stabstahl angeschweißt wurde, gestülpt, damit sie später wieder ausgeschalt und erneut benutzt werden können. Aus diesem Grund werden die Styroporkörper vorab auch mit Folie umwickelt. Die im Graben positionierten Styroporkörper werden nun mit Stahlnägeln im Erdboden fixiert. Diese werden durch das Styropor durch ca. 30cm in den Erdboden geschlagen. Nachdem alle Styroporkörper im Graben positioniert wurden, wird seitlich Beton eingebracht. Dazu fährt ein Betonmischer seitlich an die Einbaustellen und lässt den Beton über die Rutsche lagenweise in den Graben. Im Anschluss werden in den noch frischen Beton die erforderlichen Bewehrungseisen eingelegt, im Standardfall 2 Eisen mit D=12mm je Seite.
  • Nachdem der Beton ausgehärtet ist, wird auf den Metallfuß eine Mutter mit Öse aufgeschraubt. An diese Öse wird eine Kette mit Haken angebracht und der Schalkörper wird aus dem Beton gezogen. Dies erfolgt meistens mit einem Minibagger. Nur kleinere Durchmesser, < 64cm, sind auch manuell ausschalbar. Im Anschluss wird die fertige Bohrschablone durch Einlegen von Kanthölzern oder Auffüllen von Magerbeton, ca. 10cm-20cm, gegen das Zusammenrutschen durch Druck von außen gesichert.
  • Die Styroporkörper werden durch die beschriebene Nutzung relativ schnell verschlissen. Jeder Betoniervorgang verringert durch den Betondruck den Durchmesser des Schalkörpers, so dass dieser nach ca. 30-50 Durchgängen ersetzt werden muss. Zwischendurch müssen zudem Beschädigungen mit Montageschaum und Styroporstücken repariert werden. Dieser Prozess ist zeitaufwendig und dadurch auch teuer.
  • Alternativ zur Verwendung von Styroporkörpern sind teilweise auch noch Schalkörper aus Metall oder Holz in Verwendung. Die Schalkörper aus Metall sind ringförmig und innen hohl. Innerhalb der Form befinden sich Aussteifungen ebenfalls aus Metall von der einen zur anderen Form als Queraussteifung und Längsaussteifungen durchgehend vom Anfangspfahl bis zu einem Knick oder bis zum Endpfahl.
  • Die Holzausführung ist eine Schalung aus Ober-, Unterseite und Seitenteilen, die auf die bestimmten Achsmaße zugeschnitten sind. Die Außenseite dieser Schalung muss ebenfalls durch entweder Folie oder Beschichtung geschützt worden sein, um diese Art der Schalung aus dem Beton wieder entfernen zu können.
  • Die Flexibilität dieser Schalkörper ist jedoch gering, da jedwedes Metall oder Holz im Vergleich zum Styropor nicht einfach in seiner Form veränderbar ist.
  • Zudem werden die Schalkörper in Metall- und Holzausführung in Längen von mehreren Bohrpfählen hergestellt und transportiert, sowie in einem Stück wieder ausgeschalt. Das Handling wird durch hohes Gewicht und größere Ausmaße erschwert und ein größerer Bagger ist notwendig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalkörper und ein Verfahren zur Herstellung einer Bohrschablone für eine Bohrpfahlwand zu realisieren, welche im Gewicht gering, wiederverwendbar und flexibel in ihrer Anwendung ausgeführt ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Schalkörper und ein Verfahren zur Herstellung einer Bohrschablone für eine Bohrpfahlwand insbesondere der Hauptansprüche und der Unteransprüche realisiert sind,
    • wobei ein Schalkörper kreisförmig und ein Schalkörper teilkreisförmig jeweils mit selbsttrennender Oberfläche einen zweiteiligen Boden mit einer auf dem Boden installierten Fixierung mit Deckel aufweist und in der Innenseite des Schalringes des jeweiligen Schalkörpers einen Spann- und Entspannmechanismus über die Öffnung des Schalungsringes vorhanden ist und ein Deckel des Schalkörpers vorhanden ist, welcher mit der Fixierung mit Deckel arretiert ist,
    • wobei bei dem Schalkörper kreisförmig und bei dem Schalkörper teilkreisförmig jeweils oberhalb und unterhalb des Schalungsringes Versteifungsringe gegeben sind,
    • bei dem Schalkörper teilkreisförmig an der Außenseite der Kreis-Sekante Gummilippen in der gesamten Höhe des Schalkörpers angeordnet sind und eine Aufnahme für weitere Schalkörper sichelförmig zwischen den Gummilippen gegeben ist und
    • die Schalkörper aus Kunststoff bestehen
    • Verfahren zur Herstellung einer Bohrschablone aus Schalkörpern, wobei der Boden eines jeweiligen Schalungsringes über die Erdschrauben-Fixierung befestigt wird, anschließend über den Spann- und Entspannmechanismus gespannter Schalungsring auf den Boden justiert wird und danach der Deckel auf dem Schalungsring und über die Fixierung mit Deckel geschlossen wird und anschließend ein weiterer Schalkörper kreisförmig oder ein Schalkörper teilkreisförmig in gleicher Verfahrensweise angesetzt wird, nach Fertigstellung einer Schalkörperkette der Beton eingelassen wird und nach Aushärten des Betons die Deckel über die Fixierung mit Deckel geöffnet und abgenommen werden, die Schalkörper kreisförmig und die Schalkörper teilkreisförmig durch den Spann- und Entspannmechanismus entspannt werden und manuell ohne maschinelle Hilfe herausgenommen werden.
  • Die Erfindung stellt erfindungsgemäße Schalkörper für Betonschalkörper dar, die für die wiederholte Fertigung von Bohrführungen von Betonpfahlwänden angewendet werden. Die neuartigen Schalkörper dienen der Schalung von innenliegenden, begrenzt zugänglichen Betonflächen und sind leicht rückbaubar und wiederholt einsetzbar. Sie werden zumeist auf Baustellen unter anspruchsvollen Bedingungen eingesetzt und sind auf eine effiziente sowie anwenderfreundliche Art und Weise ausgeführt. Sie können zu einer weitgehend frei gestaltbaren Schalungskette kombiniert werden und bilden somit ein Gesamtsystem zur Fertigung von Bohrführungen für Betonpfahlwände.
  • Die Schalkörper werden als Kette kombiniert bzw. einzeln aufgestellt und bilden so die spätere Betonpfahlwand entsprechend der Baupläne ab. Es lassen sich überschnittene, tangierende und aufgelöste Verbände darstellen.
  • In der Regel werden mindestens zwei Ausführungen für den Aufbau einer Schalkörperkette benötigt. Die Ausführung als Schalkörper kreisförmig wird als Startelement der Kette eingesetzt. Aus der Ausführung als Schalkörper teilkreisförmig wird die Kette aufgebaut. Das jeweils folgende Element schützt die Öffnung des Vorgängers vor dem Eintritt der Betonmasse.
  • Für die Entformung des Schalkörpers ist jeder Schalkörper mit einem Spannmechanismus innerhalb des Schalungsringes ausgestattet. Zum Beispiel wird dies durch einen Kniehebelspanner realisiert, Schnellspanner, Scherenspanner, Spannschlösser usw. sind ebenfalls einsetzbar.
  • Verfahrensbedingt erfolgt der Einsatz der Schalkörper in drei Schritten. Zunächst wird das Bodenelement positioniert und beispielsweise mit Erdschrauben fixiert. Anschließend wird der Schalungsring ausgerichtet auf das Bodenelement positioniert und abschließend mit einem Deckel gesichert. Das Bodenelement wird mit dem Deckel über eine Stange verbunden.
  • Wichtig ist dabei, dass die jeweiligen Schalkörper über einen Spann- und Entspannmechanismus im gespannten Zustand auf der Bodenplatte mit dem jeweiligen Deckel aufgebaut sind. Nachfolgend werden weitere Schalkörper je nach Anwendungsfall in teilkreisförmiger oder vollkreisförmiger Form an den jeweils vorher platzierten Schalkörper angeordnet.
  • Ist nach Platzierung der jeweiligen Schalkörper die Schalkörperkette vollends installiert, wird die Betonmasse an die Schalkörperkette gegeben.
  • Nach Aushärtung der Betonmasse ist eine Deinstallation der Schalkörperkette Schritt für Schritt für jeden Schalkörper möglich.
  • Bei jedem Schalkörper wird zunächst der Deckel und folgend der Boden entfernt. Abschließend wird der Schalungsring über den Spann- und Entspannmechanismus entspannt. Nach Entspannung des jeweiligen Schalungsringes, kann der Schalungsring von der Betonwand ohne großen Aufwand manuell entfernt werden, da das Gewicht des Schalungsringes aufgrund der Kunststoffkonstruktion relativ gering ist.
  • Als erfindungswesentlicher Vorteil des neuen Verfahrens zur Handhabung von Schalkörpern für die Errichtung einer Bohrschablone für Bohrpfahlwände ist, dass bei der Entfernung der Bohrschablonen über die Entspannung des jeweiligen Schalungsringes ein leichtes und einfaches Entnehmen der Schalkörper möglich ist, was einen wesentlichen Vorteil des Verfahrens darstellt. Die Flexibilität in der Auslegung der Pfahlwand zusammen mit der effizienten, modularen Aufstellung und Entfernung der Schalungskette ist gegenüber dem Stand der Technik umfassend gewährleistet.
  • Der Schalkörper teilkreisförmig ist mit Gummilippen ausgerüstet, welchen den Eintritt von Beton in den Schalungsring bei einem veränderlichen Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt verhindern sollen.
  • Dabei sind die Gummilippen an der Außenseite des Schnittpunktes der Kreis-Sekante in der gesamten Höhe des Schalkörpers gegeben. Zwischen den Gummilippen ist eine Aufnahme für weitere Schalkörper sichelförmig mit gleichem Durchmesser passgerecht angeordnet.
    • Technische Herausforderungen oder Nachteile, welche die Erfindung behebt
  • Die Erfindung führt durch die neuartige Ausführung die verschiedenen Vorteile unterschiedlicher Schalungstechnologien für Betonpfahlwände zusammen und behebt so die Nachteile.
    1. I. Geringe Zyklenzahl bei hohem Instandhaltungsaufwand bei gering belastbaren Schalkörpermaterial wie Styropor
      Das Basismaterial der neuartigen Schalkörper ist ein faserverstärkter Kunststoff mit einer speziell aufgearbeiteten Oberfläche, welche sich leicht von Betonoberflächen lösen lässt. Zusätzlich werden die Beton- und die Schalkörperoberflächen während der Entformung über einen Entspannungsmechanismus voneinander getrennt. Dies ermöglicht ein sehr leichtes herauslösen der Schalkörper und beansprucht im Vergleich zu den gebräuchlichen Verfahren das verwendete Schalkörpermaterial deutlich weniger. Die Oberfläche wird deutlich geringer geschädigt, wodurch die Oberfläche häufiger eingesetzt werden kann. Die Oberfläche kann zudem leicht wieder aufgearbeitet werden. Durch die Anwendung einer speziell aufgearbeiteten Oberfläche und eines Spann- bzw. Entspannungsmechanismus erhöht sich die Lebensdauer erheblich und die Instandhaltung wird reduziert.
    2. II. Hohes Gewicht und geringe Flexibilität bei hoch belastbaren Schalkörpermaterial wie Metall
      Der verwendete Schalkörper ist in der Lage die anfallenden Kräfte während der Betonierung unbeschadet aufzunehmen und eine selbsttrennende Oberfläche zu ermöglichen. Es ist deutlich leichter als die üblichen Metalle, wie Stahl. Es wird mittels der Additiven Fertigung in beliebigen Geometrien verarbeitet und erlaubt die Installation geeigneter Spann- und Entspannungsmechanismen sowie Entformungs- und Hebehilfen. Die gefertigten Segmente sind flexibel und autonom aufstellbar. Es können alle üblichen Betonpfahlwände umgesetzt werden.
    3. III. Hohe Beanspruchung der Mitarbeiter bei der Positionierung bzw. Fixierung der Schalkörper
      Die Schalkörper können alternativ zu dem bisherigen Vorgehen mit Erdschauben positioniert und fixiert werden. Das körperlich anspruchsvolle Einschlagen der üblichen Erdnägel entfällt, da ein Akkuschrauber verwendet werden kann. Zusätzlich findet die Positionierung und Fixierung getrennt von den Schalkörpern statt, sodass weniger Gewicht bewegt werden muss. Im Versuch ist aufgefallen, dass eine Schalung während des Betoniervorganges auch nach oben schwimmen bzw. der Beton unter die Schalung geraten kann. Das Aufschwimmen der Schalung kann in geschlossener Bauweise über den Deckel und in offener Bauweise über Spannhebel, Klippverschlüsse oder ähnliches verhindert werden. Das Gefährdungspotenzial für die Anwender ist zudem erheblich reduziert, da es keine herausstehenden Eisenstangen oder dergleichen mehr gibt.
    4. IV. Hoher Rüstaufwand zum Aufstellen der Schalkörper
      Die neuartigen Schalkörper können entsprechend den standardisierten bzw. frei wählbaren Bohrradien und in Einzelsegmenten gefertigt werden. Die Schalkörper werden vor dem Aufstellen gespannt und zur Entformung wieder entspannt. Sie sind jeweils mit einem Spannmechanismus und mit einem flexiblen Übergang zum Nachbarschalkörper ausgerüstet. In den Grenzen der konstruktiven Auslegung ist der Abstand der Schalkörper frei wählbar. Die Schalkörper stellen die einzelnen Module der Schalungskette dar und können in ihrer Gesamtheit von der Ausführung der Schalung über die Art und Weise der Anwendung als Kette bis hin zur weitgehend freien, flexiblen Gestaltung als neuartiges Gesamtsystem verstanden werden.
  • Die erfindungsgemäßen Neuerungen stellen sich wie folgt dar.
    1. 1. Selbsttrennende Oberflächen mit Entspann- und Spannmechanismus
      • extrem lange Lebensdauer (bietet Styropor nicht)
      • geringes Gewicht (bietet Metall nicht)
      • recycelbar, rückbaubar, einfache Instandhaltung
      • vollständige Flexibilität in der Fertigung von Schalkörpern
      • Herstellung mittels Additiver Fertigung ermöglicht vielseitige Anwendungsfälle
      • Hohe Arbeitssicherheit und geringe Belastung der Mitarbeiter
    2. 2. Einstellbarer Abstand Mittelpunkt zu Mittelpunkt der neuartigen Schalkörper
      durch die Verwendung von Gummilippen
      • Hohe Flexibilität bei den Anforderungen und auf der Baustelle
      • notwendige Anzahl Schalkörper verringert sich
      • weniger Lagerplatz
    3. 3. Schalkörper kann geschlossen und offen ausgeführt werden
      • Innenbereich/Einbauten können geschützt werden
      • Schalkörper kann begehbar ausgeführt werden
    4. 4. Leichte und flexible Aufstellung durch Verwendung von dreiteiligen Modulen zu einer Schalungskette (Komplettsystem)
      • Aufstellung eines Moduls bzw. Schalungselementen
        • Positionierung und Fixierung vormontiert im Boden
        • Aufstellung vorgespannter Schalkörper
        • Schließen und Schutz mit Deckel
        • Aufbau der Schalungskette aus Modulen bzw. Schalungselementen
      • Rückbau (Entformung) eines Moduls bzw. Schalungselementen
        • Lösen und Öffnen Deckel
        • Lösen der Erdschrauben, Entnahme Boden
        • Entspannen des Spannmechanismus, Trennen der Schaloberfläche des Schalungsringes
        • Rückbau der Schalungskette
  • An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher beschrieben.
  • Dabei sind
    • Figur 1
    - Aufbau einer Schalungskette aus den Schalkörpern
    Figur 2
    - Aufbau des Schalkörpers kreisförmig
    Figur 3
    - Aufbau des Schalkörpers teilkreisförmig
    Figur 4
    - Darstellung des Spann- und Entspannmechanismus in dem Schalkörper kreisförmig
  • Nachfolgend werden die gezeigten Figuren in dem Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Dabei zeigt die Figur 1 einen prinzipiellen Aufbau einer Schalungskette aus den erfindungsgemäßen Schalkörpern mit dem Schalkörper kreisförmig 1 und dem Schalkörper teilkreisförmig 2. Dabei werden die Schalkörper kreisförmig 1 und die Schalkörper teilkreisförmig 2 zu Ketten kombiniert bzw. einzeln aufgestellt und bilden so die spätere Betonpfahlwand entsprechend den Bauplänen ab. Es lassen sich überschnittene, tangierende und auflösende Verbände aus den Schalkörpern kreisförmig 1 und den Schalkörper teilkreisförmig 2 kombinieren. Die Figur 1 zeigt einen überschnittenen Verband mit Richtungswechseln über den entsprechenden Verlauf. Dabei wurde der Schalkörper kreisförmig 1 als Startelement der Schalungskette ausgeführt und nachfolgend sind die entsprechenden Schalkörper teilkreisförmig 2 in der Schalungskette als Hauptelemente eingesetzt. In der Regel werden mindestens zwei Ausführungen für den Aufbau einer Schalungskette benötigt. Dabei ist es wichtig, dass als Startelement der Schalkörper kreisförmig 1 eingesetzt ist. Des Weiteren werden die Schalkörper teilkreisförmig 2 im weiteren Verlauf der Kette angebaut. Der jeweilige Schalkörper schützt die Öffnung des Vorgängers vor dem Eintritt der Betonmasse. Dabei werden die Schalkörper teilkreisförmig 2 mit den Gummilippen 11 jeweils an den Vorgänger gesetzt, um somit den Eintritt des geschütteten Betons zu verhindern. Für die Entformung des Schalkörpers kreisförmig 1 und Schalkörpers teilkreisförmig 2 ist jeder Schalungsring 7 des jeweiligen Schalkörpers mit einem Spann- und Entspannmechanismus 10 ausgestattet. In dem Ausführungsbeispiel wird dies durch einen Kniehebelspanner realisiert. Wobei auch Schnellspanner, Scherenspanner, Spannschlösser usw. ebenfalls einsetzbar sind. Insbesondere in der Figur 4 und der Figur 3 sind die Anordnung des Spann- und Entspannmechanismus 10 zeichnerisch dargestellt. Dabei wird der Spann- und Entspannmechanismus 10 über eine Öffnung des Schalungsringes 9 hin geöffnet und somit ist eine Entformung des Schalkörpers wie schon beschrieben einfach ausführbar.
  • Figur 2 und 3 zeigen einen Schalkörper kreisförmig 1, wobei Figur 2 die Einzelteile des Deckels 3 und des Bodens 4 mit aufzeigt und aus der Figur 4 ist ersichtlich, wie der Boden 4 mit dem Schalungsring 7 verbunden ist. Des Weiteren ist der Spann- und Entspannmechanismus 10 sichtbar dargestellt, welcher dazu dient, über die Öffnung des Schalungsringes 9 eine Entspannung bzw. Spannung des Schalungsringes 7 hervorzurufen. Figur 2 zeigt die Einzelteile des Schalkörpers kreisförmig 1. Dabei ist ein Boden 4, welcher aus zwei Platten miteinander arretierbar vorhanden ist, gegeben, worin eine Fixierung Deckel 6 und die vorhandenen Erdschrauben-Fixierungslöcher 5 vorhanden sind. Des Weiteren ist der Schalungsring 7 mit den Versteifungsringen 8 oberhalb und unterhalb des Schalungsringes 7 ausgeführt. Über die Öffnung Schalungsring 9 ist ein Spann- und Entspannmechanismus 10 für den Schalungsring 7 vorhanden. Auf den Schalungsring 7 wird dann ein Deckel 3 in genauer Passform und zur Arretierung mit der Fixierung mit Deckel 6 angeordnet. Aus der Figur 3 ist ersichtlich, wie der Boden 4 platziert wurde und der Schalungsring 7 passgerecht auf dem Boden 4 aufgebracht ist. Das gleiche Prinzip wird auch für die Schalkörper teilkreisförmig 2 in dem Zusammenbau angewandt.
  • Die jeweiligen Schalkörper kreisförmig 1 und Schalkörper teilkreisförmig 2 sowie der Deckel 3 und der Boden 4 sind vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.
  • Der wesentliche Vorteil dabei ist, dass Kunststoff in seiner Belastbarkeit und seinem Gewicht für die Anwendung von Vorteil ist. Über die Fixierung mit Deckel 6 wird jeweils der Boden 4 mit dem entsprechenden Deckel 3 über eine einfache Schraubverbindung oder Schnellspannvorrichtung arretiert.
  • In der Figur 4 ist ein Schalkörper teilkreisförmig 2 dargestellt. Hierbei ist ein an sich verwendeter Boden 4, wie für den Schalkörper kreisförmig 1 installiert. Über die Fixierung mit Deckel 6 wird der entsprechende Deckel 3 für den Schalkörper teilkreisförmig 2 befestigt. Bei dem Schalkörper teilkreisförmig 2 ist durch einen Sekantenschnitt des Vollkreises jeweils an den Außenkanten der Schnittstellen an dem Schalkörper teilkreisförmig 2 in voller Höhe zwei Gummilippen 11 für den Zusammenbau weiterer Schalkörper angeordnet. Des Weiteren ist eine Aufnahme für weitere Schalkörper 12 in Form einer Sichel mit gleichem Grunddurchmesser wie die weiteren zusammenzubauenden Schalkörper 1 oder 2 gegeben. Innerhalb des Schalungsringes 7, welcher wiederum mit oberhalb und unterhalb gegebenen Versteifungsringen 8 vorhanden ist, ist ein Spann- und Entspannmechanismus 10 über eine Öffnung Schalungsring 9 mit einem gegebenen Chassis 13 angeordnet. Das Chassis 13 ist so ausgeführt, dass mittig die Öffnung Schalungsring 9 gegeben und über den Spann- und Entspannmechanismus 10 arretierbar ist. Das Chassis 13 in den Schalkörpern kreisförmig 1 und Schalkörper teilkreisförmig 2 sind in ihrer Konstruktion aus der Figur 3 u.a. ersichtlich. Dabei ist eine Sekantenplatte vorhanden, worauf der Spann- und Entspannmechanismus 10 befestigt ist, um die Öffnung Schalungsring 9 zu spannen oder zu entspannen.
  • Die jeweiligen Schalungskörper kreisförmig 1 und teilkreisförmig 2 sind in dem Ausführungsbeispiel in der Bauform eines Kreises vorhanden. Grundsätzlich muss aber festgestellt werden, dass auch Schalungskörper in verschiedenen Formen durch Herstellung aus Kunststoff möglich sind. Dabei können Formen wie Quadrate, Ovale, Dreiecke gegeben sein. Jedoch werden die Schalungskörper kreisförmig 1 und Schalungskörper teilkreisfömig 2 in der Praxis die häufigste Anwendung finden. Die gegebenen Schalungskörper kreisförmig 1 im Zusammenhang mit dem Schalungskörper teilkreisförmig 2 werden vorzugsweise in einer innenliegenden Schalung, auch als Rundschalung bekannt, angewendet.
  • Durch die Fixierung des Bodens 4 über den Schalungsring 7 mit dem Deckel 3 und seiner Fixierung mit Deckel 6 ist eine innenliegende Schalung und eine Begehung der Schalung gegeben. Durch die Herstellung aus Kunststoff der jeweiligen Schalungskörper kreisförmig 1 und Schalungskörper teilkreisförmig 2 ist es möglich, die entsprechenden Innen- und Außenflächen des Schalungsringes 7 produktnutzend auszuarbeiten. Dabei sind die Innenflächen des Schalungsringes 7 mit einer rauen Oberfläche gegeben. Die Außenflächen des Schalungsringes 7 der Schalungskörper kreisförmig 1 und Schalungskörper teilkreisförmig 2 werden durch eine besondere Fertigung zu einer glatten Fläche ausgearbeitet. Auf dieser glatten Außenfläche des Schalungsringes 7 wird ein selbsttrennendes Trennmittel aufgegeben. Vorzugsweise kann dieses Trennmittel üblicherweise Wachs sein. Dadurch wird gewährleistet, dass beim Herausheben der Schalungskörper kreisförmig 1 und Schalungskörper teilkreisförmig 2 ein gutes Abgleiten des Betons realisiert wird.
  • Die Größe der Schalkörper kreisförmig 1 und Schalkörper teilkreisförmig 2 können sich je nach Anforderung der Baustelle in verschiedenen Maßen darstellen. Der Durchmesser der jeweiligen Schalkörper kann sich von 300mm bis 1200mm bewegen. Die Höhe beträgt üblicherweise 420mm, kann aber je nach Baustellenanforderung auch andere Höhen aufweisen. Die Dicke des Schalungsringes 7 kann sich zwischen 1,5mm und 4mm bewegen.
  • Ein jeweiliger Schalkörper kreisförmig 1 und Schalkörper teilkreisförmig 2 haben einen Boden 4 und einen Deckel 3, wobei Boden 4 und Deckel 3 bei Platzierung der Schalkörper fixiert mit Deckel 6 arretiert werden. Der Spann- und Entspannmechanismus 10 wird über eine Öffnung Schalungsring 9 hin geöffnet, womit eine Entformung des Schalkörpers einfach ausführbar ist.
    • Bezugszeichen
    1. 1. Schalkörper kreisförmig
    2. 2. Schalkörper teilkreisförmig
    3. 3. Deckel
    4. 4. Boden
    5. 5. Erdschrauben-Fixierung
    6. 6. Fixierung mit Deckel
    7. 7. Schalungsring
    8. 8. Versteifungsringe
    9. 9. Öffnung Schalungsring
    10. 10. Spann- und Entspannmechanismus
    11. 11. Gummilippe
    12. 12. Aufnahme für weitere Schalkörper
    13. 13. Chassis

Claims (5)

  1. Schalkörper zur Herstellung einer Bohrschablone für eine Bohrpfahlwand, wobei der Schalkörper kreis- oder teilkreisförmig ausgeführt ist und aus Holz, Metall oder Styropor besteht und der Schalkörper für die Bohrschablone eine Bodenplatte mit einem Befestigungsstab aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Schalkörper kreisförmig 1 und ein Schalkörper teilkreisförmig 2 einen zweiteiligen Boden 4 mit einer auf dem Boden 4 installierten Fixierung mit Deckel 6 aufweist und in der Innenseite des Schalungsringes 7 des jeweiligen Schalkörpers kreisförmig 1 und des Schalkörpers teilkreisförmig 2 einen Spann- und Entspannmechanismus 10 über die Öffnung Schalungsring 9 vorhanden ist und ein Deckel 3 der Schalkörper kreisförmig 1 und der Schalkörper teilkreisförmig 2 vorhanden ist, welcher mit der Fixierung mit Deckel 6 mit dem Boden 4 arretierbar ist.
  2. Schalkörper zur Herstellung einer Bohrschablone für eine Bohrpfahlwand nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei dem Schalkörper kreisförmig 1 und bei dem Schalkörper teilkreisförmig 2 jeweils oberhalb und unterhalb des Schalungsringes 7 Versteifungsringe 8 gegeben sind.
  3. Schalkörper zur Herstellung einer Bohrschablone für eine Bohrpfahlwand nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei dem Schalkörper teilkreisförmig 2 an der Außenseite der Kreis-Sekante Gummilippen 11 in der gesamten Höhe des Schalungsringes 7 angeordnet sind und eine Aufnahme für weitere Schalkörper 12 sichelförmig zwischen den Gummilippen 11 gegeben ist.
  4. Schalkörper zur Herstellung einer Bohrschablone für eine Bohrpfahlwand nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schalkörper kreisförmig 1 und die Schalkörper teilkreisförmig 2 aus Kunststoff bestehen.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Bohrschablone, wobei einzelne Schalkörper aneinandergesetzt werden und eine Bodenplatte für einen jeweiligen Schalkörper vormontiert wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Boden 4 eines jeweiligen Schalungsringes 7 über die Erdschrauben-Fixierung 5 befestigt wird, anschließend über den Spann- und Entspannmechanismus 10 gespannter Schalungsring 7 auf den Boden 4 justiert wird und danach der Deckel 3 auf dem Schalungsring 7 und über die Fixierung mit Deckel 6 geschlossen wird und anschließend ein weiterer Schalkörper kreisförmig 1 oder eine Schalkörper teilkreisförmig 2 in gleicher Verfahrensweise angesetzt wird, nach Fertigstellung einer Schalkörperkette der Beton eingelassen wird und nach Aushärten des Betons die Deckel 3 über die Fixierung mit Deckel 6 geöffnet und abgenommen werden sowie der Boden entfernt wird, die Schalkörper kreisförmig 1 und die Schalkörper teilkreisförmig 2 durch den Spann- und Entspannmechanismus 10 entspannt werden und manuell auch ohne maschinelle Hilfe herausgenommen werden.
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CN220301317U (zh) * 2023-05-11 2024-01-05 惠州市建筑工程有限公司 一种复杂地层的咬合桩导墙模板

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