EP4660378A1 - Bohranordnung und vorrichtung sowie verfahren zum ausbilden einer füllgutsäule im boden - Google Patents

Bohranordnung und vorrichtung sowie verfahren zum ausbilden einer füllgutsäule im boden

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Publication number
EP4660378A1
EP4660378A1 EP24180521.7A EP24180521A EP4660378A1 EP 4660378 A1 EP4660378 A1 EP 4660378A1 EP 24180521 A EP24180521 A EP 24180521A EP 4660378 A1 EP4660378 A1 EP 4660378A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
drilling
pipe body
hollow core
fill material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24180521.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Karl
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.)
Bauer Spezialtiefbau GmbH
Original Assignee
Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Spezialtiefbau GmbH filed Critical Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority to EP24180521.7A priority Critical patent/EP4660378A1/de
Priority to PCT/EP2025/061487 priority patent/WO2025252351A1/de
Publication of EP4660378A1 publication Critical patent/EP4660378A1/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
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/46—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making in situ by forcing bonding agents into gravel fillings or the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/08—Improving by compacting by inserting stones or lost bodies, e.g. compaction piles
    • 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
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/36—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making without use of mouldpipes or other moulds

Definitions

  • the invention relates to a drilling arrangement for forming a column of fill material in the ground according to the preamble of claim 1, as well as a device for forming a column of fill material and a method for forming a column of fill material in the ground.
  • a filling pipe and a method for creating a column of fill material in the ground comprising a pipe body which has an outlet opening for the fill material at its lower end, wherein the filling pipe is designed for driving or vibrating into a soft, displaceable or cohesive soil, and wherein a fill material is introduced into the cavity via the outlet opening at the lower end of the filling pipe, at least when the filling pipe is pulled out, and the fill material forms the column of fill material, are derived from the EP 3 135 819 B1 and the DE 103 10 727 B4 known.
  • Materials such as concrete, lime, gravel, sand, crushed stone, or dry mortar can be injected into the ground through a hollow core in the pipe body. This process essentially creates vertical columns of fill material, which stabilize and reinforce the subsoil. These columns can extend down to a load-bearing soil layer capable of withstanding higher vertical forces.
  • the one from the DE 103 10 727 B4 The known filling tube has a closure device with locking flaps on its underside.
  • the closure device seals the lower outlet opening for the filling material.
  • the closure device opens, allowing the filling material to trickle through the outlet opening into the resulting cavity in the ground, thus forming the filling material column.
  • the known filling tube does not have a movable closing device; instead, the outlet opening, which is always open, is overlaid and partially covered by a displacement rib, but a A passage for the filling material remains. A penetration tip is formed on the underside of the displacement ridge.
  • a filling tube with a lost sealing cap emerges, which closes the outlet opening and is separated from the filling tube when it is pulled out of the ground, releasing the outlet opening for the filling material, and remains in the ground with it.
  • a drilling arrangement for forming a columnar structure in a soil region comprising a first drill and a second drill, the first drill comprising a tube and the second drill comprising a spiral and thus acting as a conveying screw, the first drill and the second drill being concentric, and the second drill being configured to be arranged, at least partially, within the first drill such that, when rotating within the first drill, the second drill conveys a fill material to a lower axial outlet opening of the tube of the first drill and, when the drilling arrangement is simultaneously withdrawn, forms a granular columnar structure with predominantly vertical compaction.
  • the first drill has a first flared outer section at its leading end in the feed direction (these terms are used synonymously within the scope of this disclosure), a second section, and a third section, wherein the second section lies between the first section and the third section in the feed direction, and the first section has a larger diameter than the second section.
  • the invention is based on the objective of proposing a drilling arrangement for forming a column of fill material in the ground, as well as a device for forming a column of fill material and a method for forming a column of fill material in the ground, which enable reliable conveyance of the fill material and formation of the fill material column with a comparatively simple design.
  • the invention therefore proposes, in particular, a drilling arrangement for forming a column of fill material in soil, comprising a drill bit with a tube body configured to communicate with a material feed container for introducing fill material into a hollow core of the tube body, and a displacement drill bit arranged at one axial end of the tube body, with an outlet opening for the fill material from the hollow core of the tube body.
  • the displacement drill bit has a tip section extending ahead of the drill bit in the feed direction and at least one extension section arranged behind the tip section in the feed direction. This extension section is configured to act as a radial displacement body in a borehole and each has a larger diameter than the tip section and the tube body, at least in the section to be received in the borehole.
  • the drilling arrangement further comprises a device for supplying compressed air into the hollow core of the tube body to at least assist the conveyance of the fill material contained therein towards the outlet opening.
  • a basic idea of the invention can be seen in providing a displacement area on the displacement drilling tool for displacement drilling, through which soil material loosened by the tip section is displaced.
  • the expansion or displacement section pushes the loose soil material radially outwards, preventing it from falling into a cavity formed by the drill bit.
  • the inclusion of the expansion or displacement section causes radial compression of the loose soil material both when driving the drill assembly into the ground and when withdrawing it from the borehole. This process can be continuous or incremental, particularly intermittent or reciprocating.
  • As the backfill material is injected into the cavity of the borehole below the displacement drill bit, a column of fill material is formed in the soil.
  • the invention does not provide for an actively rotating auger or a second concentric drill bit within the pipe body to convey the fill material through the pipe body into the borehole.
  • the pipe body more precisely its hollow core, communicates with a material feed container to introduce fill material into the hollow core of the pipe body primarily by the force of gravity.
  • the downward transport through the hollow core to the drill's exit opening also occurs primarily by gravity, but with the aid of a device for supplying compressed air into the hollow core of the pipe body. This device assists the conveyance of the fill material towards the exit opening by pressurizing the material in the conveying direction and by suspending the particles of the fill material, thus supporting its flow under the influence of gravity and preventing clumping.
  • the hollow core of the pipe body is open/free in a section between the material feed hopper and the outlet opening, in the sense that no drill bit or auger is rotatably mounted within it.
  • this does not preclude, for example, the installation of fixed ribs, fins, or other projections on the inner wall of the pipe body that extend a short distance into the interior and serve to mix or transport the filling material without obstruction.
  • the displacement drilling tool has at least two extension sections arranged in the feed direction behind the tip section, which are connected to each other by a connecting section arranged between the extension sections, and the at least two extension sections are preferably designed to act as radial displacement bodies in a borehole, and to each have a larger diameter than the tip section, than the connecting section and than the pipe body, at least in the section to be received in the borehole.
  • the provision of at least two expansion or displacement sections spaced apart in the longitudinal or axial direction causes radial compression of the loose soil material both when the drilling assembly is driven into the ground and when it is withdrawn from the borehole. This compression can occur continuously or incrementally, particularly intermittently or reciprocally, thereby forming the column of fill material in the soil as it is pumped into the cavity of the borehole below the displacement drill bit.
  • the multiple displacement sections can preferably have the same maximum diameter or different diameters, with the diameter of the upper displacement section (i.e., the one furthest from the tip section) preferably being larger than that of the lower displacement section adjacent to the tip.
  • the drilling arrangement within the device for supplying compressed air into the hollow core of the pipe body includes a closure mechanism designed to selectively connect and isolate the hollow core of the pipe body from the environment, in particular the material feed container.
  • the closure mechanism in the form of an airlock, is preferably arranged between an outlet of the material feed container and an inlet for the material into the hollow core of the pipe body. Selectively isolating the inlet for the material from the environment, in particular the material feed container, prevents the compressed air from escaping directly via the feed container, but instead forces the compressed air into the hollow core of the pipe body towards the outlet opening for the material. This creates a conveying pressure on the material introduced into the hollow core.
  • closure mechanism is actuated so selectively that pressurized air is supplied essentially only while the hollow core of the pipe body is sealed off from the environment, in particular the material feed container. This reduces the loss of compressed air and, by alternately opening and closing the closure, preferably alternating with the supply of material from the material feed container, creates a pressure change on the material, which improves its conveying.
  • the compressed air itself or a selective supply thereof can be used to actuate the locking mechanism, for example to open it against a preload force in the closing direction.
  • the pipe body within the framework of the device for supplying compressed air into the hollow core of the pipe body, has channels that allow the compressed air to be directed towards the outlet opening for the filling material, by allowing at least a portion of the compressed air to pass relatively unimpeded through the filling material located in the hollow core in the feed direction and to exit into the hollow core at one or more points along the axial direction of the pipe body.
  • This can be achieved, for example, by simple grooves or recesses in the inner wall of the pipe body or by stable tubes or half-tubes that are inserted into the pipe body and In addition to air transport, a certain loosening of the contents also occurs during rotation.
  • the drilling arrangement includes a material feed container at the other axial end (i.e., the upper end in the typical drilling orientation) for receiving the fill material, from which an outlet is connected to the hollow core of the pipe body.
  • the container can be designed as a box-shaped funnel open at the top and widening towards the top, possessing a certain storage volume and into which fill material can be supplied as needed via an external conveying device, for example, a hose conveyor or a bucket excavator.
  • At least one expansion section of the displacement drill bit but preferably several expansion sections, if present, have a conical transition section to the respective adjacent section of the tip section and/or the connecting section and/or the pipe body.
  • the conical transition section progressively pushes the loose soil material outwards through a wedge effect during rotation and simultaneous feed, leading to radial compression and stabilization of the borehole walls.
  • the tip section of the displacement drill tool has a raised auger section with a helix/pitch direction oriented in a direction of rotation towards the drilling motion.
  • the auger section assists in loosening the soil material and causes a certain amount of conveyance against the feed direction towards the displacement areas.
  • the tip section can have one or more closing flaps that close the outlet opening formed on the tip section, for example, at its axially leading end. These flaps can be opened for filling with the filling material when the drill assembly is withdrawn, or they can be detached as a "lost" component.
  • the outlet opening can also be permanently open and/or partially covered by a displacement rib, as also previously described in connection with the prior art.
  • At least one first of the extension sections which preferably extends in the feed direction behind a second of the
  • the extension section is arranged with raised ribs that preferably run parallel to the axial direction of the tube body or inclined to the axial direction, and in the case of an inclined course have a twist direction/slope direction oriented in one/the direction of rotation opposite to the drilling direction.
  • the second extension section i.e., the one located immediately behind the pointed section in the feed direction
  • This rib (the singular is used here to also encompass multiple, discontinuous, and non-continuous spiral ribs) can have a helix/pitch direction oriented in the same direction as the direction of rotation during drilling, or a helix/pitch direction oriented opposite to the direction of rotation during drilling, in order to support the drilling action of the pointed section and to continue the conveying action of material away from the point or to transport material towards the point.
  • the drilling assembly is designed to be coupled to a rotary drive for rotating the pipe body about its longitudinal axis and/or to a vibrator for the pipe body.
  • the rotary drive is typically located in the region of the upper end of the drilling assembly and is a known prior art unit that is guided on the mast of a construction machine and drives the drilling assembly into the ground by rotating it in the feed direction and then retracts it upwards along the mast.
  • the rotary drive and, if present, the vibrator are externally powered and are adapted to the drilling assembly for the purposes of coupling and power transmission.
  • the rotary drive and, if present, the vibrator cause the drill bit of the drilling assembly to be driven into the ground and, if necessary, assist in conveying the backfill material to the exit opening.
  • the invention also relates to a device, in particular a construction machine, for creating a column of fill material in a soil, with a mast which is held on a support base and along which a drilling arrangement according to the invention is movable and rotatable in an axial direction of the mast, and a Rotary drive for rotating the drill bit of the drilling assembly in order to drive it into the ground while displacing soil material.
  • a device in particular a construction machine, for creating a column of fill material in a soil, with a mast which is held on a support base and along which a drilling arrangement according to the invention is movable and rotatable in an axial direction of the mast, and a Rotary drive for rotating the drill bit of the drilling assembly in order to drive it into the ground while displacing soil material.
  • the device (construction machine) can also be additionally equipped with a vibrator device for shaking the drilling arrangement, which supports the advancement of the drilling arrangement into the ground and the conveyance of the fill material.
  • the device according to the invention can be designed as a mobile, self-propelled construction machine, in which the support base is designed as a mobile carrier device with a chassis, in particular a crawler chassis, or can be designed as a stationary frame that is moved to the respective drilling point via another machine, for example a crane or cable excavator.
  • the support base is designed as a mobile carrier device with a chassis, in particular a crawler chassis, or can be designed as a stationary frame that is moved to the respective drilling point via another machine, for example a crane or cable excavator.
  • the inventive method by reciprocally, i.e., stepwise, pulling the drill bit of the drilling arrangement to form the fill material column and repeatedly partially lowering it to compact the fill material introduced into the ground, a particularly dense and therefore stable fill material column can be produced in the ground, since This stabilizes both the soil material in the wall area of the borehole by being pressed or displaced outwards into the borehole wall, and compacts the introduced filling material in the longitudinal direction of the borehole.
  • the displacement tool specifically the at least one expansion or displacement section or the several expansion or displacement sections spaced apart in the longitudinal or axial direction, causes radial compression of the loose soil material both when driving the drilling arrangement into the ground and when withdrawing it from the borehole.
  • the transport of the filling material located in the pipe body towards the exit opening through the hollow core downwards to the exit opening of the drill is primarily driven by gravity, but is at least supported by the supply of compressed air into the hollow core of the pipe body, by pressurizing the filling material in the conveying direction, and by the air suspending the particles of the filling material, thus enabling continuous trickling under the influence of gravity and preventing clumping.
  • the air is supplied under pressure, while the hollow core of the pipe body is selectively, preferably intermittently and further preferably alternately, sealed off from the environment, in particular the material supply container, with a supply of filling material into the pipe body.
  • the filling material used in the process is a free-flowing or pourable material, in particular gravel, pebbles, sand and/or gypsum, which may in particular contain aggregates.
  • a device 50 according to the invention for creating a column of fill material in the form of an exemplary selected construction machine is shown as a mobile, self-propelled carrier device, which has a support base 51 with a chassis or undercarriage 52, in particular a crawler track.
  • a superstructure 54 can be rotatably arranged on the crawler track or undercarriage 52.
  • the drive units for the functional units of the device and an operator station 55 are arranged on the superstructure 54 in a known manner.
  • a substantially vertical mast 56 can be adjustably, in particular tiltably, attached to the superstructure 54 via a linkage kinematic 58.
  • the mast 56 is designed as a mast.
  • a support device 57 can be provided at the rear end of the device to selectively improve the support of the device to relieve the crawler track and to increase the support span.
  • Such an additional support device can also be arranged on the underside of the mast 56 in its extension, as shown in Fig. 1 indicated at 57'.
  • a rotary drive 60 is mounted along the mast 56 so as to be movable via an upper holding device 62.
  • the rotary drive 60 is coupled to an upper end section of a drilling assembly 10 for forming a column of fill material in the ground, which forms a feed unit 14 for fill material and compressed air, such that the entire drilling assembly 10, and with it a drill bit 11 of the drilling assembly 10, is mounted so as to be movable and rotatable in an axial direction along the mast 56 and can be driven to rotate by the rotary drive 60 and simultaneously advanced in the axial direction in order to drive the drill bit 11 of the drilling assembly 10 into the ground while displacing soil material.
  • the drill bit 11 of the drilling assembly 10 is additionally mounted so as to be rotatable and guided longitudinally via a further holding device 63 at the lower end of the mast 56.
  • This further, lower holding device is preferably fixed to the mast at least during the drilling process, while the upper holding device 62 controls the feed. and causes the drill to retract along mast 56 via a cable pull mechanism of the construction machine.
  • the drill 11 has a pipe body 12 configured to communicate with a material feed container 13 for introducing a free-flowing, free-form, or pourable fill material (in particular gravel, crushed stone, sand, and/or gypsum, which may also contain further aggregates) into a hollow core of the pipe body 12.
  • the material feed container 13 is shown schematically here as a box-shaped hopper open at the top and widened at the top. It is attached to the feed unit 14 and, via the feed unit, to the upper support device 62.
  • the feed unit 13 moves along the mast together with the drill 11 and therefore synchronously with it, but is not rotated by the rotary drive 60.
  • the material feed container 13 can also be arranged to be stationary or movable independently of the drill along the mast. In this case, it preferably communicates with the hollow core of the pipe body 12 via a pipe or hose.
  • the hollow core of the pipe body 12, i.e., its interior in the section between the material feed container 13 and the outlet opening, is open/free in the sense that no drill or auger is rotatably mounted within it.
  • this does not preclude, for example, the possibility that webs, ribs, or other projections are permanently installed on the inner wall of the pipe body, extending a short distance into the interior and serving to mix or transport the filling material.
  • the pipe body 12 of the drill 11 can, as in Fig. 1 It is indicated that, to achieve a desired length in accordance with a borehole depth, several sub-segments 12a, 12b and 12c can be assembled, as is known in the prior art.
  • a displacement drilling tool 20 is arranged at the lower axial end of the drilling arrangement 10 or at the lower end of the pipe body 12 of the drill 11, at which an outlet opening for the filling material from the hollow core of the pipe body 12 opens.
  • the free-flowing, free-running or pourable fill material is conveyed from the fill material container 13 via the hollow core of the pipe body 12 and through the (not shown) outlet opening at the lower end of the drill 11, particularly when the drill 11 is withdrawn. from the ground into the cavity formed by the drilling process. In this way, the cavity formed by the displacement drilling tool 20 can be completely filled with fill material when the drill 11 is withdrawn, thereby creating a column of fill material to stabilize and increase the load-bearing capacity of the soil.
  • the drilling arrangement 10 has a Figs. 4 and 5
  • the device 15 shown is for supplying compressed air into the hollow core of the pipe body 12 in order to at least assist the conveyance of the material contained therein towards the outlet opening.
  • This device 15 includes a compressed air connection 36 in the area of the non-rotating section of the feed unit 14, through which compressed air is supplied from an external compressed air source, for example on the construction machine or a separate supply unit at the drilling site.
  • a rotary feedthrough 35 which decouples the rotatable section of the feed unit 14 from its non-rotatable section.
  • the device 15 for supplying compressed air to the hollow core of the pipe body 12 further comprises a closing mechanism 37, which is arranged in the area between the outlet of the material feed container 13 and the rotary feedthrough 35 (or an inlet for the material into the hollow core of the pipe body) and above the compressed air connection 36, and which is designed to selectively connect the hollow core of the pipe body 12 to the environment, in particular the material feed container 13, and to seal it off from it.
  • a closing mechanism 37 which is arranged in the area between the outlet of the material feed container 13 and the rotary feedthrough 35 (or an inlet for the material into the hollow core of the pipe body) and above the compressed air connection 36, and which is designed to selectively connect the hollow core of the pipe body 12 to the environment, in particular the material feed container 13, and to seal it off from it.
  • a closing mechanism 37 which is arranged in the area between the outlet of the material feed container 13 and the rotary feedthrough 35 (or an inlet for the material into the hollow core of the pipe body) and above the compressed air connection 36, and
  • the closure mechanism 37 can be designed as a mechanical aperture or sluice element, for example in the form of a closure plate, which is actuated by an actuator for opening and closing and is arranged, for example, in such a way that it prevents the passage of filling material from The device interrupts or releases the outlet of the material feed container 13 and simultaneously establishes a sufficient seal for the compressed air towards the feed container.
  • the functions of shutting off the material and sealing/shutting off the compressed air can also be implemented as separate functional units.
  • the compressed air itself can be used to actuate the closure mechanism, for example, to open it against a preload force acting in a closing direction.
  • a change in the supply of filling material and the supply of compressed air into the hollow core of the pipe body is effected almost automatically.
  • the pipe body 12 can, for example, have channels that allow compressed air to be directed towards the outlet opening for the filling material and compressed air to be released at several points along the axial length of the pipe body 12 in order to improve the conveying of the material.
  • the displacement drilling tool 20 which is in Fig. 2
  • the drill shown in an enlarged view, has a tip section 21 extending ahead in the feed direction of the drill and at least one, in this example two, extension sections 22, 23 arranged behind the tip section 21 in the feed direction, which are connected to each other by a connecting section 24 arranged between the extension sections 22, 23.
  • the extension section(s) 22, 23 are designed to act as radial displacement bodies in a borehole and each has a larger diameter than the tip section 21, the connecting section 24 and the pipe body 12, at least in the section to be received in the borehole.
  • At least one of the extension sections 22, 23 has (have) a conical transition section 30, 31; 32, 33 to the respective adjacent section of the tip section 21 and/or the connecting section 24 and/or the pipe body 12.
  • the conicity of the transition sections in the axial direction causes, when the drill is moved in the axial direction, the application of a radial force outwards to soil material on the inner wall of the borehole, but also to loose soil material that has fallen into the borehole.
  • the tip section 21 has a worm section 25 raised outwards above a base body, which has a helix direction/pitch direction oriented in a rotational direction towards the drilling process.
  • the outlet opening for the filling material can be opened axially at the lower axial end of the displacement drill tool 20, or only or additionally radially, or it can be closed by a flap and opened when the drill is withdrawn.
  • the ribs also continue over the adjacent conical transition sections 32, 33 and taper wedge-shaped towards their ends in the axial direction.
  • the ribs 27 can also run inclined to the axial direction, and in the case of an inclined course, have a twist direction/slope direction oriented in one/the direction of rotation opposite to the drilling direction.
  • This rib 26 (the singular is used here also to encompass several discontinuous ribs in a spiral shape) has a helix/pitch direction oriented in the direction of rotation corresponding to the drilling direction, but can also have a helix/pitch direction oriented opposite to the drilling direction in order to either continue and support the drilling and conveying action of the pointed section or to support the conveying of material towards the drill tip.
  • the rib 26 continues over the adjacent conical transition sections 30, 31.
  • connecting section 24 arranged between the extension sections 22, 23 can also have an inclined or spiral raised rib 28 with a smaller diameter than these, here with a helix direction/slope direction oriented in the direction of rotation for drilling, but alternatively also with a twist direction/slope direction oriented opposite to the direction of rotation for drilling.
  • a further spiral rib 29 is formed on the outer circumference with an orientation or pitch that has a helix direction/pitch direction opposite to the direction of rotation for drilling.
  • This rib 29 (which may also comprise several ribs) serves to transport material expelled from the borehole back into the borehole and, in conjunction with the downwardly adjacent expansion section, which has a larger outer diameter than the transition area, to displace the soil material radially into the borehole wall when the drill bit is withdrawn.
  • the entire drilling assembly 10 can be movably guided on the mast in its longitudinal direction and may also have a (not shown) vibrator device at the upper end of the drilling assembly 10, for example in the area of the feed unit 14, for vibrating the drilling assembly 10.
  • a vibrator device at the upper end of the drilling assembly 10, for example in the area of the feed unit 14, for vibrating the drilling assembly 10.
  • rotating unbalance units are used in a manner known per se to generate vibrations that are transmitted to the drilling assembly or the drill bit 11 thereof to support the advance in the feed direction.
  • the vibrator device can also be referred to as a vibratory hammer.
  • the drilling assembly 10 By applying targeted vibrations via the vibrator device and moving the drilling assembly 10 downwards along the mast 56, the drilling assembly 10, with the displacement drill bit 20 arranged at its lower axial end, can be more easily driven into soft, displaceable soil while simultaneously rotating the drill bit of the drilling assembly in the feed direction via the rotary drive 60.
  • the vibration also assists in conveying the fill material downwards through the pipe body 12.
  • the device can also be designed as a stationary frame that does not have an undercarriage or chassis 52, but is mobile because it is erected at a drilling point with the help of a crane and fixed to the ground via anchoring points.

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Abstract

Bohranordnung (10) zum Ausbilden einer Füllgutsäule in einem Boden, mit einem Bohrer (11), der einen Rohrkörper (12) aufweist, der ausgestaltet ist, um mit einem Material-Zuführbehälter (13) zu kommunizieren, um Füllgut in eine Hohlseele des Rohrkörpers (12) einzubringen, und an dessen einem axialen Ende ein Verdrängerbohrwerkzeug (20) angeordnet ist, an dem eine Austrittsöffnung für das Füllgut aus der Hohlseele des Rohrkörpers (12) mündet. Das Verdrängerbohrwerkzeug (20) weist einen in Vorschubrichtung des Bohrers vorauslaufenden Spitzenabschnitt (21) und mindestens einen in der Vorschubrichtung hinter dem Spitzenabschnitt (21) angeordneten Erweiterungsabschnitt (22,23) auf, der ausgestaltet ist, um in einem Bohrloch als radialer Verdrängerkörper zu wirken, und jeweils einen größeren Durchmesser als der Spitzenabschnitt (21) und als der Rohrkörper (12), zumindest in dem im Bohrloch aufzunehmenden Abschnitt, aufweist. Die Bohranordnung weist auch eine Vorrichtung (15) zum Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers (12) auf, um die Förderung des darin befindlichen Füllguts in Richtung der Austrittsöffnung zumindest zu unterstützen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bohranordnung zum Ausbilden einer Füllgutsäule im Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Ausbilden einer Füllgutsäule und ein Verfahren zum Ausbilden einer Füllgutsäule im Boden.
  • Ein Füllrohr und ein Verfahren zum Erstellen einer Füllgutsäule im Boden, mit einem Rohrkörper, welcher an seinem unteren Ende eine Austrittsöffnung für das Füllgut aufweist, wobei das Füllrohr zum Einrammen oder Einrütteln in einen weichen, verdrängbaren bzw. bindigen Boden ausgebildet ist und wobei über die Austrittsöffnung an dem unteren Ende des Füllrohres ein Füllgut zumindest beim Ziehen des Füllrohres in den Hohlraum eingebracht und durch das Füllgut die Füllgutsäule gebildet wird, sind aus der EP 3 135 819 B1 und der DE 103 10 727 B4 bekannt.
  • Über das Füllrohr können beispielsweise Beton, Kalk, Kies, Sand, Schotter oder Trockenmörtel durch eine Hohlseele des Rohrkörpers in den Boden eingebracht werden. Dabei werden im Wesentlichen vertikale Füllgutsäulen hergestellt, durch welche Baugrund stabilisiert und ertüchtigt wird. Diese Säulen können sich bis zu einer tragfähigen Bodenschicht erstrecken, welche höhere Vertikalkräfte aufnehmen kann.
  • Das aus der DE 103 10 727 B4 bekannte Füllrohr weist an seiner Unterseite eine Verschlusseinrichtung mit Verschlussklappen auf. Beim Eintreiben des Füllrohres ist durch die Verschlusseinrichtung die untere Austrittsöffnung für das Füllgut verschlossen. Beim Ziehen des Füllrohres wird die Verschlusseinrichtung aufgeklappt, so dass das Füllgut durch die Austrittsöffnung in den erstellten Hohlraum in den Boden einrieseln kann, wodurch die Füllgutsäule gebildet wird.
  • Bei dem aus der EP 3 135 819 B1 bekannten Füllrohr ist demgegenüber keine bewegliche Verschlusseinrichtung vorgesehen, sondern wird die an sich stets offene Austrittsöffnung von einem Verdrängersteg überragt und teilweise verdeckt, aber ein Durchgang für das Füllgut verbleibt. Eine Eindringspitze ist an der Unterseite des Verdrängerstegs ausgebildet.
  • Aus der DE 36 12 437 A1 geht ein Füllrohr mit einer verlorenen Verschlusskappe hervor, welche die Austrittsöffnung verschließt und beim Ziehen des Füllrohres im Boden vom Füllrohr getrennt wird, die Austrittsöffnung für das Füllgut freigibt, und mit diesem im Boden verbleibt.
  • Aus der US 3,270,511 ist ein Verfahren zum Erstellen einer Füllgutsäule im Boden bekannt, bei dem ein Füllrohr mit mehreren Öffnungen am unteren Ende eingesetzt wird. Die Öffnungen sind durch Verschlusselemente oder Einwegventile während des Einbringens in den Boden verschlossen.
  • Aus der EP 2 694 744 B1 ist eine Bohranordnung zum Ausbilden einer Säulenstruktur in einem Bodenbereich bekannt, wobei die die Bohranordnung über einen ersten Bohrer und über einen zweiten Bohrer bzw. verfügt, wobei der erste Bohrer ein Rohr und der zweite Bohrer eine Bohrspirale umfasst und daher als Förderschnecke wirkt, wobei der erste Bohrer und der zweite Bohrer konzentrisch sind und wobei der zweite Bohrer dazu eingerichtet ist, wenigstens abschnittsweise innerhalb des ersten Bohrers derart angeordnet zu sein, dass der zweite Bohrer bei Rotation innerhalb des ersten Bohrers ein Füllgut zu einer unteren axialen Austrittsöffnung des Rohrs des ersten Bohrers befördert und beim gleichzeitigen Ziehen der Bohranordnung eine körnige Säulenstruktur mit einer überwiegend vertikalen Verdichtung ausbildet. Der erste Bohrer hat einen ersten aufgeweiteten Außenabschnitt an seinem in Vorschub- bzw. Vortriebsrichtung (die Begriffe werden im Rahmen dieser Offenbarung synonym verwendet) vorderen Ende, einen zweiten Abschnitt und einen dritten Abschnitt, wobei der zweite Abschnitt in der Vorschubrichtung zwischen dem ersten Abschnitt und dem dritten Abschnitt liegt und der erste Abschnitt einen größeren Durchmesser als der zweite Abschnitt aufweist.
  • Während die durch Rütteln in den Boden eintreibbaren Füllrohre der oben beschriebenen Art relativ einfach aufgebaut sind, aber die Förderung des Füllguts durch die Länge des Füllrohrs allein auf der Wirkung der Schwerkraft und ggf. einer Vibration durch die Rüttelvorrichtung beruht und ins Stocken geraten kann, ist bei der Bohranordnung gemäß der EP 2 694 744 B1 die aktive Förderung des Füllguts mit Hilfe des zweiten Bohrers sichergestellt. Allerdings erfordert dieser Aufbau zwei separate Drehantriebsvorrichtungen oder zumindest zwei Drehantriebsausgänge eines Getriebes, um den ersten und den zweiten Bohrer anzutreiben. Die Anordnung ist deshalb und aufgrund der Verwendung des angetriebenen zweiten Bohrers bzw. der aktiven Förderschnecke relativ aufwändig und fehleranfällig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohranordnung zum Ausbilden einer Füllgutsäule im Boden sowie eine Vorrichtung zum Ausbilden einer Füllgutsäule und ein Verfahren zum Ausbilden einer Füllgutsäule im Boden in Vorschlag zu bringen, die bei einem vergleichsweise einfachen Aufbau eine zuverlässige Füllgutförderung und Ausbildung der Füllgutsäule ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird durch eine Bohranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine die Bohranordnung enthaltende Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung bringt demnach insbesondere eine Bohranordnung zum Ausbilden einer Füllgutsäule in einem Boden in Vorschlag, mit einem Bohrer, der einen Rohrkörper aufweist, der ausgestaltet ist, um mit einem Material-Zuführbehälter zu kommunizieren, um Füllgut in eine Hohlseele des Rohrkörpers einzubringen, und an dessen einem axialen Ende ein Verdrängerbohrwerkzeug angeordnet ist, an dem eine Austrittsöffnung für das Füllgut aus der Hohlseele des Rohrkörpers mündet, wobei das Verdrängerbohrwerkzeug einen in Vorschubrichtung des Bohrers vorauslaufenden Spitzenabschnitt und mindestens einen in der Vorschubrichtung hinter dem Spitzenabschnitt angeordneten Erweiterungsabschnitt aufweist, der ausgestaltet ist, um in einem Bohrloch als radialer Verdrängerkörper zu wirken, und jeweils einen größeren Durchmesser als der Spitzenabschnitt und als der Rohrkörper, zumindest in dem im Bohrloch aufzunehmenden Abschnitt, aufweist. Die Bohranordnung umfasst ferner eine Vorrichtung zum Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers, um die Förderung des darin befindlichen Füllguts in Richtung der Austrittsöffnung zumindest zu unterstützen.
  • Eine Grundidee der Erfindung kann darin gesehen werden, an dem Verdrängerbohrwerkzeug zum Verdrängerbohren einen Verdrängerbereich vorzusehen, durch den Bodenmaterial, das durch den Spitzenabschnitt gelöst wird, durch den Erweiterungs- bzw. Verdrängerabschnitt radial nach Außen gedrückt und am Einfallen in einen durch den Bohrer gebildeten Hohlraum gehindert wird. Das Vorsehen des Erweiterungs- bzw. Verdrängerabschnittes bewirkt eine radiale Kompression des losen Bodenmaterials sowohl beim Eintreiben der Bohranordnung in den Boden, als auch beim Zurückziehen derselben aus dem Bohrloch, das kontinuierlich oder schrittweise, insbesondere intermittierend oder reziprokierend erfolgen kann, wodurch bzw. während durch das Einfüllen des Füllmaterials in den Hohlraum des Bohrlochs unterhalb des Verdrängerbohrwerkzeugs die Füllgutsäule im Boden gebildet wird.
  • Außerdem sieht die Erfindung keine aktiv rotierende Förderschnecke bzw. einen zweiten konzentrischen Bohrer im Rohrkörper zur Förderung des Füllgutmaterials durch den Rohrkörper in das Bohrloch vor, sondern ist so ausgestaltet, dass der Rohrkörper, genauer dessen Hohlseele, mit einem Material-Zuführbehälter kommuniziert, um Füllgut aufgrund hauptsächlich der Schwerkraftwirkung in die Hohlseele des Rohrkörpers einzubringen. Der Transport durch die Hohlseele nach unten zur Austrittsöffnung des Bohrers erfolgt ebenfalls maßgeblich unter Schwerkraftwirkung, allerdings mittels einer Vorrichtung zum Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers, um die Förderung des darin befindlichen Füllguts in Richtung der Austrittsöffnung zumindest zu unterstützen, indem das Füllgut in der Förderrichtung mit Druck beaufschlagt wird und dadurch, dass die Luft die Teilchen des Füllmaterials suspendiert und so das Rieseln unter Schwerkrafteinfluss unterstützt und ein Verklumpen verhindert.
  • Auch die Rotation und/oder Ziehbewegung des Bohrers aus dem Bohrloch und die damit einhergehenden Vibrationen, Impulse und die Massenträgheit tragen natürlich zum Transport des Füllgutmaterials in Richtung der Austrittsöffnung und durch diese in den Hohlraum des Bohrlochs bei.
  • Vorzugsweise ist dafür die Hohlseele des Rohrkörpers in einem Abschnitt zwischen dem Material-Zuführbehälter und der Austrittsöffnung offen/frei, in dem Sinne, dass kein Bohrer und keine Förderschnecke darin drehbar aufgenommen ist. Allerdings schließt dies beispielsweise nicht aus, dass an der Innenwand des Rohrkörpers Stege, Rippen oder andere Vorsprünge fest installiert sind, die ein Stück weit in den Innenraum hineinragen und der Vermischung bzw. dem Transport des Füllmaterials ohne Blockierung dienen.
  • Vorzugsweise weist das Verdrängerbohrwerkzeug mindestens zwei in der Vorschubrichtung hinter dem Spitzenabschnitt angeordnete Erweiterungsabschnitte auf, die durch einen zwischen den Erweiterungsabschnitten angeordneten Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, und die mindestens zwei Erweiterungsabschnitte sind vorzugsweise ausgestaltet, um in einem Bohrloch als radiale Verdrängerkörper zu wirken, und um jeweils einen größeren Durchmesser als der Spitzenabschnitt, als der Verbindungsabschnitt und als der Rohrkörper, zumindest in dem im Bohrloch aufzunehmenden Abschnitt, aufzuweisen.
  • Ein Vorteil dieser Ausgestaltung des Verdrängerbohrwerkzeugs mit mehreren voneinander in der Axialrichtung beabstandeten Verdrängerbereichen kann darin gesehen werden, dass Bodenmaterial, das durch den Spitzenabschnitt gelöst und durch den ersten Erweiterungs- bzw. Verdrängerabschnitt radial nach Außen gedrückt wurde, aber danach wieder in den Bohrlochhohlraum einfällt, durch den zweiten (oder einen noch weiteren) Erweiterungs- bzw. Verdrängerabschnitt erneut radial nach Außen gedrückt wird. Das Vorsehen des zwischen den Erweiterungs- bzw. Verdrängerabschnitten vorgesehenen Verbindungsabschnitts mit geringerem Durchmesser provoziert das Einfallen von lockerem Bodenmaterial für die erneute Verdrängung. Würde lediglich ein einziger, ggf. auch längerer Verdrängerbereich vorgesehen, würde dieser das lockere Bodenmaterial lediglich am Einfallen hindern, aber nicht eine vergleichbare Verfestigung erzielen, wie eine erneute Verdichtung nach einer gewissen Entspannungsphase. Das Vorsehen der mindestens zwei in Längs- bzw. Axialrichtung beabstandeten Erweiterungs- bzw. Verdrängerabschnitte bewirkt eine radiale Kompression des losen Bodenmaterials sowohl beim Eintreiben der Bohranordnung in den Boden, als auch beim Zurückziehen derselben aus dem Bohrloch, das kontinuierlich oder schrittweise, insbesondere intermittierend oder reziprokierend erfolgen kann, wodurch bzw. während durch das Einfüllen des Füllmaterials in den Hohlraum des Bohrlochs unterhalb des Verdrängerbohrwerkzeugs die Füllgutsäule im Boden gebildet wird. Die mehreren Verdrängerabschnitte können vorzugsweise den gleichen maximalen Durchmesser oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei vorzugsweise der Durchmesser des oberen (d.h. des weiter von dem Spitzenabschnitt entfernten) Verdrängerabschnitts größer ist als der des unteren, an die Spitze angrenzende Verdrängerabschnitts.
  • Vorzugsweise weist die Bohranordnung im Rahmen der Vorrichtung zum Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers einen Verschlussmechanismus auf, der ausgestaltet ist, um die Hohlseele des Rohrkörpers mit der Umgebung, insbesondere dem Material-Zuführbehälter, selektiv zu verbinden und gegenüber diesem abzusperren, wobei der Verschlussmechanismus in der Art einer Schleuse vorzugsweise zwischen einem Auslass des Material-Zuführbehälters und einem Einlauf für das Material in die Hohlseele des Rohrkörpers angeordnet ist. Das selektive Absperren des Einlaufs für das Material gegenüber der Umgebung, insbesondere dem Material-Zuführbehälter hindert die Druckluft daran, auf dem direkten Weg über den Zuführbehälter zu entweichen, sondern zwingt die Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers in Richtung der Austrittsöffnung für das Material. Dadurch wirkt ein Förderdruck auf das In der Hohlseele eingebrachte Material.
  • Besonders bevorzugt und vorteilhaft ist, wenn der Verschlussmechanismus so selektiv betätigt wird, dass die Luft unter Druck im Wesentlichen nur dann zugeführt wird, während die Hohlseele des Rohrkörpers gegenüber der Umgebung, insbesondere dem Material-Zuführbehälter abgesperrt ist. Dadurch wird der Verlust von Druckluft reduziert und, durch abwechselndes Öffnen und Schließen des Verschlusses, vorzugsweise im Wechsel mit der Zufuhr von Material aus dem Material-Zuführbehälter, ein Druckwechsel auf das Material erzeugt, der die Förderung desselben verbessert.
  • In einer besonders vorteilhaften Variante kann die Druckluft selbst bzw. eine selektive Zuführung derselben dafür genutzt werden, um den Verschlussmechanismus zu betätigen, beispielsweise um diesen gegen eine Vorbelastungskraft in Schließrichtung zu öffnen.
  • Vorzugsweise weist der Rohrkörper im Rahmen der Vorrichtung zum Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers Kanäle auf, die eine Leitung der Druckluft in Richtung zur Austrittsöffnung für das Füllgut ermöglichen, indem zumindest ein Teil der Druckluft relativ ungehindert durch in der Hohlseele anstehendes Füllmaterial an diesem vorbei in der Vorschubrichtung passieren und an einer oder mehreren Stellen entlang der Axialrichtung des Rohrkörpers in die Hohlseele austreten kann. Dies kann beispielsweise durch einfache Nuten oder Vertiefungen in der Rohrkörper-Innenwand oder durch stabile Rohre oder Halbrohre, die in den Rohrkörper eingesetzt sind und neben dem Lufttransport auch eine gewisse Lockerung des Füllguts bei Drehung bewirken, erfolgen.
  • Bevorzugt umfasst die Bohranordnung im Bereich des anderen axialen Endes (d.h. des oberen Endes in der typischen Bohrausrichtung) einen Material-Zuführbehälter zur Aufnahme des Füllguts auf, von dem ein Auslass mit der Hohlseele des Rohrkörpers verbunden ist. Der Behälter kann in der Art eines oberseitig offenen, kastenförmigen und nach oben erweiterten Trichters ausgestaltet sein, der ein gewisses Speichervolumen besitzt und in den bei Bedarf über eine externe Fördervorrichtung, beispielsweise einen Schlauchförderer oder einen Schaufelbagger, Füllgut nachgeliefert werden kann.
  • Vorzugsweise weist der zumindest eine Erweiterungsabschnitt des Verdrängerbohrwerkzeugs, vorzugsweise aber weisen mehrere der Erweiterungsabschnitte, sofern vorhanden, einen konischen Übergangsabschnitt zu dem jeweils angrenzenden Abschnitt von dem Spitzenabschnitt und/oder dem Verbindungsabschnitt und/oder dem Rohrkörper auf. Der konische Übergangsabschnitt drückt das lockere Bodenmaterial durch die Keilwirkung bei Drehung und gleichzeitigem Vorschub progressiv nach Außen und führt hin zu der radialen Kompression und Stabilisierung der Bohrlochwände.
  • Vorzugsweise weist der Spitzenabschnitt des Verdrängerbohrwerkzeugs einen erhabenen Schneckenwendelabschnitt auf, der eine in einer Drehrichtung zum Einbohren orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung aufweist. Der Schneckenwendelabschnitt unterstützt das Lösen des Bodenmaterials und bewirkt eine gewisse Förderung entgegen der Vorschubrichtung zu den Verdrängerbereichen. Der Spitzenabschnitt kann ferner, wie aus dem zuvor beschriebenen Stand der Technik von Füllrohren bekannt ist, eine oder mehrere Verschlussklappe(n) haben, welche die am Spitzenabschnitt beispielsweise am axialen vorlaufenden Ende davon ausgebildete Austrittsöffnung verschließt/verschließen und zum Einfüllen des Füllmaterials beim Ziehen der Bohranordnung geöffnet oder als "verlorenes" Bauteil abgetrennt werden. Die Austrittsöffnung kann auch permanent offen und/oder mit einem Verdrängersteg überragt und teilweise verdeckt sein, wie das ebenfalls zuvor im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben wurde.
  • Bevorzugt ist auch, dass zumindest ein erster der Erweiterungsabschnitte, der vorzugsweise ein in Vorschubrichtung hinter einem zweiten der Erweiterungsabschnitte angeordneter Erweiterungsabschnitt ist, mit erhabenen Rippen versehen ist, die vorzugsweise parallel zu der Axialrichtung des Rohrkörpers oder geneigt zu der Axialrichtung verlaufen, und im Fall eines geneigten Verlaufs eine in einer/der Drehrichtung zum Einbohren gegenläufige orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung haben.
  • Selbstverständlich kann auch der zweite, also der in Vorschubrichtung unmittelbar hinter dem Spitzabschnitt angeordnete zweite Erweiterungsabschnitt mit einer solchen geneigten bzw. spiralförmigen erhabenen Rippe versehen sein. Diese Rippe (der Singular wird hier auch in dem Sinne verwendet, dass der Begriff auch mehrere, diskontinuierliche und nicht durchgehende Rippen in Spiralform umfasst) können eine der Drehrichtung beim Einbohren entsprechend orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung oder auch eine zu der Drehrichtung beim Einbohren entgegengesetzt orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung aufweisen, um die Bohrwirkung des Spitzenabschnitts zu unterstützen und die Förderwirkung von Material weg von der Spitze fortzusetzen oder Material zu der Spitze hin zu transportieren.
  • Vorzugsweise ist die Bohranordnung ausgestaltet, um mit einem Drehantrieb zum Rotieren des Rohrkörpers um seine Längsachse und/oder um mit einer Rüttlervorrichtung für den Rohrkörper gekoppelt zu werden. Der Drehantrieb befindet sich typischerweise im Bereich des oberen Endes der Bohranordnung und ist ein im Stand der Technik bekanntes Aggregat, das an dem Mast einer Baumaschine geführt wird und die Bohranordnung unter Drehung in Vorschubrichtung in den Boden eintreibt und anschließend bei Bewegung entlang dem Mast nach oben wieder zurückzieht. Der Drehantrieb und, sofern vorhanden, die Rüttlervorrichtung werden von extern mit Energie versorgt und sind für die Zwecke der Kopplung und Kraftübertragung an die Bohranordnung angepasst. Der Drehantrieb und, sofern vorhanden, die Rüttlervorrichtung bewirken das Eintreiben des Bohrers der Bohrvorrichtung in den Boden und unterstützen ggf. die Förderung des Füllmaterials zur Austrittsöffnung.
  • Die Erfindung betrifft sodann auch eine Vorrichtung, insbesondere eine Baumaschine, zum Erstellen einer Füllgutsäule in einem Boden, mit einem Mast, der an einer Tragbasis gehalten ist und entlang dem eine erfindungsgemäße Bohranordnung in einer Axialrichtung des Masts verfahrbar und drehbar gehaltert ist, und einem Drehantrieb zum Rotieren des Bohrers der Bohranordnung, um diesen unter Verdrängung von Bodenmaterial in den Boden einzutreiben.
  • Die Vorrichtung (Baumaschine) kann auch zusätzlich mit einer Rüttlervorrichtung zum Rütteln der Bohranordung versehen sein, welche den Vortrieb der Bohranordnung in den Boden und die Förderung des Füllmaterials unterstützt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als mobile, selbstfahrende Baumaschine ausgestaltet sein, bei der die Tragbasis als ein mobiles Trägergerät mit einem Fahrgestell, insbesondere einem Raupenfahrwerk, ausgestaltet ist, oder kann als ein stationäres Gestell ausgebildet ist, das über eine weitere Maschine, beispielsweise einen Kran oder Seilbagger an den jeweiligen Bohrpunkt versetzt wird.
  • Die Erfindung betrifft sodann auch ein Verfahren zum Ausbilden einer Füllgutsäule in einem Boden, mit den Schritten:
    • Anordnen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erstellen einer Füllgutsäule an einem Bohrpunkt (d.h. selbstfahrend oder über eine weitere Maschine);
    • Einbringen der Bohranordnung in den Boden durch Drehen und Eindrücken derselben, wobei ein Bohrloch im Boden unter Verdrängung von Bodenmaterial erstellt wird, bis das Verdrängerbohrwerkzeug eine vorgesehene Endtiefe erreicht hat; und
    • Einbringen von Füllgut von dem Material-Zuführbehälter über die Hohlseele des Rohrkörpers und durch die Austrittsöffnung an dem Bohr-Verdrängerwerkzeug in das Bohrloch, während die Bohranordnung kontinuierlich oder schrittweise, insbesondere intermittierend oder reziprokierend aus dem Bohrloch gezogen wird, wodurch bzw. während durch das Einfüllen des Füllmaterials in den Hohlraum des Bohrlochs unterhalb des Verdrängerbohrwerkzeugs die Füllgutsäule im Boden gebildet wird, wobei bei dem Verfahren in die Hohlseele des Rohrkörpers der Bohranordnung während des Einbringens von Füllgut Luft unter Druck zugeführt wird, um die Förderung des darin befindlichen Füllguts in Richtung der Austrittsöffnung zumindest zu unterstützen..
  • Indem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Bohrer der Bohranordnung zum Bilden der Füllgutsäule reziprokierend, also schrittweise gezogen und zum Verdichten des in den Boden eingebrachten Füllgutes wiederholt teilweise abgesenkt wird, kann eine besonders dichte und damit stabile Füllgutsäule im Boden hergestellt werden, da sowohl das Bodenmaterial im Wandbereich der Bohrung stabilisiert wird, indem es nach außen in die Bohrungswand gedrückt bzw. verdrängt wird, als auch das eingebrachte Füllmaterial in der Längsrichtung der Bohrung kompaktiert wird.
  • Das Verdrängerwerkzeug, konkret der mindestens eine Erweiterungs- bzw. Verdrängerabschnitt oder die mehreren in Längs- bzw. Axialrichtung beabstandeten Erweiterungs- bzw. Verdrängerabschnitte, bewirkt eine radiale Kompression des losen Bodenmaterials sowohl beim Eintreiben der Bohranordnung in den Boden, als auch beim Zurückziehen derselben aus dem Bohrloch.
  • Der Transport des im Rohrkörper befindlichen Füllguts in Richtung der Austrittsöffnung durch die Hohlseele nach unten zur Austrittsöffnung des Bohrers erfolgt zwar maßgeblich unter Schwerkraftwirkung, wird allerdings durch das Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers zumindest unterstützt, indem das Füllgut in der Förderrichtung mit Druck beaufschlagt wird, sowie dadurch, dass die Luft die Teilchen des Füllmaterials suspendiert und so das kontinuierliche Rieseln unter Schwerkrafteinfluss ermöglicht und ein Verklumpen verhindert.
  • Vorzugsweise wird die Luft unter Druck zugeführt, während die Hohlseele des Rohrkörpers gegenüber der Umgebung, insbesondere dem Material-Zuführbehälter, selektiv, vorzugsweise intermittierend und weiter vorzugsweise im Wechsel mit einer Zufuhr von Füllgutmaterial in den Rohrkörper abgesperrt wird.
  • Vorzugsweise wird bei dem Verfahren als Füllgut ein schütt- oder rieselfähiges Material, insbesondere Schotter, Kies, Sand und/oder Gips, verwendet wird, welches insbesondere Zuschläge aufweisen kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert, welches schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1:
    eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erstellen einer Füllgutsäule, bei dem die Bohranordnung angebaut ist,
    Fig. 2:
    eine vergrößerte Darstellung in der Seitenansicht des Verdrängerbohrwerkzeugs der Bohranordnung der Vorrichtung von Fig. 1,
    Fig. 3
    eine isolierte Darstellung der erfindungsgemäßen Bohranordnung,
    Fig. 4
    eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer in Fig. 3 durch einen Kreis markierten Zuführeinheit der Bohranordnung, und
    Fig. 5
    eine vergrößerte Seitenansicht von vorne der in Fig. 4 dargestellten Zuführeinheit.
  • In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 50 zum Erstellen einer Füllgutsäule in Form einer beispielhaft gewählten Baumaschine als ein mobiles, selbstfahrendes Trägergerät gezeigt, das eine Tragbasis 51 mit einem Fahrgestell oder Unterwagen 52, insbesondere einem Raupenfahrwerk besitzt. An dem Raupenfahrwerk bzw. Unterwagen 52 kann ein Oberwagen 54 drehbar angeordnet sein. An dem Oberwagen 54 sind in bekannter Weise die Antriebseinheiten für die Funktionseinheiten der Vorrichtung sowie ein Bedienstand 55 angeordnet. Über eine Anlenkkinematik 58 kann ein im Wesentlichen vertikaler Mast 56 an dem Oberwagen 54 verstellbar, insbesondere neigbar angebracht sein. Der Mast 56 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Mäkler ausgebildet. Am hinteren Ende der Vorrichtung kann eine Abstützeinrichtung 57 vorgesehen sein, um selektiv die Abstützung der Vorrichtung zur Entlastung des Raupenfahrwerks und zur Vergrößerung der Stützweite zu verbessern. Eine solche weitere Abstützeinrichtung kann auch an der Unterseite des Masts 56 in dessen Verlängerung angeordnet sein, wie das in Fig. 1 mit 57' angedeutet ist.
  • Entlang dem Mast 56 ist ein Drehantrieb 60 über eine obere Halteeinrichtung 62 verfahrbar gelagert. Der Drehantrieb 60 ist mit einem oberen Endabschnitt einer Bohranordnung 10 zum Ausbilden einer Füllgutsäule im Boden, der eine Zuführeinheit 14 für Füllgutmaterial und Druckluft bildet, gekoppelt, derart, dass die gesamte Bohranordnung 10 und mit dieser ein Bohrer 11 der Bohranordnung 10 in einer Axialrichtung des Masts 56 verfahrbar und drehbar gehaltert ist und durch den Drehantrieb 60 zum Rotieren angetrieben und gleichzeitig in der Axialrichtung vorgeschoben werden kann, um den Bohrer 11 der Bohranordnung 10 unter Verdrängung von Bodenmaterial in den Boden einzutreiben. Der Bohrer 11 der Bohranordnung 10 ist zusätzlich über eine weitere Halteeinrichtung 63 am unteren Ende des Masts 56 drehbar gelagert und in Längsrichtung geführt. Diese weitere, untere Halteeinrichtung ist vorzugsweise zumindest während des Bohrvorgangs stationär am Mast festgelegt, während die obere Halteeinrichtung 62 den Vorschub und den Rückzug des Bohrers entlang dem Mast 56 über einen Seilzugmechanismus der Baumaschine bewirkt.
  • Der Bohrer 11 weist einen Rohrkörper 12 auf, der ausgestaltet ist, um mit einem Material-Zuführbehälter 13 zu kommunizieren, um ein fließ-, riesel- oder schüttfähiges Füllgut (insbesondere Schotter, Kies, Sand und/oder Gips, welche auch noch weitere Zuschläge aufweisen können) in eine Hohlseele des Rohrkörpers 12 einzubringen. Der Material-Zuführbehälter 13 ist hier schematisch als ein oberseitig offener, kastenförmiger und oberseitig erweiterter Trichter dargestellt, der an der Zuführeinheit 14 und über diese an der oberen Halteeinrichtung 62 angebracht ist und mit dieser zusammen mit und daher synchron zum Bohrer 11 entlang dem Mast bewegt, aber nicht durch den Drehantrieb 60 gedreht wird. Der Material-Zuführbehälter 13 kann aber auch stationär oder unabhängig vom Bohrer entlang dem Mast bewegbar angeordnet sein, wobei er in diesem Fall vorzugsweise über eine Rohr- oder Schlauchleitung mit der Hohlseele des Rohrkörpers 12 kommuniziert.
  • Die Hohlseele des Rohrkörpers 12, also dessen Innenraum in einem Abschnitt zwischen dem Material-Zuführbehälter 13 und der Austrittsöffnung, ist offen/frei in dem Sinne, dass kein Bohrer und keine Förderschnecke darin drehbar aufgenommen ist. Allerdings schließt dies beispielsweise nicht aus, dass an der Innenwand des Rohrkörpers Stege, Rippen oder andere Vorsprünge fest installiert sind, die ein Stück weit in den Innenraum hineinragen und der Vermischung bzw. dem Transport des Füllmaterials dienen.
  • Der Rohrkörper 12 des Bohrers 11 kann, wie in Fig. 1 angedeutet, zur Erreichung einer gewünschten Länge in Anpassung an eine Bohrlochtiefe aus mehreren Teilsegmenten 12a, 12b und 12c zusammengesteckt werden, wie das im Stand der Technik bekannt ist.
  • An dem unteren axialen Ende der Bohranordnung 10 bzw. am unteren Ende des Rohrkörpers 12 des Bohrers 11 ist ein Verdrängerbohrwerkzeug 20 angeordnet, an dem eine Austrittsöffnung für das Füllgut aus der Hohlseele des Rohrkörpers 12 mündet.
  • Das fließ-, riesel- oder schüttfähige Füllgut wird von dem Füllgutbehälter 13 über die Hohlseele des Rohrkörpers 12 und durch die (nicht gezeigte) Austrittsöffnung am unteren Endbereich des Bohrers 11 insbesondere beim Rückziehen des Bohrers 11 aus dem Boden in den durch den Bohrvorgang gebildeten Hohlraum eingebracht. Auf diese Weise kann der durch das Verdrängerbohrwerkzeug 20 gebildete Hohlraum beim Rückziehen des Bohrers 11 vollständig mit Füllgut verfüllt werden, wodurch eine Füllgutsäule zur Stabilisierung und Erhöhung der Tragfähigkeit des Bodens erstellt werden kann.
  • Die Bohranordnung 10 besitzt eine in Fig. 4 und 5 angedeutete Vorrichtung 15 zum Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers 12, um die Förderung des darin befindlichen Füllguts in Richtung der Austrittsöffnung zumindest zu unterstützen. Diese Vorrichtung 15 umfasst dazu einen Druckluftanschluss 36 im Bereich des nicht drehbaren Abschnitts der Zuführeinheit 14, über den von einer externen Druckluftquelle, beispielsweise an der Baumaschine oder einer separaten Versorgungseinheit an der Bohrstelle, Druckluft zugeführt wird.
  • Unterhalb dem Druckluftanschluss 36 befindet sich eine Drehdurchführung 35, die den drehbaren Abschnitt der Zuführeinheit 14 von dem nicht drehbaren Abschnitt derselben entkoppelt. Wiederum unterhalb der Drehdurchführung 35 befindet sich ein Übergang 34 zum Rohrkörper 12. Dadurch ist eine Zufuhr von Füllgutmaterial aus dem im nicht drehbaren Abschnitt angeordneten Material-Zuführbehälter 13 in einen Einlass des Rohrkörpers und damit dessen Hohlseele möglich, während sich der Rohrkörper 12 relativ zum nicht-drehbaren Abschnitt drehen kann.
  • Die Vorrichtung 15 zum Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers 12 weist ferner einen Verschlussmechanismus 37 auf, der in dem Bereich zwischen dem Auslass des Material-Zuführbehälters 13 und der Drehdurchführung 35 (bzw. einem Einlauf für das Material in die Hohlseele des Rohrkörpers) und über dem Druckluftanschluss 36 angeordnet ist und der ausgestaltet ist, um die Hohlseele des Rohrkörpers 12 mit der Umgebung, insbesondere dem Material-Zuführbehälter 13, selektiv zu verbinden und gegenüber diesem abzusperren. Im abgesperrten Zustand kann Druckluft, die in die Hohlseele zugeführt wird, nicht in Richtung des Material-Zuführbehälters 13 entweichen, sondern wird in die Hohlseele in Richtung der gewünschten Materialströmung gezwungen.
  • Der Verschlussmechanismus 37 kann als mechanisches Blenden- oder Schleusenelement, beispielsweise in der Form einer Verschlussplatte ausgebildet sein, das bzw. die durch einen Aktuator zum Öffnen und Schließen betätigt wird und beispielsweise so angeordnet ist, dass es/sie den Durchtritt von Füllgutmaterial aus dem Auslass des Material-Zuführbehälters 13 unterbricht oder freigibt und gleichzeitig eine hinreichende Abdichtung für die Druckluft in Richtung des Zuführbehälters herstellt. Die Funktionen der Absperrung für das Füllgutmaterial und der Abdichtung bzw. Absperrung der Druckluft können aber auch als getrennte Funktionseinheiten realisiert sein.
  • In einer (nicht gezeigten) Variante kann die Druckluft selbst bzw. eine selektive Zuführung derselben dafür genutzt werden, um den Verschlussmechanismus zu betätigen, beispielsweise um diesen gegen eine Vorbelastungskraft, die in einer Schließrichtung wirkt, zu öffnen. Bei dieser Variante wird quasi automatisch ein Wechsel von Füllgutmaterialzufuhr und Druckluftzufuhr in die Hohlseele des Rohrkörpers bewirkt.
  • Ferner kann der Rohrkörper 12 beispielsweise Kanäle aufweisen, die eine Leitung der Druckluft in Richtung zur Austrittsöffnung für das Füllgut und einen Austritt der Druckluft an mehreren Stellen entlang der axialen Länge des Rohrkörpers 12 ermöglichen, um die Förderung des Materials zu verbessern.
  • Das Verdrängerbohrwerkzeug 20, das in Fig. 2 in einer Vergrößerung dargestellt ist, besitzt einen in Vorschubrichtung des Bohrers vorauslaufenden Spitzenabschnitt 21 und mindestens einen, im Beispiel zwei in der Vorschubrichtung hinter dem Spitzenabschnitt 21 angeordnete Erweiterungsabschnitte 22,23, die durch einen zwischen den Erweiterungsabschnitten 22,23 angeordneten Verbindungsabschnitt 24 miteinander verbunden sind. Der Erweiterungsabschnitt ist bzw. die Erweiterungsabschnitte 22,23 sind ausgestaltet, um in einem Bohrloch als radiale Verdrängerkörper zu wirken, und sie weisen jeweils einen größeren Durchmesser als der Spitzenabschnitt 21, als der Verbindungsabschnitt 24 und als der Rohrkörper 12, zumindest in dem im Bohrloch aufzunehmenden Abschnitt, auf.
  • Zumindest einer der Erweiterungsabschnitte 22,23 (vorzugsweise beide) hat (haben) einen konischen Übergangsabschnitt 30,31 ;32,33 zu dem jeweils angrenzenden Abschnitt von dem Spitzenabschnitt 21 und/oder dem Verbindungsabschnitt 24 und/oder dem Rohrkörper 12. Die Konizität der Übergangsabschnitte in der Axialrichtung bewirkt bei einer Bewegung des Bohrers in der Axialrichtung die Aufbringung einer radialen Kraft nach Außen auf Bodenmaterial an der Bohrloch-Innenwand, aber auch auf loses Bodenmaterial, das in das Bohrloch eingefallen ist.
  • Der der Spitzenabschnitt 21 hat einen über einen Grundkörper nach Außen erhabenen Schneckenwendelabschnitt 25, der eine in einer Drehrichtung zum Einbohren orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung aufweist. Die Austrittsöffnung für das Füllgutmaterial kann am unteren axialen Ende des Verdrängerbohrwerkzeugs 20 in Axialrichtung oder auch nur oder zusätzlich in der Radialrichtung geöffnet oder durch eine Klappe verschlossen und beim Ziehen des Bohrers zu öffnen sein.
  • Ferner hat zumindest ein erster Erweiterungsabschnitt 23, der vorzugsweise der in Vorschubrichtung hinter einem zweiten Erweiterungsabschnitt 22 angeordnet ist, ebenfalls über einen Grundkörper erhabene und radial vorstehende Rippen 27, die hier parallel zu der Axialrichtung des Rohrkörpers 12 verlaufen und in regelmäßigen Abständen um den Außenumfang verteilt sind. Die Rippen setzen sich auch über die angrenzenden konischen Übergangsabschnitte 32,33 fort und verjüngen sich keilförmig zu deren Ende in der Axialrichtung.
  • Alternativ können die Rippen 27 auch geneigt zu der Axialrichtung verlaufen, und im Fall eines geneigten Verlaufs eine in einer/der Drehrichtung zum Einbohren gegenläufige orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung haben.
  • Bei der hier gezeigten Ausführungsform des Verdrängerbohrwerkzeugs 20 hat auch der zweite, also der in Vorschubrichtung unmittelbar hinter dem Spitzabschnitt angeordnete zweite Erweiterungsabschnitt 22 eine solchen geneigte bzw. spiralförmige erhabenen Rippe 26. Diese Rippe 26 (der Singular wird hier auch in dem Sinne verwendet, dass der Begriff mehrere diskontinuierliche Rippen in Spiralform umfasst) hat eine in der Drehrichtung zum Einbohren entsprechend orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung, kann aber auch eine zu der Drehrichtung zum Einbohren entgegengesetzt orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung aufweisen, um entweder die Bohr- und Förderwirkung des Spitzenabschnitts fortzusetzen und zu unterstützen oder die Förderung von Material zu der Bohrerspitze hin zu unterstützen. Die Rippe 26 setzt sich auch hier über die angrenzenden konischen Übergangsabschnitte 30,31 fort.
  • Schließlich kann auch der zwischen den Erweiterungsabschnitten 22,23 angeordnete Verbindungsabschnitt 24 mit geringerem Durchmesser als diese eine geneigte bzw. spiralförmige erhabene Rippe 28 aufweisen, hier mit einer in der Drehrichtung zum Einbohren entsprechend orientierten Drallrichtung/Steigungsrichtung, aber alternativ auch mit einer zu der Drehrichtung zum Einbohren entgegengesetzt orientierten Drallrichtung/Steigungsrichtung.
  • Bei der hier gezeigten Ausführungsform der Bohranordnung 10 ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, in einem Übergangsbereich 38 zwischen einem unteren Endabschnitt des Rohrkörpers 12 und dem Verdrängerbohrwerkzeug 20 eine weitere spiralförmige Rippe 29 am Außenumfang mit einer Orientierung bzw. Steigung ausgebildet, die eine zu der Drehrichtung zum Einbohren entgegengesetzt orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung aufweist. Diese Rippe 29 (die auch mehrere Rippen umfassen kann) dient dazu, in Richtung aus dem Bohrloch heraus befördertes Material wieder in das Bohrloch hinein zu transportieren und in Verbindung mit dem nach unten angrenzenden Erweiterungsabschnitt, der einen größeren Außendurchmesser besitzt wie der Übergangsbereich, beim Herausziehen des Bohrers das Bodenmaterial radial in die Bohrlochwand zu verdrängen.
  • Die gesamte Bohranordnung 10 kann am Mast in dessen Längsrichtung bewegbar geführt sein und am oberen Ende der Bohranordnung 10, beispielsweise im Bereich der Zuführeinheit 14, auch eine (nicht gezeigte) Rüttlervorrichtung zum Rütteln der Bohranordnung 10 aufweisen, bei der in an sich bekannter Weise rotierende Unwuchteinheiten zum Erzeugen von Schwingungen genutzt werden, die auf die Bohranordnung bzw. den Bohrer 11 derselben übertragen werden, um den Vortrieb in der Vorschubrichtung zu unterstützen. Die Rüttlervorrichtung kann auch als Vibrationsbär bezeichnet werden.
  • Durch Aufbringen gezielter Schwingungen durch die Rüttlervorrichtung und das Bewegen der Bohranordnung 10 entlang des Mastes 56 nach unten kann die Bohranordnung 10 mit dem an dessen unterem axialen Ende angeordneten Verdrängerbohrwerkzeug 20 unter gleichzeitiger Drehung des Bohrers der Bohranordnung durch den Drehantrieb 60 in der Vorschubrichtung leichter in einen weichen, verdrängbaren Boden eingetrieben werden. Die Vibration unterstützt auch die Förderung des Füllmaterial durch den Rohrkörper 12 nach unten.
  • Alternativ zu einem selbstfahrenden Trägergerät, wie gezeigt und beschrieben, kann die Vorrichtung auch als ein stationäres Gestell ausgebildet sein, das keinen Unterwagen bzw. kein Fahrgestell 52 aufweist, das aber dadurch mobil ist, dass es mit Hilfe eines Krans an einem Bohrpunkt aufgestellt und am Boden über Verankerungspunkte fixiert wird.

Claims (15)

  1. Bohranordnung (10) zum Ausbilden einer Füllgutsäule in einem Boden, mit
    einem Bohrer (11), der einen Rohrkörper (12) aufweist, der ausgestaltet ist, um mit einem Material-Zuführbehälter (13) zu kommunizieren, um Füllgut in eine Hohlseele des Rohrkörpers (12) einzubringen, und an dessen einem axialen Ende ein Verdrängerbohrwerkzeug (20) angeordnet ist, an dem eine Austrittsöffnung für das Füllgut aus der Hohlseele des Rohrkörpers (12) mündet, wobei das Verdrängerbohrwerkzeug (20) einen in Vorschubrichtung des Bohrers vorauslaufenden Spitzenabschnitt (21) und mindestens einen in der Vorschubrichtung hinter dem Spitzenabschnitt (21) angeordneten Erweiterungsabschnitt (22,23) aufweist, der ausgestaltet ist, um in einem Bohrloch als radialer Verdrängerkörper zu wirken, und jeweils einen größeren Durchmesser als der Spitzenabschnitt (21) und als der Rohrkörper (12), zumindest in dem im Bohrloch aufzunehmenden Abschnitt, aufweist, und
    einer Vorrichtung (15) zum Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers (12), um die Förderung des darin befindlichen Füllguts in Richtung der Austrittsöffnung zumindest zu unterstützen.
  2. Bohranordnung (10) gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verdrängerbohrwerkzeug (20) mindestens zwei in der Vorschubrichtung hinter dem Spitzenabschnitt (21) angeordnete Erweiterungsabschnitte (22,23) aufweist, die durch einen zwischen den Erweiterungsabschnitten (22,23) angeordneten Verbindungsabschnitt (24) miteinander verbunden sind, und
    dass die mindestens zwei Erweiterungsabschnitte (22,23) ausgestaltet sind, um in einem Bohrloch als radiale Verdrängerkörper zu wirken, und jeweils einen größeren Durchmesser als der Spitzenabschnitt (21), als der Verbindungsabschnitt (24) und als der Rohrkörper (12), zumindest in dem im Bohrloch aufzunehmenden Abschnitt, aufweisen.
  3. Bohranordnung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung (15) zum Zuführen von Druckluft in die Hohlseele des Rohrkörpers (12) einen Verschlussmechanismus (37) aufweist, der ausgestaltet ist, um die Hohlseele des Rohrkörpers (12) mit der Umgebung, insbesondere dem Material-Zuführbehälter (13), selektiv zu verbinden und gegenüber diesem abzusperren, wobei der Verschlussmechanismus (37) vorzugsweise zwischen einem Auslass des Material-Zuführbehälters (13) und einem Einlauf für das Material in die Hohlseele des Rohrkörpers (12) angeordnet ist.
  4. Bohranordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Rohrkörper (12) Kanäle aufweist, die eine Leitung der Druckluft in Richtung zur Austrittsöffnung für das Füllgut ermöglichen.
  5. Bohranordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bohranordnung (10) im Bereich des anderen axialen Endes den Material-Zuführbehälter (13) zur Aufnahme des Füllguts aufweist, von dem ein Auslass mit der Hohlseele des Rohrkörpers (12) verbunden ist.
  6. Bohranordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der zumindest eine Erweiterungsabschnitt (22,23), vorzugsweise mehrere Erweiterungsabschnitte, sofern vorhanden, einen konischen Übergangsabschnitt (30,31 ;32,33) zu dem jeweils angrenzenden Abschnitt von dem Spitzenabschnitt (21) und/oder dem Verbindungsabschnitt (24) und/oder dem Rohrkörper (12) aufweist/aufweisen.
  7. Bohranordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Spitzenabschnitt (21) einen erhabenen Schneckenwendelabschnitt (25) aufweist, der eine in einer Drehrichtung zum Einbohren orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung aufweist.
  8. Bohranordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, jeweils in Kombination mit Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein erster (23) der Erweiterungsabschnitte (22,23), der vorzugsweise ein in Vorschubrichtung hinter einem zweiten (22) der Erweiterungsabschnitte (22,23) angeordneter Erweiterungsabschnitt ist, mit erhabenen Rippen (27) versehen ist, die vorzugsweise parallel zu der Axialrichtung des Rohrkörpers (12) oder geneigt zu der Axialrichtung verlaufen, und im Fall eines geneigten Verlaufs eine in einer/der Drehrichtung zum Einbohren gegenläufige orientierte Drallrichtung/Steigungsrichtung haben.
  9. Bohranordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bohranordnung (10) ausgestaltet ist, um mit einem Drehantrieb (60) zum Rotieren des Rohrkörpers (12) um seine Längsachse und/oder um mit einer Rüttlervorrichtung für den Rohrkörper (12) gekoppelt zu werden.
  10. Bohranordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hohlseele des Rohrkörpers (12) in einem Abschnitt zwischen dem Material-Zuführbehälter (13) und der Austrittsöffnung offen/frei ist, in dem Sinne, dass kein Bohrer und keine Förderschnecke darin drehbar aufgenommen ist.
  11. Vorrichtung (50), insbesondere Baumaschine, zum Erstellen einer Füllgutsäule in einem Boden, mit
    einem Mast (56), der an einer Tragbasis (51) gehalten ist und entlang dem eine Bohranordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 in einer Axialrichtung des Masts (56) verfahrbar und drehbar gehaltert ist, und
    einem Drehantrieb (60) zum Rotieren des Bohrers (11) der Bohranordnung (10), um diesen unter Verdrängung von Bodenmaterial in den Boden einzutreiben.
  12. Vorrichtung (50) zum Erstellen einer Füllgutsäule gemäß Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Tragbasis (51) als ein mobiles Trägergerät mit einem Fahrgestell oder Unterwagen (52), insbesondere einem Raupenfahrwerk, oder als ein stationäres Gestell ausgebildet ist.
  13. Verfahren zum Ausbilden einer Füllgutsäule in einem Boden, mit den Schritten:
    Anordnen einer Vorrichtung (50) zum Erstellen einer Füllgutsäule gemäß Anspruch 11 oder 12 an einem Bohrpunkt;
    Einbringen der Bohranordnung (10) in den Boden durch Drehen und Eindrücken derselben, wobei ein Bohrloch im Boden unter Verdrängung von Bodenmaterial erstellt wird, bis das Verdrängerbohrwerkzeug (20) eine vorgesehene Endtiefe erreicht hat; und
    Einbringen von Füllgut von dem Material-Zuführbehälter (13) über die Hohlseele des Rohrkörpers (12) und durch die Austrittsöffnung an dem Bohr-Verdrängerwerkzeug (20) in das Bohrloch, während die Bohranordnung (10) kontinuierlich oder schrittweise, insbesondere intermittierend oder reziprokierend aus dem Bohrloch gezogen wird, wodurch die Füllgutsäule im Boden gebildet wird,
    wobei während des Einbringens von Füllgut Luft unter Druck in die Hohlseele des Rohrkörpers (12) der Bohranordnung (10) zugeführt wird, um die Förderung des darin befindlichen Füllguts in Richtung der Austrittsöffnung zumindest zu unterstützen.
  14. Verfahren zum Ausbilden einer Füllgutsäule gemäß Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Luft unter Druck zugeführt wird, während die Hohlseele des Rohrkörpers (12) gegenüber der Umgebung, insbesondere dem Material-Zuführbehälter (13), selektiv, vorzugsweise intermittierend und weiter vorzugsweise im Wechsel mit einer Zufuhr von Füllgutmaterial in den Rohrkörper (12) abgesperrt wird.
  15. Verfahren zum Ausbilden einer Füllgutsäule gemäß Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Füllgut ein fließ-, schütt- oder rieselfähiges Material, insbesondere Schotter, Kies, Sand und/oder Gips, verwendet wird, welches insbesondere Zuschläge aufweisen kann.
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