WO2015127488A1 - Bodenfundament und verfahren zur ausbildung eines bodenfundaments - Google Patents

Bodenfundament und verfahren zur ausbildung eines bodenfundaments Download PDF

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WO2015127488A1
WO2015127488A1 PCT/AT2015/050051 AT2015050051W WO2015127488A1 WO 2015127488 A1 WO2015127488 A1 WO 2015127488A1 AT 2015050051 W AT2015050051 W AT 2015050051W WO 2015127488 A1 WO2015127488 A1 WO 2015127488A1
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sleeve
vibration
axial feed
cutting edge
anchor
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Wilhelm HECHENBLAICKNER
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Hechenblaickner Wilhelm
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/56—Screw piles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
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    • E04H12/2207—Sockets or holders for poles or posts not used
    • E04H12/2215—Sockets or holders for poles or posts not used driven into the ground
    • E04H12/2223—Sockets or holders for poles or posts not used driven into the ground by screwing

Definitions

  • the invention relates to a ground foundation and a method for forming a base foundation, in which an anchor is screwed into the ground and anchored in the ground at least via an external element that generates an axial feed during insertion, in particular via an outside spiral, wherein a vibration parallel to Axial feed direction of the armature is generated.
  • a base foundation sleeves are known with cylindrical body, which are screwed into a soil, for example, into the ground or into the rock.
  • DE102004059632 shows a sleeve which is open on the front end face and on the outer sleeve side of which an outside spiral is attached in order to generate an axial feed during insertion and also to anchor the sleeve in the bottom.
  • a hammer drill is also performed by the sleeve, which loosen up the soil before the sleeve or rock should break.
  • the invention is therefore based on the object, starting from the above-described prior art, to improve a method of forming a foundation so that even in hard and / or stony soils a soil foundation with maximum stability can be created quickly and reliably.
  • the invention achieves the stated object with regard to the method in that the armature is screwed into the ground with an actively generated vibration in the axial feed direction.
  • this anchor can be securely screwed even in a hard and / or rocky soil or rock and are anchored particularly firmly.
  • hard clods of earth can be smashed in front of the anchor and on the other hand stones can be shaken or pushed away from the axial path by a combination of vibration and rotational movement.
  • the anchor can not only be pushed into the ground in the axial feed direction by the actively generated vibration, but also pulled out again for a short distance.
  • the vibration can be transmitted to the armature by a positive or positive connection, such as a press fit.
  • a positive or positive connection such as a press fit.
  • different force transmission points or surfaces are used for the transmission of the force required for the vibration in the axial direction and axial feed.
  • an active vibration a movement around a rest position (e.g., vibration) or a movement from a rest position to a different vibration position and back into this rest position may be considered.
  • any screwable means can be used as an anchor. These can be sleeves, ground nails, ground anchors or the like.
  • the armature designed as a sleeve which is open at least on the front end side is screwed into the ground while absorbing soil material, the displacement of hard material components by means of the vibration according to the invention can take place against the center of the sleeve without jeopardizing anchoring of the sleeve.
  • anchoring the sleeve can also take place in soils that do not allow the insertion of a front closed anchor.
  • the sleeve absorbs soil material when screwing in the sleeve via its elliptical opening orifice, which is inclined towards the longitudinal axis of the sleeve, the bottom material must not only be displaced outward and accordingly compressed, but can be forced into the interior of the sleeve during the axial advance. So deep anchors of the sleeve can be carried out in the ground, since hardly any soil material must be compacted.
  • due to the inclined opening mouth when screwing in only the foremost portion of the end face in contact with not yet separated soil or the load surface of the sleeve can be kept small. Vibrations can thus be transferred particularly effectively to the not yet separated part of the soil material, which can make a successful introduction of the sleeve in hard and / or stony soils only possible.
  • the method may be particularly advantageous if the elliptical opening orifice merging into a front cutting edge separates soil material when the sleeve is screwed in.
  • This cutting edge the lowermost end of the inclined cut sleeve is during the insertion of the sleeve of the farthest reaching into the ground, protruding frontal part of the sleeve and will accordingly be in contact with the not yet separated soil. With the help of rotary motion and vibration, this front cutting edge can effectively separate or displace the soil material. A reliable method for introducing the sleeve into hard and / or stony soils is thus created.
  • the separation of the soil material can be particularly advantageous.
  • the cutting edge may still have a length that can prevent premature wear, such as occurs at very acute angles of inclination. Nevertheless, this inclination angle can ensure a sufficient distance between the front and rear portions of the elliptical opening mouth, so that rotational movement and vibration in the area of the cutting edge can effectively separate the soil material.
  • the method can be improved again if the frequency of the vibration in the axial feed direction is greater than or equal to 100 Hz. From this frequency, rocks of different sizes can be displaced particularly effectively by the actively generated vibration according to the invention. Higher frequencies allow a faster screwing of the armature, but it can also cause a correspondingly high stress on the armature and the tool for screwing. Thus, frequencies between 100 and 200 Hz can be a good compromise, allowing fast insertion without excessive strain on the material.
  • the vibration amplitude of the vibration lies between 2.5 and 10 mm, hard soil constituents can be loosened or smashed or displaced. On the other hand, the deflections caused by this vibration can still be small enough so that the anchoring of the outer element in the ground is not significantly loosened.
  • the method can be particularly distinguished when the oscillation amplitude is preferably 4 mm.
  • both a stable anchoring via the outer spiral in the ground can take place and screwing into hard soils can be ensured.
  • the method may further be distinguished if the pitch of the outside spiral is between 30 mm and 60 mm, preferably 40 mm. These gradients are steep according to ensure a large axial feed for a quick screwing of the anchor can. Nevertheless, they are shallow enough to enable a stable anchoring in the ground.
  • the vibration can not present the risk that the element which generates the axial feed during the screwing in will be overturned by the axial movement of the vibration. Rather, the said element during the short-term backward movements of the armature caused by the vibration can be bent out again, if it was previously bent by a compressive force in the axial direction.
  • the invention has set itself the task, starting from the above-described prior art, to improve a sleeve as an anchor for a soil foundation going so that it can be screwed quickly and reliably even in hard and / or rocky or rocky soils.
  • the invention achieves the stated object with regard to the sleeve in that the base body forms the front cutting edge at its circular-cylindrical portion, for which purpose the elliptical opening orifice inclined to the longitudinal axis of the sleeve merges into the cutting edge.
  • the base body forms the front cutting edge at its circular-cylindrical section, for which purpose the elliptical opening orifice inclined to the longitudinal axis of the sleeve merges into the cutting edge, soil material can be reliably separated and pushed into the hollow space of the sleeve when the sleeve is screwed in.
  • This cutting edge is namely during the screwing of the sleeve of the furthest reaching into the ground, protruding portion of the sleeve and the loosened or split soil material in the manner of a blade in the enter closing opening mouth of the sleeve.
  • the sleeve can be screwed quickly and reliably even in hard and / or rocky and rocky soils.
  • the sleeve may be the anchor of any one of claims 1 to 11.
  • the screwing of the sleeve can be further facilitated if the sleeve element is provided on the front cutting edge forming, circular cylindrical portion at least in sections.
  • the sleeve can be further improved in handling if the angle of inclination of the elliptical opening mouth to the sleeve longitudinal axis is between 45 and 85 degrees, in particular 80 degrees.
  • the separation of the soil material can be particularly advantageous, since here the cutting edge is not so small in the cutting surface made so small that premature wear, as occurs at particularly acute angles of inclination, would be to be feared. Nevertheless, this inclination angle can ensure a sufficient distance between the front and rear areas of the elliptical opening mouth, so that rotational movement and vibration in the region of the cutting edge can effectively separate the soil material at the cutting edge and shovel it into the sleeve.
  • the base body widens in diameter at the end in relation to its circular-cylindrical front section, this may be advantageous in the case of superficially soft soils with a hard, stony or rocky lower-lying bottom section.
  • the extended end section in the upper, soft floor area can provide a stable anchorage even in soft soils due to the increased diameter, while the narrower circular cylindrical front section can be introduced into hard, rocky or rocky soils.
  • a conical portion may be provided between the front portion and the rear portion thereof to facilitate screwing in of the sleeve.
  • a floor foundation with a sleeve as an anchor of the kind presented can be particularly distinguished.
  • soil in the context of this application includes any loose or hard soil with or without rock and rocky soils. Even the use of this invention for water-covered soils, also called sediments, is conceivable.
  • Fig. 1 is a partially torn-open front view of an introduced into the ground sleeve according to a first embodiment
  • Fig. 2 is a front view of an alternative sleeve according to a further embodiment.
  • FIG. 1 a partially torn-open front view of an armature 100 embodied as a sleeve 1 when driven into the floor 2 according to a first exemplary embodiment is shown.
  • the armature 100 is used to form a bottom foundation, not shown, for example, in which the armature 100 not shown supports, support, etc. are attached.
  • the sleeve 1 has a circular cylindrical body 15 to ensure a straight driving the sleeve 1 in the bottom 2 and thus avoid compression problems.
  • the latter advantage is supplemented by the fact that when screwing in the open at the front end 3 sleeve 1 soil material 4 receives.
  • the sleeve 1 is anchored by means of a sleeve element 5 on the outside of the sleeve, namely an outer coil 6, which also translates the rotational movement 7 of the sleeve 1 into an axial advance 8 of the sleeve 1.
  • the sleeve 1 is applied during the screwing with a vibration 9 in the axial direction 8.
  • the sleeve 1 is reliably introduced into the bottom 2 by combination of vibration 9, rotary motion 7 and the axial feed 8 connected thereto via the outside spiral 6, even in hard and rocky soils 2.
  • the method is improved or thus the screwing of the sleeve 1 is accelerated, in which in addition to the vibration 9, a force in the axial feed direction 8 of the sleeve 1 is applied.
  • a method for a comparison with the prior art faster screwing the sleeve 1 to form a stable base foundation can be carried out so.
  • the sleeve 1 receives soil material 4 when screwing in the manner of a rotating blade.
  • the soil material 4 in front of the sleeve 1 therefore does not need to be displaced outward during insertion and accordingly compressed, but is received in the interior of the sleeve 1 during the axial advance 8.
  • This allows deep anchoring of the sleeve 1 in the bottom 2, since the inclusion of the soil material 4 reduces the back pressure of the bottom 2.
  • the vibration 9 transmits particularly effectively to the not yet part of the bottom part 2.
  • the elliptical opening mouth 12 merges into a front cutting edge 13. This forms from the lowest end of the frontal part of the inclined cut sleeve. 1
  • the cutting edge 13 effectively separates the soil material 4 during insertion of the sleeve 1 in an inner and outer bottom region, whereby the sleeve 1 are advantageously introduced into the bottom 2 can.
  • the sleeve member 5 is also provided on the circular cylindrical portion 15 with the cutting edge 13 sections, which further facilitates the insertion of the sleeve 1.
  • the interaction of vibration 9, rotary motion 7, axial feed 8 and cutting edge 13 allows this sleeve 1 to successfully introduce into hard and stony soils 2.
  • the inclination angle 14 of the elliptical opening mouth 12 is between 45 and 85 degrees, in particular 80 degrees, the separation of the soil material 4 is particularly reliable.
  • the cutting edge 13 is not so far that premature wear is to be feared. Nevertheless, there is a sufficient distance between the front and rear regions of the elliptical opening mouth 12, so that during the rotary movement 7 of the cutting edge 13, the soil material 4 is advantageously separated.
  • Vibrations 9 in the axial feed direction 8 greater than or equal to 100 Hz have proven successful in the case of the sleeve 1 according to FIG. 1 for loosening the bottom 2 and for displacing rock 10 of different sizes.
  • the bottom 2 is effectively separated under the front side 3 of the sleeve 1, but without the sleeve side outside sleeve member 5 is loosened in the bottom 2.
  • the oscillation amplitude of the vibration 9 is adapted to the depth 16 of the axial feed 8 during insertion element 5, in particular the helical depth 16. If the oscillation amplitude is smaller than the helical depth 16, the outer helix 6 can not be completely folded over in the axial movement in the feed direction caused by the vibration 9. In the subsequent backward movement, the outer coil 6 is then largely bent back. Thus, the outer coil 6 remains largely undamaged even in hard, rocky and or rocky soils 2 and causes a reliable anchoring of the sleeve 1 in the bottom of the second
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of an armature 101.
  • This armature 101 which is also designed as an open sleeve 21, has, in contrast to the armature 100 according to FIG. 1, an end body 23 which widens toward the end.
  • the narrower in diameter, circular cylindrical front portion 23 of the body 22 forms the cutting edge 13 with its oval mouth opening 12 from. Due to the smaller diameter there, this front section 23 is also suitable for introduction into hard, rocky or rocky soils 2.
  • the base body 22, which is widened in its diameter at the end, with its rear circular-cylindrical section 24 ensures stable anchoring in a soft, or near-surface, bottom layer.
  • a conical portion 25 is provided, wherein both portions 23, 25 sleeve member 5, as these are also shown in Fig. 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bodenfundament und ein Verfahren zur Ausbildung eines Bodenfundaments, bei dem ein Anker (100, 101) in den Boden (2) eingedreht und zumindest über ein außen liegendes, einen Axialvorschub (8) beim Eindrehen erzeugendes Element (5), insbesondere über eine Außenwendel (6), im Boden (2) verankert wird, wobei eine Vibration (9) parallel zur Axialvorschubrichtung (8) des Ankers (100, 101) erzeugt wird. Um ein Einbringen des Ankers (100, 101) in harte, insbesondere steinige Böden (2) zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Anker (100, 101) mit einer aktiv erzeugten Vibration (9) in Axialvorschubrichtung (8) in den Boden (2) eingedreht wird.

Description

Bodenfundament und Verfahren zur Ausbildung eines Bodenfundaments
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Bodenfundament und ein Verfahren zur Ausbildung eines Bodenfundaments, bei dem ein Anker in den Boden eingedreht und zumindest über ein außen liegendes, einen Axialvorschub beim Eindrehen erzeugendes Element, insbesondere über eine Außenwendel, im Boden verankert wird, wobei eine Vibration parallel zur Axialvorschubrichtung des Ankers erzeugt wird.
Stand der Technik
Zur Ausbildung eines Bodenfundaments sind Hülsen mit zylindrischem Grundkörper bekannt, die in einen Boden, beispielsweise ins Erdreich oder ins Gestein, eingedreht werden. So zeigt DE102004059632 eine an der vorderen Stirnseite offene Hülse, an deren äußeren Hülsenseite eine Außenwendel angebracht ist, um beim Eindrehen einen Axialvorschub zu erzeugen und auch die Hülse im Boden zu verankern. Beim Eindrehen der Hülse wird auch durch die Hülse ein Bohrhammer geführt, der das Bodenmaterial vor der Hülse auflockern bzw. Gestein brechen soll. Nachteilig hat sich herausgestellt, dass durch diesen Bohrhammer das Bodenmaterial vor der Hülse im Zusammenhalt erheblich aufgelockert wird, was den Halt der Außenwendel im Bodenmaterial schwächt. Ein mechanisch belastbares Bodenfundament kann damit nicht geschaffen werden. Zudem ist aus der DE10200801 1869 und der GB1098555 bekannt, an der vorderen Stirnseite einer Hülse sägezahnartige Zacken bzw. eine Schneidkrone anzubringen, um das Hineindrehen der Hülse zu unterstützen. Trotz dieser Zacken ist ein Einbringen in harte, insbesondere steinige Böden, schwierig und meist mit einem erheblichen Verfahrensaufwand verbunden.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik, ein Verfahren zur Ausbildung eines Bodenfundaments dahin gehend zu verbessern, dass selbst in harte und/oder steinige Böden schnell und zuverlässig ein Bodenfundament mit höchster Standfestigkeit geschaffen werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch, dass der Anker mit einer aktiv erzeugten Vibration in Axialvorschubrichtung in den Boden eingedreht wird.
Wird der Anker mit einer aktiv erzeugten Vibration in Axialvorschubrichtung in den Boden eingedreht, kann dieser Anker selbst in einen harten und/oder steinigen Boden bzw. Fels sicher eingedreht werden und darin besonders fest verankert werden. So können durch die erfindungsgemäße Vibration einerseits harte Erdklumpen vor dem Anker zerschlagen werden und andererseits durch Kombination von Vibration und Drehbewegung Steine aus dem Axialweg gerüttelt bzw. weggeschoben werden. Zudem kann durch die aktiv erzeugte Vibration der Anker nicht nur in Axialvorschubrichtung in den Boden gedrückt, sondern auch wieder einen kurzen Weg herausgezogen werden. Gegenüber einer entsprechend dem Stand der Technik nur in Axialrichtung stetig drückenden Kraft oder auch einer intermittierenden Kraft, wie sie durch Schläge oder Hämmern auf den Anker verursacht wird, entlastet die Zurückbewegung der aktiven Vibration das außen liegende Element und kann so ein schnelleres und zuverlässigeres Eindrehen des Ankers gewährleisten. So kann die- se erfindungsgemäße aktive Vibration ein Festlaufen, Verklemmen des Ankers bzw. des außen liegenden Elements zur Erzeugung eines Axialvorschubs verhindern und eine eventuelle Verformung aufgrund der auftretenden Kräfte minimieren. Die Kombination von Vibration, Drehbewegung und dem damit verbundenen Axialvorschub mithilfe des außen liegenden Elements kann schnell und zuverlässig ein Bodenfundament mit höchster Standfestigkeit schaffen.
Im Allgemeinen wird festgehalten, das die Vibration auf den Anker, durch eine kraft- oder formschlüssige Verbindung, wie zum Beispiel einen Presssitz übertragen werden kann. Allerdings ist auch vorstellbar, dass jeweils verschiedene Kraftübertragungspunkte bzw. -flächen für die Übertragung der für die Vibration benötigten Kraft in Axialvorschubrichtung und gegen Axialvorschubrichtung verwendet werden. Weiter wird im Allgemeinen erwähnt, dass als eine aktive Vibration eine Bewegung um eine Ruhelage (z.B.: Schwingung) oder eine Bewegung von einer Ruhelage in eine davon verschiedene Vibrationslage und wieder zurück in diese Ruhelage betrachtet werden kann. Hinzu kommt, dass im Allgemeinen jegliche einschraubbare Mittel als Anker verwendet werden kann. Dies können Hülsen, Bodennägel, Verpressanker oder dergleichen sein.
Wird der Anker mit einer stetigen Druckkraft in Axialvorschubrichtung beaufschlagt, kann ein gegenüber dem Stand der Technik wesentlich schnelleres Eindrehen des Ankers möglich werden. Die kontinuierliche, in Axialvorschubrichtung aufgebrachte Druckkraft, kann im Zusammenspiel mit der Drehbewegung und dem daraus resultierenden Axialvorschub durch das außen liegende Element ein schnelles und kontinuierliches Eindrehen des Ankers gewährleisten. Zudem kann dabei durch bodenabhängige Wahl von Druckkraft und Geschwindigkeit der Drehbewegung - abgestimmt auf die Steigung des außen liegenden Elements - ein Auflockern des anker- umfangseitigen Bodenmaterials und damit ein Freilaufen des außen liegenden Elements verhindert werden. Ein gegenüber dem Stand der Technik standfesteres Bodenfundament kann so geschaffen werden. Wird der als zumindest an der vorderen Stirnseite offene Hülse ausgebildete Anker unter Aufnahme von Bodenmaterial in den Boden eingedreht, kann dabei auch die Verdrängung von harten Materialbestandteilen mithilfe der erfindungsgemäßen Vibration gegen die Mitte der Hülse stattfinden, ohne dabei ein Verankern der Hülse zu gefährden. So kann ein Verankern der Hülse auch in Böden stattfinden, die das Eindrehen eines vorne geschlossenen Ankers nicht erlauben.
Nimmt die Hülse über ihren zur Hülsenlängsachse geneigten elliptischen Öffnungsmund an der vorderen Stirnseite Bodenmaterial beim Eindrehen der Hülse auf, muss das Bodenmaterial nicht nur nach außen verdrängt und dementsprechend verdichtet werden, sondern kann während des Axialvorschubs ins Innere der Hülse gedrängt werden. So können besonders tiefe Verankerungen der Hülse im Boden durchgeführt werden, da kaum Bodenmaterial verdichtet werden muss. Zudem ist aufgrund des geneigten Öffnungsmunds beim Eindrehen nur der vorderste Abschnitt der Stirnseite mit noch nicht aufgetrenntem Erdreich in Kontakt bzw. kann die Lastfläche der Hülse klein gehalten werden. Vibrationen können damit besonders effektiv auf den noch nicht aufgetrennten Teil des Bodenmaterials übertragen werden, was ein erfolgreiches Einbringen der Hülse bei harten und/oder steinigen Böden erst möglich machen kann.
Das Verfahren kann sich besonders auszeichnen, falls der in eine vordere Schneidkante übergehende elliptische Öffnungsmund Bodenmaterial beim Eindrehen der Hülse auftrennt. Diese Schneidkante, das unterste Ende der geneigt geschnittenen Hülse, ist während des Einbringens der Hülse der am weitesten in den Boden reichende, vorstehende stirnseitige Teil der Hülse und wird dementsprechend mit dem noch nicht aufgetrennten Erdreich in Kontakt stehen. Mithilfe von Drehbewegung und Vibration kann diese vordere Schneidkante besonders effektiv das Bodenmaterial auftrennen bzw. verdrängen. Ein zuverlässiges Verfahren zum Einbringen der Hülse in harte und / oder steinige Böden wird so geschaffen. Beträgt der Neigungswinkel des elliptischen Öffnungsmunds der Hülse zur Hülsenlängsachse der Hülse zwischen 45 und 85 Grad, insbesondere 80 Grad, kann die Auftrennung des Bodenmaterials besonders vorteilhaft erfolgen. Bei diesem Neigungswinkel kann die Schneidkante noch eine Länge aufweisen, die eine vorzeitige Abnutzung, wie sie bei besonders spitzen Neigungswinkeln auftritt, verhindern kann. Dennoch kann dieser Neigungswinkel einen ausreichenden Abstand zwischen vorderen und hinteren Bereich des elliptischen Öffnungsmunds gewährleisten, sodass Drehbewegung und Vibration im Bereich der Schneidkante effektiv das Bodenmaterial auftrennen können.
Nochmals verbessert kann das Verfahren werden, falls die Frequenz der Vibration in Axialvorschubrichtung größer gleich 100 Hz ist. Ab dieser Frequenz kann Gestein unterschiedlicher Größe besonders effektiv durch die erfindungsgemäße aktive erzeugte Vibration verdrängt werden. Dabei erlauben höhere Frequenzen ein schnelleres Eindrehen des Ankers, allerdings kann dabei auch eine dementsprechend hohe Beanspruchung des Ankers sowie des Werkzeugs zum Eindrehen verursacht werden. So können Frequenzen zwischen 100 und 200 Hz einen guten Kompromiss darstellen, die schnelles Eindrehen ohne zu exzessive Beanspruchung des Materials erlauben.
Liegt die Schwingungsamplitude der Vibration zwischen 2,5 und 10 mm, können einerseits harte Bodenbestandteile aufgelockert bzw. zerschlagen oder verdrängt werden. Andererseits können die durch diese Vibration verursachten Auslenkungen noch klein genug sein, sodass die Verankerung des außen liegenden Elements im Boden nicht nennenswert gelockert wird. Besonders auszeichnen kann sich das Verfahren, wenn die Schwingungsamplitude vorzugsweise 4 mm beträgt.
Beträgt die Wendeltiefe zwischen 8 mm und 15 mm, vorzugsweise 10 mm, kann sowohl eine stabile Verankerung über die Außenwendel im Boden erfolgen als auch ein Eindrehen in harte Böden gewährleistet werden. Weiter auszeichnen kann sich das Verfahren, falls die Steigung der Außenwendel zwischen 30 mm und 60 mm, vorzugsweise 40 mm beträgt. Diese Steigungen sind entsprechend steil, um einen großen Axialvorschub für ein schnelles Eindrehen des Ankers gewährleisten zu können. Dennoch sind sie flach genug, um ein stabiles Verankern im Boden ermöglichen zu können.
Ist die Schwingungsamplitude der Vibration kleiner der Tiefe des den Axialvorschub beim Eindrehen erzeugenden Elements, insbesondere der Wendeltiefe, so kann durch die Vibration nicht die Gefahr bestehen, dass das den Axialvorschub beim Eindrehen erzeugende Element durch die Axialbewegung der Vibration umgeknickt wird. Vielmehr kann das besagte Element während der durch die Vibration verursachten kurzfristigen Rückwärtsbewegungen des Ankers wieder ausgebogen werden, falls es zuvor durch eine Druckkraft in Axialrichtung verbogen wurde.
Außerdem hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik, eine Hülse als Anker für ein Bodenfundament dahin gehend zu verbessern, dass diese selbst in harte und/oder steinige bzw. felsige Böden schnell und zuverlässig eingedreht werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich der Hülse dadurch, dass der Grundkörper an seinem kreiszylindrischen Abschnitt die vordere Schneidkante ausbildet, wobei hierfür der zur Längsachse der Hülse geneigte elliptische Öffnungsmund in die Schneidkante übergeht.
Bildet der Grundkörper an seinem kreiszylindrischen Abschnitt die vordere Schneidkante aus, wobei hierfür der zur Längsachse der Hülse geneigte elliptische Öffnungsmund in die Schneidkante übergeht, kann beim Eindrehen der Hülse Bodenmaterial zuverlässig aufgetrennt und in den Hohlraum der Hülse verdrängt werden. Diese Schneidkante ist nämlich während des Eindrehens der Hülse der am weitesten in den Boden reichende, vorstehende Anteil der Hülse und kann das aufgelockerte bzw. aufgetrennte Bodenmaterial in der Art einer Schaufel in den daran an- schließenden Öffnungsmund der Hülse eintragen. Damit kann die Hülse selbst in harte und/oder steinige sowie felsige Böden schnell und zuverlässig eingedreht werden. Im Allgemeinen wird festgehalten, dass es sich bei der Hülse um den Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 handeln kann.
Das Eindrehen der Hülse kann weiter erleichtert werden, wenn das Hülsenelement am die vordere Schneidkante ausbildenden, kreiszylindrischen Abschnitt wenigstens abschnittsweise vorgesehen ist.
Die Hülse kann weiter in der Handhabung verbessert werden, falls der Neigungswinkel des elliptischen Öffnungsmunds zur Hülsenlängsachse zwischen 45 und 85 Grad liegt, insbesondere 80 Grad ist. Bei diesem Neigungswinkel kann die Auftrennung des Bodenmaterials besonders vorteilhaft erfolgen, da hier die Schneidkante nicht dermaßen in der Schneidfläche gering ausgebildet ist, dass eine vorzeitige Abnutzung, wie sie bei besonders spitzen Neigungswinkeln auftritt, zu befürchten wäre. Dennoch kann dieser Neigungswinkel einen ausreichenden Abstand zwischen vorderen und hinteren Bereich des elliptischen Öffnungsmunds gewährleisten, sodass Drehbewegung und Vibration im Bereich der Schneidkante effektiv an der Schneidkante das Bodenmaterial auftrennen und in die Hülse einschaufeln können.
Erweitert sich der Grundkörper endseitig gegenüber seinem kreiszylindrischen vorderen Abschnitt im Durchmesser, kann dies bei oberflächlich weichen Böden mit einem harten, steinigen oder felsigen tiefer liegenden Bodenabschnitt von Vorteil sein. Der endseitig erweiterte Abschnitt im oberen, weichen Bodenbereich kann aufgrund des vergrößerten Durchmessers auch in weichen Böden für eine stabile Verankerung sorgen, während der schmälere kreiszylindrische vordere Abschnitt auch in harte, steinige oder felsige Böden eingebracht werden kann. Zwischen dem vorderen Abschnitt und dem seinem hinteren Abschnitt kann beispielsweise ein konischer Abschnitt vorgesehen sein, um das Eindrehen der Hülse zu erleichtern. Besonders auszeichnen kann sich ein Bodenfundament mit einer Hülse als Anker der vorgestellten Art.
Im Allgemeinen wird festgehalten, dass der Begriff Boden im Rahmen dieser Anmeldung jegliches lockere oder harte Erdreich mit oder ohne Gestein sowie felsige Böden umfasst. Selbst die Nutzung dieser Erfindung für wasserbedeckte Böden, auch Sedimente genannt, ist denkbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand zweier Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine teilweise aufgerissene Vorderansicht einer in den Boden eingebrachten Hülse nach einem ersten Ausführungsbeispiel und
Fig. 2 eine Vorderansicht einer alternativen Hülse nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Gemäß der Figur 1 wird eine teilweise aufgerissene Vorderansicht ein als Hülse 1 ausgeführter Anker 100 beim Eintreiben in den Boden 2 nach einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Anker 100 wird zur Ausbildung eines nicht näher dargestellten Bodenfundaments verwendet, beispielsweise in dem an den Anker 100 nicht näher dargestellte Stützen, Träger etc. befestigt werden. Die Hülse 1 weist einen kreiszylindrischen Grundkörper 15 auf, um ein geradliniges Eintreiben der Hülse 1 in den Boden 2 sicherzustellen und damit Verdichtungsprobleme zu vermeiden. Letzterer Vorteil wird dadurch ergänzt, dass beim Eindrehen die an der vorderen Stirnseite 3 offene Hülse 1 Bodenmaterial 4 aufnimmt. Verankert wird die Hülse 1 mit einem hülsenseitig außen liegenden Hülsenelement 5, nämlich einer Außenwendel 6, die zudem die Drehbewegung 7 der Hülse 1 in einen Axialvorschub 8 der Hülse 1 übersetzt. Um auch ein Einbringen in harten oder steinigen Böden 2 zu ermögli- chen, wird die Hülse 1 während des Eindrehens mit einer Vibration 9 in Axialvorschubrichtung 8 beaufschlagt. Diese Vibration 9 zerteilt einerseits harte Erdklumpen und andererseits werden Steine 10, die unter der Stirnseite 3 der Hülse 1 liegen, aufgrund des aufgelockerten inneren Materials der Hülse 1 bevorzugt nach innen verschoben. So wird die Hülse 1 durch Kombination von Vibration 9, Drehbewegung 7 und dem damit verbundenen Axialvorschub 8 über die Außenwendel 6 auch bei harten und steinigen Böden 2 zuverlässig in den Boden 2 eingebracht.
Das Verfahren wird verbessert bzw. wird damit das Eindrehen der Hülse 1 beschleunigt, in dem zusätzlich zur Vibration 9 eine Kraft in Axialvorschubrichtung 8 der Hülse 1 aufgebracht wird. Ein Verfahren für ein gegenüber dem Stand der Technik schnelleres Eindrehen der Hülse 1 zur Ausbildung eines standfesten Bodenfundaments kann so durchgeführt werden.
Über den zur Längsachse 1 1 der Hülse 1 geneigten elliptischen Öffnungsmund 12 an der vorderen Stirnseite 3 nimmt die Hülse 1 Bodenmaterial 4 beim Eindrehen in der Art einer sich drehenden Schaufel auf. Das Bodenmaterial 4 vor der Hülse 1 braucht daher beim Eindrehen nicht nach außen verdrängt und dementsprechend verdichtet werden, sondern wird während des Axialvorschubs 8 im Inneren der Hülse 1 aufgenommen. Dies ermöglicht tiefe Verankerungen der Hülse 1 im Boden 2, da die Aufnahme des Bodenmaterials 4 den Gegendruck des Bodens 2 reduziert. Zudem ist aufgrund des geneigten Öffnungsmunds 12 beim Eindrehen nur der vorderste Abschnitt der Stirnseite 3 mit noch nicht aufgetrenntem Erdreich in Kontakt. Somit überträgt sich die Vibration 9 besonders effektiv auf den noch nicht aufgetrennten Teil des Bodens 2.
Wie in der Figur 1 dargestellt, geht der elliptische Öffnungsmund 12 in eine vordere Schneidkante 13 über. Diese bildet sich aus dem untersten Ende des stirnseitigen Teils der geneigt geschnittenen Hülse 1 . Die Schneidkante 13 trennt beim Eindrehen der Hülse 1 das Bodenmaterial 4 effektiv in einen inneren und äußeren Bodenbereich auf, wodurch die Hülse 1 vorteilhaft in den Boden 2 eingebracht werden kann. Zudem ist auch am kreiszylindrischen Abschnitt 15 mit der Schneidkante 13 abschnittsweise das Hülsenelement 5 vorgesehen, was das Eindrehen der Hülse 1 weiter erleichtert. Das Zusammenspiel von Vibration 9, Drehbewegung 7, Axialvorschub 8 und Schneidkante 13 erlaubt, diese Hülse 1 auch erfolgreich in harte und steinige Böden 2 einzubringen.
Zwischen geneigtem Öffnungsmund 12 der Hülse 1 und deren Längsachse 1 1 liegt der Neigungswinkel 14 des elliptischen Öffnungsmundes 12. Ist dieser zwischen 45 und 85 Grad, insbesondere 80 Grad, erfolgt die Auftrennung des Bodenmaterials 4 besonders zuverlässig. Bei diesem Neigungswinkel 14 steht die Schneidkante 13 nicht so weit vor, dass eine vorzeitige Abnutzung zu befürchten ist. Dennoch herrscht ein ausreichender Abstand zwischen vorderen und hinteren Bereich des elliptischen Öffnungsmunds 12, sodass während der Drehbewegung 7 der Schneidkante 13 das Bodenmaterial 4 vorteilhaft aufgetrennt wird.
Vibrationen 9 in Axialvorschubrichtung 8 größer gleich 100 Hz haben sich bei der Hülse 1 nach Figur 1 , zum Auflockern des Bodens 2 und zum Verdrängen von Gestein 10 unterschiedlicher Größe bewährt.
Beträgt die Schwingungsamplitude der Vibration 9 zwischen 2,5 und 10 mm, vorzugsweise 4 mm, wird der Boden 2 unter der Stirnseite 3 der Hülse 1 effektiv aufgetrennt, jedoch ohne dass das hülsenseitig außen liegende Hülsenelement 5 im Boden 2 gelockert wird. Das Hülsenelement 5, nämlich die Außenwendel 6, bewirkt nämlich auch die Verankerung der Hülse 1 im Boden 2, und ein fester Sitz ist somit maßgeblich für die Ausbildung eines standfesten Bodenfundaments verantwortlich. Dies kann mit Vibrationen 9 mit einer Schwingungsamplitude zwischen 2,5 und 10 mm gewährleistet werden.
Wendeltiefen 16 zwischen 8 mm und 15 mm, vorzugsweise 10 mm bewirken eine stabile Verankerung über die Außenwendel 6 im Boden 2. Zudem kann dabei zu- gleich auch noch ein erfolgreiches Eindrehen in harte Böden 2 sichergestellt werden.
Steigungen 17 der Außenwendel 6 zwischen 30 mm und 60 mm, vorzugsweise 40 mm, garantieren einen ausreichenden Axialvorschub 8 für ein schnelles Eindrehen des Ankers 100. Zudem ist bei diesen Steigungen auch noch eine stabile Verankerung im Boden 2 gegeben.
Vorteilhafterweise wird die Schwingungsamplitude der Vibration 9 auf die Tiefe 16 des den Axialvorschub 8 beim Eindrehen erzeugenden Elements 5, insbesondere der Wendeltiefe 16, angepasst. Ist die Schwingungsamplitude nämlich kleiner als die Wendeltiefe 16, kann die Außenwendel 6 bei der durch die Vibration 9 verursachten Axialbewegung in Vorschubrichtung nicht vollständig umgeknickt werden. Bei der darauffolgenden Rückwärtsbewegung wird dann die Außenwendel 6 wieder großteils zurückgebogen. So bleibt die Außenwendel 6 selbst bei harten, steinigen und oder felsigen Böden 2 weitgehend unbeschädigt und bewirkt eine zuverlässige Verankerung der Hülse 1 im Boden 2.
In Figur 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Ankers 101 dargestellt. Dieser ebenso als offene Hülse 21 ausgebildeter Anker 101 weist zum Unterschied zum Anker 100 nach Fig. 1 einen sich endseitig erweiternden Grundkörper 22 auf. Der im Durchmesser schmälere, kreiszylindrische vordere Abschnitt 23 des Grundkörpers 22 bildet die Schneidkante 13 mit seinem ovalen Öffnungsmund 12 aus. Aufgrund des dort geringeren Durchmessers ist dieser vordere Abschnitt 23 auch für das Einbringen in harte, steinige oder felsige Böden 2 geeignet. Der endseitig in seinem Durchmesser erweiterte Grundkörper 22 sorgt mit seinem hinteren kreiszylindrischen Abschnitt 24 hingegen für eine stabile Verankerung in einer weichen, bzw. oberflächennahen Bodenschicht. Zwischen dem vorderen Abschnitt 23 und dem seinem hinteren Abschnitt 24 des als Hülse 21 ausgebildeten Grundkörpers 22 ist ein konischer Abschnitt 25 vorgesehen, wobei beide Abschnitte 23, 25 Hülsenelement 5 aufweisen, wie diese auch in Fig. 1 dargestellt sind.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Ausbildung eines Bodenfundaments, bei dem ein Anker (100, 101) in den Boden (2) eingedreht und zumindest über ein außen liegendes, einen Axialvorschub (8) beim Eindrehen erzeugendes Element (5), insbesondere über eine Außenwendel (6), im Boden (2) verankert wird, wobei eine Vibration (9) parallel zur Axialvorschubrichtung (8) des Ankers (100, 101) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (100, 101) mit einer aktiv erzeugten Vibration (9) in Axialvorschubrichtung (8) in den Boden (2) eingedreht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (100, 101) mit einer stetigen Druckkraft in Axialvorschubrichtung (8) beaufschlagt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als zumindest an der vorderen Stirnseite (3) offene Hülse (1, 21) ausgebildete Anker (100, 101) unter Aufnahme von Bodenmaterial (4) in den Boden (2) eingedreht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (1, 21) über ihren zur Hülsenlängsachse (11) geneigten elliptischen Öffnungsmund (12) an der vorderen Stirnseite (3) Bodenmaterial (4) beim Eindrehen der Hülse (1, 21) aufnimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in eine vordere Schneidkante (13) übergehende elliptische Öffnungsmund (12) Bodenmaterial (4) beim Eindrehen der Hülse (1, 21) auftrennt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (14) des elliptischen Öffnungsmunds (12) der Hülse (1, 21) zur Längsachse (11) der Hülse (1, 21) zwischen 45 und 85 Grad, insbesondere 80 Grad, beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Vibration (9) in Axialvorschubrichtung (8) größer gleich 100 Hz ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsamplitude der Vibration (9) zwischen 2,5 und 10 mm liegt, vorzugsweise 4 mm beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeltiefe (16) zwischen 8 mm und 15 mm, vorzugsweise 10 mm beträgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung (17) der Außenwendel (6) zwischen 30 mm und 60 mm, vorzugsweise 40 mm beträgt.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsamplitude der Vibration (9) kleiner der Tiefe des den Axialvorschub (8) beim Eindrehen erzeugenden Elements (5), insbesondere der Wendeltiefe (16), ist.
12. Hülse für ein Bodenfundament mit einem zumindest abschnittsweise kreiszylindrischen Grundkörper (15, 22), der an seiner vorderen offenen Stirnseite (3) einen Öffnungsmund (12) zur Aufnahme von Bodenmaterial (4) aufweist, mit mindestens einem außen am Grundkörper (15, 22) vorgesehenen, einen Axialvorschub (8) beim Eindrehen im Boden (2) erzeugenden Hülsenelement (5) und mit einer vorderen Schneidkante (13), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (15, 22) an seinem kreiszylindrischen Abschnitt (15, 23) die vordere Schneidkante (13) ausbildet, wobei hierfür der zur Längsachse (1 1 ) der Hülse (1 , 21 ) geneigte elliptische Öffnungsmund (12) in die Schneidkante (13) übergeht.
13. Hülse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (5) am die vordere Schneidkante (13) ausbildenden, kreiszylindrischen Abschnitt (15) wenigstens abschnittsweise vorgesehen ist.
14. Hülse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (14) des elliptischen Öffnungsmunds (12) zu Längsachse (1 1 ) zwischen 45 und 85 Grad liegt, insbesondere 80 Grad ist.
15. Hülse nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Grundkörper (22) endseitig gegenüber seinem kreiszylindrischen vorderen Abschnitt (23) im Durchmesser erweitert.
16. Bodenfundament mit einer Hülse (1 , 21 ) als Anker (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 15.
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