WO2022200098A1 - Bauverfahren und anordnung zum durchführen eines bauprojekts - Google Patents

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WO2022200098A1
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Thomas Bauer
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Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for carrying out a construction project with the creation of several foundation elements at a construction site using at least one construction device according to claim 1 or claim 11.
  • EP 3 533 932 B1 discloses a method and a system for creating a foundation element in the ground using construction equipment.
  • a hole is formed in the ground with egg nem tillage tool, in which the foundation element is created.
  • a control and evaluation unit at least one operating variable of the construction device, which changes depending on the soil conditions, is recorded as a function of a working depth.
  • An expected soil profile is entered into the control and evaluation unit, which indicates a layered structure of the soil with soil layers of different soil properties.
  • the control and evaluation unit correlates the recorded operating variable with the entered soil profile in order to determine the processing depth at which there is a transition between soil layers of different soil properties.
  • the operating variable can be a feed or a torque, which change when, for example, there is a transition from a soft layer of soil to a hard layer of soil.
  • the recording of the specific local soil profile when creating a foundation element makes it possible, for example with a boring mill tool to adjust the torque and a feed so that the best possible drilling progress can be achieved.
  • Foundation elements are usually required for larger construction projects, i.e. for relatively large buildings that require a foundation to accommodate high loads. This is usually achieved by creating a large number of foundation elements, such as bored piles. A bored pile can transfer large loads into deeper soil layers via its skin friction.
  • the invention is based on the object of specifying a method and an arrangement for carrying out a construction project, with which foundation elements for a construction project can be created particularly efficiently and reliably.
  • a construction method for carrying out a construction project with the creation of a plurality of foundation elements at a construction site using at least one piece of construction equipment, based on information on the initial conditions, in particular on the condition of the ground, and the at least one piece of construction equipment, as well as specifications for the construction project with the foundation elements to be created, a process sequence with determination of production parameters for each foundation element to be created is defined in a computer unit, based on the defined process sequence with the defined production parameters, the creation of at least one foundation element is started, During the course of the process, actual data is recorded when the foundation elements are created and sent to the computer unit, the computer unit compares the recorded actual data with target data for the specified process sequence and, in the event of a relevant deviation of the actual data from the target data, by the calculation ner unit determines a modified process flow with modified manufacturing parameters and/or new target data for the foundation elements that are still to be created and to which at least one piece of construction equipment is forwarded.
  • a basic idea of the invention is to combine the information available during the planning of the construction project on initial conditions, in particular on the nature of the soil, and the at least one construction device provided, as well as on the specifications for the construction project and the resulting production parameters for the foundation elements to be created Computer unit to be deposited as target data.
  • the specifications can be a production time or a production date as well as specifications for the foundation elements.
  • these changes can lead to changes in the production time of the green building elements, which can be calculated by the computer unit.
  • the computer unit can determine and propose changes in the production parameters, including a change in the construction equipment to be used or the tools to be added, so that targets for the construction project can be met, in particular a specified production date. Targets can also be adjusted as new target data.
  • changes can be reacted to quickly and, in particular, the foundation work can be completed on time with the creation of the foundation elements and thus the construction project can be completed on schedule.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is that the foundation elements are created by drilling with a drill and/or milling with a trench wall cutter.
  • special bored piles or diaphragm wall segments can be created in the ground, which are formed in particular by filling a hole created by drilling or milling with a hardenable mass, optionally with one or more reinforcement elements.
  • Such foundation elements can derive particularly high construction loads into deeper soil layers.
  • these particularly load-bearing foundation elements are complex to produce, and unexpected changes to the specifications, i.e. environmental conditions, in particular to the nature and structure of the soil, can relatively easily result in major changes in the processing effort and thus in the processing time.
  • these foundation elements can be produced particularly efficiently and reliably.
  • the production parameters include a torque, a feed force, a feed rate, a tool service life and/or the selection and/or a change of a tool.
  • the production parameters can be set not only to achieve the most economical or low-wear tillage possible, but also to meet a given production date if necessary. If delays occur, the feed or the torque in particular can be increased in order to achieve the target specification, even if this impairs optimal tool service life. This can make economic sense in particular if a late construction would lead to contractual penalties in the construction project. In principle, a change in the tool or a change in the construction equipment, such as the use of more powerful construction equipment, can also be provided.
  • the production parameters and, if necessary, the other conditions can be used be changed in such a way that more energy-efficient, less wear-resistant or otherwise more cost-effective processing can be achieved.
  • the specifications for the construction project include a number, location, dimensions and/or load-bearing capacity of the foundation elements and details of construction times, construction dates and/or construction costs.
  • the specifications for the construction project include a number, location, dimensions and/or load-bearing capacity of the foundation elements and details of construction times, construction dates and/or construction costs.
  • the number, position and in particular dimensions of the foundation element i.e. specifications for the foundation element itself, can be changed, in particular a depth of a foundation element to be created.
  • the foundation elements can be adjusted in an efficient manner, particularly in the case of a reduced load-bearing capacity of the ground, in order to ensure safe project implementation and achievement of the targets.
  • the production parameters can be adjusted, taking into account the construction times of the foundation elements, the construction dates for the construction project and parts of the construction project as well as of construction costs are taken into account.
  • the actual data can be recorded in any suitable way when the construction process is being carried out.
  • the sensor devices that are already present on construction equipment can be used for data acquisition, such as sensors for detecting the speed, the feed, the feed force, the feed speed, the power, the energy consumption, etc.
  • sensor devices can also be used independently are used by the construction equipment, with which, for example, a progression in depth can be optically recorded based on the position of a drill rod.
  • foundation elements In principle, all elements and structures that are created in, on or on the ground are to be understood as foundation elements within the meaning of the invention. These serve preferably to increase the load-bearing capacity. Alternatively or additionally, this can also be used to enclose an excavation pit, to seal or block off water or for other reasons. According to a variant of the invention, it is particularly preferred that foundation piles, diaphragm wall segments, retaining and sealing walls, dams, sealing floors, compacted soil areas, soil parameters and/or sheet piles are provided as foundation elements. The foundation elements are preferably of the same or similar design.
  • the foundation elements can be created individually or in a joint interaction using various construction equipment.
  • the foundation elements are created using diaphragm wall grabs, vibrators and/or mechanical impact devices, in particular diesel hammers and hydraulic hammers.
  • the specifications for a construction project can be the specified ambient conditions at the construction site and in particular in the soil, technical specifications from the construction planning, in particular with regard to the design, load-bearing capacity and dimensioning of the foundation elements, as well as target specifications from the project planning, in particular production times, production dates or production costs of the foundation elements. If changes occur to these specifications, the computer unit can determine the consequences of a change in an individual specification with unchanged production parameters, in particular on target specifications such as production time, production date or production costs, but possibly also sustainability. If a deviation that is relevant and not desired for the correct process is determined as a result, one or more suitable measures can be proposed or initiated by the computer unit in order to continue to achieve all or individual target specifications.
  • the computer unit determines a change in production parameters, tools and/or construction equipment, with which the remaining foundation elements can be created on schedule.
  • the production time and the production date can serve as decisive targets for changing and adjusting the other parameters in the process.
  • the initial conditions can include the nature of the ground, official specifications, for example with regard to working hours, noise emissions, environmental specifications and/or weather conditions. Official requirements can be, for example, legal regulations or provisions of building, occupational safety or environmental authorities with regulations on night and public holiday work, maximum noise levels, operating times and environmental requirements. These must be taken into account in the process and in the planning.
  • Initial conditions can also include delivery conditions and delivery times for building materials. In the case of weather conditions, it can be taken into account that there may be work restrictions below or above certain outside temperatures or in the event of strong winds.
  • a further advantageous variant of the method according to the invention is that the computer unit uses actual data recorded during the process to determine an actual soil condition of the subsoil and compares it with the initial information on the soil condition and that the computer unit changes the dimensions, in particular the depth, the number and/or the type or structure of the foundation elements is determined so that specifications for the foundation elements created, in particular a specified load-bearing capacity, are achieved.
  • the computer unit can also immediately determine changes in the specifications for the design of the foundation elements and, if necessary, carry them out. If less stable soil conditions are determined, the foundation elements can be changed accordingly, with a change in the production parameters and, if necessary, also the necessary tools or construction equipment being determined if necessary.
  • load-bearing soil conditions When determining load-bearing soil conditions, correspondingly smaller or less load-bearing foundation elements can be created, which can have a positive effect on production costs and production time.
  • the invention further includes an arrangement for carrying out a construction project with the creation of several foundation elements at a construction site using at least one piece of construction equipment, in particular according to one of the methods described above, with a computer unit being provided and designed using information a procedure with determination of production parameters for each foundation element to be created, at least one sensor device is provided and configured, during which To record the process flow of actual data when creating the foundation elements and to forward it to the computer unit, and the computer unit is also designed to compare the actual data recorded with target data for the specified process flow and, in the event of a relevant deviation of the actual data from the Target data by the computer unit to determine a modified procedure with modified manufacturing parameters and/or new target data for the foundation elements that are still to be created and to forward this to at least one piece of construction equipment.
  • a preferred embodiment of the arrangement according to the invention is that the computer unit is arranged in construction equipment, in a control center on the construction site or in a remote control center.
  • the computer unit can also be designed as a cloud application, so that there is no longer a specific location if there is a corresponding data connection to the Internet.
  • the at least one piece of construction equipment in particular a civil engineering machine, is designed to carry out a construction measure and comprises a machine-specific control unit which is equipped with at least one sensor for recording data and at least one actuator for actuating the construction equipment is connected, that at least one user point, which is at a distance from the construction machine and is designed to input and/or output data, data being transferrable between the at least one construction machine and the at least one user point, that a central network computer with at least a first interface for the at least one piece of construction equipment and at least one second interface for the at least one user station, and that there is a continuous process chain for data processing and/or data transmission between the piece of construction equipment and the user station via the network computer is.
  • This aspect of the invention is based on departing from a direct connection between a construction device, which can also be referred to as a construction machine, and a user station and interposing a central network computer or a network computer unit.
  • the central network computer which can be the computer unit, has at least one first interface for the at least one construction machine and at least one second interface for at least one user station.
  • a defined and reliable data transmission can thus take place on the one hand between the construction machine and the network computer and on the other hand between the user point and the network computer to ensure the user site.
  • the network computer is equipped with the appropriate software, which enables direct data transmission between the user station and the construction machine. In particular, data can be transmitted in real time or almost in real time from the construction machine to the user station and in particular also from one or more user stations to the construction machine and preferably directly to the controller of the construction machine.
  • the arrangement is designed to ensure an exchange of data with a number of construction machines and/or a number of user locations. Efficient, fast data exchange promotes the efficient use of machines, material and personnel on a construction site.
  • a preferred embodiment of the invention consists in that the network computer is designed with the at least one first interface to receive data from the construction machine, to standardize the data to a predetermined format for the user station and to forward it to the user station and/or that the network factory computer with the at least one second interface is designed to receive data from the user station, to normalize the data to a predetermined format for the computer unit of the construction machine and to forward it to the construction machine.
  • the network computer with its interfaces is thus designed to receive different data formats in to transform in a necessary way, so that data can be transmitted in real time or in quasi-real time, in particular with a time delay of less than 10 seconds, between the user station and the construction machine. This allows a continuous process chain between the user station and the construction machine, so that data can preferably be transmitted directly to the computer unit of the construction machine and, in particular, also to a controller.
  • the first interface and/or the second interface are in the form of a programmable interface.
  • the interfaces are preferably so-called API interfaces, which can be programmed for the respective application.
  • the interfaces can be designed separately from the network computer or integrated into it.
  • An individually adapted interface can be set up for each construction machine and/or each user station with an individual software and data format.
  • the interface can be designed and programmed for each individual construction machine and/or each user station according to the software present on it and the data format required in each case.
  • each interface can be designed in such a way that an individual data format is received from the construction machine or the user station and is first transformed to an internal data format of the network computer. Depending on the desired addressee, this internal data format can then be transformed into the required data format of the construction machine or the user station via the associated interface to the addressee and then sent on to the addressee.
  • the arrangement according to the invention or the system according to the invention can already be sensibly applied to just one construction machine and only one user location. The arrangement according to the invention is particularly advantageous when several construction machines and/or several user locations are provided.
  • construction machines are provided with different computer units that require different formats for the data and/or that user stations are provided with computers that require un ferent formats for the data, and that the different for mate by different interfaces for the individual construction machines and/or user points are standardized.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the data can be stored on the network computer in a uniform data format.
  • data can also be transmitted between the construction machine and the user station without permanent storage.
  • a preferably provided permanent storage of received data in the network computer in a uniform internal data format there is the possibility of providing a central database on the construction site and on the construction measures carried out, which all user stations and all construction machines can access at any time. In this way, an up-to-date common database and a uniform level of information can be achieved for all those involved at a construction site, in particular for the user stations and the construction machines and their operators.
  • a central documentation for communication and the course of the construction measures can be provided, preferably in a tamper-proof manner.
  • any connection can be set up between the network computer and the user locations and the construction machine.
  • the connection can be wireless or wired.
  • a so-called cloud application can be provided, with the network computer being assigned to the cloud.
  • the computer unit of the construction machine and/or a computer at the user station is provided with browser software.
  • the browser software enables data and information to be displayed on a screen of the computer unit or the computer and the data and information to be edited and processed by the respective computer unit of the construction machine or the respective computer User station computer.
  • the browser software can access the data in the network computer.
  • a further preferred embodiment of the invention is that the computer unit of the construction machine is designed as a controller for controlling the construction machine and that data can be transmitted directly from the user station to the controller via the network computer.
  • the computer unit of the construction machine can be designed in such a way that data is directly transferred to a controller as part of the computer unit of the construction machine only after confirmation by the machine operator. For example, when creating a borehole, dimensional data, in particular on the depth of a borehole for creating a bored pile, can be transmitted directly from a user location to the construction machine. The drilling can then be carried out to the desired depth by the construction machine, the further drilling process being stopped by the control of the construction machine when the predetermined drilling depth is reached.
  • position data and all other relevant data for carrying out a construction measure can be transmitted directly from a user station to the construction machine.
  • a data transfer from the controller Construction machine done to the user site so that about the current processing status can be recorded and queried in the implementation of a construction project by a site manager.
  • a direct logging of the work process of the construction measure by a third user station is possible, so that a tamper-proof documentation of the construction measures can be carried out by a construction manager or a construction supervisor.
  • the construction machine has a GPS unit for position determination and the computer unit is designed to generate a map display on a screen of the construction machine and that data relating to elements can be transmitted from the user station to the computer unit and are directly reflected in the map display can be displayed on the screen of the construction machine.
  • a GPS unit on the construction machine can initially be used to reliably determine the position and display the position of the construction machine on a map.
  • the GPS data can be combined with a construction site's own position determination system, by means of which the position of the construction machine and possibly other components on a construction site can be recorded and determined with particularly high precision. In this way, a very precise position determination can be achieved in combination with a conventional GPS system.
  • position data can be transmitted directly from the user location to the construction machine, so that it can be arranged exactly at a desired processing position.
  • exact position data can be transmitted from the construction machine to a user location for construction measures that have been carried out, such as foundation elements such as bored piles or diaphragm walls.
  • a construction machine within the meaning of the invention can be any construction machine.
  • the at least one construction machine is a drilling device, in particular a pile drilling device or an anchor drilling device, a trench cutter, a grab, a piling device, a vibrator or a crane.
  • a drilling device in particular a pile drilling device or an anchor drilling device, a trench cutter, a grab, a piling device, a vibrator or a crane.
  • civil engineering machines are carried out directly in the ground construction work and in particular foundation elements created in the ground, for which a particularly precise execution and posi tion determination is required.
  • a method according to the invention is characterized in that a central network computer with at least one first interface for the at least one construction machine and at least one second interface for the at least one user is provided and that a continuous process chain for data processing and/or data transmission between of the construction machine and the user point is formed.
  • a preferred embodiment of the invention consists in data from the construction machine being received by the network computer, the data being normalized to a predetermined format for the user station and forwarded to the user station and/or in data being received from the user station by the network computer, the data being a predetermined format for the computer unit of the construction machine and forwarded to the construction machine.
  • the network computer is designed in particular with programmable interfaces, which are each adapted to the individual construction machine and/or the individual user station with the respective computer and software structure.
  • the data received can first be transmitted in an internal, uniform data format, which is then transformed back into the required individual data format of the construction machine or the user station for forwarding.
  • the data from the user station is particularly advantageous for the data from the user station to be transmitted directly to a controller of the construction machine via the network computer.
  • a control of the construction machine can be simplified by this and made easier for a machine operator.
  • any construction measure can be carried out with the method.
  • the foundation element can be a foundation pile, a diaphragm wall segment, a base plate, an HDI element, an anchor or the like.
  • the only figure shows schematically an arrangement 10 according to the invention with a construction device 20 which is wirelessly connected to a remote computer unit 12 in order to carry out the construction method according to the invention.
  • Information and data on specifications V for the construction project in particular information on the condition of the ground, the at least one construction device 20 used and on the foundation elements 5 to be created, can be entered into the computer unit 12 .
  • production parameters H can be determined and specified for each foundation element 5 to be created in accordance with a construction plan.
  • the manufacturing parameters H can be set in such a way that the foundation elements 5 are completed overall by a specific manufacturing date.
  • the production parameters H and all the data necessary for the erection of the foundation elements 5 in the course of a construction project are transmitted from the computer unit 12 to a control unit (not shown) of the construction device 20 .
  • the construction device 20 is designed as a drilling device with a carrier device 22 .
  • the carrier device 22 has a crawler chassis as Un terwagen 24, on which an upper carriage 26 is rotatably mounted with a cab 28 for the machine operator Ma.
  • a mast 31 with a mast head 32 is mounted vertically on the superstructure 26 in a pivotable manner.
  • the mast 31 is designed as a leader, on the front side of which a carriage 34 with a drill drive 36 for a drill rod 38 is mounted so that it can be moved vertically.
  • the drill rod 38 is designed as a Kelly rod, which is suspended vertically movably from the mast head 32 via a cable.
  • a tool 40 is attached to the underside of the drill string 38 , which has an auger, for example, and can be driven in rotation via the drill drive 36 to create a borehole for a foundation element 5 .
  • the drawing shows a state in which two foundation elements 5 have already been created and a third is being processed.
  • the foundation elements 5 can in particular be bored piles, which are formed by pouring a concrete suspension into a drill hole created by the construction equipment 20 .
  • a further foundation element 5 is indicated by a dashed line, which is currently being produced by the construction device 20 by inserting the tool 40 into the ground 2 .
  • the tool 40 is also shown together with the drilling drive carriage in a lower machining position.
  • a large number of sensor devices 30 are provided on the construction device 20, which are integrated directly into the control of the construction device 20, for example for detecting the speed, a feed and other machine parameters.
  • a sensor device 30 is shown for illustration only on the mast head 32, with which, for example, a position of the drill rod 38 can be detected as a measure of the created depth of the foundation element 5.
  • the values detected by the sensor devices 30 are sent as actual data to the computer unit 12, in which they can be compared with the specifications V and the production parameters H as target data. If relevant deviations are determined by the computer unit 12, changed production parameters H can be determined and forwarded to the construction equipment 20 in order to take these into account when producing further foundation elements 5 in the ground 2.
  • the construction method according to the invention can ensure that measures are taken to ensure that the foundation work is completed on time, for example if the soil conditions change, which can lead to delays in the production time of individual elements or the foundation elements 5 as a whole.
  • the rotational speed, feed rate or other production parameters H can be changed or even a change of the tool 40 or the construction device 20 as a whole can be displayed and/or initiated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauverfahren und eine Anordnung zum Durchführen eines Bauprojekts mit Erstellen von mehreren Gründungselementen an einer Baustelle mittels mindestens eines Baugeräts, wobei anhand von Informationen zu Ausgangsbedingungen, insbesondere zur Bodenbeschaffenheit, und dem mindestens einen Baugerät sowie von Vorgaben zu dem Bauprojekt mit den zu erstellenden Gründungselementen ein Verfahrensablauf mit Bestimmung von Herstellungsparametern für jedes zu erstellende Gründungselement in einer Rechnereinheit festgelegt wird, basierend auf dem festgelegten Verfahrensablauf mit den festgelegten Herstellungsparametern mit dem Erstellen mindestens eines Gründungselementes begonnen wird, während des Verfahrensablaufs Ist-Daten beim Erstellen der Gründungselemente erfasst und der Rechnereinheit zugeleitet werden, die Rechnereinheit die erfassten Ist-Daten mit Soll-Daten zu dem festgelegten Verfahrensablauf vergleicht und bei relevanter Abweichung der Ist-Daten von den Soll-Daten durch die Rechnereinheit ein geänderter Verfahrensablauf mit geänderten Herstellungsparametern und/oder neuen Soll-Daten für die noch zu erstellenden Gründungselemente ermittelt und an das mindestens eine Baugerät weitergeleitet wird.

Description

BAUVERFAHREN UND ANORDNUNG ZUM DURCHFÜHREN EINES BAUPROJEKTS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Durchführen eines Bauprojekts mit Erstellen von mehreren Gründungselementen an einer Baustelle mit tels mindestens eines Baugeräts gemäß dem Anspruch 1 beziehungsweise dem An spruch 11.
Aus der EP 3 533 932 B1 ist ein Verfahren und ein System zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden mittels eines Baugeräts bekannt. Dabei wird mit ei nem Bodenbearbeitungswerkzeug ein Loch im Boden gebildet, in welchem das Gründungselement erstellt wird. Mittels einer Steuer- und Auswerteeinheit wird in Abhängigkeit von einer Bearbeitungstiefe mindestens eine Betriebsgröße des Bauge räts erfasst, welche sich abhängig von einer Bodenbeschaffenheit ändert. In der Steuer- und Auswerteeinheit ist ein zu erwartendes Bodenprofil eingegeben, welches einen Schichtaufbau des Bodens mit Bodenschichten von unterschiedlicher Boden beschaffenheit angibt. Durch die Steuer- und Auswerteeinheit wird die erfasste Be triebsgröße mit dem eingegebenen Bodenprofil in Korrelation gesetzt, um festzustel len, bei welcher Bearbeitungstiefe ein Übergang zwischen Bodenschichten unter schiedlicher Bodenbeschaffenheit vorliegt.
Bei diesem bekannten Verfahren können örtliche Schwankungen im Schichtaufbau des Bodens bei der Erstellung des Gründungselementes unmittelbar erfasst werden. Die Betriebsgröße kann dabei ein Vorschub oder ein Drehmoment sein, welche sich ändern, wenn beispielsweise ein Übergang von einerweichen Bodenschicht zu einer harten Bodenschicht vorliegt. Die Erfassung des konkreten örtlichen Bodenprofils beim Erstellen eines Gründungselementes ermöglicht so, etwa bei einem Bohrwerk- zeug das Drehmoment und einen Vorschub anzupassen, so dass ein möglichst op timaler Bohrfortschritt erreicht werden kann.
Gründungselemente werden zumeist bei größeren Bauprojekten benötigt, also bei relativ großen Bauwerken, welche eine Gründung zur Aufnahme hoher Traglasten benötigen. Dies wird in der Regel dadurch erreicht, dass eine Vielzahl von Grün dungselementen, etwa Bohrpfähle, erstellt werden. Ein Bohrpfahl kann über seine Mantelreibung große Lasten in tiefere Bodenschichten ableiten.
Für eine Durchführung eines Bauprojektes ist ein termingerechtes Erstellen einer Gründung von maßgeblicher Bedeutung, da eine Gründung am Anfang eines Bau projektes steht. Zeitliche Verzögerungen bei der Gründung führen dazu, dass sich alle nachfolgenden Gewerke zeitlich verschieben. Eine Verzögerung bei der Erstel lung der Gründungselemente kann daher erhebliche zeitliche und auch wirtschaftli che Auswirkungen auf die Durchführung des gesamten Bauprojektes haben.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Durchführen eines Bauprojekts anzugeben, mit welchen Gründungselemente für ein Bauprojekt besonders effizient und zuverlässig erstellt werden können.
Die Aufgabe wird zum einen durch ein Bauverfahren mit den Merkmalen des An spruchs 1 und zum anderen durch eine Anordnung mit den Merkmalen des An spruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Nach der Erfindung ist ein Bauverfahren zum Durchführen eines Bauprojektes mit Erstellen von mehreren Gründungselementen an einer Baustelle mittels mindestens einem Baugerät vorgesehen, wobei anhand von Informationen zu Ausgangsbedingungen, insbesondere zur Bo denbeschaffenheit, und dem mindestens einen Baugerät sowie von Vorgaben zu dem Bauprojekt mit den zu erstellenden Gründungselementen ein Verfah rensablauf mit Bestimmung von Herstellungsparametern für jedes zu erstel lende Gründungselement in einer Rechnereinheit festgelegt wird, basierend auf dem festgelegten Verfahrensablauf mit den festgelegten Her stellungsparametern mit dem Erstellen mindestens eines Gründungselemen tes begonnen wird, während des Verfahrensablaufs Ist-Daten beim Erstellen der Gründungsele mente erfasst und der Rechnereinheit zugeleitet werden, die Rechnereinheit die erfassten Ist-Daten mit Soll-Daten zu dem festgelegten Verfahrensablauf vergleicht und bei relevanter Abweichung der Ist-Daten von den Soll-Daten durch die Rech nereinheit ein geänderter Verfahrensablauf mit geänderten Herstellungspara metern und/oder neuen Soll-Daten für die noch zu erstellenden Gründungs elemente ermittelt und an das mindestens eine Baugerät weitergeleitet wird.
Ein Grundgedanke der Erfindung liegt darin, die bei der Planung des Bauprojektes vorhandenen Informationen zu Ausgangsbedingungen, insbesondere zur Bodenbe schaffenheit, und dem mindestens einen vorgesehenen Baugerät sowie zu den Vor gaben zu dem Bauprojekt und den sich daraus ergebenden Herstellungsparametern für die zu erstellenden Gründungselemente in einer Rechnereinheit als Soll-Daten zu hinterlegen. Die Vorgaben können dabei eine Herstellungszeit oder ein Herstellungs termine sowie Vorgaben zu den Gründungselementen sein. Während der Erstellung der einzelnen Gründungselemente für das Bauprojekt werden Ist-Daten erfasst und der Rechnereinheit zugeleitet. In der Rechnereinheit können die Ist-Daten mit den Soll-Daten noch während des laufenden Verfahrens verglichen werden, wobei insbe sondere relevante Abweichungen festgestellt werden können. Diese relevanten Ab weichungen können beispielsweise eine andere Bodenbeschaffenheit, etwa ein un erwarteter felsiger Untergrund oder auch weichere Bodenschichten sein. Diese Än derungen können insbesondere zu Änderungen in der Herstellungszeit der Grün dungselemente führen, was durch die Rechnereinheit berechnet werden kann. In einem solchen Fall können von der Rechnereinheit Änderungen der Herstellungspa rameter einschließlich einer Änderung des einzusetzenden Baugerätes oder der ein zusetzenden Werkzeuge ermittelt und vorgeschlagen werden, damit Zielvorgaben zu dem Bauprojekt eingehalten werden können, insbesondere ein vorgegebener Her stellungstermin. Auch können Zielvorgaben als neue Soll-Daten angepasst werden. So kann schnell auf Änderungen reagiert und insbesondere ein termingerechter Ab schluss der Gründungsarbeiten mit Erstellen der Gründungselemente und damit ein termingerechter Ablauf des Bauprojektes erreicht werden. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Gründungselemente durch Bohren mit einem Bohrgerät und/oder Fräsen mit einer Schlitzwandfräse erstellt werden. Hierbei können insbe sondre Bohrpfähle oder Schlitzwandsegmente im Boden erstellt werden, welche ins besondere durch Auffüllen eines durch Bohren oder Fräsen erstellten Lochs mit einer aushärtbaren Masse, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Armierungselemen ten, gebildet werden. Derartige Gründungselemente können besonders hohe Bau werkslasten in tiefere Bodenschichten ableiten. Allerdings sind diese besonders trag fähigen Gründungselemente aufwändig in der Erstellung, wobei bei unerwarteten Änderungen zu den Vorgaben, also etwa vorgegebenen Umgebungsbedingungen, insbesondere zur Bodenbeschaffenheit und zum Bodenaufbau, relativ leicht größere Änderungen im Bearbeitungsaufwand und damit in der Bearbeitungszeit auftreten können.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit diese Gründungselemente be sonders effizient und zuverlässig hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Herstellungsparameter ein Drehmoment, eine Vorschub kraft, eine Vorschubgeschwindigkeit, eine Werkzeugstandzeit und/oder die Auswahl und/oder einen Wechsel eines Werkzeugs umfassen. Die Herstellungsparameter können dabei nicht nur zum Erzielen einer möglichst wirtschaftlichen oder ver schleißarmen Bodenbearbeitung eingestellt werden, sondern auch um gegebenen falls einen vorgegebenen Erstellungstermin einzuhalten. Bei aufgetretenen Verzöge rungen kann zum Erreichen der Zielvorgabe insbesondere der Vorschub oder das Drehmoment erhöht werden, selbst wenn dies eine optimale Werkzeugstandzeit be einträchtigt. Dies kann insbesondere dann wirtschaftlich sinnvoll sein, wenn ein nicht termingerechtes Erstellen zu Konventionalstrafen in dem Bauprojekt führen würde. Grundsätzlich kann dabei auch eine Änderung des Werkzeuges oder auch eine Än derung des Baugerätes, etwa der Einsatz eines leistungsfähigeren Baugerätes, vor gesehen sein.
Sollten sich in umgekehrter Weise leichtere Bearbeitungsverhältnisse ergeben, kön nen die Herstellungsparameter so wie gegebenenfalls die weiteren Gegebenheiten so geändert werden, dass eine energiesparsamere, verschleißärmere oder in sonsti ger Weise kostengünstigere Bearbeitung erreicht werden.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit kann nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Vorgaben zu dem Bauprojekt eine Anzahl, eine Lage, Dimensionen und/oder eine Tragfähigkeit der Gründungselemente sowie An gaben zu Erstellungszeiten, Erstellungsterminen und/oder Erstellungskosten umfas sen. Es kann so eine besonders zielgerichtete Projektdurchführung erreicht werden. Insbesondere kann bei einer im Verlauf des Verfahrens festgestellten signifikanten Änderung der Bodentragfähigkeit als Umgebungsbedingung auch eine Anzahl, eine Lage und insbesondere Dimensionen des Gründungselementes, also Vorgaben zum Gründungselement selbst, geändert werden, insbesondere eine Tiefe eines zu erstel lenden Gründungselementes. Insbesondere bei einer verminderten Tragfähigkeit des Bodens können so die Gründungselementen in effizienter Weise angepasst werden, um eine sichere Projektdurchführung mit Erreichen von Zielvorgaben zu gewährleis ten. Insbesondere können die Herstellungsparameter unter Berücksichtigung der Erstellungszeiten der Gründungselemente, der Erstellungstermine für das Bauprojekt und Teilen des Bauprojektes sowie von Erstellungskosten berücksichtigt werden.
Grundsätzlich können die Ist-Daten bei der Durchführung des Bauverfahrens in jeder geeigneten Weise erfasst werden. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiter bildung der Erfindung, dass die Ist-Daten durch mindestens eine Sensoreinrichtung an dem Bohrgerät und/oder durch mindestens eine ungebundene Sensoreinrichtung, welche unabhängig von einem Baugerät ist, erfasst werden.
Zur Datenerfassung können insbesondere die Sensoreinrichtungen eingesetzt wer den, welche an einem Baugerät bereits grundsätzlich vorhanden sind, so Sensoren zur Erfassung der Drehzahl, des Vorschubs, der Vorschubkraft, der Vorschubge schwindigkeit, der Leistung, des Energieverbrauchs etc. Alternativ oder zusätzlich können auch Sensoreinrichtungen unabhängig von dem Baugerät zum Einsatz kommen, mit welchen etwa ein Tiefenfortschritt optisch anhand der Lage eines Bohr gestänges erfasst werden kann.
Als Gründungselemente in Sinne der Erfindung sind grundsätzlich alle Elemente und Bauwerke verstehen, die im, am oder auf dem Boden erstellt werden. Diese dienen vorzugsweise zur Erhöhung der Tragfestigkeit. Alternativ oder ergänzend können dies auch zur Umschließung einer Baugrube, zum Abdichten oder Absperren gegen über Wasser oder zu anderen Gründen dienen. Besonders bevorzugt ist es nach einer Variante der Erfindung, dass als Gründungselemente Gründungspfähle, Schlitzwandsegmente, Stütz- und Dichtwände, Dämme, Dichtsohlen, verdichtete Bo denbereiche, Bodenparameter und/oder Spundwandbohlen vorgesehen werden. Die Gründungselemente sind vorzugsweise gleich oder ähnlich ausgebildet.
Die Gründungselemente können dabei durch verschiedene Baugeräte einzeln oder in einem gemeinsamen Zusammenwirken erstellt werden. Alternativ oder ergänzend zu dem bereits genannten Bohrgeräten und Fräsen ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, dass die Gründungselemente unter Verwendung von Schlitzwandgreifern, Rüttlern und/oder maschinellen Schlagvorrichtungen, insbeson dere Dieselhämmern und Hydraulikhämmern, erstellt werden.
Die Vorgaben zu einem Bauprojekt können dabei die vorgegebenen Umgebungsbe dingungen an der Baustelle und insbesondere im Boden, technische Vorgaben durch die Bauplanung, insbesondere betreffend Auslegung, Tragfähigkeit und Dimensionie rung der Gründungselemente, sowie von Zielvorgaben durch die Projektplanung sein, insbesondere Herstellungszeiten, Herstellungstermine oder Herstellungskosten der Gründungselemente. Bei Eintreten von Änderungen zu diesen Vorgaben kann durch die Rechnereinheit ermittelt werden, welche Konsequenzen eine Änderung einer einzelnen Vorgabe bei unveränderten Herstellungsparametern, insbesondere auf Zielvorgaben, wie Herstellungszeit, Herstellungstermin oder Herstellungskoste, aber eventuell auch Tragfähigkeit haben werden. Soweit hierdurch eine relevante und für den korrekten Ablauf nicht gewünschte Abweichung festgestellt wird, können durch die Rechnereinheit eine oder mehrere geeignete Maßnahmen vorgeschlagen oder eingeleitet werden, um weiter alle oder einzelne Zielvorgaben zu erreichen.
Besonders bevorzugt ist es dabei, dass die Rechnereinheit eine Änderung von Her stellungsparametern, Werkzeugen und /oder Baugeräten ermittelt, mit welchen ein termingerechtes Erstellen des verbliebenen Gründungselemente erreicht wird. Hier bei können also die Herstellungszeit und der Herstellungstermin als maßgebliche Zielvorgaben zur Änderung und Anpassung der weiteren Parameter im Verfahrens ablauf dienen. Weiter ist es vorteilhaft, dass die Ausgangsbedingungen die Bodenbeschaffenheit, behördliche Vorgaben, etwa zu Arbeitszeiten, Lärmemission, Umweltvorgaben, und/oder Witterungsbedingungen umfassen. Behördliche Vorgaben können etwa gesetzliche Regelungen oder Bestimmungen von Bau-, Arbeitsschutz oder Umwelt behörden mit Regelungen etwa zu Nacht- und Feiertagsarbeiten, zu maximalen Lärmpegeln, Betriebsdauern sowie Umweltauflagen sein. Diese sind im Verfahrens ablauf und der Planung hierzu zu berücksichtigen. Ausgangsbedingungen können auch Lieferbedingungen und Lieferzeiten zu Baustoffen umfassen. Bei Witterungs bedingungen kann berücksichtigt werden, dass etwa unterhalb oder oberhalb von bestimmten Außentemperaturen oder bei starken Winden sich Arbeitsbeschränkun gen ergeben können.
Eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Rechnereinheit anhand von erfassten Ist-Daten beim Verfahensablauf eine tatsächliche Bodenbeschaffenheit des Baugrunds ermittelt und mit den anfänglichen Informationen zur Bodenbeschaffenheit vergleicht und dass die Rechnereinheit eine Änderung zu Dimensionen, insbesondere zur Tiefe, der Anzahl und/oder der Art oder des Aufbaus der Gründungselemente ermittelt, damit Vorgaben zu den erstellten Gründungselementen, insbesondere eine vorgegebene Tragfähigkeit, erreicht wer den. Durch die Rechnereinheit können somit im Verlauf des Verfahrens auch unmit telbar Änderungen in den Vorgaben zur Auslegung der Gründungselemente ermittelt und nötigenfalls durchgeführt werden. Bei Feststellung weniger tragfähiger Boden verhältnisse können die Gründungselemente entsprechend geändert werden, wobei dann nötigenfalls auch eine Änderung der Herstellungsparameter und gegebenen falls auch des notwendigen Werkzeugs oder des Baugeräts ermittelt wird.
Beim Feststellen von tragfähigen Bodenverhältnissen können entsprechend kleinere oder weniger tragfähige Gründungselemente erstellt werden, was sich positiv auf die Herstellungskosten sowie die Herstellungszeit auswirken kann.
Die Erfindung umfasst weiter eine Anordnung zum Durchführen eines Bauprojektes mit Erstellen von mehreren Gründungselementen an einer Baustelle mittels mindes tens eines Baugerätes, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Verfah ren, wobei eine Rechnereinheit vorgesehen und ausgebildet ist, anhand von Informa- tionen zu Ausgangsbedingungen, insbesondere zur Bodenbeschaffenheit, und dem mindestens einen Baugerät sowie von Vorgaben zu dem Bauprojekt mit den zu er stellenden Gründungselementen einen Verfahrensablauf mit Bestimmung von Her stellungsparametern für jedes zu erstellende Gründungselement festzulegen, min destens eine Sensoreinrichtung vorgesehen und ausgebildet ist, während des Ver fahrensablaufs Ist-Daten beim Erstellen der Gründungselemente zu erfassen und der Rechnereinheit zuzuleiten, und die Rechnereinheit weiterhin ausgebildet ist, die er fassten Ist-Daten mit Soll-Daten zu dem festgelegten Verfahrensablauf zu verglei chen und bei relevanter Abweichung der Ist-Daten von den Soll-Daten durch die Rechnereinheit einen geänderten Verfahrensablauf mit geänderten Herstellungspa rametern und/oder neuen Soll-Daten für die noch zu erstellenden Gründungselemen te zu ermitteln und an das mindestens eine Baugerät weiterzuleiten.
Mit der Anordnung können insbesondere die zuvor beschriebenen Vorteile erreicht werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass die Rechnereinheit in einem Baugerät, in einer Leitstelle auf der Baustelle oder in einer entfernten Zentrale angeordnet ist. Grundsätzlich kann die Rechnereinheit auch als eine Cloud-Anwendung ausgestaltet sein, so dass kein konkreter Ort mehr gegeben ist, sofern eine entsprechende Datenverbindung zum Internet besteht.
Bei einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung ist es vorteilhaft, dass das mindestens eine Baugerät, insbesondere einer Tiefbaumaschine, zum Durchführen einer Baumaßnahme ausgebildet ist und eine maschineneigene Steu ereinheit umfasst, welche mit mindestens einem Sensor zum Erfassen von Daten und mindestens einem Aktor zum Betätigen des Baugeräts verbunden ist, dass min destens eine Nutzerstelle, welche von dem Baugerät beabstandet ist und zum Ein geben und/oder Ausgeben von Daten ausgebildet ist, wobei Daten zwischen dem mindestens einen Baugerät und der mindestens einen Nutzerstelle übertragbar sind, dass ein zentraler Netzwerkrechner mit mindestens einer ersten Schnittstelle für das mindestens eine Baugerät und mindestens einer zweiten Schnittstelle für die mindes tens eine Nutzerstelle vorgesehen ist, und dass über den Netzwerkrechner eine durchgehende Prozesskette bei der Datenverarbeitung und/oder Datenübertragung zwischen dem Baugerät und der Nutzerstelle gegeben ist. Dieser Aspekt der der Erfindung beruht darauf, von einer direkten Verbindung zwi schen einer dem Baugerät, welche auch als Baumaschine bezeichnet werden kann, und einer Nutzerstelle abzugehen und einen zentralen Netzwerkrechner oder eine Netzwerkrechnereinheit zwischenzuschalten. Der zentrale Netzwerkrechner, welcher die Rechnereinheit sein kann, weist dabei mindestens eine erste Schnittstelle für die mindestens eine Baumaschine und mindestens eine zweite Schnittstelle für die min destens eine Nutzerstelle auf. Durch definierte Nutzerstellen kann so eine definierte und zuverlässige Datenübertragung einerseits zwischen der Baumaschine und dem Netzwerkrechner und andererseits der Nutzerstelle und dem Netzwerkrechner erfol gen. Weiterhin ist der Netzwerkrechner ausgebildet, eine durchgehende Prozessket te bei einer Datenverarbeitung und/oder Datenübertragung zwischen der Bauma schine und der Nutzerstelle zu gewährleisten. Dabei ist der Netzwerkrechner mit ei ner entsprechenden Software ausgestattet, welche eine direkte Datenübertragung zwischen der Nutzerstelle und der Baumaschine ermöglicht. Insbesondere können so Daten in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit von der Baumaschine an die Nutzerstel le und insbesondere auch von einer oder mehreren Nutzerstellen zu der Baumaschi ne und vorzugsweise direkt auf die Steuerung der Baumaschine übertragen werden.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann so ein schneller und zuverlässiger Da tenaustausch zwischen mindestens einer Baumaschine und mindestens einer Nut zerstelle gewährleistet werden. Zudem ist die Anordnung ausgebildet, einen Daten austausch auch zu mehreren Baumaschinen und/oder mehreren Nutzerstellen zu gewährleisten. Ein effizienter, schneller Datenaustausch fördert einen effizienten Einsatz von Maschinen, Material und Personal auf einer Baustelle.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der Netzwerk rechner mit der mindestens einen ersten Schnittstelle ausgebildet ist, Daten der Baumaschine zu empfangen, die Daten auf ein vorgegebenes Format für die Nutzer stelle zu normieren und an die Nutzerstelle weiterzuleiten und/oder dass die Netz werkrechner mit der mindestens einen zweiten Schnittstelle ausgebildet ist, Daten der Nutzerstelle zu empfangen, die Daten auf ein vorgegebenes Format für die Rechnereinheit der Baumaschine zu normieren und an die Baumaschine weiterzulei ten. Der Netzwerkrechner mit seinen Schnittstellen ist somit ausgebildet, empfange ne unterschiedliche Datenformate in einer notwendigen Weise zu transformieren, so dass eine Datenübertragung in Echtzeit oder in quasi-Echtzeit, insbesondere mit ei nem Zeitversatz von unter 10 Sekunden, zwischen der Nutzerstelle und der Bauma schine erfolgen kann. Dies erlaubt eine durchgehende Prozesskette zwischen der Nutzerstelle und der Baumaschine, so dass Daten vorzugsweise unmittelbar in die Rechnereinheit der Baumaschine und insbesondere auch eine Steuerung übertragen werden können.
In umgekehrter Weise kann auch ein durchgehender schneller Datenfluss zwischen Baumaschine und Nutzerstelle gewährleistet sein, so dass etwa über die Rech nereinheit der Baumaschine Daten von Sensoren und Aktoren unmittelbar abgefragt und übertragen werden können. Auch eine Datenübertragung über die Rechnerein heit der Baumaschine an einen oder mehrere Aktoren ist von der Nutzerstelle aus vorzugsweise ermöglicht.
Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die erste Schnittstelle und/oder die zweite Schnittstelle als eine programmierbare Schnittstelle ausgebildet sind. Die Schnittstellen sind vorzugsweise sogenannte API- Schnittstellen, welche für den jeweiligen Anwendungsfall programmiert werden kön nen. Die Schnittstellen können dabei separat zum Netzwerkrechner oder in diesen integriert ausgebildet sein. Für jede Baumaschine und/oder jede Nutzerstelle mit ei ner individuellen Software und Datenformat kann eine individuell angepasste Schnitt stelle eingerichtet sein.
Insbesondere kann für jede einzelne Baumaschine und/oder jeder Nutzerstelle ent sprechend der darauf vorhandenen Software und des jeweils benötigten Datenforma tes die Schnittstelle ausgebildet und programmiert sein. Dabei kann insbesondere jede Schnittstelle so ausgebildet sein, dass ein individuelles Datenformat von der Baumaschine oder der Nutzerstelle empfangen wird und zunächst auf ein internes Datenformat des Netzwerkrechners transformiert wird. Abhängig von dem gewünsch ten Adressaten kann dann über die zugehörige Schnittstelle zu dem Adressaten die ses interne Datenformat in das jeweils benötigte Datenformat der Baumaschine be ziehungsweise der Nutzerstelle transformiert und dann an den Adressaten weiterge sandt werden. Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Anordnung oder das erfindungsgemäße System bereits bei nur einer Baumaschine und nur einer Nutzerstelle sinnvoll an wendbar. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung dann, wenn mehrere Baumaschinen und/oder mehrere Nutzerstellen vorgesehen sind. Bei einer Mehrzahl von Baumaschinen und Nutzerstellen können einzelne oder alle Bauma schinen und Nutzerstellen mit unterschiedlicher Software versehen sein, welche un terschiedliche Datenformate benötigen. Nach einer Anpassung der Schnittstellen an dem Netzwerkrechner für eine neue Baumaschine oder eine neue Nutzerstelle kann eine durchgehende Prozesskette sichergestellt werden.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, dass Baumaschinen mit unterschiedlichen Rechnereinheiten vorgesehen sind, welche unterschiedliche Formate für die Daten benötigten und/oder dass Nutzerstellen mit Rechnern vorgesehen sind, welche un terschiedliche Formate für die Daten benötigen, und dass die unterschiedlichen For mate durch unterschiedliche Schnittstellen für die einzelnen Baumaschinen und/oder Nutzerstellen normiert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Daten auf dem Netzwerkrechner in einem einheitlichen Datenformat speicherbar sind. Grundsätzlich können Daten auch ohne ein dauerhaftes Abspeichern zwischen Baumaschine und Nutzerstelle übertragen werden. Bei einem vorzugsweise vorge sehenen dauerhaften Speichern von empfangenen Daten in dem Netzwerkrechner in einem einheitlichen internen Datenformat besteht die Möglichkeit, einen zentralen Datenbestand zu der Baustelle und zu den durchgeführten Baumaßnahmen vorzu sehen, auf welchem zu jedem Zeitpunkt alle Nutzerstellen und alle Baumaschinen zugreifen können. Flierdurch kann ein aktueller gemeinsamer Datenbestand und ein einheitliches Informationsniveau für alle Beteiligten an einer Baustelle, insbesondere für die Nutzerstellen und die Baumaschinen sowie deren Bedienern, erzielt werden. Zusätzlich kann eine zentrale Dokumentation zur Kommunikation und zum Ablauf der Baumaßnahmen vorzugsweise manipulationssicher vorgesehen sein.
Grundsätzlich kann eine beliebige Verbindung zwischen dem Netzwerkrechner und den Nutzerstellen und der Baumaschine eingerichtet sein. Insbesondere kann die Verbindung drahtlos oder drahtgebunden sein. Bevorzugt ist es nach einer Weiterbil dung der Erfindung, dass die mindestens eine Baumaschine und/oder die mindes- tens eine Nutzerstelle mit dem Netzwerkrechner über eine Internetverbindung ver bunden ist. Dabei kann insbesondere eine sogenannte Cloud-Anwendung vorgese hen sein, wobei der Netzwerkrechner der Cloud zuzurechnen ist. Hierdurch kann in besonders einfacher Weise auch bei einer großen Entfernung zwischen den Bauma schinen und den Nutzerstellen eine einfache und zuverlässige Datenkommunikation sichergestellt werden. Insbesondere kann auch bei einer weltweiten Verteilung von Baustellen mit Baumaschinen und Nutzerstellen ein zuverlässiger Datenaustausch gewährleistet werden.
Besonders zweckmäßig ist es weiterhin nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass die Rechnereinheit der Baumaschine und/oder ein Rechner der Nutzerstelle mit einer Browsersoftware versehen ist. Die Browsersoftware ermöglicht abgestimmt auf die jeweilige Hardware in der Rechnereinheit der Baumaschine beziehungsweise des Rechners der Nutzerstelle ein Anzeigen von Daten und Informationen auf einem Bildschirm der Rechnereinheit beziehungsweise des Rechners und ein Bearbeiten und Verarbeiten der Daten und Informationen durch die jeweilige Rechnereinheit der Baumaschine beziehungsweise den jeweiligen Rechner der Nutzerstelle. Die Brow sersoftware kann dabei auf die Daten in dem Netzwerkrechner zugreifen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, dass die Rechnereinheit der Baumaschine als eine Steuerung zum Steuern der Baumaschine ausgebildet ist und dass von der Nutzerstelle über den Netzwerkrechner unmittelbar Daten in die Steuerung übertragbar sind. Die Rechnereinheit der Baumaschine kann dabei so ausgebildet sein, dass eine unmittelbare Übernahme von Daten in eine Steuerung als Teil der Rechnereinheit der Baumaschine erst durch Bestätigung des Maschinenbedieners erfolgt. Beispielsweise können so bei der Erstellung einer Boh rung Dimensionsdaten, insbesondere zur Tiefe eines Bohrloches zur Erstellung eines Bohrpfahles von einer Nutzerstelle unmittelbar auf die Baumaschine übertragen wer den. Durch die Baumaschine kann dann die Bohrung bis zu der gewünschten Tiefe ausgeführt werden, wobei durch die Steuerung der Baumaschine bei Erreichen der vorgegebenen Bohrtiefe der weitere Bohrvorgang gestoppt wird. Darüber hinaus können auch Positionsdaten sowie alle weiteren relevanten Daten zur Durchführung einer Baumaßnahme von einer Nutzerstelle unmittelbar auf die Baumaschine über tragen werden. In umgekehrter Weise kann ein Datentransfer von der Steuerung der Baumaschine zu der Nutzerstelle erfolgen, so dass etwa von einer Bauleitung der aktuelle Bearbeitungsstand bei der Durchführung einer Baumaßnahme erfasst und abgefragt werden kann. Zudem ist auch eine unmittelbare Protokollierung des Ar beitsablaufes der Baumaßnahme durch eine dritte Nutzerstelle möglich, so dass et wa von einer Bauleitung oder von einer Bauüberwachung eine manipulationssichere Dokumentation der Baumaßnahmen erfolgen kann.
Besonders bevorzugt ist es weiterhin, dass die Baumaschine eine GPS-Einheit zur Positionsbestimmung aufweist und die Rechnereinheit zum Erzeugen einer Karten darstellung auf einem Bildschirm der Baumaschine ausgebildet ist und dass von der Nutzerstelle Daten betreffend Elemente zu der Rechnereinheit übertragbar und un mittelbar in der Kartendarstellung auf dem Bildschirm der Baumaschine anzeigbar sind. Durch eine GPS-Einheit an der Baumaschine kann zunächst eine zuverlässige Positionsbestimmung und Positionsanzeige der Baumaschine in einer Karte erreicht werden. Die GPS-Daten können dabei mit einem baustelleneigenen Positionsbe stimmungssystem kombiniert sein, durch welches die Position der Baumaschine und gegebenenfalls weiterer Komponenten auf einer Baustelle mit besonders hoher Prä zision erfasst und bestimmt werden kann. Hierdurch kann eine sehr exakte Positi onsbestimmung in Kombination mit einem herkömmlichen GPS-System erreicht wer den. Bei einem solchen Gesamtsystem können Positionsdaten von der Nutzerstelle direkt auf die Baumaschine übertragen werden, so dass diese exakt an einer ge wünschten Bearbeitungsposition angeordnet werden kann. In umgekehrter Weise können zu durchgeführten Baumaßnahmen, etwa erstellten Gründungselementen wie Bohrpfählen oder Schlitzwänden, exakte Positionsdaten von der Baumaschine an eine Nutzerstelle übertragen werden.
Grundsätzlich kann eine Baumaschine im Sinne der Erfindung jede beliebige Bau maschine sein. Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die mindestens eine Baumaschine ein Bohrgerät, insbesondere ein Pfahlbohr gerät oder ein Ankerbohrgerät, eine Schlitzwandfräse, ein Greifer, ein Rammgerät, ein Rüttler oder ein Kran ist. Insbesondere bei derartigen Tiefbaumaschinen werden unmittelbar im Boden Baumaßnahmen durchgeführt und insbesondere Gründungs elemente im Boden erstellt, für welche eine besonders exakte Ausführung und Posi tionsbestimmung gefordert ist. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zentraler Netzwerkrechner mit mindestens einer ersten Schnittstelle für die mindestens eine Baumaschine und mindestens eine zweite Schnittstelle für die mindestens eine Nut zerstelle vorgesehen wird und dass über den Netzwerkrechner eine durchgehende Prozesskette bei der Datenverarbeitung und/oder Datenübertragung zwischen der Baumaschine und der Nutzerstelle gebildet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mit der zuvor beschriebenen Anordnung ausgeführt werden, wobei sich die zuvor beschriebenen Vorteile ergeben.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, dass Daten der Baumaschine von dem Netzwerkrechner empfangen, die Daten auf ein vorgegebe nes Format für die Nutzerstelle normiert und an die Nutzerstelle weitergeleitet wer den und/oder dass Daten der Nutzerstelle von dem Netzwerkrechner empfangen, die Daten auf ein vorgegebenes Format für die Rechnereinheit der Baumaschine nor miert und an die Baumaschine weitergeleitet werden. Hierfür ist der Netzwerkrechner insbesondere mit programmierbaren Schnittstellen ausgebildet, welche jeweils auf die individuelle Baumaschine und/oder die individuelle Nutzerstelle mit der jeweiligen Rechner- und Softwarestruktur angepasst sind. Vorzugsweise können dabei emp fangene Daten zunächst in ein internes einheitliches Datenformat übertragen wer den, welche dann zur Weiterleitung wieder in das gewünschte notwendige individuel le Datenformat der Baumaschine beziehungsweise der Nutzerstelle transformiert wird.
Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver fahrens, dass die Daten der Nutzerstelle über dem Netzwerkrechner unmittelbar auf eine Steuerung der Baumaschine übertragen werden. Flierdurch kann eine Steue rung der Baumaschine vereinfacht und für einen Maschinenbediener erleichtert wer den.
Grundsätzlich kann mit dem Verfahren jede beliebige Baumaßnahme durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass als Baumaßnahme mindestens ein Gründungselement im Boden erstellt wird. Das Gründungselement kann ein Gründungspfahl, ein Schlitzwandsegment, eine Boden platte, ein HDI-Element, eine Verankerung oder Ähnliches sein. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher beschrieben, welches schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist.
Die einzige Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung 10 mit einem Baugerät 20, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Bauverfahrens drahtlos mit einer entfernten Rechnereinheit 12 in Verbindung steht. In die Rech nereinheit 12 können Informationen und Daten zu Vorgaben V zu dem Bauprojekt, insbesondere Informationen zur Bodenbeschaffenheit, dem mindestens einen einge setzten Baugerät 20 und zu den zu erstellenden Gründungselementen 5 eingegeben werden. Basierend auf diesen Vorgaben V können entsprechend einer Bauplanung Herstellungsparameter H für jedes zu erstellende Gründungselement 5 ermittelt und festgelegt werden. Die Herstellungsparameter H können dabei so festgelegt sein, dass die Gründungselemente 5 insgesamt zu einem bestimmten Herstellungstermin fertiggestellt sind. Die Herstellungsparameter H und alle notwendigen Daten zur Er stellung der Gründungselemente 5 im Verlauf eines Bauprojektes werden von der Rechnereinheit 12 zu einer nicht-dargestellten Steuereinheit des Baugerätes 20 übertragen.
Bei der dargestellten Anordnung 10 ist das Baugerät 20 als ein Bohrgerät mit einem Trägergerät 22 ausgebildet. Das Trägergerät 22 weist ein Raupenfahrwerk als Un terwagen 24 auf, auf welchem ein Oberwagen 26 mit einer Kabine 28 für den Ma schinenbediener drehbar gelagert ist. An dem Oberwagen 26 ist verschwenkbar ein Mast 31 mit einem Mastkopf 32 vertikal angebracht. Der Mast 31 ist als ein Mäkler ausgebildet, an dessen Vorderseite ein Schlitten 34 mit einem Bohrantrieb 36 für ein Bohrgestänge 38 vertikal verschiebbar gelagert ist. Das Bohrgestänge 38 ist als ein Kellygestänge ausgebildet, welches über ein Seil am Mastkopf 32 vertikal bewegbar aufgehängt ist.
An der Unterseite des Bohrgestänges 38 ist ein Werkzeug 40 angebracht, welches beispielhaft eine Bohrschnecke aufweist und über den Bohrantrieb 36 zum Erstellen eines Bohrloches für ein Gründungselement 5 drehend antriebbar ist. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Bauverfahrens sind mehrere Grün dungselemente 5 im Boden 2 zu erstellen. In der Zeichnung ist ein Zustand gezeigt, bei dem bereits zwei Gründungselemente 5 erstellt sind und ein drittes in Bearbei tung ist. Die Gründungselemente 5 können insbesondere Bohrpfähle sein, welche durch Einfüllen einer Betonsuspension in ein von dem Baugerät 20 erstelltes Bohr loch gebildet werden. Mit gestrichelter Linie ist ein weiteres Gründungselement 5 an gedeutet, welches aktuell von dem Baugerät 20 durch Einbringen des Werkzeugs 40 in den Boden 2 erzeugt wird. In der Zeichnung ist das das Werkzeug 40 zusammen mit dem Bohrantriebsschlitten auch in einer unteren Bearbeitungsposition dargestellt.
An dem Baugerät 20 ist eine Vielzahl von Sensoreinrichtungen 30 vorgesehen, wel che etwa zur Erfassung der Drehzahl, eines Vorschubs und weiterer Maschinenpa rameter unmittelbar in die Steuerung des Baugerätes 20 integriert sind. In der darge stellten Figur ist zur Veranschaulichung nur am Mastkopf 32 eine Sensoreinrichtung 30 dargestellt, mit welcher beispielsweise eine Lage des Bohrgestänges 38 als Maß für die erstellte Tiefe des Gründungselementes 5 erfasst werden kann.
Die von den Sensoreinrichtungen 30 erfassten Werte werden als Ist-Daten an die Rechnereinheit 12 gesandt, in welcher diese mit den Vorgaben V und den Herstel lungsparametern H als Soll-Daten verglichen werden können. Werden dabei durch die Rechnereinheit 12 relevante Abweichungen festgestellt, können geänderte Her stellungsparameter H ermittelt und an das Baugerät 20 weitergeleitet werden, um so bei der Herstellung weiterer Gründungselemente 5 im Boden 2 diese zu berücksich tigen. Insbesondere kann durch das erfindungsgemäße Bauverfahren sichergestellt werden, dass etwa bei einer sich ergebenden veränderten Bodenbeschaffenheit, die zu Verzögerungen des Herstellungszeitpunktes einzelner oder der Gründungsele mente 5 insgesamt führen könnt, Maßnahmen eingeleitet werden, um einen termin gerechten Abschluss der Gründungsarbeiten sicherzustellen. Hierbei können insbe sondere Drehzahl, Vorschub oder weitere Herstellungsparameter H verändert oder sogar ein Wechsel des Werkzeugs 40 oder des Baugerätes 20 insgesamt angezeigt und/oder eingeleitet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Bauverfahren zum Durchführen eines Bauprojekts mit Erstellen von mehreren Gründungselementen (5) an einer Baustelle mittels mindestens eines Baugeräts (20), wobei anhand von Informationen zu Ausgangsbedingungen, insbesondere zur Bodenbeschaffenheit, und dem mindestens einen Baugerät (20) sowie von Vorgaben (V) zu dem Bauprojekt mit den zu erstellenden Gründungs elementen (5) ein Verfahrensablauf mit Bestimmung von Herstellungspa rametern (H) für jedes zu erstellende Gründungselement (5) in einer Rechnereinheit (12) festgelegt wird, basierend auf dem festgelegten Verfahrensablauf mit den festgelegten Herstellungsparametern (H) mit dem Erstellen mindestens eines Grün dungselementes (5) begonnen wird, während des Verfahrensablaufs Ist-Daten beim Erstellen der Gründungs elemente (5) erfasst und der Rechnereinheit (12) zugeleitet werden, die Rechnereinheit (12) die erfassten Ist-Daten mit Soll-Daten zu dem festgelegten Verfahrensablauf vergleicht und bei relevanter Abweichung der Ist-Daten von den Soll-Daten durch die Rechnereinheit (12) ein geänderter Verfahrensablauf mit geänderten Her stellungsparametern (H) und/oder neuen Soll-Daten für die noch zu erstel lenden Gründungselemente (5) ermittelt und an das mindestens eine Baugerät (20) weitergeleitet wird.
2. Bauverfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h e t , dass die Gründungselemente (5) durch Bohren mit einem Bohrgerät und/oder Fräsen mit einer Schlitzwandfräse erstellt werden.
3. Bauverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungsparameter (H) ein Drehmoment, eine Vorschubkraft, eine Vorschubgeschwindigkeit, eine Werkzeugstandzeit und/oder die Auswahl und/oder einen Wechsel eines Werkzeugs (40) umfassen.
4. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgaben (V) zu dem Bauprojekt eine Anzahl, eine Lage, Dimensionen und/oder eine Tragfähigkeit der Gründungselemente (5) sowie Angaben zu Er stellungszeiten, Erstellungsterminen und/oder Erstellungskosten umfassen.
5. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Daten durch mindestens eine Sensoreinrichtung (30) an dem Bauge rät (20) und/oder durch mindestens eine ungebundene Sensoreinrichtung, wel che unabhängig von einem Baugerät (20) ist, erfasst werden.
6. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Gründungselemente (5) Gründungspfähle, Schlitzwandsegmente, Stütz- und Dichtwände, Dämme, Dichtsohlen, verdichtete Bodenbereiche, Bodenanker und/oder Spundwandbohlen vorgesehen werden.
7. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gründungselemente (5) unter Verwendung von Schlitzwandgreifern, Rüttlern und/oder maschinellen Schlagvorrichtung, insbesondere Dieselhämmern und Hydraulikhämmern, erstellt werden.
8. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Rechnereinheit (12) als Ist-Daten zumindest eine Herstellungzeit eines oder mehrerer Gründungselemente (5) erfasst und anhand dieser erfass ten Ist-Daten eine zu erwartende Zeitdauer für einzelne oder alle noch zu erstel lenden Gründungselemente (5) ermittelt werden, und dass die zu erwartende Zeitdauer mit den Soll-Daten zu Herstellungszeit und/oder einem Herstellungstermin verglichen wird.
9. Bauverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (12) eine Änderung von Herstellungsparametern (H), Werkzeugen (40) und/oder Baugeräten (20) ermittelt, mit welchen ein terminge rechtes Erstellen der verbliebenen Gründungselemente (5) erreicht wird.
10. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (12) anhand der erfassten Ist-Daten beim Verfahrensab lauf eine tatsächliche Bodenbeschaffenheit des Baugrunds ermittelt und mit den anfänglichen Informationen zur Bodenbeschaffenheit vergleicht und dass die Rechnereinheit (12) eine Änderung zu Dimensionen, insbesondere der Tiefe, der Anzahl und/oder der Art oder Aufbau der Gründungselemente ermittelt, damit Vorgaben (V) zu den erstellten Gründungselementen (5), insbesondere ei ne vorgegebene Tragfähigkeit, erreicht werden.
11. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsbedingungen die Bodenbeschaffenheit, behördliche Vorga ben, etwa zu Arbeitszeiten, Lärmemission, Umweltvorgaben, und/oder Witte rungsbedingungen umfassen.
12. Anordnung zum Durchführen eines Bauprojekts mit Erstellen von mehreren Gründungselementen (5) an einer Baustelle mittels mindestens eines Baugeräts (20), insbesondere nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei eine Rechnereinheit (12) vorgesehen und ausgebildet ist, anhand von In formationen zu Ausgangsbedingungen, insbesondere zur Bodenbeschaf fenheit, und dem mindestens einen Baugerät (20) sowie von Vorgaben (V) zu dem Bauprojekt mit den zu erstellenden Gründungselementen (5) ei nen Verfahrensablauf mit Bestimmung von Herstellungsparametern (H) für jedes zu erstellende Gründungselement (5) festzulegen, mindestens eine Sensoreinrichtung (30) vorgesehen und ausgebildet ist, während des Verfahrensablaufs Ist-Daten beim Erstellen der Gründungs elemente (5) zu erfassen und der Rechnereinheit (12) zuzuleiten, und die Rechnereinheit (12) weiterhin ausgebildet ist, die erfassten Ist-Daten mit Soll-Daten zu dem festgelegten Verfahrensablauf zu vergleichen und bei relevanter Abweichung der Ist-Daten von den Soll-Daten durch die Rechnereinheit (12) einen geänderten Verfahrensablauf mit geänderten Herstellungsparametern (H) und/oder neuen Soll-Daten für die noch zu erstellenden Gründungselemente (5) zu ermitteln und an das mindestens eine Baugerät (20) weiterzuleiten.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rechnereinheit (12) in dem Baugerät (20), in einer Leitstelle auf der Baustelle oder in einer entfernten Zentrale angeordnet ist.
14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass das mindestens eine Baugerät (20), insbesondere einer Tiefbaumaschi ne, zum Durchführen einer Baumaßnahme ausgebildet ist und eine maschi neneigene Steuereinheit umfasst, welche mit mindestens einem Sensor zum Erfassen von Daten und mindestens einem Aktor zum Betätigen des Bauge räts (20) verbunden ist,
- dass mindestens eine Nutzerstelle, welche von dem Baugerät (20) beab- standet ist und zum Eingeben und/oder Ausgeben von Daten ausgebildet ist,
- wobei Daten zwischen dem mindestens einen Baugerät (20) und der mindes tens einen Nutzerstelle übertragbar sind, - dass ein zentraler Netzwerkrechner mit mindestens einer ersten Schnittstelle für das mindestens eine Baugerät (20) und mindestens einer zweiten Schnitt stelle für die mindestens eine Nutzerstelle vorgesehen ist, und
- dass über den Netzwerkrechner eine durchgehende Prozesskette bei der Da tenverarbeitung und/oder Datenübertragung zwischen dem Baugerät (20) und der Nutzerstelle gegeben ist.
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