DE102004005238B3

DE102004005238B3 - Kleinbohrschnecke

Info

Publication number: DE102004005238B3
Application number: DE200410005238
Authority: DE
Inventors: Ralf Isleif; Dieter Wieprecht
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2024-02-04

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine durchgehende Bohrschnecke, bei der die Wendel mit besonderen Wendelausschnitten versehen ist. Auf diese Weise kann die zugegebene Spülung in Form von Luft oder Flüssigkeit von der Bohrspitze leichter an den Bohrlochmund zurückkehren und somit das Bohrgut leichter gefördert werden. Der Bohrfortschritt wird gesteigert.

Description

Die Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erhöhung des Bohrfortschrittes bei Herstellung von Bohrungen für Anker, Stabverpresspfähle und Bohrpfähle, die mit Hilfe von durchgehenden Schnecken und unter Zuhilfenahme von Spülungen hergestellt werden.

Nach dem Stand der Technik werden solche Anker oder Pfähle mit einer durchgehenden Schnecke in Böden hergestellt, in denen die Bohrlochwandung zumindest kurzfristig stehen bleibt und in Böden, bei denen kein freier Wasserspiegel ansteht.

Weiter werden Schneckenbohrungen in Böden ausgeführt, bei denen möglichst kein Wasser in den Boden gelangen soll, um zu verhindern, dass der umgebende Boden aufgeweicht wird.

Insbesonders bei tieferen Bohrungen werden nach dem Stand der Technik zur Erhöhung des Bohrfortschrittes Spülungen eingesetzt, die beispielsweise aus Wasser, Bohrsuspensionen oder Luft bestehen.

Eine bevorzugte Anwendung ist die Luftspülung, da hierbei keine Spülungsmedien entsorgt werden müssen und die Aufweichung des umgebenden Bodens nicht zu befürchten ist.

Die Spülung bringt nur dann einen positiven Einfluss auf den Bohrfortschritt, wenn sie mit dem zu fördernden Bohrgut am Bohrlochmund zurückkommt.

Bei Böden mit Schichten aus unterschiedlichen Bodenarten wie z.B. aus bindigen Bodenschichten und rolligen Bodenschichten, tritt des Öfteren der Fall auf, dass die Spülung, ob es nun Wasser oder Luft ist, nicht mehr bis zum Bohrlochmund gelangt. Das hat in der Regel zur Folge, dass sich die Bohrgeschwindigkeit deutlich verlangsamt.

Die Schneckenwendeln verstopfen sich und die Förderung wird insbesonders bei Durchörterung von weicheren, bindigen Böden dadurch behindert, dass diese Böden auf den Schneckenwendeln verkleben, und dass auf diese Weise Stopfer entstehen, welche die kontinuierliche Bewegung des Bohrgutes entlang der Wendeln behindern.

Die Patentschrift US 5794727 beschreibt eine kurze Mischschnecke am Ende einer Bohrstange, bei der innerhalb der Wendelfläche kreisförmig Löcher angeordnet sind. Diese Löcher dienen dazu, die Durchmischung des Bodens an Ort und Stelle zu verbessern und eine Materialförderung nach oben zu vermindern.

In der DE 8716923 U1 ist eine Bohrschnecke dargestellt, mit der über das Seelenrohr Spülung zugegeben werden kann. Dabei dient die Spülung dazu, ein Eindringen der Schnecke in den Boden zu erleichtern. Mit dieser Vorrichtung ist die Förderung des Bodens auf den Wendelflächen nicht geplant, sondern die mit Boden gefüllte Schnecke wird ohne Drehen zurückgezogen, wobei durch das Seelenrohr Beton in den entstandenen Hohlraum gepresst wird.

Die Erfindung hat die Aufgabe, den Bohrfortschritt bei durchgehenden Bohrschnecken, die sich auf die gesamte Länge der Bohrung erstrecken, zu beschleunigen.

Die Lösung dieser Aufgabe folgt entsprechend den Merkmalen der Patentansprüche und wird anhand der 1 – 3 erläutert.
1 zeigt in einer räumlichen Ansicht den unteren Teil einer durchgehenden Schnecke mit Bohrkrone und unterschiedlichen Ausbildungsvarianten für die erfindungsgemäßen Wendelausschnitte.
2 zeigt in einer räumlichen Ansicht den unteren Teil einer durchgehenden Schnecke mit Bohrkrone, in der Ausführungsvariante, dass die Wendelausschnitte durch Unterbrechung der Wendel gebildet werden.
3 zeigt in einer räumlichen Ansicht den unteren Teil einer durchgehenden Schnecke mit Bohrkrone, wobei die Schneckenwendelflächen erfindungsgemäße Wendelausschnitte und lochförmige Öffnungen enthalten.
Aufgrund von Feldversuchen mit vertikalen Bohrungen und mit schräg zur Vertikalen geneigten Bohrungen wurde festgestellt, dass insbesonders bei geschichtetem Baugrund eine Beschleunigung des Bohrfortschrittes dadurch erreicht werden kann, dass die durchgehende Schnecke 11 über eine Strecke von einigen Metern hinter der Bohrkrone 7 mit dem Zahnbesatz 10 besonders ausgestaltet wird.
Dazu wurden die Schneckenwendeln in diesem Bereich mit Wendelausschnitten 4, 4', 4'', 5 und gegebenenfalls zusätzlich mit unterschiedlich geformten, lochförmigen Öffnungen 6, 6', 6'' ausgestattet.
Insbesondere die Wendelausschnitte 4, 4', 4'', 5 führten dazu, dass das über das Seelenrohr 2 bis zur Bohrkrone 7 geführte Spülmedium in Form von Luft, Flüssigkeiten oder Suspensionen in größerer Menge bis zum Bohrlochmund gelangt, als ohne diese Maßnahmen.
Der Austritt der Spülung erfolgte durch Austrittsöffnungen 9 im unteren Bereich der Bohrkrone nach dem Stand der Technik.
Auf diese Weise konnte über die durchgehende Schnecke schneller mehr Bohrgut ausgetragen werden, was zu einer Beschleunigung des Bohrfortschritts führte.
Die Bohrungen wurden in Tiefen bis zu 45 m abgeträuft. Dabei wurde festgestellt, dass es ausreichend war, nur die Wendeln in dem unteren Bereich der Schnecke hinter der Bohrkrone 7 zu bearbeiten.
Je nach Dicke der unterschiedlichen rolligen wie bindigen Bodenschichten, war eine zu bearbeitende Schneckenlänge zwischen 1 m und 5 m ausreichend.
Versuche ergaben, dass die besten Bohrfortschritte erreicht wurden, wenn in diesem Bereich jede Schneckenwendelganghöhe mindestens mit einem Wendelausschnitt 4, 4', 4'', 5 versehen wurde. Zusätzliche lochförmige Öffnungen 6, 6', 6'' brachten in gewissen Böden weitere Verbesserungen im Bohrfortschritt.
Die am einfachsten herstellbaren Wendelabschnitte 4 waren im Wesentlichen dreiecksförmig.
Andere Varianten waren rund (4') oder kreis – oder ellipsenähnlich. In weiteren Versuchen wurden die Wendelausschnitte durch Polygonzüge begrenzt, aber es kamen auch völlig unregelmäßige Formen wie 4'' zum Einsatz, die ebenfalls Verbesserungen in der Beschleunigung des Bohrfortschrittes bewirkten.
Die Öffnungsbreite der Wendelausschnitte im Bereich der Schneckenwendelumfangslinie lag je nach Schneckendurchmesser zwischen ca. 10 mm und ca. 100 mm.
Ähnliches galt auch für die Durchmesser der lochförmigen Öffnungen 6, 6', 6''.
Diese waren rund, oval, kreisförmig, polygonartig oder beliebig geformt.
Die Tiefe der Wendelausschnitte reichte von ca. 1 cm bis ca. 10 cm und sie reichte entweder nur ein Stück in die Wendelfläche hinein oder sie reichte bis zum Seelenrohr der Schnecke.
In der Wahl der Tiefe waren die Wendelausschnitte abhängig von der Festigkeit der einzelnen Bodenarten und von den Korndurchmessern der angetroffenen Böden.
Es war dabei nicht von Bedeutung, ob die einzelnen Wendelausschnitte der einzelnen Ganghöhen übereinander angeordnet waren oder sie zueinander versetzt angeordnet wurden.
In einigen Böden war es ausreichend, je Ganghöhe der Schnecke nur einen Wendelausschnitt auszuführen, in anderen Böden war es zweckmäßig, je Ganghöhe mehrere Wendelausschnitte anzubringen und gegebenenfalls die Wendeln mit zusätzlichen lochförmigen Öffnungen zu ergänzen.
Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zum einen eine Reduzierung der erforderlichen Spülungsmengen und Spülungsdrücke gegenüber den unbearbeiteten Schneckenwendeln und sie bringt zudem eine Erhöhung des Bohrfortschrittes um 100 % und mehr.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Bohrungen im Erdreich mit durchgehender Schnecke, einem hohlen Seelenrohr und einer Spülungszugabe, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Teil der Schneckenwendelflächen (1), die hinter der Bohrkrone (7) angeordnet sind, mehrere Wendelausschnitte angeordnet sind, die von der Schneckenwendelumfangslinie (3) in Richtung des Seelenrohres gerichtet sind,
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelausschnitte (4) im Wesentlichen dreiecksförmig, und/oder dass die Wendelausschnitte (4') im Wesentlichen abgerundet, und/oder dass die Wendelausschnitte (4'') durch Polygonzüge und/oder unregelmäßig begrenzt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-2 dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelausschnitte (4, 4', 4'') von der Schneckenwendelumfangslinie (3) bis zum Seelenrohr (2) reichen oder vor dem Seelenrohr enden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelausschnitte (5) dadurch gebildet werden, dass die Schneckenwendelflächen (1) unterbrochen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugterweise sich je Wendelganghöhe mindestens ein Wendelausschnitt (4, 4', 4'', 5) befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite (12) der Wendelausschnitte bevorzugterweise in einem Bereich zwischen ca. 10 mm und ca. 50 mm bewegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6 dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich noch Öffnungen (6) in der Wendelfläche angeordnet werden, die im Wesentlichen runde Begrenzungen haben und/oder dass die lochförmigen Öffnungen (6') durch Polygonzüge und/oder unregelmäßig begrenzt sind und/oder dass die lochförmigen Öffnungen (6'') bis zum Seelenrohr reichen.