-
Rammpfahl mit an seinem Umfang befestigten, den Boden beim Rammen
durchschneidenden zellenbildenden Teilen Die Erfindung betrifft einen Rammpfahl
mit an seinem Umfang befestigten, den Boden beim Rammen durchschneidenden zellenbildenden
Teilen. Es ist bekannt, derartige Rammpfähle an ihrem Umfang mit Flach- oder U-Eisen
zu versehen, die mit den Wandungen der Rammpfähle Zellen bilden.
-
Dadurch, daß sich das in diese Zellen eindringende Erdreich zwischen
den starren Wandflächen verklammert und verspannt, werden in den Zellen Erdpfropfen
gebildet, wobei die auseinandertreibenden Kräfte dieser Erdpfropfen von den Zellenwandungen
aufgenommen werden. Es ist dies der gleiche Vorgang, wie er bei der Rammung von
Hohlpfählen auftritt, die unten offen sind und in denen ebenfalls ein Erdpfropfen
entsteht.
-
Ein auf solche Weise gebildeter Erdpfropfen zerfällt wieder, wenn
seinen auseinandertreibenden Kräften keine Wandkräfte mehr entgegenwirken. Beim
Rammen z. B. oben aus der Zelle wieder austretendes Erdreich zerfällt darum sofort
in aufgelockertes Erdreich, so daß oberhalb der Zelle in Längsrichtung des Pfahles
der Boden aufgelockert ist.
-
Die Erfindung bezweckt, eine solche Auflockerung des Bodens zu vermeiden,
und ihre Aufgabe besteht darin, den Kraftfluß im Boden durch die zellenbildenden
Mittel nicht zu unterbinden. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einem Rammpfahl
der eingangs erwähnten Gattung die langgestreckten, insbesondere unten und oben
offene Zellen bildenden Teile wenigstens mit ihrem unteren Ende am Rammpfahl, vorzugsweise
an dessen Fuß, angeschlossen sind, und zwar entweder als biegeweiche Teile oder
als in sich starre Teile, die beweglich, z. B. gelenkig mit dem Rammpfahl in Verbindung
stehen, derart, daß sich sowohl die biegeweichen als auch die in sich starren Teile
beim Niederbringen des Rammpfahles in den Boden einziehen, im wesentlichen axial
zum Rammpfahl ausrichten und dabei bleibende Erdpfropfen entstehen lassen.
-
Beim Niederbringen eines solchen Pfahles werden die auseinandertreibenden
Kräfte des Erdpfropfens nicht wie im bekannten Fall von den Zellenwandungen aufgenommen;
sie stehen vielmehr stets im Gleichgewicht mit den Erdkräften außerhalb der Zellen.
Das am Pfahlschaft anliegende Erdreich ist in bestimmter Schichtstärke lediglich
durch Zwischenschaltung der dünnen Zellenwandung vom übrigen Erdreich abgetrennt.
-
Durch die Stoßimpulse der Rammung kommt es zur Stauchung der abgetrennten
Erdschicht und damit zu einer zusätzlichen seitlichen Verdrängung und Verdichtung
auch des Erdreiches außerhalb der Trennschicht.
-
Im körnigen Boden z. B. wird bei einem Rammpfahl gemäß der Erfindung
durch Zusammenfall von Korngruppen und Kornumlagerungen eine außerordentlich feste
Erdschicht gebildet. Ferner wird toniger Boden beim Rammen derart gepreßt, daß das
Porenwasser nach beendigtem Rammvorgang völlig ausgetrieben ist. Der auf diese Weise
erzielte Bodenzustand bleibt auch bei Entfernung der dünnen Trennschicht bestehen,
so daß in den Erdschichten, die beim Rammen von der Trennschicht durchschnitten
wurden, das Erdreich immer verdichtet und verkeilt ist. Dies ist insofern zu beachten,
als die zellenbildenden, symmetrisch oder unsymmetrisch zum Pfahlquerschnitt angeordneten
Teile nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sehr kurz sind.
-
Die zellenbildenden Teile können in verschiedenen Höhen des Pfahlschaftes
angebracht sein. Sie können aus dünnen Metallbändern, aus Kunststoff- oder Textilbändern
bestehen. Es ist auch möglich, für die zellenbildenden Teile biegsame Platten oder
in sich starre Platten; die z. B. gelenkig mit dem Pfahlschaft verbunden sind, zu
verwenden. Ferner können nebeneinandergereihte Drähte, Trossen oder kettenartig
verbundene Platten als zellenbildende Teile dienen.
-
Die zellenbildenden Teile sind an einer rahmenartigen Halterung am
Pfahlfuß angeschlossen. Soweit sie nicht plattenförmig sind, können sie U-förmig
um diese Halterung geschlungen sein.
-
In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind zur intensiveren
Pfropfenbildung oder
zur Schubkraftentlastung der zellenbildenden
Teile oberhalb der Zellen diese unterteilende, zusätzliche zellenbildende Mittel
angeordnet.
-
Schließlich ist gemäß der Erfindung noch vorgesehen, die zellenbildenden
Teile in ihrem oberen Bereich schwächer als in ihrem unteren Bereich auszubilden,
ferner z. B. an Stelle eines einzeln liegenden Bandes gleicher Dicke zwei oder mehr
Bänder entsprechend geringerer Dicke und verschiedener Länge hintereinanderliegend
am Pfahlschaft zu befestigen.
-
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen rechteckigen Rammpfahl während des Niederbringens
im Längsschnitt mit gemäß der Erfindung ausgebildeten zellenbildenden Teilen, die
noch nicht ganz in das Erdreich eingezogen sind, Abb. 2 einen Querschnitt nach der
Linie A-B der Abb. 1, Abb. 3 den in Abb. 1 dargestellten Rammpfahl im Längsschnitt,
wobei die zellenbildenden Teile in ihrer ganzen Länge in den Erdboden eingezogen
sind, Abb.4 einen aus einem I-Profil bestehenden Rammpfahl in einem Abb. 1 entsprechenden
Stadium, jedoch mit anderer Anordnung der zellenbildenden Teile, Abb. 5 einen Querschnitt
nach der Linie C-D der Abb. 4, Abb.6 einen aus einem H-Profil bestehenden Rammpfahl
in Seitenansicht mit daran angebrachten zellenbildenden Teilen, Abb. 7 einen Querschnitt
nach der Linie E-F der Abb. 6, Abb. 8 einen von Abb. 6 und 7 abweichenden weiteren
H-förmigen Rammpfahl in Seitenansicht und Abb. 9 einen Querschnitt zu Abb. B.
-
Gemäß Abb. 1 bis 3 ist am Fuße eines viereckigen Pfahles 1 eine rahmenartige
Halterung 2 angebracht, an welcher sechs Stahlbänder 3 a bis 3 f befestigt sind.
Beim Niederbringen des Pfahles werden diese lose herunterhängenden Stahlbänder geradlinig
in das Erdreich, dieses durchschneidend, eingezogen. Es entstehen also unter Mitbeteiligung
der zugeordneten Pfahlflächen 1 gemäß Abb. 2 zwei Zellen Z, und Z z, die unten und
oben offen sind. Infolge der Wirksamkeit der Stahlbänder 3 a bis 3 f werden Erdpfropfen
in diesen Zellen gebildet, indem es durch die Stoßimpulse der Ramme zur Stauchung
der durch die Stahlbänder 3 a bis 3 f abgetrennten Erdschicht und damit zu einer
zusätzlichen seitlichen Verdrängung und Verdichtung auch des Erdreiches außerhalb
der Zellen kommt.
-
Diese Erdverfestigung läßt sich im wesentlichen auf eine intensive
Wirkung der Druck- bzw. Stoßimpulse zurückführen, die durch die Trennschicht, die
aus foliendünnen Metallbändern aus Kunststoff oder auch aus Textilien bestehen kann,
keine Einbuße erleidet. -Für den Grad der Erdverfestigung ist die Anzahl der Stoßimpulse
maßgebend. Günstig ist darum ein Niederbringen des Pfahles mit vielen kleinen Rammschlägen.
Es ist aber auch schon günstig, nur im letzten Teil des Niederbringens des Pfahles
die bisher normal großen Rammschläge durch kleinere zu ersetzen.
-
Da von den Bändern senkrecht zu ihrer Oberfläche keine Kräfte aufgenommen
werden und der Verdichtungs- und Verkeilungsvorgang im stetigen Gleichgewicht der
Kräfte zwischen dem abgetrennten und dem übrigen Erdreich verläuft, bleibt der verfestigte
Bodenzustand auch nach dem Entfernen der Trennschicht bzw. der Bänder bestehen.
-
Ferner ist deshalb auch bei dem Pfahl nach der Erfindung selbst bei
Verwendung von im Vergleich zu der Einbindelänge des Pfahles sehr kurzen Bändern
das Erdreich entlang der ganzen Einbindetiefe verdichtet und verkeilt. An der Geländeoberkante
bildet sich als Auswirkung dieser Verdichtung um den Pfahl herum eine tiefe Bodendelle.
-
Unter der Wirkung der Verdichtung werden die Bänder etwas nach außen
gedrückt. Dabei können sie sich zudem etwas wellen.
-
Die Bänder sind nach dem Niederbringen des Pfahles etwa gemäß Abb.
3 eingebettet. Die Verdichtungszone ist zur Veranschaulichung gestrichelt angedeutet.
Sie bildet sich erst bei einer bestimmten Rammtiefe völlig aus. Der entscheidende
Vorteil einer Steigerung der Tragfähigkeit des Pfahles wird somit ohne wesentliche
Erschwerung der Rammung erreicht.
-
Nach Freilegung niedergebrachter Pfähle wurde festgestellt, daß der
Pfahlfuß mit seinen Ausladungen in dem Maße im Erdboden eingespannt und verkeilt
ist, daß hier eine wichtige Einleitungsstelle für die Pfahlkräfte sein dürfte. Es
ist darum der Pfahlfuß für diesen Zweck auszubilden und zu bemessen.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Abb.4 und 5 sind am unteren
Ende eines I-förmigen Pfahles 1 a die beiden offenen Profilseiten mit je
einem aufgeschweißten Steg 4 a bzw. 4 b geschlossen. Um diese Stege sind als zellenbildende
Teile gehörig lange Stahlbänder 5a, 5 b von der Breite der Steglänge derart
U-förmig herumgelegt, daß beide Enden jedes Bandes nach oben zeigen, wobei immer
ein Ende weniger weit nach oben als das andere reichen kann. Besser ist es, wie
schon vermerkt, an Stelle dieser breiten Bänder nebeneinandergereihte, möglichst
schmale Bänder zu verwenden. Eine besondere Befestigung ist nicht nötig. Zusätzliche
Stege od. dgl. können zum Schutz der Unterkante der Bänder dienen.
-
Die schmalen Bänder sind mit möglichst kleinem Abstand nebeneinander
angebracht. Allgemein soll nämlich die durch die Bänder gebildete Trennschicht das
abgetrennte Erdreich möglichst als geschlossene Fläche umfassen. Doch kann auch
eine teilweise Umfassung bereits günstige Ergebnisse bringen. Ein Beispiel einer
solchen Anordnung zeigen Abb. 6 und 7. Der Pfahl 1 b - im Beispiel ein H-Träger
- ist an seinem unteren Ende, wie der Pfahl nach Abb. 1 bis 3, mit einer rahmenartigen
Halterung 6 versehen. An den SclmaIseiten dieser Halterung ist je eine Bandschlaufe
7a bzw. 7 b vorgesehen, so daß auch in diesem Falle in bezug auf die
beabsichtigte Wirkung zwei als Zellen anzusprechende Räume Z; und Z4 gebildet werden.
Das schließt natürlich nicht aus, daß beispielsweise auch um die Längskantenabschnitte
6a, 6b und/oder 6d Bandschlingen vorgesehen sein können, wodurch aus den
Räumen Z.; und Z4 wieder regelrechte Zellen werden.
-
Abb. 8 und 9 zeigen ebenfalls einen Pfahl 1 c aus H-Profil, bei dem
nur einseitig die Bildung einer Zelle Z- gewollt ist. Dieser Pfahl 1 c hat auch
bei der unsymmetrischen Anordnung der Zelle Z5 gute Rammeigenschaften. Die die Zelle
bildenden Bänder sind mit S a, 8 b und 8 c bezeichnet. Dem Einfluß
der
Unsymmetrie auf den Rammvorgang wirken hier Seitenkräfte aus der Pfropfenbildung
entgegen.
-
Ein weiteres Beispiel einer unsymmetrischen Bandanordnung ist bei
Verwendung eines offenen Pfahles mit U-förmigem Profil gegeben. Die offene Profilseite
wird in diesem Falle am unteren Pfahlende mit einem Steg geschlossen, und es werden
dann Bänder od. dgl. von gehöriger Länge und Breite an dem Steg angebracht.
-
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, daß die
Anwendungsformen der Erfindung vielfältig sind. Bezüglich der zellenbildenden Teile
ist in diesem Zusammenhang noch zu bemerken, daß sie nicht nur mit ihrem unteren
Ende am Pfahl angeschlossen zu sein brauchen; sie können zusätzlich, wenn hierbei
die Nachgiebigkeit senkrecht zu ihrer Fläche erhalten bleibt, auch mit ihrem oberen
Ende am Pfahl befestigt sein oder geführt werden. In diesem Falle liegen die Mittel
von vornherein beim Rammen parallel zur Pfahlachse.