DE2120691A1 - Verfahren zur Herstellung eines Verbundpfahles - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Verbundpfahles Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundpfahles, insbesondere zur Aufnahme von großen Zugkräften, bei dem nach dem Einbringen des Pfahles in-den Boden Zementmilch oder dünnflüssiger Beton bzw. Mörtel als Verpreßmasse in den den Pfahl umgebenden freien Raum in den Boden gebracht und teilweise unter Druck in das umgebende Erdreich verteilt wird, so daß eine innige Verbindung der Verpreßmasse mit dem Boden und dem Pfahl erreicht wird.
• Derartige Verbundpfähle haben sich allgemein beviährt, da sie bei relativ einfacher Herstellung erhebliche Zug- wid Druckkräfte aufnehmen können, was insbesondere seine Ursache dari hat, daß der eigentliche Pfahl über die im Erdreich verteilte und den Pfahl umgebende Verpreßmasse fest verankert ist.
• Die Herstellung derartiger Verbundpfähle erfolgte bisher nach verschiedenen bekannten Verfahren. So wurde bei einem verfahren ein rohrförmiger Pfahl mit einem verbreiterten Pfahl schuh in den Boden gerammt, so daß sich hinter dem Pfahlschuh ein freier Raum im Erdreich bildete, in den dann durch den rohrförmigen Pfahl hindurch die Verpreßmasse eingebracht wurde.
• Bei diesem Verfahren wurde gelegentlich auch so vorgegangen, daß die Verpreßmasse bereits während des Einrammen des Pfahls aus dem verbreiterten und bei diesem Pfahl nach hinten offenen Pfahlschuh herausgepreßt wurde Eine besondere Schwierigkeit bei diesen bekannten Verfahren besteht darin, daß der zur Aufnahme der hohen Belastungen bestimmte Pfahl beim Einrammen mehr oder weniger nicht vorherbestimmbaren Kräften ausgesetzt.wird, beispielsweisedurch Auftreffen auf Steine im Boden u.ä., so daß unbemerkt Beschädigungen und Verformungen auftreten können, die dann später die Tragfähigkeit des fertigen Verbundpfahles beeintrachtige Eine weitere Schwierigkeit bei diesem Verfahren besteht darin, daß bei verhältnismäßig geringen Ramm tiefen und verhältnismäßig hohem Verpreßdruck eine besondere Abdichtung des den Pfahl umgebenden Bereiches nach oben erforderlich ist, um z'-u terhihdern, daß die Verpreßm-asee nach oben aus dem Boden herausgedrü"ckt und nicht ausreichend in dem den Pfahl umgebenden Erdreich verteilt wird. Für derartige Abschlüsse gibt es bereits verschiedene Lösungen, die jedoch alle verhältnismäßig aufwendig sind. So wird üblicherweise eine besondere Abschlußglocke verwendet, die auch gegenüber dem Pfahl verschiebbar sein kann, so daß zunächst der Pfahl zusammen mit der Abschlußglocke fest in den Boden gerammt und erst dann der Pfahl unter Beibehaltung der Lage der Abschlußglocke in seine endgültige Lage im Boden, gebracht wird.
• Bei einer anderen bekannten-Lösung~wird ein am Pfahl verschiebbar befestigter Kolben mit einem nach hinten offenen Zylinder verwendet, welcher mit dem Pfahlschuh verbunden ist und nach dem Einrammen des Pfahls durch den Einpreßdruck um eine gewisser durch einen Anschlag am Pfahl festgelegte Strecke nach oben verschoben wird. Hierbei kann der Zylinder jedoch nur einen Durchmesser haben, der kleiner ist als derjenige des Pfahlschuhs und darüber hinaus besteht die Gefahr, daß der gesamte Pfahl sich beim Einrammen in den Boden derart verformt, daß Kolben und Zylinder nicht mellr verschiebbar sind.
• Bei allen diesen bekannten Pfählen bzw. Verfahren treten insbesondere beim schrägen Einbringen in den Boden besonders leicht Abweichungen von der gewünschten Richtung auf. Ferner ist die Herstellung der Ummantelung in der Schräglage häufig schwierig, da die Verhältnisse sehr.undefiniert sind.
• Gegenüber diesen bekannten Verfahren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, einen Verbundpfahl herzustellen, dessen mit Verpreßmasse zu umgebender Pfahl während des Einbringens in den Boden keinen mehr oder weniger unkontrollierbaren Belastungen ausgesetzt wird, so daß später auch die volle vorherberechnete Festigkeit des Pfahles zur Verfügung steht.
• Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß ein mit einer losen, dichtenden Bodenplatte verschlossenes Vortreibrohr in den Boden eingebracht Wird, in das dann der Pfahl eingesetzt wird, daß Injektionsschläuche zum Einbringen von Verpreßmasse in das Vortreibrohr bis zu dessen unterem Ende geführt werden und das Vortreibrohr mit Verpreßmasse gefüllt wird, und daß dann das Vortreibrohr zusammen mit den Injektionsschläuchen unter Zurücklassung der Bodenplatte allmählich angehoben und Verpreßmasse mit hohem Druck in das so zugängig gewordene Erdreich gepreßt wird.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also nicht der Pfahl unmittelbar in den Boden gerammt oder gepreßt, sondern zu diesem Zweck ein Vortreibrohr verwendet, in dessen leeren Innenraum dann später der eigentliche Pfahl eingesetzt wird, so daß er keineriei unvorhersehbaren und nicht abschätzbaren Belastungen ausgesetzt wird und seine Lage sich ohne weiteres bestimmen läßt.
• Danach wird dann das rohr mit Verpreßmasse gefüllt, um ein gewisses Stück angehoben und Verpreßmasse unter hohem Druck in dem umgebenden Erdreich verteilt, so daß eine innige Verbindung der Verpreßmasse mit dem Boden und dem Pfahl entsteht und dieser fest im Boden verankert wird.
• Wenn das -Vortreibrohr nicht bis in eine Tiefe gebracht wird, die einen ausreichenden Druckwiderstand durch die im Rohr befindliche Verpreßmasse gestattet, so kann das Vortreibrohr am oberen Ende auf einfachste Weise dichtend verschlossen und dann erst angehoben werden, so daß sichergestellt ist, daß die Verpreßmasse unter dem hohen Druck nicht nach oben, sondern im wesentlichen seitlich in das umgebende Erdreich ausweicht.
• Während die bisher verwendeten Abschlußglocken ihre Aufgabe nur sehr unvollständig erfüllten und dadurch die Größe des Verprel3" druckes begrenzt war, ermöglicht das erfindunysgemäße Verfahren wesentlich höhere Drücke und damit ein besseres Eindringen der Verpreßmasse in das umgebende Erdreich und eine bessere Verankerung des Pfahls.
• Im allgemeinen sind die oberen Erdschichten, die vom Vortreibrohr durchstoßen werden, verhältnismäßig weich und grundwasserhaltig, so daß sie keine sichere Verankerung für den Pfahl darstellen, während die tiefer liegenden Schichten .eine gute Befestigung ermöglichen. Daher kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Druck zum Verteilen der Verpreßmasse im Erdreich verringert werden, wenn das Vortreibrohr ein gewisses Stück angehoben worden ist und sein unteres Ende die, weicheren Schichten erreicht hat. Auf diese Weise wird verhindert! daß größere Mengen Verpreßmasse in den weicheren Schichten verteilt werden, ohne daß diese Schichten zur Verankerung des Pfahles wesentlich beitragen.
• Zur Ilerstellung eines Verbundpfahls unter Wasser kann die Unterkante des Vortreibrohres bis kurz unter die Trennungslinie von Boden und Wasser hochgezogen und dann die noch im Vortreibrohr befindliche Verpreßmasse abgesaugt werden.
• Als Pfahl kann vorzugsweise ein mit als Widerhaken wirkenden Verbundbügeln .und/oder mit quer zur Pfahllängsachse angeordneten Platten versehener Pfahl verwendet werden.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert, die die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundpfahles an einem Ausführungsbeispiel zeigen.
• Zur Durchführung des Verfahrens wird zunächst ein Vortreibrohr 1 mit einer losen Bodenplatte 2 in der in Fig. 1 angedeuteten Weise bis zur gewünschten Tiefe in den Boden eingebracht, beispielsweise gerammt. Die Bodenplatte dichtet das Vortreibrohr ab, so daß kein Wasser in dessen Innenraum gelangen kann.
• Nach Beendigung des Einrammvorganges wird in den Innenraum des Vortseibrohres-l ein Pfahl 4 eingebracht. Dieser Pfahl kann, wie ohne weiteres ersichtlich ist, praktisch beliebige Form haben und etwa aus einem Voll- oder Hohlprofil bestehen, an dessen Aussenseite als Widerhaken wirkende Verbundbügel und/ oder Querplatten angebracht sind, um eirnkraftschlüssige Verbindung mit der umgebenden Verpreßmasse herzustellen. Selbs+-verständlich kann auch ein gitterförmiges Pfahlelement verwendet werden. Außerdem werden die Injektionsschläuche 3 eingeführt. Der übrige Teil des Innenraums des Vortreibrohres 1 wird dann mit der Verpreßmasse, also mit Zementmilch oder dünnflüssigem Beton bzw. Mörtel gefüllt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Dabei kann das Füllen über die Injektionsschläuche 3 oder auch unmittelbar dadurch die obere Öffnung des Vortreibrohres 1 erfolgen.
• Nach Fertigstellung der Anordnung gemäß Fig'. 2 wird das Vortreibrohr 1 dichtend mit einer Platte 6 verschlossen. Daraufhin wird das Vortreibrohr in der in Fig. 3 angedeuteten Weise angehoben, beispielsweise um 1 Meter, und durch die ebenfalls angehobenen Injektionsschläuche 3 weitere Verpreßmasse unter sehr hohem Druck zugesetzt. Durch diesen hohen Druck wird die Verpreßmasse im Bereich zwischen der Bodenplatte 2, die sich beim Anheben des Vortreibrohres 1 von- diesem gelöst hatte, und dem unteren Rand des Vortreibrohres in der angedeuteten Weise im wesentlichen seitlich im Boden verteilt, so daß eine sichere Verankerung des Pfahles 4 erzielt wird.
• Dieses Anheben des Vortreibrohres 1 um kleinere Strecken, das beispielsweise auch kontinuierlich erfolgen kann, und das Zuführen von Verpreßmasse am unteren Rand des Vortreibrohres unter sehr hohem Druck wird fortgesetzt (Fig. 4), bis weniger tragfähige Bodenschichten erreicht werden. Da diese Bodenschichten nicht mehr wesentlich zur Verankerung beitragen, wird der Verpreßdruck herabgesetzt und das Vortreibrohr 1 aus dem Boden entfernt, so daß man den fertigen Verbundpfahl gemäß Fig. 5 erhält.
• Wenn der Verbundpfahl unter Wasser hergestellt wird, also etwa der in den Figuren mit "Grundwasser" bezeichnete Bereich ein Gewässer ist, so kann däs Vortreibrohr 1 etwas weiter als in Fig. 4~dargestellt hochgezogen und dann die in ihm befindliche Verpreßmasse abgesaugt werden. Das Vortreibrohr wird dann vollständig entfernt,-ohne daß nennenswexte Mengen von Verpreßmasse ins Wasser gelangen.
• Im=übrigen sei darauf hingewiesen, daß in allen Fällen die im Vortreibrohr befindliche Verpreßmasse vor dessen endgültigem Entfernen aus dem Boden abgesaugt wird.
• Im vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß das Vortreibrohr 1 zur Aufnahme des Verpreßdruckes dichtend mittels der Platte 6 verschlossen wird. Falls jedoch das Vortreibrohr sehr tief in den Boden eingebracht wurde, kann unter Umständen auch das Gewicht der im Vortreibrohr befindlichen Verpreßmasse ausreichen, um als Gegendruck gegen den sehr hohen Verpreßdruck wirksam zu werden.
• Zur leichteren Entfernung des Vortreibrohres aus dem Boden und zur zusätzlichen Verdichtung der Verpreßmasse können während des Herausziehens des Vortreibrohres 1 an diesem Aussenrüttler 7 (Fig. 4) angreifen.

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e

   S Verfahren zur Herstellung eines Verbundpfahles, insbesondere zur Aufnahme von großen Zugkräften, bei dem nach dem Einbringen.des Pfahles in den Boden Zementmilch oder dünnflüssiger Beton bzw. Mörtel als Verpreßmasse in den den Pfahl umgebenden freien Raum im Boden gebracht und teilweise unter Druck in das umgebende Erdreich verteilt wird, so daß eine innige Verbindung der Verpreßmasse mit dem Boden und dem Pfahl erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer losen, dichtenden Bodenplatte verschlossenes Vortreibrohr in den Boden eingebracht wird, in das dann der Pfahl eingesetzt wird, daß Injektionsschläuche zum Einbringen von Verpreßmasse in das Vortreibrohr bis zu dessen unterem Ende geführt werden und das Vortreibrohr mit Verpreßmasse gefüllt wird, und daß dann das Vortreibrohr zusammen mit den Injektionsschläuchen unter Zurücklassung der Bodenplatte allmählich angehoben und Verpreßmasse mit hohem Druck in das so zugängig gewordene Erdreich gepreßt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortreibrohr vor dem Anheben dichtend verschlossen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2., dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anheben des Vortreibrohres um eine bestimmte Strecke im Boden der auf die Verpreßmasse wirkende Druck verringert wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortreibrohr während des Abhebvorganges einer Rüttelbewegung ausgesetzt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Verbundpfahles unter Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante des Vortreibrohres bis kurz unter die Trennungslinie von Boden und Wasser hochgezogen und dann die noch im Vortreibrohr befindliche Verpreßmasse abgesaugt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit als Widerhaken wirkenden Verbundbügeln versehener Pfahl verwendet wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pfahl mit quer zu dessen Längsachse angeordneten, plattenförmigen Elementen verwendet wird.