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Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Ortpfählen aus Beton.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Ortpfählen
aus Beton mittels eines auf und nieder gerüttelten Vortreibrohres. Das Wesen der
Erfindung besteht darin, daß das Vortreibrohr durch einen auf- und abwärts schlagenden
Hammer gerüttelt wird. Aus dem Vortreibrohr wird auf diese Weise der Beton ausgetrieben
und in der durch das Rohr gebildeten Höhlung in der `''eise festgestampft. daß bei
der durch den Hammer bewirkten Aufwärtsbewegung des Rohres ein Teil des Mörtels
oder Betons aus dein Vortreibrohr befreit wird. Der Beton fällt nach unten und wird
bei der durch den Hammer vorgenommenen Abwärtsbewegung des Vortreibrohres fe.,tgest.impft.
Während dieser Vorgänge bewegt sich das Vortreibrohr, dessen Gewicht annähernd durch
den Zug ausgeglichen ist, der durch mittels einerWinde gespannte Zugglieder ausgeübt
wird, in der Höhlung auf dem zu errichtenden Mörtel- oder Betonpfeiler aufwärts.
Bei den obenerwähnten Arbeitsvorgängen wird zweckmäßig der gleiche Hammer benutzt,
rler das Vortreibrohr = beim Bilden der Höhlung nach unten treibt. Dieser Hammer
ist so ausgebildet, daß er hauptsächlich durch die scharfen Schläge, die er in der
Aufwärtsrichtung gegen den Widerstand der Bodenreibung und der Schwere ausübt,
Energie auf die schwingende Masse des Vortreibrohres überträgt. Nach jedem
Aufwärtsschlag erteilt der Hammer einen Schlag von mäßiger Stärke in der Abwärtsrichtung,
der mit Unterstützung durch die Schwere nur ausreichend zu sein braucht, um jedes
Lbermaß .an Bodenreibung am Vortreibrohr zu überwinden, und das Vortreibrohr genügend
stark auf das obere Ende des bereits hergestellten Mörtel- oder Betonpfeilers treibt,
so daß der Mörtel erschüttert und in genügendem Maße zusammengedrückt wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung
des neuartigen Verfahrens, bei welcher der Hammer als ein durch Dampfdruck aufwärts
und durch sein Eigengewicht längs einer festen Kolbenstange abwärts beNvegter Zylinder
ausgebildet ist, ist nach der Erfindung das Vortreibrohr mittels- eines leicht abnehmbaren
Rahmengestänges,
'das durch Druckfedern abgestützte W iderlager für den oberen Hammerkopf trägt,
an den Zugseilen aufgehängt. An dem Hammer ist ein Mitnehmer vorgesehen, der mit
einem auf dem Stettergliede des Dampfeinlaßventils verstellbaren Anschlag derart
zusammenarbeitet, daß Dampf in den fallenden Hammer .einströmt, um seinen Schlag
zu dämpfen. Das Rahmengestänge dient dem sich auf und nieder bewegenden Hammer als
Führung. An dem vom Hammermitnehrner getroffenen Anschlag ist ein Zugglied befestigt,
das andererseits rillt einem Ventilhebel des den Hammer steuerirden Ventils verbunden
ist.
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Auf der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Ausübung des neuen Verfahrens
in einer Ausführungsform veranschaulicht.
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Abb. r ist eine Seitenansicht der Einrichtung.
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Abb. 2 ist ebenfalls eine Seitenansicht eines Teils der Einrichtung
und veranschaulicht das Eintreiben des Rohrs in den Boden.
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Abb.3 ist ein Längsschnitt in größerem Maßstabe durch das untere Ende
des Rohres. Abb. 4. ist eine Vorderansicht der Einrichtung.
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Ahb. 5 und 6 veranschaulichen den oberen bzw. unteren Teil des Hammers
in Seitenansicht und in größerem Maßstabe.
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Gegen das in den Boden zu treibende Rohr A, (Abb. r und 2) wirkt ein
Hammer, der bei denn dargestellten Ausführungsbeispiel nach der halbselbsttätigen
Bauart ausgebildet ist, d. h. es wird Dampf oder ein .anderes Treibmittel in den
schweren, senkrechten, als Hammer dienenden Zylinder B eingeführt. Dadurch, daß
der Dampf gegen die obere Fläche eines feststehenden, 'in Abb. 4 mit gestrichelten
Linien dargestellten Kolbens wirkt, wird der Zylinder B aufwärts bewegt. Am Ende
der Aufwärtsbewegung des Zylinders wird der Dampf herausgelassen, so -laß vier Zylinder
letzt unter der Wirkung der Schwere herabfällt und gegen die Kappe .41 des Rohres
A schlägt. Ist das Rohr in dieser Weise in den Boden getrieben, bis der "#cliuli
A= genügend tief in festen Grund eingedrungen ist, so wird mit der nächsten Stufe
der Herstellung des Pfeilers begonnen.
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Der Hämmer B und die Treibkappe Al, die in deri Kopf des Gehäuses
.IR am oberen Ende des Rohrs A hineinpaßt und diesen Kopf bedeckt, werden an den
Balken des Gerüstes Aug der Raniine emporgewunden. Der Hammer, ciie Treibkappe und
das Gehäuse sind mittels der Vorsprünge B°, A° und A°1 (Abb. 5 und 6) an den vorgenannten
Balken geführt. Sind die vorher erwähnten Teile emporgewunden, so wird ein käfigartiger
Rahmen a (Abb. 3) aus Stahlverstärliunasstangen in das Rohr a eingeführt, so daß
dieser Rahmen auf dr:i Schuh AZ fällt. Außerdem wird eine große Menge einer plastischen
Mörtelmischung durch eine Öffnung 0 des Gehäuses A'° in das Rohr A eingeführt, während
sich das obere Ende dieses Rohrs in der Nähe des Bodens befindet. _ Der Hammer B
und die Kappe A1 werden dann abwärts in ihre Stellung auf dem Rohr A bewegt, und
es wird ein paar starker ösenförmiger Stahlglieder C (Abb. 5 und 6) am Rohrgehäuse
A" befestigt. Dieses Gehäuse ist mit Vorsprüngen a3 versehen, die mit den Ösen C
in _ Eingriff kommen und den von diesen Ösen ausgeübten Zug aufnehmen. Die oberen
Teile der Ösen C tragen Blöcke Cl, die als Amboß dienen, um die nach oben gerichteten
Schläge des Zylinderkopfes b aufzunehmen. Der Hub des Hammers B zum Ausziehen des
Rohrs A beträgt nur ungefähr ein Viertel der Länge des Hammerhubes, der zum Eintreiben
des Rohrs in den Boden benötigt wird. Infolgedessen verbleibt am oberen Ende der
Verbindungsglieder C ein genügender Raum, um Unterstützungsfedern C= anzuordnen,
die mit den Aufhängeseilen C verbunden sind. Die Ösen C sind an ihren unteren Enden
mit Bolzen c versehen, durch die sie mit den vorher erwähnten Vorsprüngen a3 fest
verbunden werden. An den oberen Enden sind die Ösen C an entgegengesetzten Seiten
des Zylinderkopfes b entlang geführt und sind auch noch um eine gewisse Entfernung
über den Zylinderkopf nach oben geführt. An den freien oberen Enden der Ösen C sind
Ouerverbindungsstücke cl vorgesehen, um die @ Schenkel der Ösen in der richtigen
Arbeitslage zu halten. Die Ösen dienen als Ü'liertragungsmittel für die in der Aufwärtsrichtung
auf das Rohr ausgeübten Schläge und können als ein tragbares Gestell betrachtet
werden, in dein sich der Hammer hei den verschiedenen Schlägen auf- und abwärts
bewegt. Wie vorher erwähnt ist, wird die Aufwärtsbewegung des Hammers B durch Auftreffen
auf die amboßartigen Blöcke Cl der Ösen C begrenzt. Zwischen den Ambossen Cl und
dem Hammerkopf h sind zweckmäßig Kissen Cx (Abb.5) aus verhältnismäßig weichem Metall
oder hartem Holz vorgesehen. Die Kraft des Abwärtsschlages wird einfach in üblicher
Weise auf die Kappe A' des Rohres A übertragen. Der Abwärtsschlag wird durch den
Dampfdruck im Zylinder B beeinflußt.
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Bei Hammern der vorliegenden Bauart ist ain Köpf der feststehenden
Kolbenstange b' ein Ventil angeordnet, das durch den Hebel D (Abb. r und 2) in Wirkung
gesetzt wird. Bei einem mittels einer Handleine D' nach unten ausgeübten Zug an
dem Hebel P wird der
Dampf in der Weise i» den Zylinder B eingeführt,
daß er aufwärts bewegt wird. Sobald die Handleine Dl freigegeben und daher der Hebel
D aufwärts bewegt wird, entweicht der Dampf, so daß der Zylinder B herabfällt.
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Wird der Hammer B nach der Erfindung >.um Ausziehen des Rohrs A benutzt,
so wird eine mit dein Hebel D verbundene Hilfsleine D' dadurch angetrieben, daß
ein am Zylinderkopf b vorgesehener Vorsprung br gegen einen an dieser Leine
einstellbar angeordneten Anschlag d' wirkt. Hierdurch wird in einer bestimmten Stellung
des Hammers B während seiner Abwärtsbewegung Dampf eingeführt, so daß der Abwärtsschlag
gedämpft wird. Beim Ausziehen des Rohrs A kann auch die Handleine Dl vom Hebel D
abgenommen und am unteren Ende der Leine D9 befestigt werden, wie in Abb. i dargestellt
ist.
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Der Arbeiter braucht bei Ausübung eines Zuges an der Handleine Dl
nur den Hebel D in der untersten Lage zu halten, bis der Auf-@.-ärtsschlag des Hammers
B vollzogen ist. Hierauf gibt der Arbeiter die Leine D1 frei, so daß das Ventil
in die Auspuffstellung zurückkehrt. Der Zvlinder B fällt darauf herab, und es wird
wieder Dampf durch die selbsttätige Wirkung der Leine D= zugelassen, die nur bei
der Benutzung des Zylinders zum Ausziehen verwendet wird. Es können auch selbsttätige
Mittel zur Auslösung des Hebels D am Ende des Aufwärtshubes vorgesehen sein, um
das Ventil ohne Benutzung der Handleine Dl in Wirkung zu setzen. Urn jedoch größere
Freiheit bei der Regelung des Arbeitsganges des Hammers zu sichern, wird z-,veclkinäßidie
Handleine Dl verwendet und auch die Leine D= hinzugefügt, so daß die erforderliche
Genauigkeit zur Einführung des Dampfes erzielt wird. Falls es erwünscht ist, den
Hamnier für eine kurze Zeit anzuhalten, so ])raucht der Arbeiter nur die Handleine
Dl niedergezogen zu halten. Sobald er wünscht, daß die Hammerschläge wieder aufgenommen
werden. gibt er den Hebel P frei, so daß der Hammer wieder fallen kann.
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Fuidet das Rohr A im Boden einen betiächtlichen Widerstand, der eine
Verstärkung de, auf das Rohr auszuübenden Aliwärtsschlages erfordert, so kann der
oben -erwähnte Anschlag d= auf der Leine D- eingestellt werden, so daß er etwas
später als gewöhnlich in Wirkung tritt. In diesem Fall kann sich der Hammer um eine
größere Entfernung abwärts bewegen, bevor er durch ein Dampfkissen aufgefangen wird:
Hierbei wird daher ein stärkerer Abwärtsschlag ausgeübt. Die Leine D= kann mit einem
federnden Glied D' (Abb. ä) versehen sein, so daß der Anschlag d' durch den Zylinderkopf
uni eine größere Entfernung bewegt werden kann. als zum öffnen des Ventils et forderlich
ist. Der Hammerzylinder B kann seitlich mit einer kleinen öffnung an einer solchen
Stelle versehen sein, daß diese Öffnung in der Nähe des Endes des Aufwärtshubes
freigegeben wird. Hierdurch wird das Abfließen des Kondenswassers gestattet, das
sich oberhalb des Kolbens ansammelt. Diese Üffnung wird bei Benutzung des Hammers
zum Eintreiben des Rohrs A in den Boden verschlossen.
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Bei kleinen Widerständen, die geringer als das Gewicht der aufgehängten
schwingenden Teile des Rohrs und des Hammers sind, ist nur ein schwacher Abwärtsschlag
erforderlich. Der Grad, um welchen die Kraft des Abwärtsschlages gedämpft wird,
entspricht der Einstellung des auf der Leine DE angeordneten Anschlages d%, wodurch
der Dampfeinlaß beim Abwärtshub früher geöffnet wird. In Fällen, in denen mäßige
Widerstände vorhanden sind, tritt eine gewisse natürliche Vibrationsperiode der
aufgehängten Masse ein. In einem solchen Fall kann der die Handleine D' bedienende
Arbeiter beobachten -, ob er den Bewegungen zur periodischen Zeit folgt und kann
das Ventil in entsprechender Weise bedienen.
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Das untere Ende des Rohrs A, durch welches die Stampffläche zum Zusammendrücken
des Mörtels gebildet wird, kann in Gier einfachsten Form durch die Fläche des Rohrs
selbst gebildet werden, da sich aus der durch die Treibkräfte bedingten 'Wandstärke
des Rohrs eine genügende Stampffläche ergibt. Bei langen Rohren ist eine größere
Stampffläche vorteilhafter, die leicht durch örtliche Verstärkun des Rohrs erzielt
werden kann. Beispielsweise kann innerhalb des unteren Endes des Rohrs A ein Metallband
. 14 (Abb. 3) angeordnet werden, dessen obere Kante so gestaltet ist, (laß ein das
freie Abwärtssinken des :Mörtels verhindernder Vorsprung vermieden wird. Das Band
kann in Segmenten eingeführt und durch Schweißen finit dein Rohr verbunden werden.
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Da das Rohr bei seinem Aufstieg eine große Anzahl Auf- und Abbewegungen
ausführt, wird der Boden an die Außenfläche des Rohrs gepreßt. Da ferner bei langen
Rohren die Längsachse nicht immer genau senkrecht verläuft, besteht eine Neigung,
claß das Rohr, wenn es voll ist, bei den Abwärtsbewegungen ain Boden schabt. Um
sauber das Erdreich in der Höhlung wegzudrücken, so daß der Mörtel von der Mündung
des Rohrs in eine möglichst glatte Höhlung eintreten kann und seine gute Beschaffenheit
frei von Beimischungen von Erde bis zur Berührung mit der Wandung der Höhlung bewahrt,
ist ein leichtes Stahlband _1' (Abb. 3), das eine konvexe
äußere
Fläche besitzt, auf der Außenseite des Rohrs in der Nähe seines unteren Endes angebracht.
Dieses Band, das im wesentlichen den gleichen äußeren Durchmesser wie der Ringansatz
a2 (Abb. 3) des Schuhes A' besitzt, kann auf dem Rohr festgeschweißt werden und
dient zum Glätten des Erdreichs.
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In den vorgenannten, am äußeren Rande des Pfeilerschuhes vorgesehenen
Ringansatz a2 paßt das Rohr A hinein. Am inneren Rande ist der Pfeilerschuh mit
keinem Ringansatz versehen, so daß der Mörtel ungehindert nach unten über den abnehmbaren
Schuh fließen kann, sobald eine Aufwärtsbewegung des Rohrs unter den Schlägen des
Hammers beginnt. -Die Seile C3, an denen das Rohr A und der Hammer B und die mit
ihnen verbundenen Teile aufgehängt sind, verlaufen über die obere Rolle ax des Rammengerüstes
Ax und sind durch einen Flaschenzug mit der Trommel einer Winde E verbunden. Der
feste Teil des Flaschenzuges ist zweckmäßig in einer nicht starren Weise mittels
Feder e1 (Abb. i) mit dem Gerüst verbunden. Hierdurch ist dem Windwerk eine besondere
Nachgiebigkeit verliehen, so daß die Seile der Winde keinen außergewöhnlichen Zug
erhalten. Außerdem ist hierdurch dem Arbeiter eine leichte Regelung des auf die
aufgehängte Masse ausgeübten Zuges ermöglicht.
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In den Fällen, in denen Pfeiler in mit Wasser bedecktem Boden errichtet
werden sollen, kann um das Rohr A ein leichtes Stahlgehäuse angeordnet werden, so
daß es dem Schuh folgen und in den Boden um eine genügende Entfernung so eindringen
kann, daß sein oberes Ende sich um einen genügenden Betrag über der Wasseroberfläche
befindet. Bis diese Stellung erreicht ist, wird der Kopf des vorgenannten Gehäuses
an dem Rohr festgklammert. Alsdann wird das Rohr losgeklammert, worauf das Pfeilerrohr
und der Schuh weiter nach unten getrieben werden, während das Gehäuse in seiner
Lage verbleibt und die äußere Hülle des fertigen Pfeilers über denjenigen Teil bildet,
der sich durch das Wasser nach seinem oberen Ende erstreckt.
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Wird ein Mörtelpfeiler in wasserhaltigem Grund errichtet, so kann
es vorkommen, daß trotz Anordnung einer das Wasser zurückhaltenden Packung zwischen
dem Schuh und dem Ende des Rohrs etwas Wasser in das Rohr eindringt, bevor es mit
Mörtel gefüllt «-orden ist. In solchen Fällen muß das Wasser aus dem Rohr ausgepumpt
werden. Zu diesem Zweck kann eine endlose Kette vorgesehen sein, die aus Gliedern
mit kleinen Maschen besteht. Diese Glieder nehmen das Wasser durch Kapillaranziehung
mit. Das Wasser wird auf diese Weise nach oben gefördert und durch Fliehkraft fortgeschleu-dert,
wenn die Kette über eine am oberen Teil des Rohrs angeordnete Trommel geführt wird.
' Das vorgenannte Rohr hat zweckmäßig kreisrunden Querschnitt, jedoch können auch
Rohre von beliebigem anderen Querschnitt verwendet werden, um Pfeiler von der gewünschten
Form herzustellen.
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Die vorher beschriebene Vorrichtung, durch welche ein Treibhammer
so umgewandelt wird, daß er als Ausziehhammer zum Herausziehen eines vorher in den
Boden getriebenen Pfeilerrohrs dient, kann auch zum Herausziehen von Pfeilern aus
Holz oder anderem Stoff aus dem Boden benutzt werden.