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DE60123545T2 - Erzeugen eines pfahles durch schneckenbohren - Google Patents

Erzeugen eines pfahles durch schneckenbohren Download PDF

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DE60123545T2
DE60123545T2 DE60123545T DE60123545T DE60123545T2 DE 60123545 T2 DE60123545 T2 DE 60123545T2 DE 60123545 T DE60123545 T DE 60123545T DE 60123545 T DE60123545 T DE 60123545T DE 60123545 T2 DE60123545 T2 DE 60123545T2
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DE
Germany
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auger
monitoring device
continuous
drive mechanism
shaft
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DE60123545T
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Balfour Beatty PLC
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Balfour Beatty PLC
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    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B44/02Automatic control of the tool feed
    • E21B44/04Automatic control of the tool feed in response to the torque of the drive ; Measuring drilling torque
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00Testing foundations or foundation structures
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf Schneckenbohrer-Pfahltreiben, und insbesondere auf das Überwachen eines Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckebohrer-Pfahltreibeprozesses.
  • Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer-Pfahltreiben wurde in der Bauindustrie seit den frühen 1980er Jahren zunehmend verwendet. Pfähle werden aufgebaut durch Bohren bis zu der erforderlichen Tiefe mit einem Kontinuierlicher-Mittnehmer-Schneckenbohrer, der auf einem Rammgerät befestigt ist. Während des Herausziehens des Schneckenbohrers wird durch den Schneckbohrer Betonmörtel oder -masse in das ausgegrabene Loch gepumpt. Ein Stahlarmierungskäfig kann anschließend in den Pfahl gesenkt werden, entweder unter seinem eigenen Gewicht oder mit der Unterstützung eines Rüttlers.
  • Während der anfänglichen Bohrstufe wird der Schneckenbohrer in den Boden gedreht, mit einer Geschwindigkeit, die die Beeinträchtigung des Bodens minimieren soll. Die Vorbewegungsrate des Schneckenbohrers während des Bohrens sollte von der Art des Erdreichs abhängen, um diese minimale Beeinträchtigung zu bewirken. Eine Anzeige über die Art des Bodens wird geliefert durch Messen des Drehmoments auf dem Schneckenbohrer während des Bohrprozesses. Dies wurde herkömmlicherweise erreicht durch Rückkopplungssignale von dem Antriebsmotor.
  • Während der Extraktion sollte die Geschwindigkeit des Rückzugs des Schneckenbohrers ausreichend niedrig sein, dass die geeignete Menge an Beton durch den Schneckenbohrer geliefert werden kann. Die Extraktionsgeschwindigkeit und/oder Flussrate des zugeführten Betons muss ebenfalls gesteuert werden, um den Einsturz von Erdreich von den Wänden der Ausschachtung zu verhindern, der den Betonquer schnitt verunreinigen würde. Es ist bekannt, den Betondruck in der Betonzuführröhre an einer geeigneten Stelle zu überwachen, um sicherzustellen, dass während des Extraktionsprozesses Beton an die Schneckenbohrerspitze geliefert wird. Ein positiver Betondruck wird beibehalten, während der Schneckenbohrer zurückgezogen wird.
  • Es können sich jedoch positive Druckmesswerte ergeben, selbst wenn nicht ausreichend Beton geliefert wurde, beispielsweise als Folge von Blockierungen der Betonzuführröhre. Es ist daher wünschenswert, eine Druckmessung am unteren Ende des Schneckenbohrers zu liefern, anstatt in der Zuführröhre weiter oben vorgelagert.
  • Dann entstehen Schwierigkeiten beim Herstellen der Verbindungen von einem Druckwandler, der an dem unteren Ende des Schneckenbohrers angeordnet ist, zu einer Steuervorrichtung. Diese Probleme sind besonders schwerwiegend, wenn der Schneckenbohrer als ein Mehrfachabschnittsgerät angeordnet ist, da die Kopplung zwischen den Schneckenbohrerabschnitten auch erfordert, dass eine Kopplung für die Druckwandlersignalleitung vorgesehen ist. Diese Leitung wäre während des Pfahltreibeprozesses nachteiligen Bedingungen ausgesetzt.
  • Die US 3 300 988 , EP 0 940 505 und WO 97/05334 offenbaren jeweils Schneckenbohrerrammgeräte, bei denen Rückkopplungssignale von der Schneckenbohrerspitze für die Verwendung bei der Steuerung des Pfahltreibeprozesses geliefert werden.
  • Die US 4 285 236 offenbart ein Ölbrunnenbohrgerät, bei dem die Drehgeschwindigkeit und das Drehmoment, die an die Bohrgarnitur angelegt sind, überwacht werden, um Bohren zu optimieren und Röhrenverstopfen und andere Effekte zu beobachten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Überwachungsvorrichtung für einen Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer vorgesehen, die eine Welle umfasst für eine Verbindung zwischen einem Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer und einem Antriebsmechanismus, oder für eine Verbindung zwischen benachbarten Schneckenbohrerabschnitten, wobei die Welle an jedem Ende eine Kopplung für die Verbindung mit jeweiligen Kopplungen des Antriebsmechanismus und/oder des Schneckenbohrers umfasst, so dass sich die Welle mit dem Schneckenbohrer dreht, wobei die Vorrichtung ferner eine Dehnungsmessanordnung umfasst, zum Liefern von Dehnungssignalen für die Verwendung beim Ableiten des Rotationsdrehmoments und der Axialkraft des Schneckenbohrers, und wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung umfasst zum Bewerten von Bodenbedingungen von dem Drehmoment und der Kraft, für die Verwendung beim Steuern der Drehgeschwindigkeit und/oder des Vorschubs des Schneckenbohrers in den Boden.
  • Die Erfindung liefert einen zusätzlichen Abschnitt, der entweder auf dem Schneckenbohrer oder zwischen Schneckenbohrerabschnitten befestigt ist, für eine direkte Messung des Rotationsdrehmoments und der Axialkraft auf dem Schneckenbohrer während des Rammprozesses. Die Überwachungsvorrichtung kann über Bodenhöhe bleiben, falls sie benachbart zu dem Antriebsmechanismus befestigt ist, oder kann ein Stück weiter unten entlang des Schneckenbohrers befestigt sein.
  • Die Axialdehnungsinformationen können in Kombination mit dem Rotationsdrehmoment verwendet werden, um ein Modell des Bodens zu erstellen. Insbesondere bestimmt die Scherstärke des Erdreichs die maximale Pfahlkapazität, und die Axialdehnung kann verwendet werden, um die Scherstärke des Erdreichs zu bestimmen, um es zu ermöglichen, dass eine Pfahlkapazität ohne detaillierte Ortsuntersuchung bestimmt wird.
  • Die Dehnungsmessungsanordnung kann eine Mehrzahl von Dehnungsmessern umfassen, die um die Welle herum angeordnet sind.
  • Die Überwachungsvorrichtung umfasst vorzugsweise auch eine Druckerfassungsvorrichtung zum Befestigen an dem unteren Ende des Schneckenbohrers, und eine Verbindungsanordnung zum Koppeln von Signalen von der Druckerfassungsvorrichtung mit einem Empfänger der Überwachungsvorrichtung.
  • Dies ermöglicht es, dass die Messung des Drucks an dem unteren Ende des Schneckenbohrers eine korrekte Zufuhr von Beton sicherstellt. Die Verbindungsanordnung kann eine Hydraulikleitung umfassen. Für einen Schneckenbohrer mit mehreren Abschnitten kann ohne Weiteres eine Hydraulikverbindung zwischen Schneckenbohrerabschnitten vorgesehen sein. Die Druckmessung wird dann erreicht durch einen Druckwandler, der über dem Boden an der Überwachungsvorrichtung befestigt ist, beispielsweise an der Welle.
  • Alternativ umfasst die Druckerfassungsvorrichtung einen elektrischen Druckwandler, der durch eine elektrische Leitung mit dem Empfänger gekoppelt ist.
  • Der Empfänger kann einen Funksender zum Senden gemessener Daten an eine Steuerstation umfassen.
  • Die Daten von der Überwachungsvorrichtung liefern Daten, die eine vorhersagende Beurteilung der Pfahlkapazität auf den Abschluss des Pfahls hin ermöglicht. Die Daten können jedoch auch als Hilfe für den Pfahltreiber beim Steuern des Prozesses verwendet werden. Alternativ kann ein automatisch gesteuerter Prozess in Betracht gezogen werden. Diesbezüglich schafft die vorliegende Erfindung auch eine Steuervorrichtung zum Steuern des Treibens eines Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrers, die eine Überwachungsvorrichtung der Erfindung umfasst, und eine Steuereinrichtung zum Liefern von Steuersignalen für die Steuerung des Antriebs mechanismus abhängig von Signalen, die durch die Überwachungsvorrichtung geliefert werden. Ein automatisch gesteuertes Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer-Gerät der Erfindung verwendet diese Steuervorrichtung.
  • Der Schneckenbohrer kann einen Kern und einen Mitnehmer umfassen, wobei der Kern zwei konzentrische Wände umfasst. In diesem Fall kann eine Hydraulikleitung zum Übertragen von Drucksignalen von dem unteren Ende des Schneckenbohrers definiert werden unter Verwendung der Beabstandung zwischen den konzentrischen Wänden des Kerns.
  • Ein Beispiel der Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
  • 1 zeigt ein Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer-Rammgerät, wobei ein Abschnitt eines Mehrfach-Abschnitt-Schneckenbohrers auf dem Gerät angeordnet ist;
  • 2 zeigt die Vorrichtung von 1, bei der ein zweiter Schneckenbohrerabschnitt hinzugefügt wurde;
  • 3 ist ein Diagramm, das den Betrieb des Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer-Pfahltreibeprozesses zeigt;
  • 4 zeigt die Überwachungsvorrichtung der Erfindung näher; und
  • 5 zeigt eine Druckerfassungsvorrichtung zum Befestigen an der Spitze des Schneckenbohrers mit hydraulischer Kopplung näher.
  • 1 zeigt ein Schneckenbohrergerät 10 der Erfindung zum Durchführen einer Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer-Pfahltreibeoperation. Das in 1 gezeigte Gerät umfasst einen Abschnitt 11a eines Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrers 11 mit mehreren Abschnitten und hohler Welle, der drehbar auf einem Antriebsmechanismus 12 befestigt ist, der wiederum für eine vertikale Bewegung auf einem aufrechten Pfeiler 13 befestigt ist. Der Schneckenbohrerabschnitt 11a ist einer von vielen selektiv befestigbaren Schneckenbohrerabschnitten. Typischerweise hat jeder Schneckenbohrerabschnitt 11a eine Länge von etwa sechs Metern, während die gewünschte Tiefe des Betonpfahls normalerweise zwischen 10 Meter und 26 Meter beträgt. Die Schneckenbohrerabschnitte sind angeordnet, um durch geeignete Kupplungen aneinander befestigt zu werden. Die Schneckenbohrerabschnitte können miteinander verbunden werden, bevor das Pfahltreiben begonnen wird, oder alternativ kann das Bohren des Hohlraums der vollen Länge für sehr tiefes Pfahltreiben oder in Umständen mit begrenztem Überkopfraum, in kurzen inkrementalen Stufen durchgeführt werden.
  • Der Antriebsmechanismus 12 umfasst einen Tiefencodierer zum Bestimmen der Tiefe der Eindringung des Schneckenbohrers in den Boden. Ferner wird durch ein Versorgungssystem, das ein Flussmessgerät umfasst, Beton an den Schneckenbohrer geliefert.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Überwachungsvorrichtung 14 in der Form einer Welle vorgesehen, die für eine Drehung mit dem Schneckenbohrer gekoppelt ist. Bei dem in den Zeichnungen gezeigten Beispiel ist zwischen dem Schneckenbohrer 11 und dem Antriebsmechanismus 12 eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen. Die Vorrichtung 14 kann stattdessen zwischen Schneckenbohrerabschnitten vorgesehen sein, und mehr als eine solche Vorrichtung kann vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Überwachungsvorrichtung benachbart zu dem Antriebsmechanismus vorgesehen sein, und eine kann nahe der unteren Spitze des Schneckenbohrers vorgesehen sein.
  • Die Vorrichtung 14 kann einen Schneckenbohrerabschnitt umfassen, und kann somit mit einem Mitnehmer versehen sein, oder dieselbe kann einen kurzen Abschnitt ohne Mitnehmer umfassen, wie es in den Zeichnungen gezeigt ist.
  • Die Welle 14 weist eine Kopplung 15 an jedem Ende auf, für die Verbindung mit einer Kopplung des Antriebsmechanismus 12 und/oder des Schneckenbohrers 11. Die Überwachungsvorrichtung 14 ist verbunden, um sich mit dem Schneckenbohrer 11 zu drehen, und weist eine Dehnungsmessungsanordnung auf, die Dehnungssignale liefert, die es ermöglichen, dass das Rotationsdrehmoment und die Axialkraft des Schneckenbohrers abgeleitet werden können. Für diesen Zweck misst die Dehnungsmessungsanordnung Umfangs- und Axialdehnung.
  • Diese Drehmoment- und Kraftdaten können verwendet werden, um die Drehgeschwindigkeit und/oder den Vorschub des Schneckenbohrers 11 in den Boden als eine Funktion der Bodenbedingungen zu steuern. Vorzugsweise wird der Schneckenbohrer gesteuert, so dass die Mitnehmer des Schneckenbohrers mit Erdreich beladen bleiben, das von der Schneckenbohrerspitze 19 stammt. Dies kann erreicht werden durch Bewerten der Bodenbedingungen basierend auf dem Widerstand, der dem Schneckenbohrer durch den Boden entgegengesetzt wird, der das Drehmoment und die Axialdehnung in dem Schneckenbohrer beeinflusst. Diese Informationen werden durch die Überwachungsvorrichtung 14 geliefert, die genauere Informationen bezüglich der Bodenbedingungen liefert, als eine Messung von Parametern, die sich auf den Motor des Antriebsmechanismus 12 beziehen.
  • Zum Treiben des Schneckenbohrers in das Erdreich können unterschiedliche Techniken verwendet werden. Beispielsweise kann die Scherspannung des Erdreichs berechnet werden durch Zurückziehen des Schneckenbohrers, während die Drehbewegung beibehalten wird. Die Messung der Axialdehnung zusammen mit dem Drehmoment kann es ermöglichen, dass die Scherspannung des Bodens berechnet wird. Dies kann inkremental ausgeführt werden, während die Tiefe zunimmt, um ein Modell der Erdreichcharakteristika zu erstellen.
  • Die Erfindung liefert ein modulares System. Die Überwachungsvorrichtung ist mit Standardverbindungen an jedem Ende versehen, so dass dieselbe mit jedem Schneckenbohrer-Pfahltreibesystem gemäß diesem Standard verwendet werden kann.
  • Die Spitze 19 des Schneckenbohrers ist mit einer Druckerfassungsvorrichtung versehen, und die Signale von der Erfassungsvorrichtung sind mit einem Empfänger an der Oberseite des Schneckenbohrers in der Region der Überwachungsvorrichtung 14 gekoppelt. Die Druckerfassungsvorrichtung wird während der Extraktion des Schneckenbohrers verwendet, um das Vorliegen von Beton an der Spitze 19 sicherzustellen.
  • In dem Fall, dass mehrere Überwachungsvorrichtungen vorgesehen sind, muss man nur eine zugeordnete Druckerfassungsvorrichtung haben.
  • Die Druckerfassungsvorrichtung kann eine Kammer umfassen, die eine deformierbare Membran aufweist, die dem Beton an der Spitze 19 ausgesetzt ist. Der Druck, der auf die Membran ausgeübt wird, wird durch eine Hydraulikleitung zu einem Druckwandler übertragen, der über Bodenhöhe angeordnet ist.
  • Alternativ kann ein elektrischer Druckwandler an der Spitze vorgesehen sein, mit einer Kopplung, die ein elektrisches Kabel verwendet, zu einer Überwachungsvorrichtung an dem Kopf des Schneckenbohrers. Eine weitere Möglichkeit ist das Versehen des Druckwandlers an der Spitze des Schneckenbohrers mit einem Funksender, um den Bedarf zu vermeiden, an den Übergängen zwischen Schneckenbohrerabschnitten elektrische Kabelverbindungen bereitstellen zu müssen. Die Überwachungsvorrichtung an dem Kopf des Schneckenbohrers würde dann mit einem geeigneten Empfänger versehen sein.
  • 2 zeigt einen zweiten Schneckenbohrerabschnitt 11b, der zwischen dem ersten Schneckenbohrerabschnitt 11a und der Überwachungsvorrichtung 14 eingeführt ist. Die beiden Schneckenbohreranschnitte 11a, 11b können zusammengesetzt werden, bevor das Pfahltreiben beginnt, und eine Überwachungseinheit der Erfindung kann zwischen den Schneckenbohrerabschnitten vorgesehen sein, anstatt oder zusätzlich zu der Überwachungsvorrichtung an dem Kopf des Schneckenbohrers.
  • Wenn es einen physikalischen Signalleiter von der Druckerfassungsvorrichtung an der Spitze 19 und der Überwachungsvorrichtung 14 gibt (eine Hydraulik- oder elektrische Leitung), muss die Verbindung 20 zwischen den Schneckenbohrerabschnitte 11a, 11b einen geeigneten Verbinder für die Druckerfassungsvorrichtungssignale umfassen. Wenn Funkübertragung vorgesehen ist, ist dies nicht erforderlich.
  • 3 wird verwendet, um die Schritte des Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer-Pfahltreibeprozesses darzustellen. Während der Pfahltreibestufe, die bei 22 gezeigt ist, wird der Schneckenbohrer 11 gedreht, und es wird demselben ermöglicht, sich in den Boden vor zu bewegen. Die Daten von der Überwachungsvorrichtung können auch als eine Unterstützung für den Gerätetreiber beim Steuern des Pfahltreibeprozesses verwendet werden.
  • Alternativ kann ein automatisch gesteuerter Prozess in Betracht gezogen werden. In diesem Fall ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die Steuersignale für die Steuerung des Antriebsmechanismus 12 liefert. Diese kann verwendet werden, um die Drehgeschwindigkeit und/oder die Vorschubrate des Schneckenbohrers 11 in den Boden zu ändern.
  • Sobald sich der Schneckenbohrer 11 zu der erforderlichen Tiefe vorbewegt hat, wird Beton durch den Schneckenbohrer 11 gepumpt, wie es bei 24 gezeigt ist. Die Betonflussrate wird durch das Betonzuführungssystem überwacht.
  • Die Druckerfassungsvorrichtung in der Spitze 19 des Schneckenbohrers wird entweder durch den Gerättreiber oder durch das automatische Steuersystem verwendet, um sicherzustellen, dass es an der Schneckenbohrerspitze 19 eine konstante Zufuhr von Beton gibt. Der Schneckenbohrer 11 wird fortlaufend von dem Bohrloch herausgezogen, durch einen hydraulischen Hebemechanismus, der einen Teil des Antriebsmechanismus 12 bildet. Der Steuermechanismus 12 wird gesteuert, um die Rate des Schneckenbohrerrückzugs zu variieren, entweder erneut manuell oder automatisch. In jedem Fall kann die Rückzugsrate eine Funktion der Betonflussrate und des Drucksignals sein, das durch die Druckerfassungsvorrichtung geliefert wird.
  • Die Darstellung bei 26 zeigt einen beinahe kompletten Rückzug des Schneckenbohrers 11, und mit optionaler Armierung hinzugefügt ist ein fertiggestellter Pfahl bei 28 gezeigt.
  • Die Daten, die von der Überwachungsvorrichtung 14 erhalten werden, können verwendet werden, um den Pfahltreibeprozess zu steuern, wie es oben beschrieben ist. Die Daten können jedoch alternativ oder zusätzlich verwendet werden, um auf die Fertigstellung des Pfahls hin eine voraussagende Beurteilung der Pfahlkapazität zu ermöglichen.
  • 4 zeigt die Überwachungsvorrichtung 14 der Erfindung näher. Die Vorrichtung umfasst eine Welle 30 mit einem männlichen Zapfenverbinder 15a an einem Ende und einer weiblichen entsprechenden Bohrung 15b an dem anderen Ende. Bei dem gezeigten Beispiel hat der Zapfen 15a einen hexagonalen Querschnitt und ein Drehmoment wird übertragen durch die Zapfen-Bohrung-Verbindung zwischen der Überwachungsvorrichtung 14 und dem benachbarten Steckbohrer 11, sowie zwischen der Überwachungsvorrichtung 14 und dem benachbarten Antriebsmechanismus 12. Um das Drehmoment und die Axialdehnung in dem Schneckenbohrer 11 zu messen, sind Dehnungsmesser 32 auf der Oberfläche der Welle 30 vorgesehen. Die Axialdehnung durch die Welle und das Drehmoment variieren, während sich die Tiefe der Bohrung erhöht und variieren auch, während sich die Art des Erdreichs an der Spitze 19 ändert.
  • Für Fachleute auf diesem Gebiet ist klar, wie die Befestigungsmomente zu befestigen sind, um Drehmoment- und Axialdehnungsinformationen zu liefern. Typischerweise kann eine Anordnung von zumindest zwei oberflächenbefestigten Dehnungsmessern verwendet werden, bei einer Konfiguration, die es ermöglicht, dass Drehmoment- und Axialdehnung aufgelöst werden. Dies kann eine Diamantkonfiguration von Dehnungsmesser sein.
  • Die Überwachungsvorrichtung 14 ist auch mit einem Empfänger 34 versehen, der das Signal von der Druckerfassungsvorrichtung empfängt, die an der Spitze 19 vorgesehen ist. Bei einem Beispiel umfasst der Empfänger 34 einen Druckwandler, der mit einer Hydraulikleitung kommuniziert, die entlang der gesamten Länge des Schneckenbohrers verläuft und mit einer Membran an der Schneckenbohrerspitze 19 kommuniziert. Wie es oben beschrieben ist, ist auch ein elektrisches System möglich.
  • Die Signale von allen Dehnungsmessern und dem Druckempfänger 34 werden vorzugsweise durch eine Funkverbindung zu einem zentralen Computer in der Kabine der Rammgerätmaschine geliefert. Eine Datensammel- und -übertragungsvorrichtung 36 für diesen Zweck ist in 5 schematisch gezeigt. Als eine Alternative kann eine Kommutatoranordnung verwendet werden, die es ermöglicht, dass Signale von der Überwachungsvorrichtung 14 zu einer geeigneten Steuervorrichtung (nicht gezeigt) abgegriffen werden.
  • 5 zeigt den Entwurf der Spitze 19 eines möglichen Schneckenbohreraufbaus 11 näher, der einen Kern 40 und einen Mitnehmer 42 umfasst. Der Kern 40 umfasst innere und äußere Häute 44, 46. Die innere Haut 44 definiert den Durchgang für die Zufuhr von Beton 48 und erstreckt sich zu einer Öffnung 50 benachbart zu der Spitze 13. Die Öffnung 50 ist so gezeigt, dass sie an einer lateralen Position vorgesehen ist, um die Wahrscheinlichkeit einer Blockierung zu reduzieren. Der Raum zwischen der inneren und äußeren Haut 44, 46 definiert eine Kammer, die entlang der gesamte Länge des Schneckenbohrers 11 verläuft. Diese Kammer wird verwendet, um die Hydraulikleitung zu definieren, die die Druckerfassungsvorrichtung 52 und den Empfänger 34 koppelt, der an der Überwachungsvorrichtung 14 angeordnet ist. In ihrer einfachsten Form umfasst die Druckerfassungsvorrichtung 52 eine Membran, wie es in 5 gezeigt ist, die auf den Druck an der Schneckenbohrerspitze 19 anspricht.
  • Der Schneckenbohreraufbau von 9 ist ein Doppelhautschneckenbohrer, und ein Drucksensor mit Hydrauliksignalkopplung ist vorgesehen. Selbstverständlich kann auch ein Einzelhautschneckenbohrer gewählt werden.
  • Die Erfindung schafft eine verbesserte Überwachung der Schneckenbohrerbedingungen während eines Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer-Pfahltreibeprozesses, was die Qualität des gebildeten Betonpfahls verbessern kann. Die Überwachungsvorrichtung kann in bestehende Rammgeräte eingebaut werden, ohne wesentliche Modifikationen an diesen bestehenden Systemen, zumindest im Fall der Dehnungsmesssysteme im Zusammenhang mit der Überwachungsvorrichtung 14.
  • Für Fachleute auf diesem Gebiet sind verschiedene Modifikationen offensichtlich. Gleichartig dazu wurde der exakte Aufbau des Rammgeräts und der Betonzuführungs- und -flussüberwachungsausrüstung nicht näher beschrieben, da diese alles in der Technik üblich sind.

Claims (14)

  1. Eine Überwachungsvorrichtung (40) für einen Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer, die für eine Verbindung zwischen einem Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer (11) und einem Antriebsmechanismus (12) oder für eine Verbindung zwischen benachbarten Schneckenbohrerabschnitten eine Welle (30) umfasst, wobei die Welle an jedem Ende eine Kopplung (15) für die Verbindung mit jeweiligen Kopplungen des Antriebsmechanismus (12) und/oder dem Schneckenbohrer (11) umfasst, so dass sich die Welle mit dem Schneckenbohrer dreht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner eine Dehnungsmessanordnung (32) umfasst, zum Liefern von Dehnungssignalen für die Verwendung beim Ableiten des Rotationsdrehmoments und der Axialkraft des Schneckenbohrers, und dass die Vorrichtung ferner eine Einrichtung umfasst zum Bewerten von Bodenbedingungen von dem Drehmoment und der Kraft, für die Verwendung beim Steuern der Drehgeschwindigkeit und/oder des Vorschubs des Schneckenbohrers in die Erde.
  2. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Bodenbedingungen die Scherspannung des Bodens umfassen.
  3. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Dehnungsmessanordnung eine Mehrzahl von Dehnungsmessern (32) umfasst, die auf der Welle angeordnet sind.
  4. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, die ferner eine Druckerfassungsvorrichtung (52) zum Befestigen an dem unteren Ende (19) des Schneckenbohrers (11) umfasst, und eine Verbindungsanordnung zum Kop peln von Signalen von der Druckerfassungsvorrichtung (52) mit einem Empfänger (34) der Überwachungsvorrichtung.
  5. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Verbindungsanordnung eine Hydraulikleitung umfasst.
  6. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der der Empfänger (34) einen Druckwandler umfasst, der auf der Welle befestigt ist.
  7. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Druckerfassungsvorrichtung einen elektrischen Druckwandler umfasst, der durch eine elektrische Leitung mit dem Empfänger gekoppelt ist.
  8. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der der Empfänger einen Funksender zum Senden gemessener Daten an eine Steuerstation umfasst.
  9. Eine Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer-Anlage (10), die einen Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer (11), einen Antriebsmechanismus (12) zum Treiben des Schneckenbohrers in den Boden und eine Überwachungsvorrichtung (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.
  10. Eine Steuervorrichtung zum Steuern des Treibens eines Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer, der eine Überwachungsvorrichtung (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst, und eine Steuereinrichtung zum Liefern von Steuersignalen für die Steuerung des Antriebsmechanismus (12) abhängig von Signalen, die durch die Überwachungsvorrichtung (14) geliefert werden.
  11. Eine Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schneckenbohrer-Anlage (10), die einen Kontinuierlicher-Mitnehmer-Schnecken bohrer (11), einen Antriebsmechanismus (12) zum Treiben des Schneckenbohrers in den Boden und eine Steuervorrichtung zum Steuern des Antriebsmechanismus gemäß Anspruch 10 umfasst.
  12. Eine Anlage (10) gemäß Anspruch 9 oder 11, bei der der Schneckenbohrer einen Kern (40) und einen Mitnehmer (42) umfasst, wobei der Kern zwei konzentrische Wände (44, 46) aufweist.
  13. Eine Anlage (10) gemäß Anspruch 12, bei der die Überwachungsvorrichtung eine Druckerfassungsvorrichtung (52) umfasst, die an dem unteren Ende (19) des Schneckenbohrers (11) befestigt ist, und eine Hydraulikleitung, die Signale von der Druckerfassungsvorrichtung mit einem Druckwandler (34) koppelt, der auf der Welle befestigt ist, und wobei die Hydraulikleitung durch die Beabstandung zwischen den konzentrischen Wänden (44, 46) des Kerns (40) definiert ist.
  14. Eine Anlage gemäß einem der Ansprüche 9, 11, 12 oder 13, bei der der Schneckenbohrer (11) mehrere Abschnitte (11a, 11b) umfasst.
DE60123545T 2000-05-26 2001-05-23 Erzeugen eines pfahles durch schneckenbohren Expired - Lifetime DE60123545T2 (de)

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