Fundament für einen Mast, Stützpfeiler oder dergleichen

Abstract

 Fundament für einen Mast, Stützpfeiler, Gleise oder dergleichen mit einem ins Erdreich einvibrierbaren Verankerungsabschnitt (2) in Form eines Hohlprofils, das unten offen ausgebildet ist und ein inneres (3, 3') sowie gegebenenfalls äußeres (4) Erdverfestigungselement aufweist. Vorzugsweise ist wenigstens das innere Erdverfestigungselement (3) im Innern des Verankerungsabschnittes (2) längs verschieblich angeordnet, so daß eine Verfestigung der von unten in das Innere des Verankerungsabschnittes (2) eindringenden Erde während der gesamten Dauer des Einvibrierens des Verankerungsabschnittes (2) in das Erdreich erfolgt. In entsprechender Weise kann auch das äußere Erdverfestigungselement (4) längs verschieblich angeordnet sein.
Das Einvibrieren des Verankerungsabschnittes (2) erfolgt mittels eines am oberen Ende desselben angeschlossenen Vibrationsgerätes, das von einem Baugerät oder Luftfahrzeug gehalten und von diesem mit einer auf den Verankerungsabschnitt einwirkenden Belastung in Höhe von etwa dem Eigengewicht des Vibrationsgerätes (etwa 1,5 bis 3,5 t) abgesenkt wird. Der hohlprofilartige Verankerungsabschnitt (2) ist extrem dünnwandig ausgebildet im Verhältnis zu seiner Länge und Breite.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Fundament gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Ein derartiges Fundament ist z.B. bekannt aus der US-PS 1 784 568. Es wird dort vorgeschlagen, Telegrafenmasten oder dergl. am Ende eines im Erdreich einbetonierten Verankerungsabschnitts, z.B. in Form eines H-oder Rohrprofils, lösbar anzuflanschen. Zum Zwecke der Verankerung des H- oder Rohrprofils im Erdreich wird dieses an der Stelle der Errichtung des Telegrafenmasten zunächst ausgehoben, anschließend der Verankerungsabschnitt im Erdloch fixiert, und schließlich das Erdloch mit Beton ausgegossen.

[0003] Es ist augenscheinlich, daß die bekannte Lösung sowohl material- als auch zeitintensiv ist, wobei bei größeren Fundamenten das Erdloch zusätzlich verschalt und abgestützt werden muß, um einen unerwünschten Erdeinbruch zu vermeiden, der eine permanente Gefahr für die den Verankerungsabschnitt im Erdloch fixierenden Bauarbeiter darstellen würde. Darüberhinaus bedarf die bekannte Lösung die Bereitstellung von Erdbewegungsmaschinen (Bagger) sowie Betonmischer etc.

[0004] Ein ganz großer Nachteil ist bei der bekannten Lösung die Zerstörung der naturgegebenen Festigkeit des Erdreichs durch den notwendigen Aushub eines Erdlochs für die Herstellung des beschriebenen Fundaments. Die verlorengegangene Festigkeit des Erdreichs kann im wesentlichen nur durch eine erhöhte Betonmasse kompensiert werden.

[0005] Die nach der US-PS 1 784 568 bekannte Lösung eignet sich auch nicht für die Errichtung von Fundamenten für Stützpfeiler von größeren Montagehallen oder dergl., deren Boden nach Planierung des Erdreichs asphaltiert oder betoniert werden soll. Die Asphaltierung oder Betonierung des Hallenbodens kann bei der bekannten Lösung praktisch nur nach Fertigstellung der Fundamente für die Stützpfeiler durchgeführt werden mit der Folge, daß diese Arbeiten nicht ausschließlich mit Großgeräten ausgeführt werden können, sondern im unmittelbaren Bereich der bereits errichteten Fundamente zusätzliches Kleingerät erfordern. Anderenfalls ließe sich die Betonierung oder Asphaltierung im unmittelbaren Bereich der gesetzten Fundamente nur unvollständig durchführen. Manuelle Nacharbeiten wären unvermeidlich.

[0006] Aus der CH-DS 589 772 ist ein rohrförmiger Verankerungsabschnitt für Stahlmasten oder dergl. bekannt, der in das Erdreich eingetrieben wird und zur Erhöhung der Seitenstabilität einen äußeren Kragen (Flansch) aufweist, der im eingetriebenen Zustand des Verankerungsabschnitts auf der Erdoberfläche aufliegt. Zum erleichterten Eintreiben des rohrförmigen Verankerungsabschnitts ist das untere Ende desselben mit einer geschlossenen Spitze versehen.

[0007] Nachteilig ist bei dieser Lösung, daß der rohrförmige Verankerungsabschnitt relativ schlank ausgebildet sein muß, um den Widerstand beim Eintreiben in das Erdreich in vertretbaren Grenzen zu halten. Dennoch ist der Erd-Widerstandskegel sehr hoch mit der Folge, daß erhebliche Kräfte auf den Verankerungsabschnitt einwirken müssen, um diesen in das Erdreich zu treiben. Dies erfolgt gewöhnlich mittels eines Fallhammers oder Bären. Bei diesem Verfahren besteht erhöhte Bruchgefahr für den Verankerungsabschnitt. Es läßt sich ferner nicht vermeiden, daß das beim Einschlagen entstehende Erdloch seitlich ausgeschlagen bzw. erweitert wird, was sich zwangsläufig stabilitätsmindernd auswirkt. Aus diesem Grunde ist der erwähnte Außenkragen erforderlich, der im Vergleich zu dem Außendurchmesser des rohrförmigen Verankerungsabschnitts einen erheblich größeren Außendurchmesser aufweist. Nur durch den überdimensional großen Außenkragen wird eine ausreichende Seitenstabilität erreicht.

[0008] Ähnlich wie bei der Lösung nach der CH-PS 589 772 verhält es sich bei der im Jahre 1899 vorgeschlagenen Lösung nach der GB-PS 6349 nur mit dem Unterschied, daß bei letzterer kein gesonderter Verankerungsabschnitt vorgesehen ist, an dessen oberem Ende der eigentliche Mast befestigt wird, sondern das untere Ende des Mastes eine Spitze aufweist und im Abstand vom unteren Ende des Mastes ein äußerer Kragen in Form eines Ring- oder dergl. -Flansches angeordnet ist. Das Einschlagen des bekannten Mastes in das Erdreich ist äußerst kompliziert und praktisch nur bei relativ kurzen Masten möglich. Bei längeren Masten läßt sich ein aufwendiges "Eingraben" nicht vermeiden.

[0009] Schließlich ist aus dem DE-GM 1 964 445 noch bekannt, einen aus Stahlblech oder Aluminiumblech hergestellten Mast in ein rohrförmiges Erd-Verankerungsteil zu stecken, das aus Beton oder Kunststoff hergestellt und vorher in die Erde eingegraben worden ist. Die Festigkeit dieser Mastverankerung ist sehr begrenzt und allenfalls für leichte Blechmasten ausreichend. Als Fundament für Stützpfeiler von Montagehallen oder Brückenpfeiler ist die nach dem DE-GM 1 964 445 bekannte Lösung vollkommen ungeeignet.

[0010] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fundament für Masten, Stützpfeiler, Gleise, oder dergl. zu schaffen, das sich durch höchste Stabilität bei geringem Materialaufwand und einfacher Herstellung auszeichnet, insbesondere auch in unwegsamem Gelände leicht errichtet werden kann.

[0011] Ferner ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zur Herstellung der genannten Fundamente zu schaffen.

[0012] Hinsichtlich des Fundaments wird die gestellte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1, hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 11 gelöst.

[0013] Der Verankerungsabschnitt des erfindungsgemäßen Fundaments ist so ausgebildet, daß ohne größeren Widerstand ein Eintreiben desselben durch niedrig-, mittel- oder hochfrequentes Vibrieren möglich ist. Der Erd-Widerstandskegel ist während des Eintreibens extrem niedrig, im vollständig eingetriebenen Zustand jedoch wesentlich höher als bei den bekannten Konstruktionen, so daß eine sehr hohe Verankerungswirkung erreicht wird. Dabei lassen sich diese Vorteile überraschenderweise mittels Verankerungsabschnitten in Form extrem dünnwandiger Hohlprofile erzielen, die bei dem erfindungsgemäßen Einvibrieren weder gefaltet noch geknickt werden. Durch das Vibrieren dringt das dünnwandige Hohlprofil mühelos in das Erdreich ein, und zwar überraschenderweise auch ohne Beschädigung der z.B. verzinkten Oberfläche. Es werden bei einer Länge bis zu 3000 mm für den Verankerungsabschnitt Blechdicken von 2,0 bis 6,0 mm, vorzugsweise 3 - 5 mm verwendet. Der Materialeinsatz ist durch die erfindungsgemäß möglich gewordenen dünnen Wandstärken extrem gering.

[0014] Modellversuche haben gezeigt, daß sich ein Verankerungsabschnitt, bestehend aus einem etwa 3000 mm langen Hohlprofil mit einer Querschnittsabmessung von 600x 600mm und einem Gewicht von etwa 350 kg und einer Wandstärke von etwa 5 mm mit einer Belastung (Gewicht des Vibrators) von nur etwa 2,5 to in das Erdreich einvibrieren läßt. Um das so ausgebildete Fundament wieder aus der Erde herauszuziehen, sind etwa 15 to erforderlich. Die Belastbarkeit eines derartigen Fundaments liegt bei etwa 25 to, d.h. bei einer vertikalen Belastung von über 25 to würde das Fundament im Erdreich weiter einsinken. Bei der vibrierenden Einbringung des als Hohlprofil ausgebildeten Verankerungsabschnitts wird die an die Wandung des Verankerungsabschnitts unmittelbar angrenzende Erde quasi "fließend". Dadurch dringt der Verankerungsabschnitt mit relativ geringem Widerstand in das Erdreich ein. Nach Beendigung des Vibrierens verfestigt sich die unmittelbar an die Wandung des Verankerungsabschnitts angrenzende Erde praktisch schlagartig, wobei eine zusätzliche Verfestigung durch das erfindungsgemäß vorgesehene innere und gegebenenfalls äußere Erdverfestigungselement erzielt wird. Der hohe Erd-Widerstandskegel des erfindungsgemäßen Fundaments im eingetriebenen Zustand ist u.a. bedingt durch die von unten in das Innere des Verankerungsabschnitts während des Einvibrierens in das Erdreich eingedrungene und hochverfestigte Erde, die dem Hohlprofil eine Festigkeit entsprechend einem sehr stark dimensionierten Vollkörper vermittelt.

[0015] Das erfindungsgemäß vorgesehene innere Erdverfestigungselement hat neben der erdverfestigenden Funktion zusätzlich eine stabilitätserhöhende Funktion. Der aus dem Boden herausragende Abschnitt des als Verankerungsabschnitt dienenden Hohlprofils ist aufgrund der dünnen Wandstärke desselben äußerst empfindlich gegenüber Biege- und Schwingungsbeanspruchungen. Durch das innere Erdverfestigungselement erfolgt eine Aussteifung dieses empfindlichen Abschnittes, so daß hohe Biege- und Schwingungsbelastungen aufgenommen werden können. Letztlich ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion nicht die Wandstärke des als Verankerungsabschnitt verwendeten Hohlprofils maßgebend, sondern die durch das Hohlprofil, die im Inneren desselben eingeschlossene Erde und das Erdverfestigungselement (Betoneinsatz oder dergl.) gebildete Masse.

[0016] Da der Mast oder Stützpfeiler oder dergl. auf dem erfindungsgemäßen Fundament befestigt wird derart, daß der Mast, Stützpfeiler oder dergl. sich vollständig über der Erdoberfläche befindet, besteht die Möglichkeit, für den Verankerungsabschnitt (Erdteil) und den über der Erde angeordneten Teil, also Mast, Stützpfeiler oder dergl., verschiedene Materialien zu verwenden. Für den Mast oder dergl. kann ein Material verwendet werden, das beständig ist gegenüber Luftkorrosion, jedoch nicht beständig sein muß gegenüber "Erdkorrosion". Umgekehrtes gilt für den Verankerungsabschnitt. Ein Stahlmast oder -pfeiler oder dergl. ist vorzugsweise aus dem unter dem Warenzeichen "Corten" bekannten Kohlenstoffstahl hergestellt, der sehr billig und gegenüber Luftkorosion sehr beständig ist, nicht dagegen gegenüber Erdkorrosion (Erdsäuren).

[0017] Aufgrund der äußerst schonenden Einbringung des Verankerungsabschnitts in das Erdreich können dafür sehr dünnwandige Hohlprofile aus verzinktem Stahlblech verwendet werden. Dadurch, daß die umittelbar an die Wandung des Hohlprofils angrenzende Erde beim Einvibrieren sehr locker bzw. praktisch fließend wird, wird die Zinkschicht nicht beschädigt. Anders verhält es sich beim Einhämmern von Verankerungsprofilen in das Erdreich. Der Oberflächenabrieb ist bei dieser Einbrungsmethode sehr hoch.

[0018] Abhängig von den Erdqualitäten werden natürlich die Materialien und Blechdicken für den Verankerungsbschnitt gewählt.

[0019] Das im Innern des hohlprofilartigen Verankerungsabschnitts angeordnete Erdverfestigungselement besteht vorzugsweise aus einer vom oberen Ende des Verankerungsabschnitts beabstandeten, sich über den freien inneren Querschnitt desselben erstreckenden Platte aus korrosionsbeständigem Stahl. Diese Platte, die geschlossen oder als engmaschiges Gitter ausgebildet sein kann, ist an den Innenseiten des hohlprofilartigen Verankerungsabschnitts angeschweißt oder angeschraubt. Bei dieser Konstruktion erfolgt die Verfestigung des von unten her in das Innere des Verankerungsabschnittes eindringenden Erdreichs während der Endphase des Einvibrierens.

[0020] Zur Verfestigung der den Verankerungsabschnitt außen umgebenden Erde kann ein äußeres Erdverfestigungselement im oberen Teil des Verankerungsabschnitts - vorzugsweise von dessen oberen Ende etwas beabstandet - vorgesehen sein, wobei dieses nach Art eines ringförmig nach außen vorspringenden Kragens (Flansch) ausgebildet ist.

[0021] Eine ganz bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das innere und/oder äußere Erdverfestigungselement gewichtig ausgebildet bzw. beschwert und an dem Verankerungsabschnitt des Fundaments längs-verschieblich angeordnet ist. Dadurch erfolgt eine ständige Einwirkung des bzw. der Erdverfestigungselemente auf das Erdreich in unmittelbarer Umgebung des Verankerungsabschnittes während der gesamten Dauer des Einvibrierens desselben in das Erdreich. Man erhält auf diese Weise eine zusätzliche Verfestigung des Erdreiches über die naturgegebene Festigkeit hinaus. Die "Fließeigenschaft" des Erdreichs in unmittelbarer Umgebung der Wandung des vorzugsweise als Hohlprofil ausgebildeten Verankerungsabschnitts wird durch die Erdverfestigungselemente praktisch nicht beeinflußt. Durch die zusätzliche Verfestigung des den Verankerungsabschnitt umgebenden Erdreiches durch die Erdverfestigungselemente während des gesamten Einvibrierens erhält man eine extrem hohe Standfestigkeit des Fundaments bzw. der an den Verankerungsabschnitt des Fundaments angeschlossenen Masten, Pfeiler oder dergleichen.

[0022] Zum erleichterten Eintreiben des Verankerungsabschnittes in relativ hartes Erdreich, z.B. auch gefrorene Erde, ist der untere Rand des Verankerungsabschnittes vorzugsweise gezahnt ausgebildet. Bei einem hohlzylindrischen Verankerungsabschnitt kann das Einvibrieren in vertikaler Richtung zusätzlich durch eine Rotationsbewegung um die Längsachse des Verankerungsabschnittes überlagert werden.

[0023] Vorzugsweise verjüngt sich der Verankerungsabschnitt im Inneren von unten nach oben leicht (3° - 8°) konisch, während die Außenflächen sich parallel zueinander erstrecken. Man erhält dadurch während des Einvibrierens eine zusätzliche Komprimierung des von unten in das Innere des Verankerungsabschnitts eindringenden Erdreichs. Um denselben Effekt auch an der Außenseite des Verankerungsabschnitts zu erzielen, können die Außenflächen desselben von oben nach unten zur Längsachse des Verankerungsabschnitts hin leicht (3° - 8°) geneigt sein.

[0024] Vorzugsweise beträgt das Verhältnis von (Länge des Verankerungsabschnitts) zu (äußerem Durchmesser eines rohrförmigen Verankerungsabschnitts bzw. größter Breite eines Verankerungsabschnitts mit eckigem, vorzugsweise quadratischem Querschnitt) zu (Wandstärke des Verankerungsabschnitts) etwa (1000 - 5000 mm) : (200 - 1500 mm): (2,0 - 10,0 mm insbes. 2,0 - 6,0 mm). Dieses Verhältnis zeigt, welch geringe Wandstärke der Verankerungsabschnitt des erfindungsgemäßen Fundaments bei extrem hoher Stabilität im Erdreich aufweist. Der Materialeinsatz ist äußerst gering und die Einbringung in das Erdreich unproblematisch.

[0025] Die erfindungsgemäß ausgebildeten Fundamente eignen sich u.a. auch als provisorische Abstützung für schwere Baugeräte, wie Krane, Bagger, etc., in unwegsamem Gelände. Die Fundamente lassen sich, wie dargelegt, sehr schnell setzen bzw. errichten (ca. 50 - 90 sek pro Fundament) und zwar mit relativ leichtem Baugerät oder sogar aus der Luft. Die Errichtung betonierter Standflächen für schwere Krane oder dergleichen wird dadurch entbehrlich. Auch die Entfernung der erfindungsgemäßen Fundamente ist sehr einfach und insbesondere umweltfreundlich.

[0026] Hinsichtlich des Verfahrens zur Errichtung der erfindungsgemäß ausgebildeten Fundamente wird auf die Ansprüche 11 - 13 verwiesen, wobei das anwendungsspezifische Verfahren nach Anspruch 13 sich als besonders wirkungsvoll erwiesen hat. Der aus der Beton- oder Asphaltdecke ausgeschnittene Beton- oder Asphaltblock kann zur Erhöhung der erdverfestigenden Wirkung während des Einvibrierens des Verankerungsabschnitts zusätzlich beschwert werden mittels eines weiteren bereitgehaltenen Betonblocks oder dergleichen.

[0027] Vorteilhaft ist bei dem Verfahren nach Anspruch 13 auch noch die Führungsfunktion des Trennschnitts in der Beton-oder Asphaltdecke für den Verankerungsabschnitt sowie die stabilisierende Wirkung der Beton- oder Asphaltdecke um den Verankerungsabschnitt herum.

[0028] Bei dem Verfahren nach Anspruch 13 können im Gegensatz zu dem eingangs genannten Verfahren nach dem Stand der Technik zur Erstellung des Hallenbodens große Baugeräte eingesetzt werden, die zumindest nicht durch vorher gesetzte Fundamente behindert werden. Es ist eine äußerst zügige und exakte Bearbeitung des Hallenbodens möglich.

[0029] Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fundament mit einem ins Erdreich eingetriebenen hohlzylindrischen Verankerungsabschnitt mit einer Stahlplatte als inneres Erdverfestigungselement im Schnitt und teilweise in Seitenansicht,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines Fundaments mit einem ins Erdreich eingetriebenen Verankerungsabschnitt in Form eines Vierkant-Hohlprofils mit einem äußeren kragenförmigen Erdverfestigungselement und einem längsverschieblichen inneren Erdverfestigungselement (Betonklotz) im Schnitt,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Verankerungsabschnitt gem. Fig. 2 längs LinieIII-III,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der "Erd-Widerstandskegel" bei der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik, und

Fig. 5 den Verlauf des Erdwiderstandes bei den Ausführungsformen nach Fig. 4 über die Eindringtiefe ins Erdreich.

[0030] Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht das Fundament für einen Mast 1 aus einem hohlzylindrischen Verankerungsabschnitt 2, der in das Erdreich etwa vertikal in die Erde einvibriert worden ist. Am oberen Ende des Verankerungsabschnitts 2 ist der Mast 1 angeflanscht. Innerhalb des hohlzylindrischen Verankerungsabschnittes 2 ist im Abstand vom oberen Ende desselben eine Stahlplatte 3 eingeschweißt, wobei zusätzlich Verstärkungswinkel 5 zur erhöhten Festigkeit zwischen Verankerungsabschnitt 2 und Erdverfestigungsplatte 3 vorgesehen sind. Die Erdverfestigungsplatte 3 liegt im eingetriebenen Zustand des Verankerungsabschnitts 2 abhängig vom Erdwiderstand mehr oder weniger weit unterhalb der Erdoberfläche. Auf jeden Fall ist durch die beschriebene Anordnung der Erdverfestigungsplatte 3 eine Erdverfestigung im Innern des Verankerungsabschnitts während der Endphase des Einvibrierens desselben in das Erdreich gewährleistet. Damit während des Eintreibens bzw. -vibrierens des Verankerungsabschnitts 2 in das Erdreich die im Innern desselben eingeschlossene Luft nach außen entweichen kann, ist knapp unterhalb der Erdverfestigungsplatte 3 in der Seitenwandung des Verankerungsabschnitts 2 eine Entlüftungsöffnung 12 vorgesehen. Der in jedem Fall über der Erdoberfläche liegende Mast 1 ist mittels Schraubbolzen 10 an einer oberen Abschlußplatte 13 des Fundaments bzw. Verankerungsabschnitts 2 lösbar befestigt, wobei zu diesem Zweck am unteren Ende des Mastes 1 ein Befestigungsflansch 9 vorgesehen ist.

[0031] Der untere Rand des hülsenförmigen Verankerungsabschnittes 2 ist gezahnt ausgebildet, um das Eintreiben bzw. Einvibrieren desselben in das Erdreich zu erleichtern. Zu diesem Zweck kann der Verankerungsabschnitt gleichzeitig noch um seine Längsachse gedreht werden. Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel wird also zunächst nur der Verankerungsabschnitt 2 in das Erdreich einvibriert und anschließend an diesem der eigentliche Mast angeflanscht. Der Querschnitt des Verankerungsabschnittes 2 kann - wie dargelegt - auch rechteckig, vorzugsweise quadratisch, ausgebildet sein. In diesem Falle beträgt bei einer Länge des Verankerungsabschnittes 2 von 1000 - 5000 mm die Kantenlänge ca. 200 - 1500 mm und die Wandstärke etwa 2 - 10 mm, vorzugsweise 3 - 6 mm.

[0032] Fig. 1 läßt bei größeren Blechdicken des Verankerungsabschnitts 2 erkennen, daß statt der Erdverfestigungsplatte 3 ein im oberen Bereich des Verankerungsabschnitts 2 angeordneter Betoneinsatz vorgesehen sein kann, der in gleicher Weise eine erdverfestigende Wirkung während der Endphase des Eintreibens bzw. -vibrierens besitzt.

[0033] Das gesamte Fundament nach Fig. l hat einschließlich Erdverfestigungsplatte 3 und ggf. Versteifungsblech 5 ein Gewicht von etwa 100 - 2000 kg, je nach Länge, Querschnitt und Blechstärke des hohlprofilartigen Verankerungsabschnitts. Es hat sich gezeigt, daß trotz der sehr geringen Wandstärke des hülsenförmigen Verankerungsabschnittes eine extrem hohe Steifigkeit und Verankerungswirkung erzielt wird ohne zusätzliche Armierungen oder dergleichen. Die naturgegebene Erdfestigkeit wird beim Einvibrieren des erfindungsgemäß verwendeten Verankerungsabschnittes nicht zerstört; sie wird sogar durch die innere Erdverfestigungsplatte 3 und gegebenenfalls durch ein zusätzliches äußeres Erdverfestigungselement entsprechend Fig. 2 zusätzlich erhöht. Vorzugsweise ist das äußere Erdverfestigungselement 4 ebenfalls vom oberen Ende des Verankerungsabschnitts 2 etwas beabstandet. Der Abstand des inneren und ggf. auch äußeren Erdverfestigungselements vom oberen Ende des Verankerungsabschnitts beträgt etwa 3/100 - 10/100 der Länge des Verankerungsabschnitts 2. Bei dem Ausführungsbeispiel gem. den Fig. 2 und 3 ist der Verankerungsabschnitt 2 ein Vierkant-Hohlprofil mit jeweils gleicher Kantenlänge. Am oberen Ende des Vierkant-Hohlprofils ist ein äußeres Erdverfestigungselement in Form eines Kragens 4 vorgesehen. Der Kragen 4 ist eine Blechkonstruktion mit einem Umfangsflansch 6 und an der Unterseite desselben angeschweißten Winkelblechen 7, wobei insgesamt 4 Winkelbleche vorgesehen sind, die im Bereich der Mittellinien der 4 Seiten des Hohlprofils angeordnet sind derart, daß sie über den Umfang des Hohlprofils gleichmäßig verteilt sind. Die jeweils oberen, sich waagrecht erstreckenden Schenkel der Winkelbleche 7 sind an der Unterseite des Umfangsflansches 6 angeschweißt, während die anderen, sich etwa vertikal erstreckenden Schenkel der Winkelbleche 7 an der äußeren Mantelfläche des Hohlprofils bzw. Verankerungsabschnittes 2 befestigt, vorzugsweise ebenfalls angeschweißt, sind.

[0034] Das innere Erdverfestigungselement in Form eines Betoneinsatzes 3' ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 im Inneren des Verankerungsabschnittes 2 längsverschieblich angeordnet, so daß es während des gesamten Einvibrierens auf das von unten her in das Innere des Verankerungsabschnittes 2 eindringende Erdreich einwirkt. Am oberen Ende des Verankerungsabschnittes 2 ist eine Entlüftungsöffnung 11 vorgesehen, durch die während des Einvibrierens die oberhalb des inneren Betoneinsatzes 3' vorhandene Luft entweichen kann, gegebenenfalls mit während des Einvibrierens entstehendem Betonstaub. Das untere Ende des Verankerungsabschnittes 2 ist gezackt ausgebildet (4 Zacken an den 4 Ecken des Verankerungsabschnittes), um einen minimalen Erd-Widerstandskegel zu erhalten und damit den Erdwiderstand beim Einvibrieren zusätzlich zu reduzieren. Das Gewicht des Betoneinsatzes 3' beträgt zwischen etwa 100 kg bis etwa 300 kg. Dies ist u.a. abhängig von der Bodenbeschaffenheit. Die unterhalb der Erdoberfläche liegenden Verankerungsabschnitte 2 bestehen jeweils aus hochkorrosionsbeständigem Stahl, z.B. Chromstahl, der auch gegenüber Erdsäuren etc. beständig ist. Der über der Erdoberfläche angeordnete Mast 1 oder dergl. besteht vorzugsweise aus einem luftkorrosionsbeständigem Material, u.a. auch Holz.

[0035] Die inneren und gegebenenfalls äußeren Erdverfestigungselemente 3, 3' und 4 haben neben ihrer erdverfestigenden Wirkung zusätzlich den Vorteil, daß eine erhöhte Knickfestigkeit des Fundaments im oberen Anschlußbereich für den Mast, Stützpfeiler oder dergl. erzielt wird. Insgesamt stellt sich das erfindungsgemäße Fundament als äußerst stabil gegenüber Schwingungen, Biegebeanspruchungen sowie Zug- und Druckbelastung dar.

[0036] Vorzugsweise ist der Verankerungsabschnitt 2 - sowie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Erdverfestigungsplatte 3 - aus ferritischem Chromstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und mit oder ohne Molybdän-Zusatz hergestellt.

[0037] Zu der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 sei noch gesagt, daß das Verhältnis "äußerer Durchmesser des Kragens 4" zu "Kantenlänge des Verankerungsabschnittes 2" zwischen etwa 2 : 1 und 4 : 1 liegt.

[0038] Bei hohlzylindrischer Ausführung des Verankerungsabschnittes 2 kann der Außenmantel desselben mit sich schraubenförmig erstreckenden Nuten oder Rippen versehen sein, die beim Einvibrieren des Verankerungsabschnitts 2 in die Erde eine Drehbewegung desselben um die Längsachse bewirken. Durch diese Drehbewegung wird der z.B. entsprechend Fig. 1 gezahnte untere Rand des Verankerungsabschnittes 2 nach Art einer Säge wirksam.

[0039] Die Darstellungen in den Fig. 4 und 5 lassen besonders gut die Vorteilhaftigkeit des erfindungsgemäßen Fundaments erkennen. Modellversuche haben gezeigt, daß der "Erd-Widerstandskegel" beim Einschlagen eines schlanken Pfahles in das Erdreich relativ groß ist, d.h. einen relativ großen Kegelwinkel aufweist. Demgegenüber ist der "Erd-Widerstandskegel" des hohlprofilartigen Verankerungsabschnittes 2 gemäß vorliegender Erfindung beim Einvibrieren in das Erdreich sehr klein. Das Hohlprofil verhält sich wie eine messerartige Schneide. Im vollständig einvibrierten Zustand besitzt der Verankerungsabschnitt 2 jedoch einen sehr großen "Erd-Widerstandskegel", da das sich im Inneren des hohlprofilartigen Verankerungsabschnittes 2 befindliche Erdreich dem Verankerungsabschnitt 2 die Eigenschaft eines Vollkörpers nach Art eines sehr dicken Pfahles vermittelt (vgl. Darstellung II in Fig. 4).

[0040] Der Verlauf des Erdwiderstands G der beiden in Fig.4 gegenübergestellten Ausführungsformen ist in Fig. 5 über die Eindringtiefe T dargestellt. Der Erdwiderstand ist demnach bei der Ausführungsform I in Fig. 4 von Anfang an relativ hoch, während bei der erfindungsgemässen Ausführungsform entsprechend der Darstellung II in Fig. 4 der Erdwiderstand G erst in der Endphase des Einvibrierens überproportional ansteigt.

[0041] Die Darstellung I in Fig. 4 ist im übrigen vergleichbar mit der bekannten Lösung nach der CH-PS 589 772 oder der GB-PS 6349.

[0042] Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Ansprüche

1. Fundament für einen Mast, insbesondere Stahlrohr-Mast, Stützpfeiler, Gleise, schweres Baugerät oder dergleichen, mit einem als Hohlprofil ausgebildeten Erd-Verankerungsabschnitt, der an seinem unteren Ende offen ausgebildet ist und an seinem oberen Ende ein Anschlußteil für den Mast oder dergleichen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Verankerungsabschnitt (2) in das Erdreich eingetrieben, vorzugsweise einvibriert, ist und ein zumindest in der Endphase des Eintreibens wirksames inneres Erdverfestigungselement, vorzugsweise in Form mindestens eines Betoneinsatzes (3¹), aufweist.

2. Fundament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das innere Erdverfestigungselement eine im Abstand vom oberen Ende des Verankerungsabschnitts (2) befestigte, sich über den freien Querschnitt desselben erstrekkende Platte (3) aus korrosionsbeständigem Stahl ist.

3. Fundament nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der untere Rand (8) des Verankerungsabschnitts (2) gezahnt ausgebildet oder mit drei oder vier gleichmäßig über den Umfang des Verankerungsabschnitts verteilt angeordnete Zacken versehen isst.

4. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Verankerungsabschnitt im Innern sich von unten nach oben vorzugsweise konisch verjüngt, während die Außenflächen sich parallel zueinander erstrecken.

5. Fundament nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das innere Erdverfestigungselement gewichtig, vorzugsweise in Form mindestens eines Bodeneinsatzes (3¹) oder einer beschwerten Stahlkonstruktion ausgebildet, und im Innern des Verankerungsabschnittes (2) längs-verschieblich gelagert ist, so daß eine Verfestigung der von unten in das Innere des Verankerungsabschnitts (2) eindringende Erde während der gesamten Dauer des Eintreibens bzw. -vibrierens des Verankerungsabschnitts (2) erfolgt.

6. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Verankerungsabschnitt (2) an seinem oberen Ende, vorzugsweise von diesem beabstandet, einen äußeren erdverfestigenden und stabilitätserhöhenden Kragen (4) aufweist.

7. Fundament nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Kragen (4) am Verankerungsabschnitt (2) längs-verschieblich angeordnet und mit einem großen Gewicht (Betonring oder dergl. mit einem Gewicht von etwa 10 bis 250 kg) beschwert ist, so daß eine Verfestigung des den Verankerungsabschnitt (2) unmittelbar umgebenden Erdreichs während der gesamten Dauer des Eintreibens bzw. -vibrierens des Verankerungsabschnitts (2) erfolgt.

8. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest der Verankerungsabschnitt (2) und die an diesem befestigten Teile (erdverfestigende Platte 3; äußerer Kragen 4) in an sich bekannter Weise aus korrosionsbeständigem Material, vorzugsweise rostfreiem Stahl, insbesondere Chromstahl, bestehen.

9. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß am oberen Ende des Verankerungsabschnitts (2) mindestens eine Entlüftungsöffnung (11 bzw. 12) vorgesehen ist.

10. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis von (Länge des Verankerungsabschnitts (2)) zu (äußerem Durchmesser eines hohlzylindrischen Verankerungsabschnitts (2) mit eckigem, vorzugsweise quadratischem Querschnitt) zu (Wandstärke des Verankerungsabschnitts) (1000 - 5000 mm) : (200 - 1500 mm) : (2,0 - 10,0 mm), vorzugsweise (1000 - 5000 mm) : (200 - 1500 mm) : (2,0 - 6,0 mm) beträgt.

11. Verfahren zur Errichtung eines Fundaments für Masten, Stützpfeiler, Gleise, schweres Baugerät oder dergleichen, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der als dünnwandiges Hohlprofil ausgebildete und mit einem inneren Erdverfestigungselement (Platte 3 bzw. Betoneinsatz 3') versehene Erdverankerungsabschnitt (2) etwa vertikal in das Erdreich einvibriert wird mittels eines am oberen Ende des Verankerungsabschnitts (2) angeschlossenen, vorzugsweise hochfrequenten Vibrationsgerätes, das von einem Baugerät oder Luftfahrzeug (Zeppelin, Hubschrauber, Ballon) gehalten und von diesem mit einer vorbestimmten Belastung abgesenkt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß bei Verwendung eines längs-verschieblichen inneren Erdverfestigungselements (Betoneinsatz 3¹) dieses zuerst an der Stelle, an der das Fundament erstellt werden soll, positioniert, dann der als Hohlprofil ausgebildete und unten offene Verankerungsabschnitt (2) über das Erdverfestigungselement (Betoneinsatz 3') geschoben und schließlich der Verankerungsabschnitt (2) in das Erdreich einvibriert wird, und zwar in der Endphase unter Mitnahme bzw. erhöhter Einwirkung des inneren Erdverfestigungselements auf das Erdreich im Innern des Verankerungsabschnitts (2).

13. Verfahren nach Anspruch 11 für die Errichtung von Fundamenten für Stützpfeiler einer Montagehalle mit betoniertem oder asphaltiertem Boden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelände, auf dem die Halle erstellt werden soll, zunächst geebnet, verdichtet und asphaltiert oder betoniert wird, daß dann an den für die Fundamente vorgesehenen Stellen die Asphalt- oder Betonschicht entsprechend dem Querschnitt des verwendeten Verankerungsabschnitts (2) durchtrennt wird, so daß auf diese Weise ein längs-verschiebliches inneres Erdverfestigungselement (Betonblock, Asphaltblock etc.) entsteht, und daß schließlich der Verankerungsabschnitt (2) mit seinem unteren offenen Ende in den Trennschnitt eingesetzt und mindestens bis zum Anschlag der Unterseite des oberen Anschlußflansches bzw. der oberen Anschlußplatte (13) an der Oberseite des ausgeschnittenen Erdverfestigungsteils (Beton- oder Asphaltblock) in das unter der Beton- oder Asphaltschicht liegende Erdreich einvibriert wird.

14. Verwendung der Fundamente nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder der nach dem Verfahren gem. einem der Ansprüche 11 bis 13 hergestellten Fundamente zur Abstützung von Masten, Stützpfeiler von Montagehallen oder dergleichen, Brückenpfeiler, Gleise, schwerem Baugerät (Krane, Bagger etc.) oder dergleichen.

Zeichnung