[0001] Die Erfindung richtet sich auf einen Gründungspfahl aus armiertem, vornehmlich vorgespannten
Beton mit äußeren Gewindegängen und einem Innenhohlraum zum Eingriff des die Torsionskraft
aufbringenden Bohrgestänges.
[0002] Die Herstellung solcher Pfähle bereitet erhebliche Schwierigkeiten, die zum einen
auf der vor allem durch das Außengewinde komplizierten Formgebung beruhen, zum anderen
aber auch auf den hohen Qualitätsansprüchen, die sich vornehmlich aus den aufzunehmenden
Kräften beim Eindrehen in das Erdreich ergeben. Nicht weniger Probleme bereitet die
Aufgabe, derartige Gründungspfähle in einer zur Aufnahme der erforderlichen Torsionskraft
geeigneten Weise kostengünstig herzustellen. Im allgemeinen wird der Innenhohlraum
mit einem mehreckigen Querschnitt versehen, in den ein analog gestaltetes Bohrgestänge
eingreift. Diese Ausbildung erschwert jedoch die Herstellung dieser Pfähle außerordentlich.
In dieser Hinsicht weniger problematisch ist die Verwendung einer an dem Kopf des
Pfahles angebrachten Stahlplatte mit einem der Außenkontur des eingreifenden Bohrgestänges
entsprechenden Ausschnitt. Die Verwendung einer solchen Kopfstahlplatte ist jedoch
außerordentlich kostenintensiv. Sie muß zunächst an dem Pfahl befestigt werden. Zum
anderen ist sie aber nach dem Eindrehen des Pfahles im Gebrauchszustand nicht mehr
zu nutzen.
[0003] Das Bestreben richtet sich deshalb darauf, Gründungspfähle der eingangs bezeichneten
Art so zu gestalten, daß sie unter Anwendung der bekannten Schleudertechnik kostensparend
und in einer Qualität hergestellt werden können, die mit den bisher verwendeten Fertigungsmethoden
nicht zu erreichen ist. Es geht vor allem darum, die Qualität der Pfähle dadurch zu
verbessern, daß die Oberflächengüte entscheidend verbessert und ein hohes Maß an Rissefreiheit
erzielt wird. Diese Vorzüge ergeben sich durch die Anwendung des Schleuderverfahrens
und der Vorspanntechnik, welche zu einem Gründungspfahl mit einwandfrei zentrisch
zu bestimmender Gestaltung des Hohlraums mit einem kreisförmigen Querschnitt führen.
Um dann aber die erforderliche Torsionskraft über das Bohrgestänge aufzubringen, sind
bei einem solchen Gründungspfahl in der Pfahlwandung in etwa gleichem Winkelabstand
mindestens zwei Flachstahlprofile achsparallel befestigt, die mit etwa ihrer halben
Breite frei in den zum Eingriff des Bohrgestänges dienenden Innenhohlraum hineinragen.
[0004] Die erfindungsgemäße Maßnahme geht davon aus, daß solche Flachstahlprofile ohne größere
Schwierigkeiten in der Schleuderform exakt fixiert werden können, so daß beim Ausschleudern
des Mastes der Innenraum von einwandfrei kreisförmigem Querschnitt praktisch von selbst
entsteht, wobei in der Pfahlwandung die Flachstahlprofile derart verankert werden,
daß sie etwa mit ihrer halben Breite in der Wand verankert sind und mit der anderen
Hälfte ihrer Breite in den Innenhohlraum des Pfahls hineinragen. Ein auf diese Weise
hergestellter Mast weist alle Vorteile der Schleudertechnik auf. Er ist praktisch
rissefrei und weist eine besonders hohe Oberflächengüte auf. Auch lassen sich die
Gewindegänge in einer Schleuderform von bisher nicht gekannter Güte ausbilden.
[0005] Im einfachsten Fall werden in die Wandung zwei auf einem Durchmesser einander gegenüberliegende
Flachprofile eingebracht. Es können aber durchaus auch drei Profile, um jeweils 120°
versetzt, oder auch mehr Profile angebracht werden. Welcher Ausführungsform der Vorzug
gegeben wird, richtet sich hierbei nach den Besonderheiten des Einzelfalls.
[0006] Die Erfindung eröffnet in einfacher Weise die Möglichkeit die Flachstahlprofile in
dem die äußeren Gewindegänge tragenden Bereich anzuordnen. Auf diese Weise lassen
sich, wie bekannt, die Torsionskräfte besonders gut auf den Pfahl übertragen. Eine
andere Alternative besteht darin, daß die Flachstahlprofile in dem oberen Endbereich
des Pfahls angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine bessere Handhabung
beim Eindrehen und gestattet die Anwendung eines kürzeren Bohrgestänges.
[0007] Es liegt im Rahmen der Erfindung, bei einem Gründungspfahl mit einer Schneidmesser
tragenden Fußplatte die Flachstahlprofile an dieser Fußplatte zu befestigen, vorzugsweise
anzuschweißen. Die zum Eindrehen aufzubringende Torsionskraft wirkt dann unmittelbar
über die Fußplatte auf den Fuß des Gründungspfahls ein. Eine demgegenüber andere Alternative
verkörpert sich in dem selbständigen Erfindungsgedanken, daß bei einem Gründungspfahl
der entsprechenden Gattung an der dem Innenhohlraum zugekehrten Innenfläche der Fußplatte
Mitnehmeransätze zum Angriff des Bohrgestänges befestigt sind. Diese Anordnung entspricht
der erstgenannten Ausführungsform, jedoch nehmen hier die aus der Pfahlwandung in
den Innenhohlraum hineinragenden Flachstahlprofile nur eine extrem kurze Länge an,
die in den an der Fußplatte befestigten Ansätzen zum Ausdruck kommt. Es liegt auf
der Hand, daß in diesem Fall ein Bohrgestänge von entsprechend großer Länge erforderlich
ist, doch hat dies den Vorzug der besseren Kraftübertragung auf die Pfahlspitze.
[0008] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an den Flachstahlprofilen im Bereich
ihres oberen Endes in dem innen überragenden Teil Ausnehmungen zum Eingriff von am
Bohrgestänge angebrachten äußeren Ansätzen angeordnet. Bei dieser Ausführungsform
wird das Bohrgestänges soweit in den Innenhohlraum des Pfahls eingefahren, bis die
Ansätze des Bohrgestänges in Ausnehmungen der Flachstahlprofile gegenüberstehen. Durch
geringfügiges Verdrehen des Bohrgestänges greifen die Ansätze in die Ausnehmungen
ein und führen gewissermaßen nach dem Prinzip des Bajonettverschlusses zu einer Verbindung
zwischen Bohrgestänge und Flachstahlprofilen. Auf diese Weise können auch Zugkräfte
vom Bohrgestänge auf den Gründungspfahl übertragen werden, um ein zu starkes Anziehen
des Pfahls beim Aufbringen der Torsionskraft zu verhindern. Damit werden die bisher
üblichen Ösen am Kopf des Gründungspfahls entbehrlich, an denen entsprechende Zugmittel
angreifen, um eine Zugkraft auf den Pfahl ausüben zu können. Dadurch wird die Handhabung
beim Einbringen solcher Gründungspfähle erheblich vereinfacht.
[0009] In weiterer Ausgestaltung des Grundgedankens der Erfindung ist das Bohrgestänge so
gestaltet, daß es den Innenhohlraum des Pfahls annähernd ausfüllt und längs verlaufende
Einschnitte zum Eingriff der Flachstahlprofile aufweist. Es versteht sich von selbst,
daß diese Einschnitte und ihre Anordnung der Zahl und Lage der Flacheisenprofile in
dem Innenhohlraum des Pfahls entsprechen. Bei dieser Ausführungsform wird die Torsionskraft
über eine beachtliche Länge des Pfahls wirksam. Eine alternative Ausgestaltung sieht
hingegen vor, daß der Durchmesser des Bohrgestänges kleiner ist als der radiale Abstand
zwischen den Flachstahlprofilen und daß auf dem Bohrgestänge äußere Mitnehmer zum
tangentialen Angriff an dem und/oder zum Eingriff in die Ausnehmungen der Flachstahlprofile
angeordnet sind. Im erstgenannten Fall ergibt sich ein gewissermaßen punktförmiger
Angriff des Bohrgestänges an den in der Wandung des Pfahls verankerten Flachstahlprofilen.
[0010] Die Erfindung sieht schließlich vor, daß die in die Wandung eingebetteten Flachstahlprofile
an ihrem Außenumfang durch mehrere in Axialrichtung beabstandete Verbindungsringe
fixiert sind.
[0011] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der
Zeichnung. Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- einen Gründungspfahl in Seitenansicht;
- Fig. 2
- das untere Ende eines Gründungspfahls im Schnitt;
- Fig. 3
- einen Schnitt nach Linie III - III in Fig. 2;
- Fig. 4
- eine erste und
- Fig. 5
- eine zweite Ausführungsform des Bohrgestänges zum Zusammenwirken mit den in den Innenhohlraum
ragenden Flachstahlprofilen und
- Fig. 6
- eine weitere Ausgestaltung der Erfindung im Schnitt durch das untere Ende des Pfahls.
[0012] Der Gründungspfahl 1 besteht aus einem Schaft 2 aus Beton. Er ist im Schleuderverfahren
hergestellt und trägt im Bereich seines unteren Endes 3 ein Außengewinde 4 und an
seinem unteren Ende eine Fußplatte 5, an der Schneidmesser od. dgl. 6 befestigt werden
können. Am Kopf 31 des Pfahls 1 sind bei der hier wiedergegebenen Ausführungsform
zwei Ösen 32 angebracht, die der Hantierung des Pfahls 1 dienen. Die Wandung 7 des
Pfahls 1 hat bei der in den Figuren wiedergegebenen Ausführungsformen eine Dicke 8,
die bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform im Bereich des unteren
Endes 3 von den Gewindegängen 4 außen überragt wird. Die Wandung 7 ist mit einer Armierung
9 versehen. In die Wandung sind im Bereich des die Gewindegänge 4 tragenden unteren
Endes 3 zwei Flachstahlprofile 10 so angebracht, daß sie mit ihrer äußeren Hälfte
11 in die Wandung 7 eingebettet sind, während ihre innere Hälfte 12 um die Breite
13 in den Innenhohlraum 14 des Pfahls 1 hineinragt. Die Flachstahlprofile 10 sind
bei der hier wiedergegebenen Ausführungsform an ihrem unteren Ende 15 mit der Fußplatte
5 verschweißt. Sie werden darüber hinaus durch drei in Abstand voneinander angeordnete
Stahlringe 16, 17, 18 verbunden und damit gegeneinander fixiert. Der Winkelabstand
der beiden Flachstahlprofile 10 beträgt bei den in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsformen
jeweils 180°.
[0013] Auf den Gründungspfahl 1 wird ein Drehmoment durch das Bohrgestänge 20 aufgebracht,
welches bei der in Fig. 4 wiedergegebenen Ausführungsform den Innenhohlraum 14 annähernd
ausfüllt. An zwei diametral gegenüberliegenden Seiten ist das Bohrgestänge mit je
einem Einschnitt 21 versehen, der in Längsrichtung verläuft und beim Einfahren des
Bohrgestänges 20 mit den Flachstahlprofilen 10 zur Flucht gebracht wird, so daß die
Profile 10 beim Absenken des Bohrgestänges 20 schließlich in die Einschnitte 21 des
Bohrgestänges eingreifen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 hingegen findet ein
wesentlich dünneres Bohrgestänge 22 Anwendung, an dessen Außenwand 23 zwei einander
gegenüberliegende äußere Ansätze 24 befestigt sind, die nach entsprechend weitem Einfahren
des Bohrgestänges 22 bei dessen Drehung an den Flachstahlprofilen 10 angreifen und
ihre Torsionskraft auf diese Profile 10 und damit auf den Schaft 2 des Pfahls 1 übertragen
können. Der Durchmesser 25 dieses Bohrgestänges 22 ist geringfügig kleiner als der
Abstand 26 zwischen den beiden Flachstahlprofilen 10.
[0014] Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der im Bereich des oberen Endes 27 der
Flachstahlprofile 10 in dem in den Innenhohlraum hineinragenden Teil 12 der Flachstahlprofile
10 Einschnitte 28 in gegenüberliegender Anordnung angebracht sind. In entsprechender
Weise sind an dem Außenumfang 23 des Bohrgestänges 20 äußere Ansätze 29 befestigt,
die zum Eingriff in die Einschnitte 28 bestimmt sind, um eine entsprechende Zugkraft
in Pfeilrichtung 30 auf den Pfahl 1 vom Bohrgestänge übertragen zu können.
1. Gründungspfahl aus armiertem, vornehmlich vorgespannten Beton mit äußeren Gewindegängen
und einem Innenhohlraum zum Eingriff des die Torsionskraft aufbringenden Bohrgestänges,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Pfahlwandung (7) in etwa gleichem Winkelabstand
mindestens zwei Flachstahlprofile (10) achsparallel befestigt sind, die mit etwa ihrer
halben Breite (12) frei in den zum Eingriff des Bohrgestänges (20,22) dienenden Hohlraum
(14) hineinragen.
2. Gründungspfahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachstahlprofile
(10) in dem die äußeren Gewindegänge (4) tragenden unteren Bereich (3) angeordnet
sind.
3. Gründungspfahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachstahlprofile
(10) in dem oberen Endbereich angeordnet sind.
4. Gründungspfahl nach Anspruch 1 mit einer Messer tragenden Fußplatte, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flachstahlprofile (10) an der Fußplatte (5) befestigt, vorzugsweise angeschweißt
sind.
5. Gründungspfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der
dem Innenhohlraum (14) zugekehrten Innenfläche der Fußplatte (5) Mitnehmeransätze
zum Angriff des Bohrgestänges (20,22) befestigt sind.
6. Gründungspfahl nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Flachstahlprofilen (10) im Bereich ihres oberen Endes (27) in dem inneren
überragenden Teil (12) Ausnehmungen (28) zum Eingriff von am Bohrgestänge (22) angebrachten
äußeren Ansätzen (29) angeordnet sind.
7. Gründungspfahl nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrgestänge
(20) den Innenhohlraum (14) querschnittlich annähernd ausfüllt und längs verlaufende
Einschnitte (21) zum Eingriff der Flachstahlprofile (10) aufweist.
8. Gründungspfahl nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser
(25) des Bohrgestänges (22) kleiner ist als der radiale Abstand (26) zwischen den
Flachstahlprofilen (10) und auf dem Bohrgestänge (22) äußere Mitnehmer (24) zum tangentialen
Eingriff an den und/oder zum Eingriff in die Ausnehmungen (28) der Flachstahlprofile
angeordnet sind.
9. Gründungspfahl nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flachstahlprofile (10) durch mehrere axial beabstandete und an ihrer Außenkante
befestigte Ringe (16,17,18) in der Wandung (7) fixiert sind.