Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Ortbeton-Vollverdrängerpfahles

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ortbeton-Vollverdrängerpfahles durch Eintreiben eines Rohres in den Boden und anschließendes Verfüllen des Rohres mit Beton mit einem Vortriebsrohr mit Rohrspitze und einem mit diesem wieder lösbar verbindbaren Metallrohr und einem Bohrmotor. Erfindungsgemäß sind sowohl ein Rüttler wie auch ein Bohrmotor jeweils mit dem Mantelrohr verbindbar. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Ortbeton-Vollverdrängerpfahles.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ortbeton-Vollverdrängerpfahles nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Ortbeton-Vollverdrängerpfahles.

[0002] Es ist bekannt, dass Ortbeton-Vollverdrängerpfähle entweder durch Einrammen, Einrütteln oder durch Einbohren eines Rohres hergestellt werden.

[0003] Beim Ortbeton-Vollverdrängerpfahl wird durch Einrammen oder Einvibrieren ein unten verschlossenes Vortriebsrohr eingebracht. Nachdem das Mantelrohr auf endgültiger Tiefe angelangt ist, wird das Rohr zurückgezogen und der eingefüllte Beton verbleibt als Pfahl im Boden. Beim gebohrten Pfahl wird das Rohr eingebohrt. Bei allen Verfahren bleibt die Spitze im Boden, wenn das Rohr, welches auch als Mantelrohr, zurückgezogen wird.

[0004] Für das Herstellen der Pfähle werden beim Rammen, Rütteln oder Bohren unterschiedliche Maschinen und Arbeitsgeräte benötigt. Das zu verwendende Vortriebsverfahren hängt von der Bodenbeschaffenheit ab. Bei geeigneter Bodenbeschaffenheit ist das Vibrations- oder Rüttelverfahren besonders vorteilhaft, da es zum schnellsten Vortrieb des Rohres führt.

[0005] Zur Durchführung des Rüttelverfahrens werden üblicherweise Aufsatzrüttler auf das Rohr gesetzt. Diese haben allerdings den Nachteil, dass sie das Rohr teilweise schleißen. Stößt die Bohrspitze des Vortriebsrohrs während des Bohrens auf eine Bodenschicht, bei der Rüttler nicht mehr ausreicht, um das Rohr weiter vorzutreiben, muß die Vorrichtung ausgetauscht werden und es muß eine entsprechende Vorrichtung zum Bohren des Vortriebsrohres eingesetzt werden.

[0006] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung der Ortbeton-Vollverdrängerpfähle zu schaffen, mit der die Pfahlherstellung vereinfacht und beschleunigt werden kann.

[0007] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ortbeton-Vollverdrängerpfahles durch Eintreiben eines Rohres in den Boden und anschließendes Verfüllen des Rohres mit Beton mit einem Vortriebsrohr mit Bohrspitze und einem mit diesem wieder lösbar verbindbaren Mantelrohr und einem Bohrmotor geschaffen, bei dem an dem Mantelrohr zusätzlich ein Rüttler angeordnet ist, der je nach Betriebszustand mit dem Mantelrohr verbindbar und von diesem wieder lösbar ist, und dass der Bohrmotor mit dem Mantelrohr dann verbindbar ist, wenn der Rüttler von ihm gelöst ist, und lösbar ist, wenn der Rüttler mit ihm verbunden ist.

[0008] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Ortbeton-Vollverdrängerpfahl im Verdrängungsverfahren, also ohne Bodenaushub dadurch hergestellt, dass das Rohr, das am vorderen Ende mit einer kurzen Bohrspitze verschlossen ist, in den Boden eingerüttelt wird. Dieses Einrütteln erfolgt unter gleichzeitiger Aufstellung einer stationären Vortriebskraft. Es hat sich herausgestellt, dass es möglich ist, in nicht bindigen oder kiesigen Böden ein am vorderen Ende verschlossenes Rohr mit hoher Vorschubgeschwindigkeit vorzutreiben, bei dem am rückwärtigen Ende eine Rüttlervorrichtung befestigt ist. Solche Rüttlervorrichtungen sind grundsätzlich schon vom Eintreiben von Spundbohlen her bekannt.

[0009] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

[0010] So kann in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung der Rüttler das Rohr umfassen Der sogenannte Gürtelrüttler wird vorteilhaft aus zwei Rüttlerzellen bestehen, die auf einer Platte montiert sind. Das Rohr wird dann durch eine Klemmkonstruktion zwischen den beiden Rüttlerzellen kraftschlüssig getrennt. Der Vorteil diese Ausführung besteht darin, dass die Energieeintragung in das Rohr günstiger ist und das Rohr oben offen ist und nicht - wie bekannt- durch einen Aufsatzrüttler teilweise verschlossen ist.

[0011] Werden beim Eintreiben des Rohres mit dem Aufsatzrüttler feste Bodenschichten oder Hindernisse angetroffen bzw. wird eine Einbindung in die härteren nicht verdrängbaren Bodenschichten erforderlich, können gemäß der vorliegenden Erfindung die nicht zu verdrängenden Bodenschichten nach Aufsatz des Bohrmotors durchbohrt werden. Somit können beim erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Gerät die Verdrängungspfähle sowohl gerüttelt wie auch gebohrt werden.

[0012] Durch den zusätzlich am Trägergerät angebrachten Bohrmotor, der unabhängig vom Rüttler bewegt werden kann, ist es möglich, dem Bohrmotor mit dem offenen Rohr zu verbinden. Beim Rüttler, beispielsweise dem Gürtelvibrator, wird dann die Klemmvorrichtung geöffnet und mit dem Rohr mit kurzer Bohrwendel und der aufgesetzten Bohrspitze werden Hindernisse oder nicht rüttelfähige Bodenschichten durchörtert. Ein Wechseln des Arbeitsgerätes und der Ausrüstung ist somit nicht erforderlich. Der Rüttler verbleibt mit geöffneter Klemmvorrichtung am Rohr.

[0013] Nach dem Durchbohren der Hindernisse und nach dem Einbinden in die tragfähigen Bodenschichten wird der Bohrmotor vom Rohr abgekoppelt und die Pfahlherstellung wird mit dem wesentlich schnelleren Vibrationsverfahren fortgesetzt.

[0014] Vorteilhaft wird das Mantelrohr an einem einzigen Trägergerät gehalten.

[0015] Das Trägergerät kann einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ein Seilbagger mit einem angesetzten Mäkler sein.

[0016] Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zur Herstellung von Ortbeton-Vollverdrängungspfählen mit folgenden Schritten gelöst:

• Einbringen eines Rohres, das am vorderen Ende eine Bohrspitze aufweist, alternativ durch
  Betätigung eines um das Rohr greifenden Rüttlers oder durch
  Drehen des Rohres mittels eines Bohrmotors,
• Verfüllen des Rohres mit Beton und
• Herausziehen des Rohres.

[0017] Besonders vorteilhaft kann sowohl der Rüttler wie auch der Bohrmotor unabhängig voneinander betätigbar sein.

[0018] In dem Verfahren sind gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens sowohl der Bohrmotor wie auch der Rüttler an einem Mäkler geführt.

[0019] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

[0020] Die einzige Figur zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung in sechs unterschiedlichen Arbeitsstufen.

[0021] Auf der rechten Seite der Figur ist das Trägergerät 10 gezeigt, das aus einem Seilbagger 12 mit angesetztem Mäkler 14 besteht. Am Mäkler geführt sitzt zum einen ein Rüttler 16 und ein Bohrmotor 18. Sowohl der Rüttler 16 wie auch der Bohrmotor 18 sind mit dem Rohr 20 verbindbar. Das Rohr 20 weist ein Vortriebsrohr mit Bohrspitze 22 und einem Mantelrohr auf.

[0022] In der Figur ist der Rüttler 16 mit dem Rohr 20 verbunden. Er treibt das Rohr 20 in Pfeilrichtung a in den Boden ein. In dieser Arbeitsstellung ist der Bohrmotor 18 vom Rohr 20 gelöst.

[0023] In der Arbeitssituation 2 ist dagegen der Mäkler 14 dargestellt, bei dem der Rüttler 16 in hier nicht näher dargestellter Art und Weise aus der Klemmverbindung mit dem Rohr 20 gelöst ist, während der Bohrmotor 18 am oberen freien Ende des Rohres 20 mit diesem drehfest verbunden ist. Über den Drehmotor 18 wird das Rohr in Pfeilrichtung b in Drehrichtung versetzt und dadurch in Pfeilrichtung a vorgetrieben.

[0024] Hat das Rohr 20 die gewünschte Tiefe erreicht, wird Beton in das Hohlrohr 20 verfüllt, wie sich aus den Arbeitsschritten 3 und 4 ergibt.

[0025] In Schritt 5 wird das Mantelrohr 21 zurückgezogen, während das Vortriebsrohr 23 mit Bohrspitze 22 im Boden verbleibt. Das Zurückziehen des Mantelrohrs 21 erfolgt über den entlang des Mäklers 14 verfahrbaren Rüttler 16, der in diesem Fall das Mantelrohr 21 klemmend umgreift.

[0026] In Arbeitsschritt 6 ist das Mantelrohr 21 in Pfeilrichtung b hochgezogen, während im Boden der Betonpfeil 24 verbleibt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Ortbeton-Vollverdrängerpfahles durch Eintreiben eines Rohres in den Boden und anschließendes Verfüllen des Rohres mit Beton mit einem Vortriebsrohr mit Bohrspitze und einem mit diesem wieder lösbar verbindbaren Metallrohr und einem Bohrmotor,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Mantelrohr ein Rüttler angeordnet ist, der je nach Betriebszustand mit dem Mantelrohr verbindbar und von diesem wieder lösbar ist, und dass der Bohrmotor mit dem Mantelrohr verbindbar ist, wenn der Rüttler von ihm gelöst ist, und lösbar ist, wenn der Rüttler mit ihm verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rüttler das Mantelrohr umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rüttler aus zwei Rüttlerzellen besteht, die auf einer Platte montiert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Rüttlerzellen ein Klemmmechanismus angeordnet ist, über den der Rüttler mit dem Metallrohr verbindbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr an einem Trägergerät gehalten ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergerät ein Seilbagger mit einem angesetzten Mäkler ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Bohrmotor am Trägergerät derart angeordnet ist, dass er mit dem Mantelrohr verbindbar ist.

8. Verfahren zur Herstellung von Ortbeton-Vollverdrängungspfählen mit folgenden Schritten:

• Einbringen eines Rohres, das am vorderen Ende eine Bohrspitze aufweist, alternativ durch
Betätigung eines um das Rohr greifenden Rüttlers oder durch
Drehen des Rohres mittels eines Bohrmotors,

• Verfüllen des Rohres mit Beton und

• Herausziehen des Rohres.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Rüttler wie auch der Bohrmotor unabhängig voneinander betätigbar sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Rüttler wie auch der Bohrmotor an einem Mäkler geführt werden.

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 86(2) EPÜ.

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Ortbeton-Vollverdrängerpfahles durch Eintreiben eines Rohres in den Boden und anschließendes Verfüllen des Rohres mit Beton mit einem Vortriebsrohr mit Bohrspitze und einem mit diesem wieder lösbar verbindbaren Metallrohr und einem Bohrmotor,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Mantelrohr ein Rüttler angeordnet ist, der je nach Betriebszustand das Mantelrohr klemmend umgreift und von diesem wieder lösbar ist, und dass der Bohrmotor mit dem Mantelrohr verbindbar ist, wenn der Rüttler von ihm gelöst ist, und lösbar ist, wenn der Rüttler mit ihm verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rüttler das Mantelrohr umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rüttler aus zwei Rüttlerzellen besteht, die auf einer Platte montiert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Rüttlerzellen ein Klemmmechanismus angeordnet ist, über den der Rüttler mit dem Metallrohr verbindbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr an einem Trägergerät gehalten ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergerät ein Seilbagger mit einem angesetzten Mäkler ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Bohrmotor am Trägergerät derart angeordnet ist, dass er mit dem Mantelrohr verbindbar ist.

8. Verfahren zur Herstellung von Ortbeton-Vollverdrängungspfählen mit folgenden Schritten:

• Einbringen eines Rohres, das am vorderen Ende eine Bohrspitze aufweist, alternativ durch
Betätigung eines um das Rohr greifenden Rüttlers oder durch
Drehen des Rohres mittels eines Bohrmotors,

• Verfüllen des Rohres mit Beton und

• Herausziehen des Rohres.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Rüttler wie auch der Bohrmotor unabhängig voneinander betätigbar sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Rüttler wie auch der Bohrmotor an einem Mäkler geführt werden.

Zeichnung