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Herstellung von Gründungskörpern im Unterwasserbetonierverfahren Zur
Herstellung von Gründungskörpern im Unterwasserbetonierverfahren ist es zunächst
erforderlich, einen der Form der Gründungs-(cörper entsprechenden Hohlraum zu bilden.
Die bisher bekannten Verfahren venveriden hierzu Bohrgeräte und spülen den aufgebrochenen
Boden z. B. mit einer Dickbrühe aus. Bei diesen bekannten verfahren wird zur Standfesthaltung
des Hohlraumes ein Zylinder abgesenkt, der zur Bildung des GründungskÖrpers mit
Beton ausgefüllt wird. Es ist auch bekannt, den mechanisch aufgebrochenen Boden
mit Flüssigkeit herauszuspülen, ohne daß zur Standfesthaltung des Hohlraumes auf
eine Hülse verzichtet wird.
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Ein Spülverfahren wird auch nach dein Stand dar Technik insofern vorgeschlagen,
als ein Vortreibrohr in das Erdreich herabgespült wird.
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Es ist auch bekannt, entsprechende Löcher im Boden ohne Spülung herzustellen,
wobei ein wesentliches Hilfsmittel in Form verschiedener Vortreibrohre verwendet
werden muß. Ferner ist es bekannt, Fertigpfählezu rammen oder in den Boden einzuspülen
und nachzurammen.
Zum Stand der Technik gehört auch die Kenntnis,
daß ein im Boden durch Bohren hergestelltes Loch für einen verbreiterten Pfahlfuß
durch Druckwasser in seiner Form erhalten werden kann.
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Die Nachteile der bisher ange"vandten Verfahren bestehen hauptsächlich
in der umständlichen Art der Durchführung, den vielen teuren und schwer instand
zu haltenden Hilfsgeräten und in dem beschränkten Anwendungsbereich. Insbesondere
verteuern Rammgerüste und Dampframmen die Erstellung von Gründungskörnern. Bohr-
und Futterrohre bedingen einen Materialaufwand, der nach Möglichkeit vermieden werden
sollte. Die Schwierigkeiten bei der Durchführung von Senkkastengründung konnten
bisher nicht beseitigt werden. Auch die Verwendung von Spundwänden ist in vielen
Fällen nicht vermeidbar.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, da.ß bei. gewissen Druckverhältnissen
im Bohrloch dem auf der Bohrlochwand lastenden Bodendruck und dem Druck des Grundwassers
das Gleichgewicht gehalten wird, so daß bei einer systematischen Beeinflussung der
Druckverhältnisse ein im wesentlichen zylinderförmiges Loch standfest gehalten werden
kann.
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Unter Verwertung dieser Erkenntnis erfolgt die Herstellung von Gründungskörpern
im Unterwasserbetonierverfahren nach der Erfindung derart, daß ein der Form der
Gründungskörper entsprechender Hohlraum unter Verwendung von absenkbaren Spüllanzen
lediglich durchSpülen hergestelltwird, dessen Wandungen während des Spüleis und
des Ausbetonierens durch einen entsprechenden 'Wasserüberdruck standfest gehalten
werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung wird so durchgeführt, daß zunächst
mit einer oder mit mehreren Spüllanzen, die an Gerüsten oder auch nur an einfachen
Dreiböcken, aufgehängt sind und die durch biegsame Schläuche über eine Druckleitung
mit einer Wasserpumpe in Verbindung stehen, ein Hohlraum im Boden bis auf eine feste
(z. B. Kies-) Schicht vorgespült wird. Durch ein weiteres Rohr wird nun plastischer
Beton und zwar unter stetigem Ziehen dieses Zuführungsrohres. Auf dieseWeise kann
das zeitraubende Bohrern. sowie der Gebrauch von Bohr- oder Futterrohren, die bei
vielen Pfählen sogar im Boden steclenbleiben, gespart werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung bietet bei einer entsprechenden Ausbildung
der Spülrohre oder Spüllanzen die Möglichkeit, dem Hohlraum' eine bestimmte Form
zu geben, z. B. zwecks Herstellung von Pfählen mit verbreitertem Fuß an dem unteren
Ende des Hdhlraumes eine Erweiterung vorzusehen. Sofern der durch (las eingebrachte
Spülwasser erzeugte @t"ass. rül)erclrucl: nicht ausreichend ist, um den Hohlraum
standsicher zu gestalten, wird nach der Erfindung eine glockenähnliche Abdichtung
des Hohlraume vorgesehen, die eine Erhöhung des Wasserüberdruckes, gegebenenfalls
durch besondere Pumpleitunge . ermöglicht. Es kann auch ein oben offenes Rohr in
den Hohlraum eingesetzt werden, in das Wasser eingebracht wird. und zwar in einer
derartigen Höhe, daß der g-vwünschte Druck zur Aufrechterhaltung des Hohlraumes
erzielt wird.
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Die Abführung des gespülten Sand-Wasser-Gemisches wird nach der Erfindung
durch besondereRohrleitungen vorgenommen, damit eine Überschwemmung der Umgebung
des Hohlraumes vermieden wird. Derartige Rohre zur Abführung des Sand-Wasser-Gemisches
können nach Beendigung des Spülvorganges auch zur Einbringung des Pumpbetons verwendet
werden. Unter Umständen ist es zweckmäßig, durch die erwähnten Rohre ein Absaugen,
des Sand-Wasser-Gemisches durchzuführen, um den Spülvorgang zu beschle2lnigen und
eine bessere Abführung dieses Gemisches zu erreichen.
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Bei ungleichmäßigen Bodenschichten oder in Ton- und Mergelschichten
kann es unter Umständen. Schwierigkeiten bereiten, einen Hohlraum mit Zylindergestalt
zu spül-en. Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, wird nach der Erfindung die
Ausbildung einer Spüllanze mit einer kreisförmigen Schneide vorgeschlagen. Mit einer
derartigen kreisförmigen Schneide können auch festere Bodenschichten ohne weiteres
durchstoßen werden.
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Im Rahmen der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, den gespülten
Hohlraum nur teilweise mit Pumpbeton anzufüllen und auf diese @'Veise einen Pfahlfuß
zu bilden. In noch plastischem Zustand des Betons kann in diesem Pfahlfuß ein Träger,
ein Eisenhetonpfahl oder andere Stützen eingesetzt werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung hat vor allem den Vorteil, daß sein
Anwendungsgebiet sehr groß ist. Eine Grenze für dieses Anwendungsgebiet besteht
unter Umständen bei mächtigeren festenTon- und 11ergelschichten, bei welchen aber
praktisch ein Interesse am Einspülen von Pfählen nicht besteht. Bis zu einem gewissen
1Nfächtigkeitsgrade derartiger Ton- und. Mergelschichten kann das Verfahren unter
Verwendung einer mit einer Schneide ausgebildeten Spüllanze trotzdem noch durchgeführt
werden. Die Baustelleinrichtung ist gering, da kein Rammgerüst und keine Dampframme
erforderlich sind und außerdem Futter-bzw. Bohrrohre gespart werden können. Der
Gründungskörper kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bis- zu erheblichen Durchmessern
ausgeführt
werden. Es ist nur erforderlich, eine entsprechende Anzahl von Spüllanzen gleichzeitig
zu verwenden. Es entsteht insbesondere ein sehr breiter Pfahlfuß. Die Herstellung
der Pfähle und der Pfeiler geht - schnell und ohne jede Schalung vor sich, die z.13.
sonst- für die Herstellung von. Eisenhetonfertigpfählen erforderlich ist. Auf der
Baustelle wird zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung nur eine genügend
starke Pumpe mit einer Förderleistung von etwa ioo bis Zoo m3/Std. und einem Druck,
je nach der Tiefe des zu spülenden Locheis, von. 4 bis i o Atm. benötigt. Außerdem
erfordert das Verfahren nach der Erfindung Wasserzuleitungen von 2 bis 4 Zoll Durch:
messer, Spüllanzen von etwa 2 Zoll Durchmesser und eine leistungsfähige Betonpumpe
mit entsprechenden Zuleitungsrohren. .
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Besonders wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Vorteil,
daß zur Herstellung eines Pfahles oder eines Gründungskörpers bis zu erheblichen
Querschnitten nur ganz geringe Kosten entstehen.
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In der Zeichnung ist in einigen schematischen Abbildungen das Verfahren
zur. Herstellung von Gründungskörpern nach der Erfindung veranschaulicht. Es stellt
dar Abb. i im Längsschnitt einen Hohlraum für einen Pfahl mit verdicktem Fuß, Abb.2
einen Hohlraum mit eingebrachter Bewehrung und eingeführten Betonzuführungsrohr
im Längsschnitt, Abb. 3 einen Querschnitt zu Abb. 2, Abb.4 im Längsschnitt einen
Pfahl mit betoniertem Fuß und einer eingesetzten Stütze, Abb. 5 eine Anordnung zur
Herstellung eines Gründungskörpers mit größeren Abmessungen unter Verwendung einer
Abschlußglocke für deri Hohlraum im Längsschnitt, Abb.6 eine andere Ausführungsform
zur Herstellung eines Gründungskörpers mit größeren Abmessungen im Längsischnitt,
A11. 7 einen Querschnitt durch ein mit einer einzelnen Spüllanze hergestelltes Loch,
A11. 8 einen Ouerschnitt durch ein mit vier Spüllanzen hergestelltes Loch, Abb.
9 teilweise im Schnitt eine Spüllanze mit einem Schneidring, Abb. io einen Grundriß
zu Abb. 9.
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In den. Boden i wird nach Abb. i ein Spülrohr 2 niedergebracht, durch
das ein Hohlraum 3 gebildet wird. Nach Erreichung einer festen Schicht kann z. B.
eine Erweiterung 4 zur Bildung eines Pfahlfußes geispült werden. Nach Fertigstellung
des Hohlraumes wird bei Aufrechterhaltung des Wasseriibeirdruckes ein Rohr 5 zur
Einbringung von Pulnpbe-ton in den! Hohlraum eingeführt. Durch dieses Rohr wird,
von unten nach ollen fortschreitend; Beton in der Weise ein;;epuniht, dali der tiolilraum
3, ,4 vo,llkoininen ausgefüllt wird. Auf diese Weise entsteht ein fester Pfahl ohne
Anwendung hesonderer Hilfsmittel. Bei der Ausfiihrtingsform nach <11>b. 2 wird
nach Spülung des lIa1ilraumes 3, .1 in dem Boden i eine Bewehrung, bestehend aus
Längseisen: 6 und einer LTmschniirung 7, in dem Hohlraum eingeführt. Das Rohr 5
zum Einpumpen von, Beton wird zweckmäßig in diese Bewehrung eingebracht. Es besteht
aller auch die Möglichkeit, das Betonzuführungsrohr außerhalb der Bewehrung in den
Hohlraum einzuführen. Der durch das Rohr 5 zugeführte Beton umgibt die Bewehrung
und füllt auch den Innenraum- entsprechend aus, so daß auchhierwiederein Pfahlentsprechend
der Form des Hohlraumes gebildet wird. Das Rohr 5 zur Zuführung von Beton wird mitsprechend
dem Fortschreiten der Betonierung gezogen.
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Zur Aufrechterhaltung eines Wasserüberdruckes kann durch die Rohrleitung
2 auch noch während des Betonierens Wasser zugeführt werden, damit die Standsicherheit
des Hohlraumes gewährleistet erscheint.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 wird in-den erweiterten Teil des
Hohlraumes Beton eingebracht, in den, solange er noch plastisch ist, eine Stütze
8, gegebenenfalls durch Rammen, eingesetzt wird. Hierdurch entsteht auf billige
Weise ein Pfahl mit verdicktem Fuß und schlankem Schaft.
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Zur Bildung eines Hohlraumes mit größeren Abmeseungen wird nach Abb.
5 unter Verwendung mehrerer Spülrohre oder Spüllanzen 2 zunächst ein Hohlraum bis
zur Erreichung des, Grundwasserspiegels 9 gebildet. Dieser Hohlraum wird nun durch
einen glockenförmigen Abschlußdeckel io gegen außen verschlossen. In dem Deckel
io sind entsprechende Führungen i i für die Spülrohre 2, für Abführungsrohre 12
für das Sand-Wasser=Gemisch und für ein Zuführungsrohr 13 für den Pumpheton: vorgesehen.
Durch Einpumpen einer entsprechenden Menge von Wasser durch die Rohre 2 wird der
Hohlraum gespült. Das sich bildende Sand-Wasser-Gemisch wird durch die Rohre 12
nach; außen gesaugt. Nach Erreichung der gewünschten Tiefe wird das Rohr 13 eingeführt
und. durch dieses Rohr Pumpbeton eingebracht. Während der Einbringung des Pumpbetons
wird der Wasserüberdruck in dem Hohlraum aufrechterhalten, so daß die Gefahr eines
Nachrutschens von Sand in den Hohlraum beseitigt erscheint. Entsprechend der fortschreitenden
Betonierung werden die Rohre 2, 12 und 13 gezogen. Auf diese Weise elitstelit ein
Gründungskörper, der den l,,-spülten
I-Tohlraum vnlll;oniin,cit
ausfüllt, nltne (laß die @-erwciiduiivon Spundu-ünden od-r Senlcl:äst-ai erforderlich
wäre.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 wird nach Spülung eines f-loltlrauine
s finit cinv igewissen Tiefe ein Rohr i.t mit einem Durchinesser entspr,-ch°nd dem
Durchmesser des Hohlraumes eingesetzt, in welchem durch Reglung der Wasserabfuhr
durch die Leitung I2 ein Wasserspiegel 15 in solcher Höhe aufrechterhalten wird,
daß in dem Hohlraum ein gnenülrender Druck zur Erhaltung der Standsicherheit der
Wände hesteht. Bei 2 ist eine Spüllanze und bei 13 ein Rohr zur Einl>rin-"ung des
Pumphetons angedeutet. 9 ist der Grundwasserspi ael.
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Bei Verwendung nur einer Spüllanze :2 entsteht nach Abb. 7' ein etwa
zv linderförmiger Hohlraum. Bei Verwendung von vier Spüllanzen, deren jede für sich
einen zylinderförmigen Hohlraum spült, wird ein Cluerschnitt des Hohlraumes, etwa
nach Abb. S. erreicht. Die Form des Hohlraumes kann also durch die Wahl einer entsprechenden
Anzahl von Spüllanzen und durch geeignete Anordnung dieser Spüllanzen beliebig gestaltet
werden.
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Zur Spülung von Hohlräumen in festeren Böden oder in Böden mit ungleichmäßigen
Schichten ist entsprechend der Abb. 9 die Spüllanze :2 mit einem Schneidring 16
versehen, der einerseits die Form des Hohlraumes sicherstellt, andererseits ein
Durchstoßen festerer Schichten ermöglicht.