DE19503177C1

DE19503177C1 - Method of mfr. of concrete posts submerged in ground

Info

Publication number: DE19503177C1
Application number: DE1995103177
Authority: DE
Inventors: Mazin Dr Adnan; Heinz Kaltenecker
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority date: 1995-02-01
Filing date: 1995-02-01
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2015-02-02

Abstract

The method involves a hole being drilled in the soil with a borer with spiral blade on hollow shaft through which, during boring, a suspension is fed-in which mixes the soil into a paste to facilitate the boring operation. Shortly before reaching the required depth of boring, the in=feed of suspension is stopped while boring is continued to the required depth an earth plug (8) is formed at the same time. The bore is then withdrawn which concrete (5) is fed into the bore through the hollow spindle. The borer is withdrawn without being rotated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bohrpfählen, bei dem ein Erdbohrer in den Boden eingedreht wird und gleichzeitig über den Bohrkopf eine Suspension zugegeben wird, welche den Boden zu einem breiartigen Material vermischt, welches die Bohrung flüssig stützt.The invention relates to a method for producing Bored piles where an earth auger is screwed into the ground becomes a suspension and at the same time over the drill head is added, which turns the soil into a mush-like Mixed material that supports the bore fluidly.

Die Herstellung von Betonpfählen mit einer durchgehenden Schnecke, die in den Erdboden geschraubt wird, stellt ein wirtschaftliches und schnelles Bauverfahren dar. Derartige Verfahren sind seit langem bekannt, wie aus der 1966 veröf fentlichten Auslegeschrift DE 12 10 385 zu entnehmen ist. Diese offenbart ein einfaches Verfahren zur Erstellung von Betonpfählen, bei dem ein Drehbohrgerät mit einem Schnec kenbohrkopf in den Baugrund eingeschraubt wird. Danach wird durch die Bohrspitze Beton in den Boden gepumpt und unter zeitweiliger Unterbrechung das Bohrgerät aus dem Bohrloch herausgezogen. Gleichzeitig wird weiterhin Beton in das Bohrloch gepumpt, der sich mit dem im Bohrloch befindlichen Erdreich vermischt und mit diesem verdichtet wird.The production of concrete piles with a continuous Snail that is screwed into the ground adjusts economic and fast construction process. Such Methods have long been known, as published in 1966 published specification DE 12 10 385 can be found. This discloses a simple method for creating Concrete piles in which a rotary drill with a Schnec kenbohrkopf is screwed into the ground. After that pumped concrete through the drill bit into the ground and under temporarily interrupting the drill from the borehole pulled out. At the same time, concrete continues to be poured into the Pumped borehole with the one in the borehole Soil mixed and compacted with it.

Ein weiterentwickeltes Verfahren ist beispielsweise aus der DE 42 19 150 C1 bekannt, bei dem ein Schneckenbohrer mit einem hohlen Seelenrohr und einer durchgehenden Wendel in das Erd reich eingedreht wird, wobei lediglich eine Verdrängung ohne Förderung erfolgt. Anschließend wird ohne Vorschub un ter Zugabe einer Suspension das Erdreich abgeschert und es erfolgt eine Mischung von Erdreich und Suspension bis eine zähflüssige Konsistenz vorliegt. Durch Diffusion der in der Suspension enthaltenen. Partikel wird dann ein zylinderförmi ger Filterkuchen um den Bohrer herum gebildet, der dann als Stützkörper dient. Dann wird unter Herausziehen des Bohrers von dessen Spitze aus Beton in den frei werdenden Bereich gepumpt, so daß eine Betonsäule entsteht.A further developed method is for example from the DE 42 19 150 C1 is known, in which a worm drill with a hollow soul tube and a continuous spiral in the earth is turned richly, whereby only a displacement without funding. Then un feed ter adding a suspension sheared the soil and it there is a mixture of soil and suspension to one viscous consistency is present. By diffusing the in the Suspension included. Particle then becomes cylindrical ger filter cake formed around the drill, which then as Support body serves. Then pulling out the drill from its tip made of concrete into the vacant area pumped so that a concrete column is formed.

Leider gibt es einige Böden, welche aufgrund ihrer Kornzu sammensetzung bzw. ihres Ungleichförmigkeitsgrades den Ein satz von Endlosschneckenpfählen gemäß der DE 42 19 150 C1 nicht gestatten, da sie durch die Verdichtung des Bodens in der Umgebung des Pfahles während der Herstellung zu Setzun gen im Nachbarbereich der Bodenpfähle führen.Unfortunately there are some soils, which due to their grain composition or their degree of non-uniformity Set of endless screw piles according to DE 42 19 150 C1 do not allow, because they are compacted in the area around the pile during manufacture lead in the neighboring area of the ground posts.

Aus der DE 35 01 439 A1 ist des weiteren ein Verfahren be kannt, bei dem mit einer durchgehenden Schnecke der Boden zu einem Mörtel vermischt wird. Bei diesem Verfahren werden jedoch auch Stützkörper erzeugt, die zwar beachtliche Fest igkeiten erreichen, aber nicht in die Festigkeitsbereiche eines Betons kommen.DE 35 01 439 A1 also describes a method knows the bottom with a continuous snail is mixed into a mortar. In this procedure however, it also produces support bodies, which are remarkable hard achievements, but not in the strength ranges of a concrete.

Des weiteren besteht insbesondere z. B. bei einem Verfahren gemäß der DE 42 19 150 C1 ein weiterer Nachteil darin, daß die Schnecke mit weichem Material (gelockertes Erdreich und Sus pension) gefüllt ist und von unten eingepumpter Beton durch diese weiche Masse nach oben dringt und somit oftmals nur eine sehr ungenügende Trennung zwischen dem mit Suspen sion angereicherten Erdreich und dem eingepumpten Beton be steht.Furthermore, there is in particular, for. B. in a process according to DE 42 19 150 C1 another disadvantage in that the Snail with soft material (loosened soil and Sus pension) is filled and concrete pumped in from below penetrates upwards through this soft mass and therefore often only a very insufficient separation between the one with Suspen enriched soil and the pumped concrete stands.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfah ren anzugeben, das die oben genannten Nachteile nicht auf weist.The object of the present invention is a method ren indicate that the above disadvantages do not arise points.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß kurz vor Erreichen der Bohrtiefe der Erdbohrer im wesentlichen ohne Zuführung von Suspension soweit in den Boden weiter eingedreht wird, bis er seine Endtiefe erreicht hat, so daß ein Erdstöpsel gebildet wird, der zwischen Erdreich mit Suspension und Ende des Bohrlochs entsteht, und daß daraufhin unter Heraus ziehen des Erdbohrers über dessen Spitze Beton in das Bohr loch gefüllt wird, wobei das Herausziehen des Erd bohrers im wesentlichen ohne Drehbewegung erfolgt.This problem is solved in that shortly before reaching the drilling depth of the earth drills essentially without feed of suspension as far as is screwed into the ground, until it has reached its final depth, so that an earth plug is formed between the soil with suspension and End of the borehole arises, and that then under out pull the auger over the tip of concrete into the drill hole is filled, pulling out the earth drill takes place essentially without rotation.

Weiterbildungen des Ver fahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further training of the Ver driving are characterized in the subclaims.

Vorteil des Verfahrens ist es, daß durch die Bildung eines Erdstöpsels eine eindeutige Trennzone zwischen der Beton säule und dem mit Suspension angereicherten lediglich als Stützmasse dienenden Erdreich gebildet wird.The advantage of the method is that by forming a Earth plug a clear separation zone between the concrete column and the suspension enriched only as Supporting earth is formed.

Um ein Verstopfen der Öffnungen für die Suspension bzw. den Beton während des Einschraubens des Bohrkopfes zur Bildung des Erdstöpsels zu verhindern, kann vorteilhafterweise eine geringe Menge an Suspension während dieses Eindrehens zuge führt werden.To clog the openings for the suspension or Concrete while screwing in the drill head for formation to prevent the earth plug, can advantageously a small amount of suspension during this screwing leads.

Um dein Widerstand beim Herausziehen des Erdbohrers zu ver mindern, kann des weiteren vorteilhafterweise nach Errei chen der endgültigen Bohrtiefe ein Drehvorgang des Bohrers ohne weiteren Vorschub ein Abscheren des gebildeten Erdstöp sels ermöglichen.To increase your resistance when pulling out the auger reduce, can also advantageously after Errei the final drilling depth a turning operation of the drill without further feed, the earth plug formed is sheared off enable sels.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Erdbohrer, welcher lediglich aus einer Stange besteht, deren Kopfende mit einem Schneckenstück mit mehre ren Wendeln versehen ist, verwendet. Ein derartiges Bohr rohr ist beliebig durch weitere Rohrstücke verlängerbar.In the method according to the invention, a Earth auger, which is only one rod exists, the head end with a snail piece with several ren spirals is used. Such a drill Pipe can be extended by additional pipe sections.

Um eine möglichst senkrechte Bohrung zu ermöglichen, kann der schneckenlose Teil des Rohres in vor bestimmten Abständen Abstützelemente aufweisen.In order to enable the most vertical drilling possible, the screwless part of the pipe in front have support elements at certain intervals.

Das erfindungsgemäße Verfahren und eine Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens werden nachfolgend anhand von drei Figuren näher erläutert.The method according to the invention and an arrangement for Implementation of the method are described below using three figures explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 bis 3 Schnittansichten eines Bohrers während verschiedener Abschnitte des erfindungsgemä ßen Verfahrens. Fig. 1 to 3 sectional views of a drill during various sections of the inventive method.

In Fig. 1 ist mit 2 eine hohle Stange bezeichnet, an deren unteren Bereich ein Schneckenstück 1 angebracht ist. Dieses Schneckenstück 1 weist mehrere Wendeln auf. Die Länge des Schneckenstückes sollte zwischen 0,5 m und 3 m betragen. Am Ende dieses Schneckenstücks 1 ist z. B. eine seitliche Austrittsöffnung 9 und eine vertikale Endaustrittsöffnung 10 vorgesehen. Durch gestrichelte Linien ist ein innen lie gendes gesondert eingeschweißtes Betonierrohr eingezeichnet, dessen Ende in die vertikale Austrittsöffnung 10 mündet. Die seitliche Austrittsöffnung 9 steht mit dem zwischen Be tonierrohr und Außenmantel der Stange 2 befindlichen Raum in Verbindung, durch den z. B. die Suspension geführt wird. Die Stange wird an der Luftseite durch einen an sich bekann ten Drehantrieb (nicht dargestellt) angetrieben. Am luftsei tigen Ende der Stange befindet sich außerdem eine Art Spül kopf zur Zugabe von Suspensionen 4 bzw. Beton 5.In Fig. 1, 2 denotes a hollow rod, on the lower region of which a screw piece 1 is attached. This screw piece 1 has several helices. The length of the snail piece should be between 0.5 m and 3 m. At the end of this snail piece 1 z. B. a lateral outlet opening 9 and a vertical end outlet opening 10 are provided. With dashed lines is an internally lying separately welded concrete pipe is drawn, the end of which opens into the vertical outlet opening 10 . The lateral outlet opening 9 is connected to the space between the toning tube and the outer casing of the rod 2 through which z. B. the suspension is performed. The rod is driven on the air side by a known rotary drive (not shown). At the air-side end of the rod there is also a kind of flushing head for adding suspensions 4 or concrete 5 .

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, wird die Stange 2 mit ihrem Schneckenstück 1 langsam in den Boden eingedreht und dabei über den Spülkopf und die Austrittsöffnung 9 eine Suspen sion 4 zugegeben. Diese Suspension 4 wird mit dem aufgeloc kerten Boden zu einem breiartigen Material 3 gemischt, das von der Konsistenz so flüssig ist, daß es im wesentlichen nicht aus der Bohrung gefördert wird, sondern diese flüssig stützt. Um eine bessere Homogenisierung des verflüssigten Bodens 3 zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, daß an der Stange 2 Flügel 7 beliebiger Form befestigt sind, welche den verflüssigten Boden 3 während der Drehung in Bewegung halten. Diese Flügel 7 können zudem als Abstützelemente in der Bohrung dienen, um eine möglichst senkrechte Führung des gesamten Bohrers zu gewähren.As can be seen in Fig. 1, the rod 2 is screwed with its screw piece 1 slowly in the ground and fed via the flushing head and the outlet opening 9, a suspen sion 4 added. This suspension 4 is mixed with the soaked soil to a pulp-like material 3 which is so fluid in consistency that it is essentially not conveyed out of the bore, but rather supports it fluidly. In order to achieve a better homogenization of the liquefied soil 3 , it may be appropriate that wings 7 of any shape are attached to the rod 2 , which keep the liquefied soil 3 in motion during the rotation. These wings 7 can also serve as support elements in the bore in order to ensure that the entire drill is guided as vertically as possible.

Wie des weiteren in Fig. 1 gezeigt ist, wird das Schnecken stück 1 so weit in den Boden, wie zuvor beschrieben, einge dreht, bis es um etwa die Länge des Schneckenstücks 1 vor der endgültigen Bohrlochsohle steht.As further shown in Fig. 1, the screw piece 1 is rotated as far into the ground as described above until it is about the length of the screw piece 1 in front of the final hole bottom.

Daraufhin wird, wie in Fig. 2 dargestellt, das Schnecken stück 1 auf die weitgehend volle Länge, wobei dieses letzte Teilstück mit 6 bezeichnet ist, in den Boden eingeschraubt ohne daß oder mit nur unwesentlichen Mengen an Suspension 4 durch die entsprechende erdseitige Öffnung 9 des Schnecken stücks 1 gepumpt werden. Um jedoch ein Verstopfen der erd seitigen Öffnung 9 zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, daß eine ganz geringe Menge an Suspension 4 gepumpt wird, bzw. daß bereits durch das Betonierrohr der Stange 2 Beton 5 in geringen Mengen eingepumpt wird. Auf diese Weise wird das Eindringen von Boden in die erdseitige Austrittsöffnun gen 9, 10 verhindert.Then, as shown in Fig. 2, the screw piece 1 to the full length, this last section being designated 6 , screwed into the ground without or with only insignificant amounts of suspension 4 through the corresponding opening 9 on the ground side Screws 1 are pumped. However, in order to prevent the opening 9 on the earth side from becoming blocked, it may be expedient that a very small amount of suspension 4 is pumped, or that concrete 5 is already pumped in small amounts through the concreting tube of the rod 2 . In this way, the penetration of soil into the earth-side outlet openings 9 , 10 is prevented.

Innerhalb des Schneckengangs vom Schneckenstück 1 befindet sich nun im wesentlichen festes Erdreich, welches einen Erd stöpsel 8 zwischen Bohrlochsohle und dem mit Suspension an gereichertem Erdreich 3 bildet.Within the worm gear from the worm piece 1 is now essentially solid soil, which forms an earth plug 8 between the bottom of the borehole and the soil 3 enriched with suspension.

Daraufhin wird, wie in Fig. 3 dargestellt, also nach Errei chen der eigentlichen Endtiefe, über das in der Stange 2 be findliche Betonierrohr und dessen Austrittsöffnung 10 Beton 5 eingepumpt und dabei gleichzeitig die Stange 2 langsam zu rückgezogen.Then, as shown in Fig. 3, ie after Errei Chen the actual final depth, 10 concrete 5 is pumped through the concrete pipe in the rod 2 and its outlet opening 10 and at the same time the rod 2 is slowly withdrawn.

Dies erfolgt im wesentlichen ohne Drehung der Stange 2. Ge gebenenfalls kann es jedoch, um eine evtl. auftretende Rei bung beim Zurückziehen der Stange 2 zu vermindern, hin und wieder zweckmäßig sein, daß die Stange und damit das Schneckenstück 2 geringe, kurzzeitige Drehbewegungen in eine oder beide Drehrichtungen erfährt, um ein Abscheren des Erd reichs zu bewirken.This takes place essentially without rotation of the rod 2 . Ge optionally, it may, however, a possibly occurring Rei bung upon withdrawal of the rod 2 to decrease, be useful from time to time that the rod and the screw member 2 small, momentary rotational movements experienced in one or both directions of rotation, a shearing of the To effect earth.

Ebenso kann es zweckmäßig sein, daß vor Beginn des Zurück ziehens der Stange 2 mit dem Schneckenstück 1 dieses ohne weiteres Eindringen in den Boden, d. h. ohne weiteren Vor schub, gedreht wird und somit ein Abscheren des Bodens in nerhalb der Schnecke 1 erreicht wird. Auch diese Maßnahme kann zur Reduzierung der Rückziehkraft dienen. Um sicher zu sein, daß beim Rückziehen eine durchgehende Betonsäule ent steht, wird der Beton 5 unter ständiger Druckbeaufschlagung eingepumpt.It may also be useful that before the start of pulling back the rod 2 with the worm piece 1, this is rotated without further penetration into the ground, ie without further advance, and thus shearing of the ground within the worm 1 is achieved. This measure can also serve to reduce the retraction force. To be sure that there is a continuous concrete column when withdrawn, the concrete 5 is pumped under constant pressure.

Während des in Fig. 3 dargestellten Rückziehvorgangs des Schneckenstücks 1 tritt am Bohrlochmund der verflüssigte Bo den 3 aus und wird entfernt.During the retraction process of the screw piece 1 shown in FIG. 3, the liquefied Bo emerges at the mouth of the borehole 3 and is removed.

Um des weiteren sicherzustellen, daß der verflüssigte Boden 3 die Bohrung stützt, kann die Suspension folgende Zusammen setzung haben:
Die Suspension besteht im wesentlichen aus Wasser und Beto nit, oder die Suspension besteht aus Wasser, Betonit und ei nem selbsterhärtenden Zusatzstoff wie z. B. Zement, um die Mantelreibung nicht negativ zu beeinflussen.To further ensure that the liquefied soil 3 supports the well, the suspension can have the following composition:
The suspension consists essentially of water and Beto nit, or the suspension consists of water, Betonit and egg nem self-hardening additive such. B. cement, so as not to negatively influence the skin friction.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung, kann ein Erdbohrer verwendet werden, welcher eine Stange 2 mit einem an dessen Spitze vorgesehenen Schneckenstück 1 sowie weiteren Verlän gerungsstangen (in den Figuren nicht dargestellt) aufweist. Diese Verlängerungsstangen werden über jeweilige Kupplungseinrich tungen mit dem dem Schneckenstück gegenüberliegenden Ende verbunden, so daß das gesamte Bohrgerät um das Verlänge rungsstück verlängerbar wird. Dabei kann ein Drehantrieb mit Nachfaßkopf verwendet werden, der eine Durchführung der Verlängerungsstangen gewährleistet und die Stangen an treibt. Der Drehantrieb bleibt dann nahezu ortsfest und so bald das Ende der Bohrstange oder einer zusätzlich ange brachten Verlängerungsstange erreicht ist, kann eine wei tere Verlängerungsstange von oben aufgesetzt und mit der vorangegangenen Stange verkuppelt werden. Die Stützelemente können dabei vorratsmäßig bereits an der der Zuführung ge genüberliegenden Seite vorgesehen sein, so daß sie nicht durch den Drehantrieb hindurchgeführt werden müssen. Sie werden dann jeweils an den gewünschten Abständen an der Stange bzw. den durchgeführten Verlängerungsstangen z. B. mittels Klemmvorrichtungen von Hand befestigt und dann ins Bohrloch geführt. Diese Stützelemente 7 dienen zum einem ei ner möglichst senkrechten Führung der Stangen und zum ande ren einer ständigen Durchmischung der mit Suspension ange reicherten Erde 3. So können diese Stützelemente 7 z. B. die Form von Flügeln, welche aus quergestellten Blechen oder be liebigen Blechformen bestehen, oder von Wendelstücken haben. Auch den Umfang der Stange 2 vollständig umgebende Kon struktionen sind einsetzbar.In the method according to the invention, an earth auger can be used which has a rod 2 with a screw piece 1 provided at the tip thereof and further extension rods (not shown in the figures). These extension rods are connected via respective coupling devices to the opposite end of the screw piece, so that the entire drilling device can be extended by the extension piece. A rotary drive with a follow-up head can be used, which ensures that the extension rods are guided through and drives the rods. The rotary drive then remains almost stationary and as soon as the end of the boring bar or an additional extension rod is attached, a further extension rod can be attached from above and coupled to the previous rod. The support elements can already be provided on the opposite side of the feed ge, so that they do not have to be passed through the rotary drive. You will then at the desired distances on the rod or the extension rods performed z. B. attached by hand by means of clamping devices and then guided into the borehole. These support elements 7 serve to guide the rods as vertically as possible and to provide constant mixing of the soil 3 enriched with suspension. So these support elements 7 z. B. the shape of wings, which consist of transverse sheets or be arbitrary sheet shapes, or of spiral pieces. The scope of the rod 2 completely surrounding constructions can be used.

Die Stangen können am Umfang verteilt besondere Strukturen aufweisen, welche einen besonderen Kraftschluß mit dem Nach faßkopf ermöglichen und ein Durchdrehen der Stange bei grö ßeren erforderlichen Drehmomenten verhindern.The poles can have special structures distributed around their circumference have a special adhesion with the night allow barrel head and a turning of the rod at size Prevent higher required torques.

Die Stange selbst kann z. B. ein Vielkantgestänge, also ein Drei-, Vier- oder Mehrkantgestänge, oder ein Rundgestänge sein.The rod itself can e.g. B. a polygonal rod, so a Three, four or polygonal poles, or a round poles his.

Claims

1. A process for the production of bored piles, in which an earth drill is screwed into the ground and at the same time a suspension is added via the drill head, which mixes the ground to a pulp-like material which supports the bore liquid, characterized in that shortly before it is reached the drilling depth of the earth drills ( 1 , 2 ) is screwed into the ground ( 6 ) substantially without feeding suspension ( 4 ) until it has reached its final depth, so that an earth plug ( 8 ) is formed between the soil with suspension ( 3 ) and the end of the borehole, and that thereupon un ter pulling out the earth drill ( 1 , 2 ) over the tip of concrete ( 5 ) is filled into the borehole, the pulling out of the earth drill ( 1 , 2 ) substantially without Rotational movement takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that a small amount of suspension ( 4 ) is pumped into the soil to form the earth plug ( 8 ) during the further screwing in of the earth drill ( 1 , 2 ).

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after reaching the final drilling depth, the earth auger ( 1 , 2 ) is rotated before penetration without further penetration to shear off the earth plug ( 8 ) formed by the soil to reach.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that when an excessive tensile resistance occurs when pulling out the earth drill ( 1 , 2 ) this is reduced by brief rotary movements of the earth drill ( 1 , 2 ) in one or both directions of rotation.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the suspension ( 4 ) consists essentially of water and Beto nit.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the suspension ( 4 ) consists essentially of water, concrete and a self-hardening additive.