-
Vorgegossener Betonpfahl und Verfahren zur Einbringung
-
desselben in den Boden Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Pfahlgründungen, genauer gesagt auf einen neuartigen vorgegossenen Betonpfahl und
ein Verfahren zur Einbringung des Pfahles in den Erdboden, wodurch ein Fundament
verstärkt werden kann.
-
Es ist bekannt, Pfähle in den Erdboden zu treiben, um die darüber
befindlichen Bauten zu tragen und zu verfesti@en.
-
Diesbezüglich ist ein armierter Betonpfahl mit gicichförmigem Querschnitt
und einem konischen Ende bekannt, der über ein entsprechendes Pfahleintreibgerä
t direkt in den Erdboden eingetrieben werden kann. Da der Querschnitt des Pfahles
gleichförmig ist, ist jedoch die zwischen dem Pfahl und dem umgebenden Erdreich
auftretende Reibung nicht ausreichend, um ein Absinken des Pfahles in Folge vqn
hohen Belastungen, Erdbeben etc. zu verhindern, es sei denn, der Pfahl wird soweit
eingetrieben, bis er eine harte Lag@rschicht erreicht. Das Absinken von derartigen
Pfahlgründunqen tritt insbesondere im losen Erdreich, beispielsweise in Küsterlgebieten
etc., besonders leicht auf.
-
Es ist ferner ein Pfahl bekannt, der an Ort und Stelle eingegossen
wird und ein Gehäuse und einen Eisenkern umfaßt. Das Gehäuse und der Eisenkern werden
zusammen in den Erdboden getrieben. Wenn sie sich an Ort und Stelle befinden, wird
der Kern herausgezogen und ein Betongemisch wird in das Gehäuse in einer Höhe von
etwa 1,20m bis 3,60m eingegossen. Danach wird der Eisenkern wieder in das Gehäuse
gesetzt, und das Gehäuse wird dann etwa 0,6m bis 1,2m herausgezogen. Durch Herausziehen
des Kernes mit einem entsprechenden Pfahleintreibgerät wird das Betongemisch komprimiert,
so daß eine vergrößerte Basis geformt wird. Danach wird der Eisenkern vollständig
herausgezogen, und das Gehäuse wird mit einem Betongemisch verfüllt. Schließlich
wird das Gehäuse herausgezogen. Der auf diese Weise ausgebildete Pfahl besitzt einen
gleichförmigen Querschnitt und eine vergrößerte Basis. Eine derartige Pfahlgründung
ist jedoch zur Verfestigung des undamentes von Bauwerken immer noch unbefriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen armierten Betonpfahl einer verbesserten
Konstruktion zu schaffen, der in Relation zu dem umgebenden Erdreich beträchtliche
Reibkräfte entwickelt, um dadurch das Tragvermögen und die Stabilität des Pfahles
zu erhöhen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen vornegossenen Betonpüahl
gelöst, der ein längliches Detonelement mit einem an seinem untersten Punkt vorgesehenen
konischen Ende und mit abwechselnd vorgesehenen vergröderen und verringerten Querschnittsbereichcn
über seine Länge umfasst, wobei jeder der vergrößerten QuerscIinittsbereiche mit
einer Längsrille zur Aufnahme eines Lcingsrohres versehen ist.
-
Alternativ dazu kann der vorgegossene Betonp@ahl ein längliches Betonelement
mit einem konischen Ende an scirlecl untersten Punkt und abwechselnd angeorcneten
vergrößerten und verkleinerten Querschnittsbereichen über seine Länge aufweisen,
wobei jeder der vergrößerten Abschnitte mit einer Längsrille versehen ist, in der
ein Rohr in Längsrichtung angeordnet ist, und wobei Einrichtungen zur Betestigung
des Rohres an dem Betonelement vorgesehen sind, die an den beiden Enden des Elementes
angeordnet sind.
-
Durch die Erfindung wird ferner ein Verfahren 7ur Einbringung eines
armierten Betonpfahles vorgeschlagen, das die nachfolgenden Schritte umfaßt: Herstellen
eines vorgenossenen Be tonpfahles, der an seiner untersten Stelle ein konisches
Erde und über seine Länge abwechselnd vergrößerte Querschnittsbereiche und verringerte
Querschnittsbereiche mufueist, wobei jeder dieser Bereiche mit einer Längsrille
versehen ist, Befestigen eines Längsrohres an dem vorgegossenen Betonpfahl, so daß
dieses in der Rille angeordnet ist, Treiben des Pfahles in das Erdreich, Einführen
eines Bodenverfestigungsmittels durch das Rohr und gleichzeitio damit allmähliches
Herausziehen des Rohres. Dieses Verfahren kann ferner den Schritt der Einführung
eines Zementschlammes durch ein anderes Rohr umfassen, wobei gleichzeitig damit
das ,tohr allmählich herausgezogen wird.
-
Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes @@hen aus den Unteransprüchen
hervor.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert.
-
Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindunsgemäß ausgebildeten
vorgegossenen Betonpfahles;
Figur 2 eine Schittansicht des in Figur
1 gezeigton Betonpfahles; die Figuren 3 - G aufeinanderfolgende Schritte zum Eintreiben
dieses Detonpfahles in das Erdreich; und Figur 7 einen Schnitt durch den Betonpfahl,
nachdem dieser in das Erdreich eingebracht worden ist.
-
In den Figuren 1 und 2 ist ein vorgegossemer Betonpfahl P gezeigt,
der ein zylindrisches Betonelement 1 mit einem konischen Ende 2 umfasst, das mit
Stahidrähten 3a und 3b armiert ist. Das Betonelement 1 ist mit vergrößerten Querschnittsbereichen
4 versehen, die sich über die Länge des Pfahles P mit verringerten Querschnittsbereichen
5 abwechseln. Jeder der vergrößerten Querschnittsbereiche II weist zwei Paare von
diametral gegenüberliegenden Rillen 6 zur Aufnahme von Rohren 11 und 12 auf. Am
konischen Ende 2 sind Metallumfassungselemente 8a und Ob vorgesehen.
-
In der Nähe der beiden Enden des Elementes 1 befinden sich Befestigungselemente
9a und 9b, die Hülsenelemente 10a und 10b aufweisen. Die Hülsenelemente lOa und
10b haltern jeweils ein Zuführrohr 11 für ein Bodenverfestigungsmittel und ein Zuführrohr
12 für Zementschlamm, die diametral gegenüberliegend in den Rillen 6 der vergrößerten
Querschnittsbereiche 4 angeordnet sind, so daß sich diese Rohre 11 und 12 eng benachbart
zu den verringerten Querschnittsbereichen 5 befinden.
-
In den Figuren 3 bis 6 sind die Verfahrensschritte zur Herstellung
einer Gründung mit Hilfe des vorgegossenen Betonpfahles P dargestellt. Der mit den
Rohren 11 und 12 versehene Pfahl P wird mit Hilfe eines üblichen Pfahleintreibgerätes
(siehe Figur 3) in das Erdreich A eingetrieben, bis er die gewünschte TieFe erreicht.
Ein Bodenverfestigungsmittel, beispielsweise Wasserglas, wird durch die Rohre 11,
die allmählich herausgezo@en werden, in den Umgebungsbereich des Pfahles P eingeführt.
Wenn die Rohre 11 angehoben werden, dringt das Bodenverfestigungsmittel in das umgebende
Erdreich und verfestigt dieses (siehe Figur 4).
-
Nach einer zur Verfestigung des Erdreiches ausreichenden Zeitdauer,
etwa 10 Sekunden oder 1 - 2 Slinuten, wird der Zementschlamm mit Hilfe einer ents-rechenden
Pumpe in das Rohr 12 eingeführt. Zur gleichen Zeit werden die Rohre 12 allmählich
herausgezogen. Wenn die Rohre 12 herausgezogen werden, drinat der Zementschlamm
in das umgebende verfestigte Erdreich und füllt die Hohlrciume um die verringerten
Querschnittsbereiche 5 und die Rillen 6, die durch das Entfernen der Rohre 12 (siehe
Figur 5) erzeugt worden sind. Das umgebende Erdreich B wird mit Beton i.rnprägniert
und sonit armiert. Diesc Vorgang führt ferner zu Betonkörpern C um die verringerten
Querschnittsbereiche 5 herum, die in das Pfahlgebilde integriert werden, und zu
Betonkörpern D in den Rillen G (siehe die Figuren und 7).
-
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Bodenverfestigungsmittel handelt
es sich vorzugsweise um Wasserglas, das ein gutes Eindringvermögen und rasche Verfestigungseigenschaften
besitzt. Nach der Zuführung des Bodenverfestigungsmittels
kann der
Zementschlamm leicht in das Erdreich eindringen und dieses ilnpragnieren.
-
Vorteilhaft ist ferner, daß beim Eintreiben des Pfahles B in des Erdreich
das die vergrößerten Abschnitte 4 umgebende komprimierte Erdreich zeitweilig die
Hohlräume um den Bereich 5 herum nicht wieder füllt, so daß beim Einführen des Verfestigungsmittels
und des Zementsch lammes nach Beendigung des Eintreibvorganges das Bodenverfestigungsmittel
und der Zementschlamm ruhig eingeführt werden können.
-
Erfindungsgemäß wird nicht nur das den Pfahl umgebende Erdreich verfestigt,
sondern es können auch Betonkörper C und D vorgesehen werden, die das Tragvermögen
des Pfahles und die Gründungsstabilität erhöhen. Da die Betonkörper C und D die
Reibung zwischen dem Pfahl P und dem umgebenden Erdreich erhöhen, nachdem der Pfahl
P im Erdreich angeordnet worden ist, kann ein Absinken des Pfahles infolge von hohen
Belastungen der Geböude oder infolge von Erdbeben verhindert werden. aufgrund des
erhöhtem Tragvermögens und der verbesserten Stabilität der Pfahlgründung kann die
erforderliche Menge der Pfähle reduziert werden, wodurch sich die Kosten für die
Durchführung einer Pfahlgrümdung herabsetzen lassen.
-
Wenn der Pfahl P eingetrieben wird, stoßen nur die vergrößerten Bereiche
4 gegen das Erdreich, so daß daher die Reibflächenbereiche des Pfahles relativ zum
Erdreich während des Eintreibvorganges geringer sind. Dics führt zu einer Herabsetzung
der erforderlichen Eintreibkraft und zu einem Ansteigen der Absenkgeschwindigkeit
des Pfahles während des Eintreibens.
-
Erfindungsgemäß wird somit ein vor@enossener Betonpfahl P vorgeschlagen,
der ein konisches Ende 2 und abuechselnd vergrößerte Querschnittssbereiche und verkleinerte
Ouerschnittsbereiche über seine Länge aufweist. Der Betonpfahl wird zusammen mit
einem Zuführrohr 11 für cin Bodenverfestigungsmittel und mit einem Zuführrohr 12
fül einen Zementschlamm in das Erdreich getrieben.
-
Die Pfahlgründung wird durch Betonkörper unterstützt, die sich um
die verkleinerten Querschnittsbereich@ des Pfahles herum ausbilden und somit das
Tragvermögen des Pfahles unterstützen.