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WO2015022105A1 - Verfahren und vorrichtung zum erstellen eines gründungselementes im boden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erstellen eines gründungselementes im boden Download PDF

Info

Publication number
WO2015022105A1
WO2015022105A1 PCT/EP2014/063006 EP2014063006W WO2015022105A1 WO 2015022105 A1 WO2015022105 A1 WO 2015022105A1 EP 2014063006 W EP2014063006 W EP 2014063006W WO 2015022105 A1 WO2015022105 A1 WO 2015022105A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pile tube
soil material
borehole
drilling tool
pile
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/063006
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Michael Finkenzeller
Manfred Schwaiger
Paul Scheller
Patrik Wenzl
Original Assignee
Bauer Spezialtiefbau Gmbh
Bauer Maschinen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Spezialtiefbau Gmbh, Bauer Maschinen Gmbh filed Critical Bauer Spezialtiefbau Gmbh
Priority to AU2014308171A priority Critical patent/AU2014308171A1/en
Priority to US14/911,749 priority patent/US20160194848A1/en
Priority to BR112016002867A priority patent/BR112016002867A2/pt
Priority to CN201480045265.1A priority patent/CN105612290A/zh
Publication of WO2015022105A1 publication Critical patent/WO2015022105A1/de

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/28—Placing of hollow pipes or mould pipes by means arranged inside the piles or pipes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/04—Guide devices; Guide frames
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/208—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes using down-hole drives

Definitions

  • the invention relates on the one hand to a method for creating a foundation element in the ground, in particular in a body of water, in which soil material is removed by means of a drilling tool and a borehole is created, into which a pile tube and a hardenable medium are introduced, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a device for creating a foundation element in the ground, comprising a drilling device with a drilling tool for removing soil material below the pile tube, which can be introduced as a part of the foundation element in the ground, according to the preamble of claim 10.
  • a generic method and a generic device are evident from EP 23 22 724 A1.
  • a pile-shaped foundation element is introduced into a body of water.
  • a drilling device is mounted, which removes soil below the tubular foundation element and creates a borehole.
  • the removed soil material can be pumped out of the tubular foundation element and a settable suspension can be introduced into the tube.
  • WO 2010/015799 A2 discloses a method for underwater founding, in which initially a borehole is created. In this a smaller-diameter foundation pipe can be introduced, which is embedded on its inner and outer sides in a curable cement paste. This cement compound then hardens together with the pipe element to the foundation element.
  • the excavated soil material is expelled from the borehole into the surrounding water. This can be an environmental impact.
  • a large amount of cement paste is required to form the foundation element. The handling of large amounts of cement under water can also lead to an undesirable environmental impact.
  • the invention is based on the invention, a method and an apparatus for creating a foundation element in the ground, in particular in a body of water to specify, with which a foundation element with high load capacity can be created efficiently and at the same time as environmentally friendly.
  • the inventive method is characterized in that the borehole is created with a bore diameter which is greater than an outer diameter of the pile tube by a predetermined amount, wherein between a borehole wall and an outer side of the pile tube, an annular space is formed, that the removed soil material into an interior space the pile tube is conveyed while the annulus is kept substantially free of excavated soil material, and that the curable medium for anchoring the pile tube in the ground is introduced into the annulus.
  • the invention is based on the finding that in order to achieve a high carrying capacity, the foundation element is anchored in the surrounding soil by means of a curable medium, in particular a cement compound.
  • a curable medium in particular a cement compound.
  • the curable medium is introduced substantially only in the outer annular space, which is formed between the outside of the pile tube and the bore wall of the defined larger borehole.
  • a connecting jacket is formed, which anchors the pile tube in the surrounding soil with a high coefficient of friction.
  • the consumption of hardenable medium can be significantly reduced, which is both economical and environmentally friendly.
  • curable medium can be introduced into the foot region of the pile tube, so that a stable pile base is formed.
  • An overlying center region preferably remains free of hardenable medium.
  • the soil material removed by the drilling tool need not be completely removed from the borehole. Rather, there is the possibility that at least a portion of the removed soil material remains within the pile tube.
  • Under drilling tool in the context of the invention is not only a rotary driven drilling tool, but basically a milling-like drilling tool to understand a high pressure injection-removing drilling tool, a combination of drilling tools or other soil-removing tool.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention consists in that the removed soil material is mixed with a fluid, in particular water, which is introduced into a lower region of the borehole.
  • a fluid in particular water
  • this can largely rise without additional conveyor, such as a conveyor coil within the pile tube upwards.
  • the fluid may also comprise a curable medium.
  • the removed and mixed soil material is at least partially conveyed out of the borehole through the pile tube.
  • the soil material may, as far as permitted and environmentally sound, be discharged via a discharge pipe to the surrounding water.
  • the removed soil material can also be conveyed ashore or to a hull. It is advantageous that the removed soil material is not contaminated with the curable medium. This allows easy disposal.
  • the drilling tool is rotationally driven by means of a drill pipe, which is arranged within the pile tube, and that introduced via the drill pipe fluid in the lower region of the wellbore and / or removed soil material is discharged from the wellbore.
  • a hollow drill string can be used, which has one or more outlet openings for supplying a fluid, in particular water, in its lower region.
  • the fluid can also be supplied under pressure, so that it contributes to the soil removal and / or mixing of the removed soil material.
  • the curable medium is introduced into a lower region of the annular space.
  • one or more supply lines can be provided along the pile tube, in particular along the inside of the pile tube. These open into a lower region of the annular space, so that the created annulus can be filled from below with the curable medium, in particular a cement paste.
  • the pile tube is formed overall with a lower annular shoulder such that the annular space is sealed from the interior of the pile tube, in which the removed soil material is absorbed. In this way, contamination of the inner removed soil material by the hardenable medium is avoided.
  • the curable medium is used sparingly and efficiently to fill the annulus. It should be noted that soil material from the bore wall or to some extent from the bottom of the wellbore can penetrate into the annulus or at least such a penetration can never be completely ruled out. However, the curable medium is supplied in quantitative terms to such an extent that even with penetration of soil material sufficient curing of the anchoring jacket is achieved around the pile tube. The decisive factor is that the curable medium can not penetrate into the interior of the pile tube and thus leads to an undesirable contamination of the removed soil material in the interior of the pile tube.
  • a particularly efficient method is inventively achieved in that the introduction of the pile tube, the removal of the soil material, the introduction of the fluid and / or the introduction of the curable medium simultaneously. Overall, such a rapid sinking of the well and a speedy erection of the foundation element can be achieved.
  • a drilling device is fixed to the pile tube for removing soil material within the pile tube, which has a drive device for rotationally driving the drilling tool.
  • the drill device which can be fixed to the pile tube can, for example, have a support frame which can be fixed to the pile tube by means of clamping or clamping devices, and in which a drive device or a rotary motor for driving a drill pipe is accommodated.
  • the drilling device can be defined, for example, within an inner cross section of the pile tube, so that the drilling device and the pile tube can be scooped together. It is also possible to provide a telescoping drill string or to store the drill pipe axially adjustable relative to the support frame, so that an independent axial feed of the drilling tool and the pile tube can be done.
  • a particularly economical method variant is achieved according to the invention in that after the anchoring of the pile tube in the soil removed soil material remains within the pile tube.
  • the removed soil material is not or not completely removed from the pile tube. Rather, the removed soil material, which may be crushed and optionally mixed with liquid, remains within the pile tube.
  • a solidification of this material filling is not necessary, since the carrying capacity of the foundation element depends significantly on the skin friction. It can thus be avoided the costs for the removal of the soil material and any associated environmental impact. Since the soil material does not interact with hardenable medium taminiert, this does not represent a long-term environmental impact, for example, underwater foundation elements.
  • a special drilling tool with radially executable erosion teeth can be used to create the larger diameter borehole.
  • Such a drilling tool can be folded radially after drilling the borehole and pulled back through the smaller diameter pile tube.
  • an economical alternative is that after drilling down the well, the drill pipe is separated from the drilling tool at the lower end of the pile pipe, leaving the drilling tool as a lost drilling tool in the ground. It can be used as a simple rigid drilling tool, which remains as a lost drill bit on the underside of the foundation element in the ground.
  • the above object is further achieved by a device which is characterized in that the drilling tool is designed to create a borehole with a bore diameter which is larger by a predetermined amount than an outer diameter of the pile tube, wherein between the borehole wall and an outer side of the Pile tube an annular space is formed, that the annulus is separated from the interior of the pile tube, and that the supply device is provided for a curable medium, wherein the feed device opens into the annulus.
  • the annular space on the outside of the pile tube is procedurally separated from the interior of the pile tube. This ensures that no hardenable medium can pass from the outer annulus into the interior of the pile tube. Penetration of soil material into the annulus can also be avoided. But this is not annoying, provided that the strength of the mortar formed in the annulus is not appreciably affected. By a clean separation, an efficient use of the curable medium in the interior as well as a prevention of contamination of the removed soil material inside the Pile tube ensured.
  • the feeder opens exclusively in the annulus, but not in the interior of the pile tube.
  • the drilling tool can be operated in a conventional manner by a drilling device outside the borehole, for instance on a drilling ship.
  • the drilling device has a rotary drive for rotationally driving the drilling tool and that the drilling drive is designed for insertion into the pile tube and for fixing in the pile tube.
  • About a corresponding clamping device of the drill drive can be set within the pile tube.
  • the drilling device may also be part of an underwater drilling rig that can be lowered into the water.
  • the drilling tool is rotationally driven by the drill drive via a drill pipe and that a mixing device for crushing and / or mixing the soil material removed from the drilling tool with a supplied fluid, in particular water, between the drilling tool and the drill pipe.
  • the drilling tool and the mixing device can be operated simultaneously and in particular driven in rotation.
  • the feeding of the curable medium takes place simultaneously with the operation of the drilling tool.
  • the mixing device may comprise mixing blades or mixing blades, which additionally comminute the removed soil material and mix with a supplied fluid, so that the removed soil material reaches a flowable state as a whole.
  • the mixing device may in particular also have eccentrically arranged mixing elements, whereby the mixing and comminution effect can be enhanced.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along section A-A of FIG.
  • FIG. 4 shows an enlarged detailed representation of the lower region according to FIG. 2.
  • a device 1 according to the invention has, according to FIGS. 1 and 2, a pile tube 10 which is essentially formed from a cylindrical main body 12. At the lower end of the cylindrical base body 12, a larger diameter sleeve-shaped shoulder 16 is formed, which receives a mixing chamber 18.
  • a drilling device 50 is arranged within an inner space 14 of the pile tube 10.
  • the drilling device 50 can be tightened against the inside of the pile tube 10.
  • the pile tube 10 may itself be arranged in a known manner on a drilling rig, in particular a subsea drilling rig.
  • the pile tube 10 may be rotationally fixed or rotationally driven via the drilling rig, not shown.
  • the pile tube 10 stands still and can then be nachgeschoben after creating a portion of the wellbore axially down into the wellbore.
  • a drill string 26 extends axially down to the free end of the pile tube 10.
  • a drilling tool 20 is arranged on the drill pipe 26.
  • the drilling tool 20 has a delivery helix 24, at the lower end of which, starting from a central pilot 22, a plurality of radially arranged removal teeth 23 are arranged along cutting edges.
  • the drill string 26 has an inner drive shaft 28 and an outer drive shaft 38 surrounding it concentrically.
  • the inner drive shaft 28 is rotationally driven via a rotary drive 54 of a drive device 52, wherein the torque is transmitted to the drilling tool 20 in front of the inner drive shaft 28.
  • the outer drive shaft 38 can be driven via a mixing drive 56 with different rotational direction and / or speed.
  • a mixing device 40 is provided, through which removed soil material is mixed with supplied fluid.
  • inner drive shaft 28 and the outer drive shaft 38 may be formed as hollow tubular elements, so that they can be used for introducing a fluid into the wellbore, as will be explained in more detail below.
  • a borehole is created with a drill diameter, which corresponds to the outer diameter of the sleeve-shaped shoulder 16 at the lower end of the pile tube 10 approximately.
  • the pile tube 10 can be tracked into the borehole without appreciable amounts of abraded soil material can flow past the outer circumference of the sleeve-shaped shoulder 16 upwards.
  • the feeder 30 has a line 32 which extends from a pump, not shown, along an inner side of the cylindrical base body 12 of the pile tube 10. Via a manifold 34, the supply line 32 opens into the annular space 8, as in particular Fig. 4 can be seen.
  • the sleeve-shaped shoulder 16 is fluid-tightly connected to the outer circumference of the cylindrical main body 12 of the pile tube 10 via a radial annular plate 17.
  • the annular space 8 which between the borehole wall 5 and the outer circumference of the continuous zy- lindrischen main body 12 is formed, sealed from an inner space 14 of the pile tube 10.
  • the drilling tool 20 with conveyor coils 24 and a pilot 22 is arranged with the same outer diameter.
  • the drilling tool 20 is driven in rotation via the inner drive shaft 28. It is removed soil material and promoted by the conveyor coils 24 upwards in a mixing chamber 18, which is formed within the sleeve-shaped shoulder 16.
  • a mixing device 40 is arranged in the mixing chamber 18.
  • the mixing device 40 comprises three plate-shaped inner mixing elements 42 arranged at the same angular distance from one another and attached to the inner drive shaft 28 and rotating therewith.
  • the mixing device 40 comprises three outer, also offset by 120 ° to each other arranged plate-shaped outer mixing elements 44 which are rotatably connected to the outer drive shaft 38.
  • An outer mixing element 44 has an upper radial strut 46 and a lower radial strut 47, which are firmly connected to one another via an axial connecting element 45.
  • the lower radial strut 47 is rotatably supported relative to the inner drive shaft 28.
  • the abraded soil material conveyed by the conveying helices 24 is further comminuted and mixed with liquid, which is supplied via fluid lines 58 in the interior of the drill pipe 26.
  • the fluid lines 58 are arranged in particular in the intermediate space between the inner drive shaft 28 and the outer drive shaft 38 and have radially lateral and downwardly directed outlet openings for injecting liquid. At the same time, liquid can be conveyed directly downwards via the remaining annular space between the two drive shafts.
  • the mixing and liquefying of the removed soil material is additionally improved by a radially inwardly projecting annular projection 60, through which the removed soil material is moved radially inwards into the mixing space 18. will be forced.
  • the thus crushed and wetted Bodenmatenal is displaced by the action of the conveyor coils 24 and the supply of liquid up into the interior 14 of the pile tube 10.
  • the annular space 8 between the borehole wall 5 and the cylindrical basic body 12 is sealed off from the inner space 14.
  • the separation of these two process chambers from each other can in principle be increased by controlling the pressure in the two process chambers by controlling the corresponding filling levels.
  • a curable medium is introduced into the annular space via the supply line 32 and the manifold 34 at the lower end of the annular space 8.
  • the hardenable medium in particular a cement compound, hardens after drilling the borehole and introducing the pile pipe 10 into the borehole, so that a solid connecting jacket between the borehole wall 5 and the pile pipe 10 is thereby created to form the foundation element.
  • a pressure in the interior 14 can be controlled via a filling level of the removed and mixed soil material in the interior 14.
  • the filling level can be adjusted in particular by means of a pump, not shown.
  • the pressure in the interior 14 may be higher than in the annular space 18, so that leakage of the curable medium from the annular space 8 into the interior space 14 is avoided particularly reliably. This ensures that the removed soil material in the interior 14 is not contaminated with hardenable medium and thus must be disposed of expensively.
  • the pressure in the annular space 8 is higher than in the interior 14, whereby penetration of soil material into the annular space 8 is counteracted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden, bei welchem mittels eines Bohrwerkzeuges Bodenmaterial abgetragen und ein Bohrloch erstellt wird, in welches ein Pfahlrohr und ein aushärtbares Medium eingebracht werden. Das Bohrloch wird mit einem Bohrdurchmesser erstellt, welcher um einen vorgegebenen Betrag größer als ein Außendurchmesser des Pfahlrohres ist, wobei zwischen einer Bohrlochwandung und einer Außenseite des Pfahlrohres ein Ringraum gebildet wird. Das abgetragene Bodenmaterial wird in einem Innenraum des Pfahlrohres gefördert, während der Ringraum im Wesentlichen frei von abgetragenem Bodenmaterial gehalten wird. Das aushärtbare Medium wird zum Verankern des Pfahlrohres im Boden in den Ringraum eingeleitet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden
Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden, insbesondere in einem Gewässergrund, bei welchem mittels eines Bohrwerkzeuges Bodenmaterial abgetragen und ein Bohrloch erstellt wird, in welches ein Pfahlrohr und ein aushärtbares Medium eingebracht werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Die Erfindung betrifft des Weiteren eines Vorrichtung zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden, umfassend eine Bohreinrichtung mit einem Bohrwerkzeug zum Abtragen von Bodenmaterial unterhalb des Pfahlrohres, welches als ein Teil des Gründungselementes in den Boden einbringbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung gehen aus der EP 23 22 724 A1 hervor. Mittels einer Unterwasser-Bohranordnung wird ein pfahlförmiges Gründungselement in einen Gewässergrund eingebracht. An dem rohrförmigen Gründungselement ist eine Bohreinrichtung angebracht, welche unterhalb des rohrförmigen Gründungselementes Boden abträgt und ein Bohrloch erstellt. Das abgetragene Bodenmaterial kann aus dem rohrförmigen Gründungselement abgepumpt und eine abbindbare Suspension in das Rohr eingebracht werden.
Die Tragfähigkeit eines derartigen Gründungselementes hängt maßgeblich von der Mantelreibung gegenüber dem umgebenden Boden ab. Insbesondere bei einem Gewässergrund kann sich ein relativ geringer Reibfaktor ergeben, so dass das Gründungselement entsprechend tief und damit aufwändig in den Boden einzubringen ist. Aus der WO 2010/015799 A2 geht ein Verfahren zur Unterwassergründung hervor, bei welchem zunächst ein Bohrloch erstellt wird. In dieses kann ein durchmesserkleineres Gründungsrohr eingebracht werden, welches an seiner Innen- und Außenseite in eine aushärtbare Zementmasse eingebettet ist. Diese Zementmasse härtet dann zusammen mit dem Rohrelement zum Gründungselement aus.
Bei dem beschriebenen Verfahren wird das abgetragene Bodenmaterial aus dem Bohrloch in das umgebende Wasser ausgestoßen. Dies kann eine Umweltbeeinträchtigung darstellen. Darüber hinaus ist eine große Menge an Zementmasse erforderlich, um das Gründungselement zu bilden. Die Handhabung großer Zementmengen unter Wasser kann ebenfalls zu einer unerwünschten Umweltbeeinträchtigung führen.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden, insbesondere in einem Gewässergrund, anzugeben, mit welchen ein Gründungselement mit hoher Tragfähigkeit effizient und zugleich möglichst umweltschonend erstellt werden kann.
Die Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrloch mit einem Bohrdurchmesser erstellt wird, welcher um einen vorgegebenen Betrag größer als ein Außendurchmesser des Pfahlrohres ist, wobei zwischen einer Bohrlochwandung und einer Außenseite des Pfahlrohres ein Ringraum gebildet wird, dass das abgetragene Bodenmaterial in einen Innenraum des Pfahlrohres gefördert wird, während der Ringraum im Wesentlichen frei von abgetragenem Bodenmaterial gehalten wird, und dass das aushärtbare Medium zum Verankern des Pfahlrohres im Boden in den Ringraum eingeleitet wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zur Erzielung einer hohen Tragfähigkeit das Gründungselement in dem umgebenden Boden mittels eines aushärtbaren Mediums, insbesondere einer Zementmasse, verankert wird. Für diese hohe Tragfähigkeit ist es dabei nicht zwingend erforderlich, dass das gesamte Pfahlrohr mit dem aushärtbaren Medium oder Masse aufgefüllt wird. Vielmehr wird das aushärtbare Medium im Wesentlichen nur in den äußeren Ringraum eingeleitet, welcher zwischen der Außenseite des Pfahlrohres und der Bohrungswand des definiert größeren Bohrloches gebildet ist. Hierdurch wird ein Verbindungsmantel gebildet, der mit einem hohen Reibfaktor das Pfahlrohr im umgebenden Boden verankert. Der Verbrauch von aushärtbarem Medium kann so erheblich reduziert werden, was einerseits wirtschaftlich und andererseits umweltschonend ist. Zum Abschluss des Verfahrens kann aushärtbares Medium in den Fußbereich des Pfahlrohres eingeleitet werden, so dass ein stabiler Pfahlfuß gebildet wird. Ein darüber liegender Mittenbereich bleibt vorzugsweise frei von aushärtbarem Medium.
Dabei braucht das vom Bohrwerkzeug abgetragene Bodenmaterial nicht vollständig aus dem Bohrloch entfernt zu werden. Es besteht vielmehr die Möglichkeit, dass zumindest ein Teil des abgetragenen Bodenmateriales innerhalb des Pfahlrohres verbleibt. Unter Bohrwerkzeug im Sinne der Erfindung ist nicht allein ein rotierend angetriebenes Bohrwerkzeug, sondern grundsätzlich auch ein fräsenartiges Bohrwerkzeug, ein durch Hochdruckinjektion abtragendes Bohrwerkzeug, eine Kombination dieser Bohrwerkzeuge oder ein anderes Boden abtragendes Werkzeug zu verstehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das abgetragene Bodenmaterial mit einem Fluid, insbesondere Wasser, vermischt wird, welches in einen unteren Bereich des Bohrloches eingeleitet wird. Bei einer entsprechenden Verflüssigung des abgetragenen Bodenmaterials durch Zerkleinern und Vermischen mit einer Flüssigkeit kann dieses weitgehend ohne zusätzliche Fördereinrichtung, etwa einer Förderwendel, innerhalb des Pfahlrohres nach oben steigen. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, das so in einen fließfähigen Zustand versetzte Bodenmaterial mittels einer Pumpeinrichtung abzupumpen. In bestimmten Fällen kann das Fluid auch ein aushärtbares Medium aufweisen.
Dabei ist es bevorzugt, dass das abgetragene und vermischte Bodenmaterial zumindest teilweise durch das Pfahlrohr aus dem Bohrloch gefördert wird. Bei einer Unterwasserbohrung kann das Bodenmaterial, soweit dies gestattet und umweltverträglich ist, über einen Austragsstutzen an das umgebende Wasser abgegeben werden. Über eine entsprechende Leitung kann das abgetragene Bodenmaterial aber auch an Land oder zu einem Schiffskörper gefördert werden. Dabei ist es vorteilhaft, dass das abgetragene Bodenmaterial nicht mit dem aushärtbaren Medium kontaminiert ist. Dies erlaubt eine einfache Entsorgung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bohrwerkzeug mittels eines Bohrgestänges drehend angetrieben wird, welches innerhalb des Pfahlrohres angeordnet ist, und dass über das Bohrgestänge Fluid in den unteren Bereich des Bohrloches eingeleitet und/oder abgetragenes Bodenmaterial aus dem Bohrloch abgeführt wird. Es kann hierbei ein hohles Bohrgestänge eingesetzt werden, welches in seinem unteren Bereich eine oder mehrere Austrittsöffnungen zur Zuführung eines Fluides, insbesondere von Wasser, aufweist. Das Fluid kann dabei auch unter Druck zugeführt werden, so dass diese zur Bodenabtragung und/oder zur Vermischung des abgetragenen Bodenmaterials beiträgt.
Weiterhin ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass das aushärtbare Medium in einen unteren Bereich des Ringraumes eingeleitet wird. Hierzu können entlang des Pfahlrohres, insbesondere entlang der Innenseite des Pfahlrohres, eine oder mehrere Zuführleitungen vorgesehen sein. Diese münden in einen unteren Bereich des Ringraumes, so dass der erstellte Ringraum von unten mit dem aushärtbaren Medium, insbesondere einer Zementmasse, aufgefüllt werden kann.
Es können auch weitere Mündungen um den Umfang des Pfahlrohres und entlang der axialen Höhe des Pfahlrohres vorgesehen sein. Das Pfahlrohr ist insgesamt mit einem unteren ringförmigen Absatz derart ausgebildet, dass der Ringraum von dem Innenraum des Pfahlrohres, in welchem das abgetragene Bodenmaterial aufgenommen wird, dicht abgeschlossen ist. Auf diese Weise wird eine Kontamination des inneren abgetragenen Bodenmaterials durch das aushärtbare Medium vermieden. Gleichzeitig wird das aushärtbare Medium sparsam und effizient zum Verfüllen des Ringraumes eingesetzt. Es ist darauf hinzuweisen, dass Bodenmaterial von der Bohrungswand oder in gewissem Umfang auch von der Unterseite des Bohrloches in den Ringraum dringen kann oder ein derartiges Eindringen zumindest nie völlig ausgeschlossen werden kann. Allerdings wird das aushärtbare Medium in quantitativer Hinsicht in einem solchen Umfang zugeführt, dass auch bei Eindringen von Boden- material eine hinreichende Aushärtung des Verankerungsmantels um das Pfahlrohr erreicht wird. Maßgeblich ist, dass das aushärtbare Medium nicht in das Innere des Pfahlrohres dringen kann und so zu einer unerwünschten Kontaminierung des abgetragenen Bodenmaterials im Innenraum des Pfahlrohres führt.
Ein besonders effizientes Verfahren wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, dass das Einbringen des Pfahlrohres, das Abtragen des Bodenmaterials, das Einleiten des Fluides und/oder das Einleiten des aushärtbaren Mediums gleichzeitig erfolgen. Insgesamt kann so ein schnelles Abteufen des Bohrloches und ein zügiges Errichten des Gründungselementes erreicht werden.
Weiterhin ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, dass zum Abtragen von Bodenmaterial innerhalb des Pfahlrohres eine Bohreinrichtung an dem Pfahlrohr festgelegt wird, welche eine Antriebseinrichtung zum drehenden Antreiben des Bohrwerkzeuges aufweist. Die an dem Pfahlrohr festlegbare Bohreinrichtung kann beispielsweise einen Tragrahmen aufweisen, welcher mittels Spann- oder Klemmeinrichtungen an dem Pfahlrohr festlegbar ist, und in welchem eine Antriebseinrichtung oder ein Drehmotor zum Antreiben eines Bohrgestänges aufgenommen ist. Die Bohreinrichtung kann beispielsweise innerhalb eines inneren Querschnitts des Pfahlrohres festgelegt werden, so dass sich die Bohreinrichtung und das Pfahlrohr gemeinsam abteufen lassen. Auch ist es möglich, ein teleskopierbares Bohrgestänge vorzusehen oder das Bohrgestänge gegenüber dem Tragrahmen axial verstellbar zu lagern, so dass ein unabhängiger axialer Vorschub des Bohrwerkzeuges und des Pfahlrohres erfolgen kann.
Eine besonders wirtschaftliche Verfahrensvariante wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass nach dem Verankern des Pfahlrohres im Boden abgetragenes Bodenmaterial innerhalb des Pfahlrohres verbleibt. Dabei wird also das abgetragene Bodenmaterial nicht oder nicht vollständig aus dem Pfahlrohr abgeführt. Vielmehr bleibt das abgetragene Bodenmaterial, welches zerkleinert und gegebenenfalls mit Flüssigkeit vermischt sein kann, innerhalb des Pfahlrohres zurück. Eine Verfestigung dieser Materialfüllung ist nicht notwendig, da die Tragfähigkeit des Gründungselementes maßgeblich von der Mantelreibung abhängt. Es können so die Kosten für das Abfördern des Bodenmaterials und eine eventuell damit verbundene Umweltbeeinträchtigung vermieden werden. Da das Bodenmaterial nicht mit aushärtbarem Medium kon- taminiert ist, stellt dieses etwa bei Unterwasser-Gründungselementen auch langfristig keine Umweltbeeinträchtigung dar.
Grundsätzlich kann zum Erstellen des durchmessergrößeren Bohrloches ein besonderes Bohrwerkzeug mit radial ausstellbaren Abtragszähnen eingesetzt werden. Ein solches Bohrwerkzeug kann nach Abteufen des Bohrloches radial eingeklappt und durch das durchmesserkleinere Pfahlrohr nach oben rückgezogen werden. Im Hinblick auf den Einsatz kostenaufwändiger Spezialschiffe für Unterwasserbohrungen besteht eine wirtschaftliche Alternative darin, dass nach dem Abteufen des Bohrloches das Bohrgestänge von dem Bohrwerkzeug am unteren Ende des Pfahlrohres getrennt wird, wobei das Bohrwerkzeug als verlorenes Bohrwerkzeug im Boden verbleibt. Es kann so ein einfaches starres Bohrwerkzeug verwendet werden, welches als eine verlorene Bohrspitze an der Unterseite des Gründungselementes im Boden verbleibt.
Die eingangs genannte Aufgabe wird weiter durch eine Vorrichtung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Bohrwerkzeug zum Erstellen eines Bohrloches mit einem Bohrdurchmesser ausgebildet ist, welcher um einen vorgegebenen Betrag größer als ein Außendurchmesser des Pfahlrohres ist, wobei zwischen der Bohrlochwandung und einer Außenseite des Pfahlrohres ein Ringraum gebildet ist, dass der Ringraum gegenüber dem Inneren des Pfahlrohres getrennt ist, und dass die Zuführeinrichtung für ein aushärtbares Medium vorgesehen ist, wobei die Zuführeinrichtung in den Ringraum mündet. Mit dieser Vorrichtung kann das zuvor beschriebene Verfahren durchgeführt und die genannten Vorteile erreicht werden.
Durch den durchgehenden Rohrkörper des Pfahlrohres und insbesondere durch eine Durchmessererweiterung, etwa durch einen Absatz, am unteren Ende des Pfahlrohres ist der Ringraum an der Außenseite des Pfahlrohres verfahrensmäßig vom Inneren des Pfahlrohres getrennt. Hierdurch wird erreicht, dass kein aushärtbares Medium von dem äußeren Ringraum in das Innere des Pfahlrohres gelangen kann. Ein Eindringen von Bodenmaterial in den Ringraum kann ebenfalls vermieden werden. Dies ist aber nicht störend, sofern die Festigkeit des gebildeten Verbindungsmörtels im Ringraum nicht nennenswert beeinträchtigt ist. Durch eine saubere Trennung wird ein effizienter Einsatz des aushärtbaren Mediums in den Innenraum sowie eine Vermeidung einer Kontaminierung des abgetragenen Bodenmaterials im Inneren des Pfahlrohres sichergestellt. Die Zuführeinrichtung mündet ausschließlich in den Ringraum, jedoch nicht in das Innere des Pfahlrohres.
Grundsätzlich kann das Bohrwerkzeug in herkömmlicher Weise durch eine Bohrvorrichtung außerhalb des Bohrloches, etwa auf einem Bohrschiff, betrieben werden. Bevorzugt ist es nach der Erfindung, dass die Bohreinrichtung einen Drehantrieb zum drehenden Antreiben des Bohrwerkzeuges aufweist und dass der Bohrantrieb zum Einbringen in das Pfahlrohr und zum Festlegen in dem Pfahlrohr ausgebildet ist. Über eine entsprechende Spanneinrichtung kann der Bohrantrieb innerhalb des Pfahlrohres festgelegt werden. Die Bohreinrichtung kann auch Teil einer im Gewässer absenkbaren Unterwasserbohranlage sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bohrwerkzeug über ein Bohrgestänge von dem Bohrantrieb drehend angetrieben ist und dass zwischen dem Bohrwerkzeug und dem Bohrgestänge eine Mischeinrichtung zum Zerkleinern und/oder Vermischen des vom Bohrwerkzeug abgetragenen Bodenmaterials mit einem zugeführten Fluid, insbesondere Wasser, vorgesehen ist. Das Bohrwerkzeug und die Mischeinrichtung können gleichzeitig betrieben und insbesondere drehend angetrieben sein. Das Zuführen des aushärtbaren Mediums erfolgt gleichzeitig mit dem Betrieb des Bohrwerkzeuges. Zudem wird mit dem Abtragen von Bodenmaterial und dem entsprechenden axialen Vortrieb des Bohrwerkzeuges auch das Pfahlrohr in den Boden abgesenkt. Die Mischeinrichtung kann Mischblätter oder Mischflügel aufweisen, welche das abgetragene Bodenmaterial zusätzlich zerkleinern und mit einem zugeführten Fluid mischen, so dass das abgetragene Bodenmaterial insgesamt einen fließfähigen Zustand erreicht.
Die Mischeinrichtung kann insbesondere auch exzentrisch angeordnete Mischelemente aufweisen, wodurch der Vermischungs- und Zerkleinerungseffekt verstärkt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 : eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2: einen Längsschnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1 ;
Fig. 3: eine vergrößerte Querschnittsansicht gemäß dem Schnitt A-A von Fig.
1 ; und
Fig. 4: eine vergrößerte Detaildarstellung des unteren Bereiches gemäß Fig. 2.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist gemäß den Figuren 1 und 2 ein Pfahlrohr 10 auf, welches im Wesentlichen aus einem zylindrischen Grundkörper 12 gebildet ist. Am unteren Ende des zylindrischen Grundkörpers 12 ist ein durchmessergrößerer hülsenförmiger Absatz 16 ausgebildet, welcher einen Mischraum 18 aufnimmt.
Innerhalb eines Innenraumes 14 des Pfahlrohres 10 ist eine Bohreinrichtung 50 angeordnet. Die Bohreinrichtung 50 kann gegenüber der Innenseite des Pfahlrohres 10 festgespannt werden. Das Pfahlrohr 10 kann selbst in bekannter Weise an einer Bohranlage, insbesondere einer Unterwasserbohranlage, angeordnet sein. Das Pfahlrohr 10 kann über die nicht dargestellte Bohranlage drehfest oder auch drehend angetrieben sein. Während des Betriebes der Bohreinrichtung 50 steht das Pfahlrohr 10 still und kann anschließend nach dem Erstellen eines Abschnittes des Bohrloches axial nach unten in das Bohrloch nachgeschoben werden.
Von der Bohreinrichtung 50 erstreckt sich ein Bohrgestänge 26 axial nach unten zum freien Ende des Pfahlrohres 10. Unterhalb des Pfahlrohres 10 ist am Bohrgestänge 26 ein Bohrwerkzeug 20 angeordnet. Das Bohrwerkzeug 20 weist eine Förderwendel 24 auf, an dessen unteren Ende sind ausgehend von einem mittigen Piloten 22 entlang von Schneidkanten mehrere radial angeordnete Abtragszähne 23 angeordnet.
Zwischen dem Bohrwerkzeug 20 und dem Bohrgestänge 26 ist eine Mischeinrichtung 40 zwischengeschaltet, welche nachfolgend näher im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 erläutert wird.
Das Bohrgestänge 26 weist einen inneren Antriebsschaft 28 und einen diesen konzentrisch umgebenden äußeren Antriebsschaft 38 auf. Der innere Antriebsschaft 28 wird über einen Drehantrieb 54 einer Antriebseinrichtung 52 drehend angetrieben, wobei das Drehmoment vor dem inneren Antriebsschaft 28 auf das Bohrwerkzeug 20 übertragen wird. Unabhängig hiervon kann der äußere Antriebsschaft 38 über einen Mischantrieb 56 mit unterschiedlicher Drehrichtung und/oder Drehzahl angetrieben werden. Am unteren Ende des äußeren Antriebsschaftes 38 ist eine Mischeinrichtung 40 vorgesehen, durch welche abgetragenes Bodenmaterial mit zugeführtem Fluid vermengt wird.
Des Weiteren können der innere Antriebsschaft 28 und der äußere Antriebsschaft 38 als hohle Rohrelemente ausgebildet sein, so dass diese zum Einbringen eines Fluides in das Bohrloch eingesetzt werden können, wie nachfolgend näher erläutert wird.
Mit dem Bohrwerkzeug 20 wird ein Bohrloch mit einem Bohrdurchmesser erstellt, welcher dem Außendurchmesser des hülsenförmigen Absatzes 16 am unteren Ende des Pfahlrohres 10 in etwa entspricht. Auf diese Weise kann das Pfahlrohr 10 in das Bohrloch nachgeführt werden, ohne dass nennenswerte Mengen abgetragenen Bo- denmateriales am Außenumfang des hülsenförmigen Absatzes 16 vorbei nach oben strömen können.
Gegenüber dem durchmessergrößeren hülsenförmigen Absatz 16 ist der zylindrische Grundkörper 12 des Pfahlrohres 10 durchmesserkleiner, so dass zwischen der Außenseite des zylindrischen Grundkörpers 12 und einer Bohrlochwandung 5 ein Ringraum 8 gebildet ist. Über eine Zuführeinrichtung 30 kann ein aushärtbares Medium, insbesondere eine Zementmasse, in den Ringraum 8 eingeleitet und dieser damit aufgefüllt werden. Hierzu weist die Zuführeinrichtung 30 eine Leitung 32 auf, welche sich von einer nicht dargestellten Pumpe entlang einer Innenseite des zylindrischen Grundkörpers 12 des Pfahlrohres 10 erstreckt. Über eine Krümmer 34 mündet die Zuführleitung 32 in den Ringraum 8, wie insbesondere Fig. 4 zu entnehmen ist.
Mit Bezug auf die Figuren 3 und 4 wird der untere Endbereich der Vorrichtung 1 und des Pfahlrohres 10 näher beschrieben. Der hülsenförmige Absatz 16 ist über eine radiale Ringplatte 17 fluiddicht an dem Außenumfang des zylindrischen Grundkörpers 12 des Pfahlrohres 10 angeschlossen. Hierdurch wird der Ringraum 8, welcher zwischen der Bohrlochwandung 5 und dem Außenumfang des durchgehenden zy- lindrischen Grundkörpers 12 gebildet ist, dicht von einem Innenraum 14 des Pfahlrohres 10 abgeschlossen.
Unterhalb des hülsenförmigen Absatzes 16 ist mit gleichem Außendurchmesser das Bohrwerkzeug 20 mit Förderwendeln 24 und einem Piloten 22 angeordnet. Das Bohrwerkzeug 20 wird über den inneren Antriebsschaft 28 drehend angetrieben. Es wird Bodenmaterial abgetragen und durch die Förderwendeln 24 nach oben in einen Mischraum 18 gefördert, welcher innerhalb des hülsenförmigen Absatzes 16 ausgebildet ist. In dem Mischraum 18 ist eine Mischeinrichtung 40 angeordnet. Die Mischeinrichtung 40 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel drei mit gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete plattenformige innere Mischelemente 42, welche an dem inneren Antriebsschaft 28 angebracht sind und mit diesem umlaufen.
Weiterhin umfasst die Mischeinrichtung 40 drei äußere, ebenfalls um 120° zueinander versetzt angeordnete plattenformige äußere Mischelemente 44, welche drehfest mit dem äußeren Antriebsschaft 38 verbunden sind. Ein äußeres Mischelement 44 weist dabei eine obere Radialstrebe 46 und eine untere Radialstrebe 47 auf, welche über ein axiales Verbindungselement 45 fest miteinander verbunden sind. Die untere Radialstrebe 47 ist drehbar gegenüber dem inneren Antriebsschaft 28 gelagert. An einer Innenseite des Verbindungselementes 45 ist eine radial nach innen vorstehende Scherplatte 48 angeordnet.
Durch eine Relativdrehung der inneren Mischelemente 42 und der äußeren Mischelemente 44, welche insbesondere gegeneinander drehen, wird das von den Förderwendeln 24 zugeförderte abgetragene Bodenmaterial weiter zerkleinert und mit Flüssigkeit vermischt, welche über Fluidleitungen 58 im Inneren des Bohrgestänges 26 zugeleitet wird. Die Fluidleitungen 58 sind dabei insbesondere im Zwischenraum zwischen dem inneren Antriebsschaft 28 und dem äußeren Antriebsschaft 38 angeordnet und weisen radial seitliche und nach unten gerichtete Austrittsöffnungen zum Eindüsen von Flüssigkeit auf. Gleichzeitig kann über den verbliebenen Ringraum zwischen den zwei Antriebsschäften Flüssigkeit direkt nach unten zugefördert werden. Das Vermischen und Verflüssigen des abgetragenen Bodenmaterials wird zusätzlich durch einen radial nach innen ragenden Ringvorsprung 60 verbessert, durch welchen das abgetragene Bodenmaterial radial nach innen in den Mischraum 18 ge- zwungen wird. Das so zerkleinerte und vernnischte Bodenmatenal wird durch die Wirkung der Förderwendeln 24 und die Zuführung von Flüssigkeit nach oben in den Innenraum 14 des Pfahlrohres 10 verdrängt.
Dicht abgetrennt von dem Innenraum 14 ist der Ringraum 8 zwischen der Bohrlochwandung 5 und dem zylindrischen Grundkörper 12. Die Abtrennung dieser beiden Verfahrensräume voneinander kann noch grundsätzlich dadurch gesteigert werden, dass der Druck in den beiden Verfahrensräumen durch Steuerung der entsprechenden Füllstände gesteuert wird. So wird über die Zuführleitung 32 und den Krümmer 34 am unteren Ende des Ringraumes 8 ein aushärtbares Medium in den Ringraum eingeleitet. Das aushärtbare Medium, insbesondere eine Zementmasse, härtet nach Abteufen des Bohrloches und Einbringen des Pfahlrohres 10 in das Bohrloch aus, so dass hierdurch zum Bilden des Gründungselementes ein fester Verbindungsmantel zwischen der Bohrlochwandung 5 und dem Pfahlrohr 10 geschaffen wird.
Ein Druck im Innenraum 14 kann über eine Füllhöhe des abgetragenen und vermischten Bodenmaterials im Innenraum 14 gesteuert werden. Die Füllhöhe kann insbesondere mittels einer nicht dargestellten Pumpe eingestellt werden. Grundsätzlich kann dabei der Druck im Innenraum 14 höher als im Ringraum 18 sein, so dass ein Austreten des aushärtbaren Mediums aus dem Ringraum 8 in den Innenraum 14 besonders zuverlässig vermieden wird. Damit ist sichergestellt, dass das abgetragene Bodenmaterial im Innenraum 14 nicht mit aushärtbarem Medium kontaminiert wird und somit teuer entsorgt werden muss. Vorzugsweise ist der Druck im Ringraum 8 höher als im Innenraum 14, wodurch einem Eindringen von Bodenmaterial in den Ringraum 8 entgegengewirkt wird.
Nach Aushärten des Verbindungsmantels im Ringraum 8 kann zerkleinertes und/oder verflüssigtes Bodenmaterial in einem nicht ausgehärteten Zustand im Innenraum 14 des Pfahlrohres 10 verbleiben. Denn selbst bei einer Unterwassergründung stellt das gelöste, nicht mit aushärtbarer Masse kontaminierte Bodenmaterial keine Umweltbeeinträchtigung dar. Zum Bilden des Gründungselementes verbleibt das Pfahlrohr 10 und das Bohrwerkzeug 20 im Boden, während das Bohrgestänge 26 einschließlich der Mischeinrichtung 40 geborgen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden, insbesondere in einem Gewässergrund, bei welchem mittels eines Bohrwerkzeuges (20) Bodenmaterial abgetragen und ein Bohrloch erstellt wird, in welches ein Pfahlrohr (10) und ein aushärtbares Medium eingebracht werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bohrloch mit einem Bohrdurchmesser erstellt wird, welcher um einen vorgegebenen Betrag größer als ein Außendurchmesser des Pfahlrohres (10) ist, wobei zwischen einer Bohrlochwandung (5) und einer Außenseite des Pfahlrohres (10) ein Ringraum (8) gebildet wird,
dass das abgetragene Bodenmaterial in einen Innenraum (14) des Pfahlrohres (10) gefördert wird, während der Ringraum (8) im Wesentlichen frei von abgetragenen Bodenmaterial gehalten wird, und
dass das aushärtbare Medium zum Verankern des Pfahlrohres (10) im Boden in den Ringraum (8) eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das abgetragene Bodenmaterial mit einem Fluid, insbesondere Wasser, vermischt wird, welches in einen unteren Bereich des Bohrloches eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das abgetragene und vermischte Bodenmaterial zumindest teilweise durch das Pfahlrohr (10) aus dem Bohrloch gefördert wird.
4. Verfahren nach einen dem Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bohrwerkzeug (20) mittels eines Bohrgestänges (26) drehend angetrieben wird, welches innerhalb des Pfahlrohres (10) angeordnet ist, und dass über das Bohrgestänge (26) Fluid in den unteren Bereich des Bohrloches eingeleitet und/oder abgetragenes Bodenmaterial aus dem Bohrloch abgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das aushärtbare Medium in einen unteren Bereich des Ringraumes (8) eingeleitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einbringen des Pfahlrohres (10), das Abtragen des Bodenmaterials, das Einleiten des Fluides und/oder das Einleiten des aushärtbaren Mediums gleichzeitig erfolgen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Abtragen von Bodenmaterial innerhalb des Pfahlrohres (10) eine Bohreinrichtung (50) an dem Pfahlrohr (10) festgelegt wird, welche eine Antriebseinrichtung (52) zum drehenden Antreiben des Bohrwerkzeugs (20) aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Verankern des Pfahlrohres (10) im Boden abgetragenes Bodenmaterial innerhalb des Pfahlrohres (10) verbleibt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Abteufen des Bohrloches das Bohrgestänge (26) von dem Bohrwerkzeug (20) am unteren Ende des Pfahlrohres (10) getrennt wird, wo- bei das Bohrwerkzeug (20) als verlorenes Bohrwerkzeug (20) im Boden verbleibt.
10. Vorrichtung zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden, insbesondere nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend eine Bohreinrichtung (50) mit einem Bohrwerkzeug (20) zum Abtragen von Bodenmaterial unterhalb eines Pfahlrohres (10), welches als ein Teil des Gründungselementes in den Boden einbringbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bohrwerkzeug (20) zum Erstellen eines Bohrloches mit einem Bohrdurchmesser ausgebildet ist, welcher um einen vorgegebenen Betrag größer als ein Außendurchmesser des Pfahlrohres (10) ist, wobei zwischen der Bohrlochwandung (5) und einer Außenseite des Pfahlrohres (10) ein Ringraum (8) gebildet ist,
dass der Ringraum (8) gegenüber dem Inneren des Pfahlrohres (10) abgetrennt ist und
dass eine Zuführeinrichtung (30) für ein aushärtbares Medium vorgesehen ist, wobei die Zuführeinrichtung (30) in den Ringraum (8) mündet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bohreinrichtung (50) einen Drehantrieb zum drehenden Antreiben des Bohrwerkzeuges (20) aufweist und
dass der Drehantrieb (54) zum Einbringen in das Pfahlrohr (10) und zum Festlegen in dem Pfahlrohr (10) ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bohrwerkzeug (20) über ein Bohrgestänge (26) von dem Drehantrieb (54) drehend angetrieben ist und
dass zwischen dem Bohrwerkzeug (20) und dem Bohrgestänge (26) eine Mischeinrichtung (40) zum Zerkleinern und/oder Vermischen des vom Bohrwerkzeug (20) abgetragenen Bodenmaterials mit einem zugeführten Fluid, insbesondere Wasser, vorgesehen ist.
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