AT516162B1 - Rammpfahl mit einem im Wesentlichen zylindrischen Schaft - Google Patents

Abstract

Rammpfahl (1), mit einem im Wesentlichen zylindrischen Schaft (2), wobei der Schaft (2) ein erstes Pfahlende (1a) und ein zweites Pfahlende (1b) ausbildet, wobei am Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfahlendes (1b) eine Muffe (3) angeordnet ist, wobei die Muffe (3) oder der Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfahlendes (1b) einen Anschlag (9) aufweist, sodass ein weiterer Rammpfahl (1) mit einem ersten Pfahlende (1a) bis zu einer durch den Anschlag (9) definierten maximalen Einstecktiefe (T) einsteckbar ist, wobei die Muffe (3) und/oder der Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfahlendes (1b) im Inneren zumindest einen sich zumindest im Wesentlichen bis zum Anschlag (9) erstreckenden Hinterschnitt (8) ausbildet bzw. ausbilden.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Rammpfahl, mit einem im Wesentlichen zylindrischen Schaft,wobei der Schaft ein erstes Pfählende und ein zweites Pfählende ausbildet, wobei am Ramm¬pfahl im Bereich des zweiten Pfählendes eine Muffe angeordnet ist, wobei die Muffe oder derRammpfahl im Bereich des zweiten Pfählendes einen Anschlag aufweist, sodass ein weitererRammpfahl mit einem ersten Pfählende bis zu einer durch den Anschlag definierten maximalenEinstecktiefe einsteckbar ist.

[0002] Rammpfähle der eingangs genannten Art zählen bereits zum Stand der Technik undwerden beispielsweise in der WO 2013026510 A1 gezeigt. Rammpfähle werden durch eineRamm Vorrichtung in den Untergrund eingerammt. Als Untergrund versteht man beispielsweisedas Erdreich. Wurde der erste Rammpfahl in den Untergrund eingerammt, kann ein weitererRammpfahl in das obere Ende des bereits eingerammten Rammpfahles eingesetzt werden.Durch Krafteinwirkung, die ebenfalls durch die Rammvorrichtung erfolgt, wird der weitereRammpfahl mit dem ersten Rammpfahl verbunden. Diese Verbindung erfolgt beim Stand derTechnik durch Reibschluss und Kraftschluss. Beim Stand der Technik ist jedoch nicht immergewährleistet, dass die Kraft für eine Trennung zweier oder mehrerer Rammpfähle größer ist alsdie anfängliche Fügekraft, welche mit der Rammvorrichtung aufgebracht worden ist. Mit ande¬ren Worten ist die Zugkraft, die die ineinander gerammten Rammpfähle aufnehmen können, fürmanche Anwendungsbereiche zu gering. Eine Erhöhung dieser Zugkraft über einen Wert derzum Verbinden aufgebrachten Fügekraft ist nur erschwert möglich. Andere Systeme arbeitenbeispielsweise mit der Einbringung zusätzlicher Bauteile, wie beispielsweise Spreizelemente,um die Zugkraft zwischen den einzelnen Pfählen zu erhöhen, indem die Spitze der Rammpfählegeweitet wird. Dabei können jedoch Risse entstehen, welche hinsichtlich der Zugkraft undStandfestigkeit der verbundenen Rammpfähle wiederum Probleme erzeugen und das Systemverkomplizieren.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, die vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden und einengegenüber dem Stand der Technik verbesserten Rammpfahl anzugeben.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

[0005] Dadurch, dass die Muffe und/oder der Rammpfahl im Bereich des zweiten Pfählendesim Inneren zumindest einen sich zumindest im Wesentlichen bis zum Anschlag erstreckendenHinterschnitt ausbildet bzw. ausbilden ist gewährleistet, dass nach dem Einstecken und Ein¬rammen eines weiteren Rammpfahles unter Krafteinwirkung sich dieser aufgrund des Hinter¬schnittes mit dem vorhin eingerammten Rammpfahl formschlüssig verbindet. Aufgrund dieserVerbindung kann die Anordnung aus miteinander verbundenen Rammpfählen im Vergleich zumStand der Technik sehr hohe Zugkräfte aufnehmen. Es sind zudem keine weiteren Bauteile, wieSpreizelemente, notwendig.

[0006] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Unteransprüchen defi¬niert.

[0007] Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figu¬renbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei¬spiele im Folgenden näher erläutert.

[0008] Darin zeigen: [0009] Fig. 1 eine Detailansicht zweier verbundener Rammpfähle, [0010] Fig. 2a, 2b Querschnitte des Rammpfahles und [0011] Fig. 3a bis 3c einzelne Schritte beim Verbinden der Rammpfähle.

[0012] Die Fig. 1 zeigt zwei Rammpfähle 1 (nicht vollständig ausgezeichnet) in einer Schnitt-darstellung. Die Rammpfähle 1 werden aus einem im Wesentlichen zylindrischen Schaft 2ausgebildet, welcher ein erstes Pfählende 1a und ein zweites Pfählende 1b ausbildet. Wie in der Fig. 1 ersichtlich, steckt das erste Pfählende 1 a in der Muffe 3 eines weiteren Pfahles 1.Das erste Pfählende 1 a wird dabei bis zum Anschlag 9 in die Muffe 3 eingerammt. Am zweitenPfählende 1 b weist die Muffe 3 eine im Wesentlichen konstante Muffenwandstärke WMcon auf.Ausgehend vom zweiten Pfählende 1b entlang der maximalen Einstecktiefe T, welche durchden Anschlag 9 definiert ist, verändert sich die Muffenwandstärke von der konstanten Muffen¬wandstärke WMcon in die variable Muffenwandstärke WMvar. Durch diese Veränderung derWandstärke entsteht ein Hinterschnitt 8, der sich in einem maximalen Winkel α im Inneren derMuffe 3 von zwischen 1,5° und 3°gemessen zu einer Längsachse L erstreckt. In anderen Wor¬ten wird dieser Hinterschnitt 8 durch die Änderung des Querschnittes der Muffe 3 von einem imWesentlichen kreisrunden Querschnitt Qk am zweiten Pfählende 1b zu einem vom kreisrundenQuerschnitt Qk abweichenden Querschnitt Qa, der sich am inneren Anschlag 9 befindet, aus¬gebildet. In der Fig. 1 wird ein Schnitt A-A gezeigt, welcher in der Fig. 2b näher erläutert wirdund die Querschnittsänderung von Querschnitt Qk zu Qa in der Draufsicht zeigt.

Der im Wesentlichen rohrförmig ausgebildete Rammpfahl 1 mit seinem Schaft 2 weist zumin¬dest entlang seiner maximalen Einstecktiefe T, ausgehend vom ersten Pfählende 1a, eine imWesentlichen konstante Schaftwandstärke Ws auf. Diese Schaftwandstärke Ws ist in diesemAusführungsbeispiel geringer als die Muffenwandstärke WMvar und WMcon. Durch die geringe¬re Schaftwandstärke Ws verformt sich der Schaft 2 und nicht der Bereich der Muffe 3, welcherdurch die stärkeren Muffenwandstärken WMvar und WMcon ausgebildet wird. In anderen Wor¬ten ist der Rammpfahl 1 zumindest im Bereich entlang der Einstecktiefe T aufgrund der geringe¬ren Schaftwandstärke Ws und/oder auch eines weicheren Materialgefüges leichter verformbarals der restliche Bereich des Rammpfahles 1. Das Material, aus dem der Rammpfahl 1 gefertigtwird, ist zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig duktiler Gussstahl oder duktiles Gussei¬sen. Der Anschlag 9 ist eine Anlagefläche, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse Ldes Rammpfahles 1 als eine Art Schulter ausgebildet ist. Durch die Ausbildung als Schulterkann das erste Pfählende 1 a bei Kontakt mit dem Anschlag 9 nicht mehr tiefer in den Ramm¬pfahl 1 Vordringen. Aufgrund der Stauchung des Schaftes 2 unter Krafteinwirkung muss sich derSchaft 2 im Bereich des Hinterschnittes 8 an dessen Kontur anpassen. Dies erfolgt entlang derEinstecktiefe T. Dadurch entsteht eine sehr behutsame, gleichmäßige Verformung eines rundenQuerschnittes zu einem Querschnitt mit mehreren oder auch nur einer Hinterschneidung 8.Durch die behutsame, gleichmäßige Verformung ist gewährleistet, dass sich keine Risse imSchaft 2 bilden. Nach diesem Prinzip können Rammpfähle 1 in einem geeigneten Untergrundohne Verwendung zusätzlicher Bauteile zugesichert miteinander oder im Bedarfsfall auch ein¬zeln - verankert werden.

[0013] Die Fig. 2a zeigt das zweite Pfählende 1b der Muffe 3. Die Muffenwandstärke ist imBereich des zweiten Pfählendes 1b konstant. Der kreisrunde Querschnitt Qk bildet somit einekonstante Muffenwandstärke WMcon aus. In diesen konstanten Muffenquerschnitt WMcon wirdinnen in weiterer Folge das erste Pfählende 1a eines weiteren Pfahles 1 eingeführt, bis es unterKrafteinwirkung den Anschlag 9 erreicht und dort gestaucht wird. Das erste Pfählende 1a wirdin der Fig. 2a nicht gezeigt.

[0014] Die Fig. 2b zeigt den Schnitt A-A, welcher in der Fig. 1 in der Seitenansicht der Anord¬nung aus zwei Rammpfählen 1 eingezeichnet wurde. Aus der in der Fig. 2a gezeigten konstan¬ten Muffenwandstärke WMcon wird mit zunehmender Einstecktiefe T (in Fig. 1 ersichtlich) dievariable Muffenwandstärke WMvar. Durch die Änderung der Muffenwandstärke von WMcon n zuWMvar entsteht der Hinterschnitt 8. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hinterschnitt 8durch ein Trilobular erzeugt. In anderen Worten wird der von einem im Wesentlichen kreisrun¬den Querschnitt Qk abweichende Querschnitt Qa durch die Form eines Trilobulars ausgebildet,wobei durch das Trilobular drei Hinterschnittbereiche 8a, 8b, 8c entstehen. Eine andere Quer¬schnittsform als ein Trilobular ist bei der Herstellung zumindest eines Hinterschnittes 8 auchmöglich. Das Ende des Hinterschnittes 8 im Inneren der Muffe 3 und/oder des Rammpfahles 1wird durch den Anschlag 9 ausgebildet. Die variable Muffenwandstärke WMvar kann in ihrerStärke sowohl größer als die konstante Muffenwandstärke WMcon als auch kleiner als diesesein. Dadurch wird erzielt, dass beim Einrammen des ersten Pfählendes 1a der Durchmesserdes Schaftes 2 abschnittsweise gestreckt und auch gestaucht wird. Dadurch bleibt der Umfang des Schaftes 2 bei der Stauchung des Schaftes 2 im Bereich des Hinterschnittes 8 vollständigerhalten, auch wenn sich der Durchmesser des Schaftes 2 abschnittsweise ausdehnt und an-derorts verringert. Durch diese Verformung des kreisrunden Querschnittes z. B. in ein Trilobularoder ein Vieleck wird bei abschnittsweiser Veränderung des Schaftes 2 im Bereich des erstenPfählendes 1a der Umfang nicht verändert. Durch diese sehr schonende Querschnittsverände¬rung am Schaft 2 wird verhindert, dass sich Risse bilden - Rissbildung würde zur Verringerungder Zugfestigkeit verbundener Rammpfähle führen.

[0015] Die Fig. 3a zeigt Abschnitte eines Rammpfahles 1, der mit seinem ersten Pfählende 1aüber dem zweiten Pfählende 1b eines weiteren Rammpfahles 1 mit einer Muffe 3 platziert ist.Erkennbar ist der Hinterschnitt 8 und der Anschlag 9. Der Schaftdurchmesser DSA des Schaf¬tes 2 ist nahezu gleich wie der Öffnungsquerschnitt der Muffe 3 am zweiten Pfählende 1b.

[0016] Die Fig. 3b zeigt, wie der Schaft 2 des Pfahles 1 in die Muffe 3 eines weiteren Ramm¬pfahles 1 eingeführt wird. Dabei beginnt der Schaft 2 sich an der Innenwandung der Muffe 3anzupassen. Eine leichte Querschnittsänderung bzw. eine abschnittsweise Veränderung desSchaftdurchmessers DSA am Schaft 2 beginnt.

[0017] In der Fig. 3c wird gezeigt, wie der Schaft 2 des Rammpfahles 1 in der Muffe 3 einesweiteren Rammpfahles 1 platziert wurde. Der Schaftdurchmesser DSA‘ hat sich abschnittsweisean die Innenmaße der Muffe 3 angepasst. Aufgrund der Stauchung des Schaftes 2 durch dasZusammenwirken des Anschlages 9 und des Hinterschnitts 8 wird der Schaftdurchmesser DSAzum angepassten Schaftdurchmesser DSA‘ vergrößert oder verkleinert. Nach der Verbindungder zumindest zwei Rammpfähle 1 durch die Stauchung im Hinterschnitt 8 wird ein Füllstoff 10,vorzugsweise Beton oder Betonemulsion eingebracht, um nach Aushärtung des Füllstoffes 10eine anschließende Rückverformung des Schaftes 2 bei Zugbelastung zu verhindern.

[0018] Anhand der Fig. 3a, 3b, 3c kann man erkennen, dass das Verfahren zum Verbindenzumindest zweier Rammpfähle 1 zumindest folgende Schritte aufweist: [0019] - Einrammen eines Rammpfahles 1 in einen Untergrund mit einer Rammvorrich¬ tung, wobei der Rammpfahl 1 mit dem ersten Pfählende 1a voran in den Unter¬grund gerammt wird. - Einsetzen eines weiteren Rammpfahles 1 mit dem ersten Pfählende 1a in die miteinem Hinterschnitt 8 versehene Muffe 3 des vorangehenden Rammpfahles undEinrammen mittels einer Rammvorrichtung. - Einrammen bis zur benötigten Tiefe der Anordnung aus Rammpfählen 1, wobeibeim Einrammen das erste Pfählende 1a sich durch rissfreie Deformierung an dieInnenkontur der Muffe 3 anpasst, wobei eine Zugsicherung aufgrund des zumin¬dest einen Hinterschnittes 8 - welcher vorzugsweise durch die Querschnittsände¬rung eines im Wesentlichen kreisrunden Querschnittes zum Querschnittes inForm eines Trilobulars ausgebildet ist - entsteht. - Gegebenenfalls Einsetzen weiterer Rammpfähle 1 und Einrammen, wie in denvorigen Schritten beschrieben. - Auffüllen der Anordnung aus Rammpfählen 1 mit einem Füllstoff 10, vorzugswei¬se Beton oder Betonemulsion zum Erschweren der Rückverformung des auf¬grund des Hinterschnitts 8 deformierten ersten Pfählendes 1a.

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Rammpfahl (1), mit einem im Wesentlichen zylindrischen Schaft (2), wobei der Schaft (2)ein erstes Pfählende (1a) und ein zweites Pfählende (1b) ausbildet, wobei am Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfählendes (1b) eine Muffe (3) angeordnet ist, wobei die Muffe(3) oder der Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfählendes (1b) einen Anschlag (9)aufweist, sodass ein weiterer Rammpfahl (1) mit einem ersten Pfählende (1a) bis zu einerdurch den Anschlag (9) definierten maximalen Einstecktiefe (T) einsteckbar ist,dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (3) und/oder der Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfählendes (1b)im Inneren zumindest einen sich zumindest im Wesentlichen bis zum Anschlag (9) erstre¬ckenden Hinterschnitt (8) ausbildet bzw. ausbilden.
2. 2. Rammpfahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (8) durchdie Änderung des Querschnittes der Muffe (3) von einem im Wesentlichen kreisrundenQuerschnitt (Qk) am zweiten Pfählende (1b) zu einem vom kreisrunden Querschnitt abwei¬chenden Querschnitt (Qa) am inneren Anschlag (9) ausgebildet wird.
3. 3. Rammpfahl nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vom einem im Wesent¬lichen kreisrunden Querschnitt (Qk) abweichende Querschnitt (Qa) in Form eines Trilobu-lars ausgebildet ist, wobei durch das Trilobular drei Hinterschnittbereiche (8a, 8b, 8c) ent¬stehen.
4. 4. Rammpfahl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (8)sich in einem maximalen Winkel (a) im Inneren der Muffe (3) von zwischen 1,5° und 3°gemessen zu einer Längsachse (L) erstreckt.
5. 5. Rammpfahl nach wenigstens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬net, dass der Rammpfahl (1) im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist, wobei der Schaft (2) im Bereich zumindest entlang seiner maximalen Einstecktiefe (T) ausgehend vom ers¬ten Pfählende (1a) eine im Wesentlichen konstante Schaftwandstärke (Ws) aufweist.
6. 6. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (3) am zweiten Pfählende (1b) eine im Wesentlichen konstante Muffenwandstärke (WMcon)aufweist, ausgehend vom zweiten Pfählende (1b) entlang der maximalen Einstecktiefe (T)aufgrund des Hinterschnittes (8) eine variable Muffenwandstärke (WMvar) aufweist.
7. 7. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der An¬schlag (9) durch eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (L) des Rammpfahles (1)ausgebildete Anlagefläche ausgebildet ist.
8. 8. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass derRammpfahl (1) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, aus duktilem Gussstahl oderGusseisen besteht.
9. 9. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass derRammpfahl (1) zumindest im Bereich entlang der Einstecktiefe (T) aufgrund der geringerenSchaftwandstärke (Ws) und/oder eines weicheren Materialgefüges leichter verformbar istals der restliche Bereich des Rammpfahles (1).
10. 10. Verfahren zum Verbinden zumindest zweier Rammpfähle (1) nach einem der Ansprüche 1bis 9, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Einrammen eines Rammpfahles (1) in einen Untergrund mit einer Rammvorrichtung,wobei der Rammpfahl (1) mit dem ersten Pfählende (1a) voran in den Untergrund ein¬gerammt wird. Einsetzen eines weiteren Rammpfahles (1) mit dem ersten Pfählende (1a) in die miteinem Hinterschnitt (8) versehene Muffe (3) des vorangehenden Rammpfahles (1) undEinrammen mittels einer Rammvorrichtung. Einrammen bis zur benötigten Tiefe der Anordnung aus Rammpfählen (1), wobei beimEinrammen das erste Pfählende (1a) sich an die Innenkontur der Muffe (3) anpasst,ggf. Einsetzen weiterer Rammpfähle (1) und Einrammen wie in den vorigen Schrittenbeschrieben. Auffüllen der Anordnung aus Rammpfählen (1) mit einem Füllstoff (10), zum Erschwe¬ren der Rückverformung des aufgrund des Hinterschnittes (8) deformierten erstenPfählendes (1a). Hierzu 3 Blatt Zeichnungen