DE2229383A1 - Verfahren und vorrichtung zum verfestigen des erdbodens, insbesondere zur gruendung von pfaehlen oder aehnlichen fundamentaufbauten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum verfestigen des erdbodens, insbesondere zur gruendung von pfaehlen oder aehnlichen fundamentaufbautenInfo
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Description
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Herr Wolf Ohitis, Neapel, Oorso Vittorio Emanuele 167/c, Italien
diese Anmeldung werden die Prioritäten aus der italienischen
Patentanmeldung Nr. 40441 A/71 vom 8. November 1971 und der
italienischen Zusatzanmeldung Nr. 40445 A/71 vom 3- Dezember 1971
in Anspruch genommen.
Verfahren und Vorrichtung zum Verfestigen des Erdbodens, insbesondere
zur Gründung von Pfählen oder ähnlichen Fundament aufbaut en.
An Ort und Stelle gegossene Betonpfähle sind bekannt, deren
Lastaufnahmefähigkeit allgemein auf dem Seitenreibungswiderstand des Erdbodens an der Pfahloberfläche sowie dem Basiswioäerstand
am Bodenauflager beruht. Beides ist naturgemäß von den mechanischen Eigenschaften des Erdbodens abhängig.
Wenn dieser Basiserdboden einer Vorverdichtung ausgesetzt würde, um die Festigkeit bzw. Konsistenz desselben zu erhöhen, so
würde natürlich die brauchbare Pfahl-Lastaufnahmefähigkeit erhöht,
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Ein ähnlicher Effekt könnte, wo möglich, durch Vergießen des
Erdbodens in der Nähe des Pfahlfußes bzw. der Pfahlbasis erzielt werden·
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, an der Basis eines Pfahles oder eines ähnlichen, an Ort und Stelle
gegossenen Aufbaus eine Verfestigung des Erdbodens an der Pfahlbasis durch verteilten Druck und dabei einen Erdbodenverguß
zu schaffen, so daß eine Kraft sowohl auf die Basis des Pfahles o. dgl. als auch auf den benachtbarten Erdboden
ausgeübt wird· Die Vorrichtung weist im wesentlichen einen
undurchlässigen widerstandsfähigen hohlen Körper (eine Druckzelle) auf, die vor dem Gießen in den Erdboden eingeführt
und an der Pfahlbasis angeordnet wird. Die Hohlkörperwandung wird wasserdicht und undurchdringlich gemacht, um zu verhindern,
daß der Innenhohlraum mit Zementbrühe beim Gießen des Pfahles o. dgl. gefüllt wird.
Bei Beendigung des Gießvorgangs wird der Hohlkörper bzw. die Zelle dadurch unter Druck gesetzt, daß in sie hinein ein
Bindergemisch (entweder auf Zementbasis oder auf chemischer Basis) injiziert wird, welches in der Lage ist, nach einiger
Zeit abzubinden und auszuhärten.
Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß die undurchlässige Zellenwand oder gar die Zelle selbst aufbricht
als Folge der durch den Bindergemischdruck hervorgerufenen Ausdehnung, wodurch der Druckflüssigkeit die Möglichkeit wird,
in den Erdboden zu diffundieren und diesen zu imprägnieren. Auf diese Weise erhöht der Erdboden-Ausgießeffekt den mechanischen
Stampfeffekt.
Die Erfindung wird nunmehr anhand derjsie beispielsweise
wiedergebenden Zeichnung beschreiben, und zwar zeigt
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Fig· 1 einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäße
Torrichtung, während
Fig. 2 eine Draufsicht auf diese wiedergibt.
Fig. 2 eine Draufsicht auf diese wiedergibt.
Die dargestellte Torrichtung weist zwei Platten 10 und 10* auf, die sich einander so gegenüberliegen, daß sie einen
Innenhohlraum 11 bilden, der durch Abstandseinrichtungen aufrechterhalten wird. Eine Injektionsleitung 13 mündet in
diesen Hohlraum 11, und eine Entlüftungsleitung 14- geht von
diesem aus. Die Wandung der Torrichtung bzw. die Platten 10, 10 * sind mit einem Satz von DurchgagfcLslochern 15 versehen,
und die gesamte Torrichtung ist von einer undurchlässigen Hülle 16 umgeben. Beispielsweise kann diese Hülle aus einer
oder mehreren Schichten Jutestoff o. dgl. bestehen, der außen mit einer undurchlässigen Plastikfolie überzogen ist. Diese
dient dazu, die Injektion von Wasser, welches das Injektionsündergemisch
bildet, durch die Stoff dicke hindurch zu erleichtern, wodurch dieses Bindergemisch eine höhere Dichte
und Festigkeit erhalten kann.
Die Torrichtung wird auf dem Erdboden an der gegossenen
Basis oder dem Fuß (Pfahl, Wand usw.) angeordnet, woraufhin der darüber befindliche Aufbau (Pfahl, Wand usw.) gegossen
wird· Wenn der darüberliegende Zementguß abgebunden und sich verfestigt hat, wird der Hohlraum der Torrichtung (der vor
einer Terunreinigung dank der undurchlässigen Hülle 16 bewahrt wurde) mit Bindergemischen durch die Injektionsleitung
13 gefüllt. Luft tritt aus der Entlüftungsleitung 14 aus. Dann wird durch Schließen der Entlüftungsleitung 14· und durch
Eomprimieren der injizierten Flüssigkeit durch letztere die gesamte Bauteilgruppe ausgedehnt, d.h. die Platten 10,1O1
werden sich voneinander trennen, die undurchlässige Hülle 16 wird mit Druckflüssigkeit gefüllt und an mehreren Stellen,
insbesondere in Richtung zum Erdboden, aufreißen, und das
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flüssige Bindergemisch wird austreten, um auf diese Weise den Erdboden zu imprägnieren und zu verfestigen. Bei Erreichen
einea? entsprechenden Betriebsstufe, wenn beispielsweise
der Erdboden eine genügende Menge von Zementbinder für seine Verfestigung aufgenommen hat, wird die Injektion
des BindergemiBch.es beendet, die Injektionsleitung 13 wird fest verschlossen und auf einem konstanten Druck gehalten,
beispielsweise mittels eines Absperrventils oder eines anderen Systems, bis die Druckflüssigkeit abgebunden hat.
Daraufhin kann ein Waschen oder Spülen der gesamten Bauteilgruppe aus Zelle und den beiden leitungen erfolgen, so
daß ein zweiter Injektionsvorgang mit höherem Druck durchgeführt werden kann.
Das Unterdrucksetζen der Vorrichtung kann mehrmals in
unbestimmten Interwallen wiederholt werden. Beispielsweise und insbesondere in lockerem Erdboden kann eine derartige
Wiederholung ein Wiedergutmachen oder Ausgleichen jeglicher Absenkungen ermöglichen, dem ein Pfahl mit der Zeit unterworfen
sein kann.
(1) Durch die Verwendung der beschriebenen Vorrichtung
wird die Möglichkeit geschaffen, experimentell die Werte für die Seitenreibungsfestigkeit für einen Pfahl zu erhalten. So
kann durch allmähliches Aufladen der Basiszelle 10,10* das Diagramm für die Pfahlbeanspruchungen des Anhebens, ähnlich
wie ein gewöhnlicher Lasttest, erhalten werden. Auf diese Weise kann die mittlere Seitenfestigkeit für Seitenreibung
gegen den Pfahl erhalten werden.
(2) Durch Einführen von entsprechenden, im Handel erhältlichen Instrumenten entlang dem Pfahlschaft ist es auch
möglich, über das Beton-Beanspruchungskriterium die verschiedenen Seitenfestigkeitswerte in verschiedenen Höhen zu
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erhalten; daher kann anstelle des mittleren Wertes der Seitenreibung der Wert erhalten werden, der den verschiedenen
Schichten entspricht. In jedem lalle kann durch entsprechende Erhöhung des Druckes innerhalb der Basiszelle
10,10* auf genügend hohe Werte die Gesamtlastgrenze, durch Seitenreibung, für den gesamten Pfahl erhalten werden.
(5) Wenn der Pfahl eine ausreichende Länge hat oder am
oberen Ende bzw. Kopfende genügend gebunden ist, so können die Bodenfestigkeitswerte für das Basis-Kraftauflager erhalten
werden und in diesem lalle noch die Grenzlast für das Basis-Lastauflager,'jenseits welcher der Erdboden zusammenbrechen
würde.
(4·) Wie unter Punkt (2) und (3) angegeben, ist es auf dieser Weise mittels der Druckzelle 10,10· möglich, einen
tatsächlichen Pfahl-Belastungstest auszuführen, aus dem solche interessanten Werte, wie die brauchbare Last, die
Grenzlast, Absenkungen usw., erhalten werden können.
(5) Sollte der Pfahl entlang seinem Öchaft mit Instrumenten versehen werden, wie unter (2) erwähnt, können die
gute Beschaffenheit und die Kontinuität des Gusses kontrolliert werden. Wenn somit die Zelle 10,1O1 unter Druck gesetzt
wird und beispielsweise der Pfahl an einem Abschnitt unterbrochen sein sollte, so wurden solche Instrumente Belastungswerte
nur am Strang unterhalb der Unterbrechung ermitteln, während oberhalb der Unterbrechung die Werte
reduziert oder null sein würden, und zwar abhängig von der
Größe der Unterbrechung. Es sei darauf hingewiesen, daß bei den oben erwähnten Belastungstests die Druckzelle 10,1O1
im wesentlichen als Hebevorrichtung wirksam ist.
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Me Erfindung führt in der Hauptsache Jedoch zu einer wesentlichen unbegrenzten Zellenausdehnung, wohingegen der
Hub eines gewöhnlichen Hebezeugs notwendigerweise begrenzt ist.
Es sollte außerdem darauf hingewiesen werden, daß das Absenken eines Pfahles, der vorher über die Basiszelle 10,10f
gemäß der Erfindung unter Druck gesetzt worden ist, in jedem Falle geringer als dasjenige eines gewöhnlichen Pfahls sein
wird, und dies sowohl infolge der Erdverfestigung als auch der Erdkammer seitlich vom Pfahlschaft.
(6) Eine weitere Anwendung findet die Druckzelle 10,10'
auf dem Gebiet der Injektionstechnik. Durch Einbringen einer Zelle des obigen Typs in ein Injektionsloch von entsprechendem
Durchmesser und durch Verfestigen bzw. Stampfen am oberen Ende können wiederholte Injektionen ausgeführt werden, die
zusätzlich zur Gemischdiffusion auch den Zweck der Bodenverfestigung erfüllen.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und besieht
sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten
Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.
Patentansprüche
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Claims (9)
- 72 024· Kü/sl15. JUi 1972PatentansprücheIy Verfahren zum Verfestigen des Erdbodens und Verbessern der Basisauflage für Pfähle und ähnliche Fundamentaufbauten, dadurch gekennzeichnet, daß in den Erdboden unter die zu verfestigende Zone eine hohle, undurchlässige und starrwandige Druckkammer oder Zelle eingebracht wird, die nach außen über eine Injektionsleitung und eine Entlüftungsleitung verbunden ist, daß nach der Errichtung der daruberliegenden Fundament aufbaut en (wie beispielsweise Pfähle, Wände o. dgl·) über die Injektionsleitung ein unter Druck stehendes Bindergemisch in die vorher in den Erdboden eingebrachte Kammer injiziert wird, daß dann die Entlüftungsleitung geschlossen und die Injektion des unter Druck stehenden Bindergemisches fortgesetzt wird, bis die Kammerundurchlässigkeit zerstört und dem Bindergemisch die Möglichkeit gegeben wird, den benachtbarten Erdboden zu durchdringen, und zwar bis zur Absorption desselben, daß daraufhin auch die Injektionsleitung geschlossen und im geschlossenen Zustand gehalten wird, bis das in den Erdboden injizierte Bindergemisch abgebunden hat, und daß schließlich die Druckzelle an Ort und Stelle gewaschen oder gespülwt wird, woraufhin gegebenfalls die Injektion von unter Druck stehendem Bindergemisch in die Zelle in der gleichen Weise und mit den309820/0593gleichen Mitteln wiederholt wird.
- 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine hohle Druckzelle mit starken starren Wänden und mit Injektions- und Entlüftungsleitungen sowie durch eine Einrichtung, welche die UndurchlMssigkeit der Druckzelle sicherstellt, "bis sie mit Binde-, mittel gefüllt ist, dessen Druck die Undurchlässigkeit zerstört und dem Bindemittel die Möglichkeit gibt, in den benachfbarten Erdboden einzudringen und diesen zu verfestigen.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle, mit einer starken starren Wandung versehene Zelle mit einer leichten haftenden undurchlässigen Hülle überzogen ist, die bei Injektionsvorgängen aufbricht und dem Bindergemisch die Möglichkeit gibt, auszufließen und den Erdboden zu imprägnieren.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Zelle zwei gewölbte Metallplatten aufweist, deren konvexe Seiten perforiert und mit den zugewandten konkaven Seiten so gekuppelt sind, daß sie eine Expansionskammer bilden, die, ohne daß sie zusammengedrückt wird, dem durch den frischen Beton ausgeübten Außendruck wiedersteht, wobei das Ganze in eine undurchlässige Hülle eingeschlossen ist, die sich bei Injektion ausdehnt und aufbricht, um dem Zementbindergemisch die Möglichkeit zu geben, auszufließen und das umgebende Erdreich zu durchdringen.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die undurchlässige Hülle, welche die Zelle umgibt, eine oder mehrere Lagen Jutestoff aufweist, der außen mit einer undurchlässigen Plastikfolie überzogen ist.309820/0593
- 6. Verwendung einer Druckzelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5 zur Ausführung von Belastungstests an darüberliegenden Aufbauten, insbesondere an darüberstehenden Pfählen, zum Erhalten der Werte für den Basiswiderstand, die Seitenreibung usw.
- 7. Verwendung einer Druckzelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5 zur Kontrolle der guten Beschaffenheit und Kontinuität des Pfahles mittels Instrumente, die entlang dem Pfahlschaft vorgesehen sind.
- 8. Verwendung einer Druckzelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5 zur Ausführung von Injektionen in den Untergrund durch Einführen derselben in ein vorher gebohrtes Loch, dann Ausstopfen nach dem Einführen der Zelle und daraufhin Injizieren eines Bindergemisches oder einer entsprechenden Flüssigkeit durch die Injektionsleitung hindurch.
- 9. Fundament- oder Verfestigungspfahl, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem unteren Ende eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5 aufweist, die auf den Pfahl von urfen bis oben einen Druck und auf das seitliche Erdreich, welches den Pfahl umgibt, eine Spannung ausübt.309820/05 93, Α ■Leerseite
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