DE2403988C2 - Method of making or reinforcing a foundation using thin piles and pile to carry out the method - Google Patents
Method of making or reinforcing a foundation using thin piles and pile to carry out the methodInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen oder Verstärken eines Fundamentes unter Verwendung einer Vielzahl von mit geringem Abstand nebeneinander durch eine nicht tragfähige Schicht in eine tiefer liegende tragfähige Schicht getriebenen dünnen Pfählen mit einer Dicke von nicht mehr als 100 mm, deren obere Enden mit einer dünnen Betonplatte verbunden werden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Pfahl zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for making or reinforcing a foundation using a large number of closely spaced next to each other through a non-load-bearing layer into a deeper one horizontal bearing layer of driven thin piles with a thickness of not more than 100 mm, the top of which Ends are connected with a thin concrete slab. The invention also relates to a post for implementation of the procedure.
Obwohl die große Anzahl von Pfählen die den wesentlichen Teil des Fundamentes bildende Betonplatte sowohl in horizontaler und vertikaler Richtung stabil hält, lassen sich horizontale Bewegungen des Bodens nicht ausschließen, die horizontal gerichtete Drücke auf die Seiten der einzelnen Pfähle mit der Gefahr ausüben, daß sich die Pfähle von der Betonplatte trennen oder von ihr abbrechen.Although the large number of piles formed the concrete slab that forms the essential part of the foundation Holds stable in both the horizontal and vertical directions, allows horizontal movements of the floor do not exclude the danger of exerting horizontally directed pressures on the sides of the individual piles, that the piles separate from the concrete slab or break off from it.
Zum Herstellen bzw. Verstärken eines Fundamentes dieser Bauart ist es aus der GB-PS 7 83 799 bekannt, eine Betonplatte auf einer Vielzahl von in den Boden eingetriebenen dünnen Pfählen zu gießen, deren oberen Bereiche Hülsen aus Betonfertigteilen umschließen. Die Hülsen sollen die Knicksteifigkeit der dünnen Pfähle vergrößern und horizontale Verschiebungen der Betonplatte verhindern. Um zu vermeiden, daß sich Seitenkräfte aus der nicht tragfähigen Schicht des Bodens auf die biegeweichen Pfähle übertragen, bedarf es allerdings eines erheblichen Aufwandes; es gehört nämlich zu jedem der in großer Anzahl vorhandenen dünnen Pfähle eine solche Hülse, die nachträglich über einen bereits in den Boden eingetriebenen Pfahl eingebracht werden muß. Ein auf diese Weise hergestelltes Fundament ist sehr teuer.For the production or reinforcement of a foundation of this type, it is known from GB-PS 7 83 799, to pour a concrete slab on a multitude of thin piles driven into the ground, the top of which Areas enclose sleeves made of precast concrete parts. The sleeves are designed to maintain the buckling resistance of the thin piles enlarge and prevent horizontal shifting of the concrete slab. To avoid side forces Transfer from the non-load-bearing layer of the ground to the pliable piles is necessary, however a considerable effort; for it belongs to each of the thin ones that exist in great numbers Piles such a sleeve, which are subsequently inserted via a pile that has already been driven into the ground must become. A foundation made in this way is very expensive.
ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer durch eine große Anzahl dünner Pfähle gehaltenen Betonplatte eines Fundaments auf einfache Art und Weise, insbesondere ohne zusätzliche vorgefertigte Bauelemente, zu verhindern, daß sich horizontal gerichtete Drücke auf die Seiten der einzelnen Pfähle übertragen.ίο The invention is based on the object at a a concrete slab of a foundation held in place by a large number of thin piles in a simple manner, especially without additional prefabricated components, to prevent horizontally directed Transfer pressures to the sides of each pillar.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß für jeden Pfahl im oberen Bereich der nicht tragfähigen Schicht ein Startloch mit wesentlich größerem Durchmesser als dem des Pfahles vorgebohrt wird, das am fertigen Fundament die unmittelbare Berührung dieser Schicht mit dem oberen Bereich des Pfahls verhindert This object is achieved according to the invention in that for each pile in the upper area of the non-load-bearing Layer a starting hole with a much larger diameter than that of the pile is pre-drilled that on the finished foundation prevents this layer from coming into direct contact with the upper area of the pile
Das vorgebohrte Loch erstreckt sich dabei nicht bis in den stabilen Grund und Boden, in den der Fuß des Pfahles hineinragt um die Last aufzunehmen.The pre-drilled hole does not extend into the stable ground in which the foot of the post is located protrudes to take the load.
Der Hohlraum verhindert die Übertragung von Seitenkräften, wobei sich der Hohlraum einfach dadurch schaffen läßt, daß das vorgebohrte Startloch im Durchmesser größer ist als der anschließend darin eingetriebene Pfahl.The cavity prevents the transmission of lateral forces, whereby the cavity is simply thereby can create that the pre-drilled starting hole is larger in diameter than the subsequently driven into it Stake.
Das läßt sich auch erreichen, wenn der Spalt zwischen dem Oberteil des Pfahles und dem vorgebohrten Startloch nach dem Eintreiben des Pfahles mit einem fließfähigen, zusammendrückbaren oder nachgiebigen Material gefüllt wird. In diesem Fall absorbiert die Umhüllung den seitlichen Druck und verhindert, daß sich dieser direkt auf den Pfahl überträgt.This can also be achieved if the gap between the top of the pile and the pre-drilled starting hole after driving the pile with a flowable, compressible or resilient material is filled. In this case, the envelope absorbs the side pressure and prevents it transfers directly to the stake.
Der Spalt läßt sich so auffüllen, daß der Pfahl im Bereich unmittelbar unterhalb der Betonplatte mit einem Kragen aus porösem Füllmaterial umgeben wird. Geeignet ist jedes fließfähige Material, beispielsweise Betonitschlämme, Sand oder Feinkies als Füllmaterial; es eignet sich auch ein zerbröckelbarer oder nachgiebiger Kragen beispielsweise aus Pappe oder Schaumkunststoff. Damit der Kragen während des Eintreibens des Pfahles nicht abgestreift wird, empfiehlt es sich, den Boden bis auf eine Tiefe vorzubohren, die genügt um das den seitlichen Druck absorbierende Material aufzunehmen. The gap can be filled so that the pile in the area immediately below the concrete slab with a Collar is surrounded by porous filler material. Any flowable material is suitable, for example Betonite sludge, sand or fine gravel as filler material; a friable or yielding one is also suitable Collars made of cardboard or foam plastic, for example. So that the collar during driving If the pile is not stripped, it is advisable to pre-drill the ground to a depth that is sufficient for it the material absorbing the lateral pressure.
Ein im oberen Teil unterhalb der Betonplatte perforierter Pfahl bietet den zusätzlichen Vorteil, daß bei Verwendung von porösen bzw. zerbröckelnden Materialien Wasser oder bei einem ein Frostschutzmittel enthaltenden Kragen dann das Frostschutzmittel in den benachbarten Grund und Boden sickern kann. Bei einer Bodenschicht oder einem Bett aus ausgetrocknetem Ton erweicht die in den Ton sickernde Flüssigkeit unterhalb der Betonplatte den Ton und entfaltet eine Schmierwirkung, daß der Ton oder das zerbröckelbare Material unter der Einwirkung von Feuchtigkeit fließfähig wird und sich im Falle einer relativen Horizontalbewegung rings um die Pfähle verteilt. Das Befeuchten ist auch dann wünschenswert, wenn ein noch frischer Baum gefällt worden ist, dessen Wurzelsystem zuvor den umgebenden Ton oder Lehm ausgetrocknet hat.A post perforated in the upper part below the concrete slab offers the additional advantage that at Use of porous or crumbling materials water or one containing an anti-freeze Collar then the antifreeze can seep into the neighboring property. At a A layer of soil or a bed of dried-out clay softens the liquid seeping into the clay underneath the concrete slab the clay and unfolds a lubricating effect that the clay or the crumble Material becomes flowable under the action of moisture and moves in the event of relative horizontal movement distributed around the stakes. Moistening is desirable even if the tree is still fresh has been felled, the root system of which has previously dried out the surrounding clay or loam.
Die Konstruktion jedes Pfahles kann verschieden gestaltet sein. Beispielsweise kann jeder Pfahl aus mit Harz imprägniertem Beton oder aus Beton bestehen,The construction of each pile can be designed differently. For example, each stake can be made with Resin impregnated concrete or made of concrete,
der mit Fasern aus Kohlenstoff, Polymeren, Asbest, Glas oder Metall bewehrt ist Ebensowohl ist es möglich, einen versteifenden Stab oder vorgespannte oder auch nicht vorgespannte Drähte vorzusehen, die sich über die Pfahilänge erstrecken. Der aus Beton begehende Pfahl kann dann in eine Metallhülse eingeschlossen werden, beispielsweise aus galvanisiertem Eisen, damit der Pfahl leicht in den Boden eingetrieben werden kann. Wenn die Metallhülse später durch Rost zerstört wird, so ist dies sogar nützlich, weil dadurch die Festigkeit des Piahles nicht beeinflußt wird und das Rosten des Metalls eine Volumenzunahme bewirkt, die nur zur Folge hat, daß der Pfahl noch fester im Boden gehalten wird. Abweichend von den vorstehend genannten Möglichkeiten kann der Pfahl aus Metall oder anderem Material in Form eines massiven Stabes oder Rohres gefertigt sein. Wenn die Druckfestigkeit des Pfahles auf Metall beruht, so muß das gewählte Metall nichtkorrodierend sein, und ein rostfreier Stahl ist in diesem Falle angebracht. Der Grad der Rostbeständigkeit wird in jedem einzelnen Falle dann auf einer Analyse der im Boden vorhandenen Salze abhängen. In manchen Fällen der Anwendung der Erfindung kann der Pfahl aus einem unteren Abschnitt oder unteren Abschnitten aus bewehrtem Beton bestehen, während ein oberer Abschnitt oder obere Abschnitte aus perforiertem Metall gefertigt sind.reinforced with fibers made of carbon, polymers, asbestos, glass or metal. It is also possible to use a stiffening rod or pre-stressed or non-pre-stressed wires extending over the Extend pole length. The concrete post can then be enclosed in a metal sleeve, for example made of galvanized iron, so that the post can be easily driven into the ground. If the metal sleeve is later destroyed by rust, this is it even useful because it increases the strength of the diamond is not affected and the rusting of the metal causes an increase in volume, which only has the consequence that the post is held even more firmly in the ground. Notwithstanding the options mentioned above the post can be made of metal or other material in the form of a solid rod or tube. If the pile's compressive strength is metal, the metal chosen must be non-corrosive, and stainless steel is appropriate in this case. The degree of rust resistance is determined in each individual Trap then depend on an analysis of the salts present in the soil. In some cases applying the In the invention, the pile can consist of a lower section or lower sections of reinforced concrete, while a top section or sections are made of perforated metal.
Wird das Fundament oberhalb des Wurzelsystems eines kürzlich gefällten noch frischen Baums errichtet, so kann sich dort ein Tonbett befinden, das zuvor durch das Wurzelsystem des Baums getrocknet worden ist, sich aber infolge seines Feuchtigkeitsgehalts ausdehnen kann, bis Gleichgewicht mit dem umgebenden Grund und Boden besteht. Selbst dann, wenn die Pfähle sich durch den sich ausdehnenden Ton bis in den stabilen Grund unterhalb des Bettes erstrecken, kann die Ausdehnung des Tons sich als Auswölbung der dünnen Betonplatte auswirken, die so groß werden kann, daß sie die Bodenverankerung der Pfähle überwindet und eine Verformung des Gebäudes hervorruft, die derjenigen analog ist, welche durch eine Bodensenkung hervorgerufen werden kann. Liegen Bedingungen vor, die eine derartige Wirkung befürchten lassen, so kann das Problem durch eine unterhalb der gegossenen Betonschicht liegende, nachgiebige oder zerbröckelbare Schicht, also eine Schicht aus einem stückig brechenden Material, ausgeschaltet werden, beispielsweise eine Schicht aus Schaumpolysterin, welche nachgibt und jede aufwärts gerichtete Bewegung des darunter befindlichen Erdbodens absorbiert Die auf dem Fundament ruhende Last wird auf diese Weise wirksam von der Betonplatte und die Pfähle bis herunter zu dem stabilen Erdboden aufgenommen und durch das nachgiebige oder zerbrechliche Material gegen jede Aufwärtsbewegung unterhalb des Betons geschützt.If the foundation is built above the root system of a recently felled tree that is still fresh, so there may be a clay bed there that has previously been dried by the tree's root system but, owing to its moisture content, can expand until equilibrium with the surrounding ground and soil is made. Even if the piles move through the expanding clay down to the stable Extending ground below the bed, the expansion of the clay can be seen as a bulging of the thin concrete slab affect, which can be so large that it overcomes the ground anchoring of the piles and a Causes deformation of the building that is analogous to that caused by subsidence can be. If there are conditions that fear such an effect, the problem may arise by a flexible or crumbling layer lying beneath the poured concrete layer, i.e. a layer of a piece of breaking material, can be turned off, for example a layer of Foam polystyrene that yields and any upward movement of the ground below The load resting on the foundation is absorbed in this way by the concrete slab and the piles taken down to the stable ground and by the resilient or fragile Material protected against any upward movement below the concrete.
Ein Beispiel einer Konstruktion eines Fundaments mit den Merkmalen der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtAn example of a construction of a foundation with the features of the invention is in the drawing shown. It shows
Fig. 1 das Fundament während seiner Herstellung undFig. 1 shows the foundation during its manufacture and
F i g. 2 das fertige Fundament.F i g. 2 the finished foundation.
Auf einer nicht tragfähigen Bodenschicht 3, die eine tragfähige Schicht 4 überlagert, wird zunächst eine Schicht 5 aus zerquetschbarem Material'aufgebracht, worauf eine dünne Betonplatte 6 mit rohrförmigen Hülsen 7 gegossen wird, wobei die Hülsen sich durch die Betonplatte und das zerquetschbare Material erstrekken. An der Betonplatte sind Ankerbolzen 8 befestigt.On a non-load-bearing soil layer 3, which is superimposed on a load-bearing layer 4, a Layer 5 of crushable material 'applied, whereupon a thin concrete slab 6 with tubular sleeves 7 is poured with the sleeves extending through the concrete slab and crushable material. Anchor bolts 8 are attached to the concrete slab.
Sodann wellen Startlöcher 9 durch die Betonplatte 6 bis auf eine Tiefe von etwa zwei Meter gebohrt Ein Pfahl 10 wird hierauf abwärts durch ]ede* Loch getrieben, und zwar nacheinander unter Anwendung einer vertikal abwärts arbeitenden Eintreibvorrichtung 11.Starting holes 9 then wave through the concrete slab 6 to a depth of about two meters. A pile 10 is then driven downwards through each hole, one after the other using a driving device 11 operating vertically downwards.
Die Eintreibvorrichtung 11 ist mit einer Grundplatte 12 vergehen, die an den jeweils zugeordneten Ankerbolzen 8 festgelegt wird. Sie enthält zwei doppeltwirkende hydraulische Zylinder 13 mit Kolbenstangen, die an einem Querhaupt 14 angelenkt und durch Arme 15 mit einem einseitig greifenden Spannkopf 16 verbunden sind.The driving device 11 is provided with a base plate 12 pass, which is fixed to the anchor bolt 8 assigned in each case. It contains two double-acting hydraulic ones Cylinder 13 with piston rods hinged to a crosshead 14 and by arms 15 with a unilaterally engaging clamping head 16 are connected.
Gemäß F i g. 1 wird ein Pfahl 10 von Standardlänge, beispielsweise sechs Meter, in die Eintreibvorrichtung 11 eingeführt und abwärts durch das Startloch 9 in den darunter befindlichen Boden getrieben. Wenn die KoI-ben der hydraulischen Zylinder 13 ausgefahren werden, dann gleitet der Spannkopf 16 entlang dem Pfahl 10. Wurden die Kolben der Zylinder 13 dagegen wieder nach unten eingefahren, so greift der Spannkopf 16 automatisch den Pfahl und treibt ihn abwärts mit einem Arbeitshub bis zu ein Meter Länge oder mehr.According to FIG. 1, a post 10 of standard length, e.g. six meters, is inserted into the driving device 11 inserted and driven down through the starting hole 9 into the ground below. When the KoI-ben the hydraulic cylinders 13 are extended, then the clamping head 16 slides along the pile 10. If, on the other hand, the pistons of the cylinders 13 have been retracted downwards again, the clamping head 16 engages automatically the pile and drives it downward with a working stroke of up to a meter or more in length.
Jeder Pfahl 10 wird in den Boden so weit eingetrieben, bis die gewünschte, aufwärts gerichtete Reaktion auftritt. Dies kann, wie in F i g. 2 angedeutet ist, erwartet werden, wenn der Fuß des Pfahles in die die Belastung tragenden tragfähige Schicht 4 über eine Strecke von etwa vier Meter eingedrungen ist. Die Eintreibvorrichtung 11 w;rd dann auf der Betonplatte 6 in eine neue Stellung gebracht und der nächste Pfahl in der beschriebenen Weise eingetrieben. Dies wird so lange fortgesetzt, bis sämtliche Pfähle sich in ihren gewünschten Stellungen befinden.Each pile 10 is driven into the ground until the desired upward response occurs. As shown in FIG. 2 is to be expected when the foot of the pile has penetrated the load-bearing load-bearing layer 4 over a distance of about four meters. The driving device 11 w ; rd then placed on the concrete slab 6 in a new position and the next pile driven in the manner described. This continues until all of the piles are in their desired positions.
Nachdem die Pfähle eingetrieben worden sind, werden ihre nach oben herausragenden Enden, wie sie sich aus der Standardlänge der verwendeten Pfähle ergeben, abgeschnitten, so daß ihre oberen Enden mit der Oberseite der Betonplatte 6 fluchten. Der Ringraum zwischen dem Oberteil jedes Pfahles und der Wand des vorgebohrten Startlochs 9 wird dann mit zusammendrückbarem Material 5A gefüllt und der Oberteil jedes Pfahles mit der Betonplatte 6 durch Füllmaterial 17 vergossen, beispielsweise Kalk oder Zement oder Material ähnlicher Eigenschaften.After the piles have been driven in, their upwardly protruding ends, as they result from the standard length of the piles used, are cut off so that their upper ends are flush with the upper side of the concrete slab 6. The annular space between the upper part of each pile and the wall of the pre-drilled starting hole 9 is then filled with compressible material 5A and the upper part of each pile with the concrete slab 6 is filled with filler material 17, for example lime or cement or material with similar properties.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Legal Events
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| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: KOENIG, R., DIPL.-ING. DR.-ING. BERGEN, K., DIPL.- |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |