DE3218995A1 - Tool for making boreholes in loose compressible soils and method of making boreholes using such a tool - Google Patents

Description

Dnepropetrovsky inzhenerno-stroitelny institutDnepropetrovsky inzhenerno-stroitelny institute

Dneprope trovsk UdSSRDneprope trovsk USSR

Werkzeug zur Herstellung von Bohrlöchern in lockeren zusanrmendrückbaren Böden und Verfahren zum Herstellen von Bohrlöchern unter Verwendung eines solchen WerkzeugsTool for making boreholes in loose, compressible soils and Method of making boreholes using such a tool

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Werkzeuge zur Erzeugjung von Bohrlöchern in lockeren zusammendrückbaren Böden sowie auf ein Verfahren zur Herstellung von Bohrlöchern unter Verwendung derartiger Werkzeuge.The present invention relates to tools for creating wellbores in loosely compressible Soils and a method for making boreholes using such tools.

Die Erfindung kann insbesondere bei der Errichtung von Verdichtungspfählen im Industrie- und Zivilbau verwendet werden.The invention can be used in particular in the construction of compaction piles in industrial and civil construction will.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden unter lockeren zusammendrückbaren Böden setzungsgefährdete Lößböden, wenig tragfähige wassergesättigte Lehmböden mit einer Konsistenzzahl Ix ^ 0,3 sowie lockere wassergesättigte Sand- und andere ähnliche Böden verstanden. Bekanntlich verfügen solche Böden über eine niedrige Strukturfestigkeit und wer-For the purposes of the present invention, loess soils at risk of subsidence are used under loose, compressible soils, poorly stable water-saturated loam soils with a consistency number Ix ^ 0.3 as well as loose water-saturated sand and other similar soils understood. As is well known, have such floors have a low structural strength and are

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den durch Einwirkung von Feuchtigkeit und von dynamischen Beanspruchungen leicht zerstört. Bisher verwendete Bohrverfahren, beispielsweise stoßendes, drehendes oder Druckflüssigkeitsbohren sowie Bohrwerkzeuge zur Durchführung dieser Bohrverfahren erweisen sich an den erwähnten Böden als praktisch unwirksam. So werden beispielsweise beim stoßenden Bohren die Bohrlochwände zerstört. Die kombinierte Anwendung des stoßenden Bohrens und der Vibrationseinwirkung auf den Grund hat zusätzlich eine schädliche Einwirkung auf nahegelegene Bauten und eine starke Geräuschentwicklung zur Folge. Da die Bohrwerkzeuge zum stoßenden Bohren im Aussetzbetrieb arbeiten, wird somit ihre Leistungsfähigkeit begrenzt. Bei drehendem Bohren wird eine genügende Verdichtung der Bohrlochwände nicht gewährleistet, was zur Beeinträchtigung deren Güte und folglich zur Senkung der Tragfähigkeit des Pfahls führt. Das Druckflüssigkeitsbohren ist für die erwähnten Böden überhaupt ungeeignet. Darüber hinaus setzen' die bekannten Verfahren zum Bohren von Bohrlöchern - einzeln oder in Kombination - einengrößeren oder geringeren Bodenaushub voraus, was keine Möglichkeit zum Verdichten der Bohrlochwände bietet.which is easily destroyed by the action of moisture and dynamic loads. Drilling methods used so far, For example, thrusting, rotating or hydraulic fluid drilling and drilling tools for implementation these drilling methods are found in the above-mentioned soils as practically ineffective. For example, the walls of the borehole are destroyed during butt drilling. The combined The application of jerk drilling and the action of vibration on the ground also has a harmful effect on nearby buildings and a lot of noise. As the drilling tools for butt drilling in intermittent operation work, their performance is limited. Sufficient compaction is achieved with rotary drilling the borehole walls are not guaranteed, which affects their quality and consequently reduces the load-bearing capacity of the stake. Hydraulic fluid drilling is unsuitable at all for the floors mentioned. In addition, put ' the known methods for drilling boreholes - individually or in combination - a larger or smaller excavation ahead, which offers no way to compact the borehole walls.

Aus der US-PS 4-193 461 ist ein Werkzeug und ein Verfahren zum Herstellen von Bohrlöchern in lockeren zusammendrückbaren Böden bekannt. Das Werkzeug enthält ein Gehäuse, das an der Bohrstange befestigt v/erden kann, und einen Kalibrierteil sowie durch Bodenverdichtungsflächen radial begrenzte gleichachsige Abschnitte mit sich in Richtung vom Kalibrierteil zu der Werkzeugspitze hin stufenweise verringernden Halbmessern. Jeder Gehäuseabschnitt stellt eine Plungereinheit dar, welche eine oder mehrere durch einen Antrieb zwischen zwei Endstellungen radial verstellbare Spreizbacken einschließt. Beim Eindringen in den Boden verdichtet der jeweilige Gehäuseaoschnitt den Boden mit Hilfe der Spreizbacken auf einemFrom US Pat. No. 4-193,461 there is a tool and method known for making boreholes in loose compressible soils. The tool includes a housing that attaches to the Drill rod attached can be grounded, and a calibration part as well as equiaxed radially delimited by soil compaction surfaces Sections with radii that gradually decrease in the direction from the calibration part to the tool tip. Each housing section represents a plunger unit, which includes one or more expanding jaws radially adjustable by a drive between two end positions. When penetrating into the ground, the respective housing section compresses the floor with the help of the expanding jaws on one

Ringumfang, dessen Halbmesser dem Halbmesser des in Richtung von der Werkzeugspitze zum Kalibrierteil hin benachbarten Abschnittes bei der angedrückten Spreizbacke dieses benachbarten Gehäuseabschnittes gleich ist oder ihn etwas überschreitet. Auf diese Weise erfolgt die Erzeugung eines Bohrlochs mit gleichzeitiger Bodenverdichtung.Ring circumference, the radius of which is the radius of the neighboring one in the direction from the tool tip to the calibration part Section in the pressed-on expanding jaw of this adjacent housing section is the same or something exceeds. In this way, a borehole is created with simultaneous soil compaction.

In der bekannten Vorrichtung erfolgt die Bodenverdichtung durch diskontinuierliche Radialeinwirkung der Spreizbacken auf den Boden nach den den Gehäuseabschnitten entsprechenden Zonen, was eine ungleichmäßige Bodenverdichtung auf dem Bohrlochurcfang wie auch der Bohrlochtiefe nach zur Folge hat, wodurch die Tragfähigkeit des Pfahls beeinträchtigt wird. Die diskontinuierliche Einwirkung auf den Boden, der je nach Verdichtung einen erhöhten V/iderstand einer solchen Einwirkung leistet, wird durch die hin- und herbewegbaren Spreizbacken verursacht. Eine solche Bauweise wie auch das Verfahren zur Einwirkung auf den Boden kennzeichnen sich durch eine begrenzte Leistungsfänigkeit sowie einen erhöhten Energieverbrauch, weil es erforderlich ist, die Spreizbacken zum Vollziehen eines nächstfolgenden Arbeitshubs zurückzustellen. In the known device, the soil is compacted by the discontinuous radial action of the spreading jaws on the ground according to the zones corresponding to the casing sections, which results in uneven soil compaction on the borehole circumference as well as the depth of the borehole, whereby the load-bearing capacity of the pile is impaired. The discontinuous action on the soil, which, depending on the compaction, increases the resistance of such The effect is caused by the spreading jaws that can be moved to and fro. Such a construction as that too Processes for acting on the ground are characterized by a limited and increased efficiency Energy consumption because it is necessary to reset the spreading jaws to complete the next working stroke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug für lockere zusammendrückbare Böden sowie ein Verfahren zum Herstellen von Bohrlöchern unter Verwendung eines derartigen Werkzeugs aufzuzeigen, um die Bohrlochwände zu verfestigen, erhöhte Festigkeitseigenschaften und gleichzeitig die Bohrleistung bei vermindertem Energieverbrauch zu steigern.The invention is based on the object of a drilling tool for loose compressible soils and a method of making boreholes using such Tool to consolidate the borehole walls, increased strength properties and at the same time the drilling performance to increase with reduced energy consumption.

Diese Aufgabe wird mit einem Bohrv/erkzeug, das ein Gehäuse zur Befestigung an der Bohrstange mit einem Kalibrierteil und mit durch radiale Bodenverdichtungsflächen begrenzte stufenförmige Abschnitte enthält gemäß der Erfindung dadurch gelöst,This task is carried out with a Bohrv / ernzeug, which has a housing for attachment to the drill rod with a calibration part and with step-shaped sections delimited by radial soil compaction surfaces contains, according to the invention, achieved

daß die Bodenverdichtungsflache des jeweiligen Abschnitts eine Zylinderflache ist, die durch eine zur Werkzeugachse parallel verlaufende Mantellinie vorgegebener Länge erzeugt und durch zwei gleichlaufende Schraubenlinien mit dem gleichen Steigungswinkel begrenzt ist, daß die Zylinderflachen aufeinanderfolgend miteinander durch Übergangsabschnitt verbunden sind, die eine Zylinderfläche aufweisen, deren Mantellinie parallel zur Werkzeugachse verläuft, sich an diese Achse gleichmäßig annähert und einen stetigen Übergang von der Oberfläche des Abschnitts des Gehäuses mit größerem Halbmesser zur Oberfläche des benachbarten Ab-that the soil compaction area of the respective section is a cylinder surface that goes through a to the tool axis Generated parallel surface line of predetermined length and by two parallel helical lines with the the same pitch angle is limited that the cylinder surfaces successively with each other by transition section are connected, which have a cylindrical surface, the surface line of which runs parallel to the tool axis, to one another approximates this axis uniformly and with a smooth transition from the surface of the section of the housing larger radius to the surface of the neighboring

Schnitts mit kleinerem Halbmesser bildet.Cut with a smaller radius.

Eine derartige Ausführung des Werkzeugs ist konstruktiv einfach und verfügt über eine hohe Betriebssicherheit, weil das Werkzeug keine gegeneinander bewegbarenBauteiIe enthält. Infolge des stetigen Übergangs von dnem Gehäuseabschnitt zu dem anderen wird eine kontinuierliche Radialeinwirkung auf den Boden gewährleistet, was zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit beiträgt. Das Werkzeug ist geräuschlos im Betrieb und ruft keine Schlagbeanspruchungen des Bodens sowie der nahegelegenen Bauten hervor, so daß es auch in dichtbebauten Stadtbezierken eingesetzt werden kann. Das Fehlen von Schlagbeanspruchungen des Bodens sichert ferner eine gleichmäßige Verdichtung der Bohrlochwände.Such a design of the tool is structurally simple and has a high level of operational reliability because the tool does not contain any components that can move against each other. As a result of the continuous transition from one housing section to the other, there is a continuous radial action on the floor, which helps to increase performance. The tool is noiseless in operation and does not cause any impact stresses on the ground or the nearby buildings, so that it is also in Dense urban districts can be used. The lack of impact stresses on the floor also ensures an even compression of the borehole walls.

Im erfindungsgemäßen Werkzeug sind die benachbarten Übergangsa ^schnitte des Werkzeuggehäuses gegeneinander entlang der zylindrischen Schraubenlinie um einen Winkel von höchstens 720 versetzt. Eine derartige Ausführung des Werkzeugs gestattet es, den Radialschlag zu beseitigen, d. h. die auf das Werkzeuggehäuse einwirkende Belastung gleichmäßig :<;u verteilen.In the tool according to the invention, the adjacent transitions are sa ^ intersections of the tool housing against each other along the cylindrical helical line by an angle of at most 720 offset. Such a design of the tool makes it possible to eliminate the radial runout, i. H. evenly distribute the load acting on the tool housing: <; u.

Zweckmäßigerweise wird das Werkzeug derart ausgeführt, daß an den Zylinderflächen in der Nähe der Absätze der Gehäuseabschnitte mit sich stufenweise vermindernden Halbmessern und der Übergangsabschnitte entlang einer Schraubenlinie Bunde ausgebildet sind, wobei die Radialauskragung des jeweiligen Bundes die Absatzhöhe des benachbarten Gehäuseabschnitts von größerem Halbmesser nicht überschreiten soll. Durch diese Bunde wird eine zusätzliche Bodenverlagerung in Radialrichtung gewährleistet. Ferner stabilisieren sie die achsrechte Verschiebung des Werkzeugs im Boden.The tool is expediently designed in such a way that on the cylinder surfaces near the shoulders of the housing sections with gradually decreasing radiuses and the transition sections are formed along a helical line collars, the radial projection of the respective Federal should not exceed the heel height of the adjacent housing section of larger radius. These collars ensure an additional floor displacement in the radial direction. They also stabilize the axial displacement of the tool in the ground.

Zweckmäßig ist auch eine andere Ausführung des Werkzeugs, bei der jeder Übergangsabschnitt als eine drehbare Rolle ausgebildet ist, deren Drehachse zur Werkzeugachse unter einem Winkel angeordnet ist, der dem Steigungswinkel der die Zylinderflächen der benachbarten Gehäuseabschnitte beschränkenden Schraubenlinie entspricht, so daß die jweiligo Schraubenlinie in der Ebene der entsprechenden Stirnfläche der Rolle verläuft. Mit dieser Ausführung können die Bohrlochwände intensiv verdichtet werden, was die Standsicherheit der Verdichtungspfähle erhöht. Die Bodenradialverdichtung erfolgt mit Hilfe der Rollen, welche den Reibungswiderstand um das 3- bis 3,5i'ach.e verringern, da die Bodengleitreibung arn Metall durch die Wälzreibung ersetzt wird.Another design of the tool, in which each transition section is a rotatable roller, is also expedient is formed, the axis of rotation is arranged to the tool axis at an angle that corresponds to the pitch angle of the the cylindrical surfaces of the adjacent housing sections restricting helix corresponds, so that the jweiligo Helical line runs in the plane of the corresponding face of the roller. With this design, the borehole walls intensively compacted, which increases the stability of the compaction piles. The soil radial compaction takes place with the help of the rollers, which reduce the frictional resistance by 3 to 3.5 degrees, since the floor sliding friction arn metal is replaced by rolling friction.

Es ist zweckmäßig, im Gehäuse einai sich in Richtung zur Werkzeugspitze verjüngenden Axialhohlraum und darin einen Vibrator zur Erzeugung von Querschwingungen vorzusehen, der einen Drehantrieb, eine mit der Werkzeugachse in etwa fluchtende Welle sowie auf der Welle ihrer Länge nach montierte und unterschiedliche, sich in Verjüngungsrichtung des im Gehäuse vorhandenen Hohlraums vermindernde Massen aufweisende exzentrische Schwungscheiben einschließt.It is useful to einai in the housing in the direction of the tool tip tapering axial cavity and to provide a vibrator for generating transverse vibrations therein, the one Rotary drive, a shaft roughly aligned with the tool axis and mounted on the shaft along its length and having different masses which decrease in the tapering direction of the cavity present in the housing includes eccentric flywheels.

Mit Hilfe eines solchen Werkzeugs können Bohrlöcher von größerem Durchmesser (über 0,8 m) wegen der Anwendung einer zusätzlichen radial gerichteten Vibrationseinwirkung auf den Boden gebohrt werden.With the help of such a tool, drill holes of larger diameter (over 0.8 m) can be made because of the application of a additional radially directed vibrations can be drilled on the ground.

Zweckmäßigerweise werden Wellenlager zwischen den exzentrischen Schwungscheiben angeordnet, wodurch die Vibrationseinwirkung der jeweiligen Unwucht auf den Boden lokalisiert wird.Expediently, shaft bearings are arranged between the eccentric flywheels, whereby the effect of vibration the respective imbalance is localized on the ground.

Das Werkzeug kann auch so ausgeführt werden, daß sein Gehäuse gleichachsige Abschnitte mit sich vom Kalibrierteil zur Bohrstange hin stufenweise verringernden Halbmessern aufweist, welche aus achsparallelen Zylinderflächen von vorgegebener Lange und aus zwei gleichlaufenden Schraubenlinien mit gleichem Steigungswinkel gebildet sind, wobei diese Zylinderflächen miteinander aufeinanderfolgend durch zylindrische Übergangsabschnitte verbunden sind, deren Mantellinie parallel zur Werkzeugachse verläuft, sich dieser gleichmäßig annähert und einen stetigen Übergang von der Gehäuseabschnittsfläche mit größerem Halbmesser zu der Zylinderfläche des benachbarten Gehäuseabschnitts mit geringerem Halbmesser bildet. Mit diesem Werkzeug können die Bohrlochwände unter Verwendung von unterschiedlichen Verfestigungsstoffen sowohl beim Bohren als auch beim Ziehen in Zonen mit vorgegebener Festigkeit und Dicke verfestigt werden, was die Tragfähigkeit von Verdichtungspfählen erhöht und den Arbeitsaufwand senkt.The tool can also be designed so that its housing coaxial sections with it from the calibration part towards the boring bar has gradually reducing radii, which consist of axially parallel cylinder surfaces of predetermined length and are formed from two co-rotating helical lines with the same pitch angle, wherein these cylindrical surfaces are connected to one another successively by cylindrical transition sections, whose The surface line runs parallel to the tool axis, approaches it evenly and has a steady transition from the Housing section surface with a larger radius compared to the cylinder surface of the adjacent housing section with a smaller diameter Forms a radius. With this tool, the borehole walls can be zoned using different solidifiers, both when drilling and when pulling be consolidated with a given strength and thickness, which increases the load-bearing capacity of compaction piles and reduces the workload.

Eine andere Ausführung der Erfindung weist neben dem Werkzeuggehäuse ein mit diesem fluchtendes Zusatzgehäuse mit einem Axialkanal zum Durchlassen eines härtenden flüssigen Mediums, einen Kalibrierteil sowie gleichachsige Gehäuseabschnitte mit sich vom Kalibrierteil zu der WerkzeugspitzeAnother embodiment of the invention has in addition to the tool housing an additional housing aligned with this with an axial channel for the passage of a hardening liquid Medium, a calibration part and equiaxed housing sections with itself from the calibration part to the tool tip

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hin stufenweise verringernden Halbmessern auf. Die gleichachsigen Gehäuseabschnitte sind aus koaxialen Zylinderflächen und aus zwei gleichlaufenden Schraubenlinien mit gleichem Steigungswinkel gebildet. Die Zylinderflächen sind miteinander aufeinanderfolgend durch Übergangsabschnitte verbunden, welche eine Zylinderfläche aufweisen, deren Mantellinie parallel zur Werkzeugachse verläuft, sich an diese gleichmäßig annähert und einen stetigen Übergang vom Gehäuseabschnitt mit größerem Halbmesser zum Gehäuseabschnitt mit geringerem Halbmesser bildet. Das Zusatzgehäuse ist mit dem Werkzeuggehäuse durch ein hohles Übergangsstück \^rerbunden, das mit dem Axialkanal zum Durchlassen des erhärtenden flüssigen Mediums in Verbindung steht und in dein Öffnungen zum Durchgang des Mediums in den Bohrlochhohlraum vorgesehen sind. Am anderen Ende weist das Zusatzgehäuse einen Abschnitt zum Anbau an das Bohrgestängerohr auf, durch den das Medium in den Axialkanal und über die Öffnungen in den Bohrlochhohlraum geführt wird. Diese Ausführung ermöglicht das Verfestigen der Bohrlochwand? beim Bohren und beim Ziehen, wodurch der Arbeitsaufwand herabgesetzt und die Leistungsfähigkeit erhöht werden. Gleichzeitig wird die Festigkeit der Bohrlochwände vergrößert, wodurch sich die Tragfähigkeit der Verdi chtungspfahle bzw. die Betriebszuverlässigkeit der betrieblich ausgenutzten Bohrungen erhöht. Darüber hinaus kann mit einer solchen Ausführung der Verfestigungsstoff in die Bohrlochwände in einer oder mehreren Schichten bzw. mehrere verschiedene Stoffe eingepreßt werden. gradually decreasing radius. The coaxial housing sections are formed from coaxial cylinder surfaces and from two parallel helical lines with the same pitch angle. The cylinder surfaces are successively connected to one another by transition sections which have a cylinder surface whose surface line runs parallel to the tool axis, approaches this evenly and forms a continuous transition from the housing section with a larger radius to the housing section with a smaller radius. The additional housing is ^r to the tool housing by a hollow transition piece \ erbunden which communicates with the axial passage for passing the hardening liquid medium in connection and are provided in your openings for the passage of the medium in the borehole cavity. At the other end, the additional housing has a section for attachment to the drill pipe, through which the medium is guided into the axial channel and via the openings into the borehole cavity. This design enables the solidification of the borehole wall? when drilling and pulling, which reduces the amount of work and increases the efficiency. At the same time, the strength of the borehole walls is increased, which increases the load-bearing capacity of the compaction piles and the operational reliability of the operationally used boreholes. In addition, with such an embodiment, the solidifying material can be pressed into the borehole walls in one or more layers or several different materials.

Bei einer weiteren Modifikation der Erfindung besteht das Gehäuse aus zumindest zwei Teilen, von welchen der erste Teil mit der den größeren Halbmesser aufweisenden Seite am Bohrgestängerohr angebaut ist sowie einem durchgehenden Axialkanal und an der den kleineren Halbmesser aufweisenden SeiteIn a further modification of the invention, the housing consists of at least two parts, the first of which Part with the side having the larger radius is attached to the drill pipe and a continuous axial channel and on the side with the smaller radius

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eine ihrer Form nach dem Absatz zwischen den benachbarten Gehäuseabschnitten entsprechende Stirnfläche hat, während der zweite Gehäuseteil in den Axialkanal des ersten Teils längsseitig hin- und herbewegbar eingeführt ist und einen Axialkanal zum Durchlassen des erhärtenden flüssigen Mediums, das über das Bohrgestängerohr zugeführt wird, sowie Öffnungen zum Durchgang des erhärtenden flüssigen Mediums enthält, wobei in der Leitung des im ersten Gehäuseteil vorhandenen Axialkanals Längsnuten und an der Außenseite des zweiten Gehäuseteils Vorsprünge ausgebildet sind, die in die Längsnuten derart längsverstellbar eingehen, daß beim Eindringen des Werkzeugs in den Boden der zweite Gehäuseteil in den ersten eingeht und die Auslaßöffnungen durch den ersten Gehäuseteil verschlossen werden, und beim Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch sich der zweite Gehäuseteil aus dem ersten Gehäuseteil herausschiebt, so daß die Auslaß-Öffnungen freigegeben v/erden, infolgedessen das erhärtende flüssige Medium ausfließen und einen Verdichtungspfahl bilden kann. Diese Modifikation ermöglicht es, ein Bohrloch zu erzeugen und den Pfahl zu betonieren, ohne hierzu die Bohrausrüstung zu wechseln und das Bohrloch in nachgiebigen Böden durch Bohrlochfutterrohre verfestigen zu müssen , was eine Erhöhung der Arbeitsproduktivität zur Folge hat.has a shape corresponding to the shoulder between the adjacent housing sections, while the second housing part is inserted longitudinally to and fro in the axial channel of the first part and one Axial channel for the passage of the hardening liquid medium, which is supplied via the drill pipe, as well as openings for the passage of the hardening liquid medium, wherein in the line of the present in the first housing part Axial channel longitudinal grooves and on the outside of the second housing part projections are formed, which into the longitudinal grooves received so longitudinally adjustable that when the tool penetrates the bottom of the second housing part in the first received and the outlet openings are closed by the first housing part, and when pulling out the Tool from the borehole pushes the second housing part out of the first housing part, so that the outlet openings released v / ground, as a result of the hardening liquid medium flow out and a compaction pile can form. This modification enables a borehole to be created and the pile to be concreted without this change drilling equipment and solidify the wellbore in resilient soils by means of well casing must, which leads to an increase in labor productivity.

Eine Modifikation der Erfindung weist einen dem ersten Gehäuseteil ähnlichen, jedoch in entgegengesetzter Richtung umgekehrten dritten Gehäuseteil auf, der auf das Bohrgestängerohr gleitbar aufgesetzt ist und einen Abschnitt mit größerem Halbmesser, der als Kalibrierteil dient, enthält sowie mit einem sich in Richtung des ersten Gehäuseteils erstreckenden und eine ihrer Form nach dem Absatz zwischen den benachbarten Gehäuseabschnitten entsprechende Stirnfläche aufweisenden Hemd versehen ist, wobei an der Ver-A modification of the invention has one that is similar to the first housing part, but in the opposite direction inverted third housing part, which is slidably placed on the drill pipe and has a section contains a larger radius, which serves as a calibration part, as well as one extending in the direction of the first housing part and an end face corresponding in shape to the shoulder between the adjacent housing sections showing shirt is provided, whereby on the ver

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bindungssteile des ersten Gehäuseteils mit der Bohrstange eine Radialfläche mit einem Verklinkungselement, und am dritten Gehäuseteil eine Paarungsfläche mit einem entsprechenden Verklinkungselement vorhanden ist, wodurch u.em Durchdrehen des ersten und des zweiten Gehäuseteils bezüglich des dritten beim Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch vorgebeugt wird; ferner ist das Hemd in Axialrichtung derart ausgedehnt, daß die im zweiten Gehäuseteil vorhandenen Auslaßöffnungen beim Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch mit diesem begrenzt werden, und an der Bohrstange ist ein Anschlag befestigt, der den Hubweg des dritten Gehäuseteils entlang der Bohrstange beim Eindringen des Werkzeugs in den Boden derweise begrenzt, daß sich die Stirnseite des Hemdes auf der entsprechenden Schraubenlinie einstellt. Diese Modifikation verhindert das Nachfallen des Bodens in das Betongemisch beim Herausziehen des Werkzeugs während des Ausfüllens des Bohrlochs mit Betongemisch zum Formen der. Pfahls.binding parts of the first housing part with the drill rod a radial surface with a latching element, and on third housing part has a mating surface with a corresponding latching element, whereby u.em Rotating the first and second housing parts with respect to the third when pulling out the tool the borehole is prevented; Furthermore, the shirt is so expanded in the axial direction that the in the second housing part existing outlet openings are limited with this when pulling the tool out of the borehole, and a stop is attached to the drill rod, which limits the stroke path of the third housing part along the drill rod Penetration of the tool in the ground so limited that the face of the shirt is on the corresponding Sets helix. This modification prevents the floor from falling into the concrete mix when it is pulled out of the tool while filling the borehole with concrete mix to shape the. Stake.

Die gestellte Aufgabe wird ferner mit einem Verfahren zum Herstellen von Bohrlöchern in lockeren zusamrnendrückbaren Böden gelöst, bei dem die Verfestigung der Bohrlochwände gleichzeitig mit dem Eindrigen des erfindungsgemäßen Werkzeugs durch Anlegen von radial gerichteten Kräften nach den Berührungszonen des Werkzeugs mit dem Boden erfolgt, wobei diese Kräfte in der jaweiligen Berührungszone auf den Umfang des zu bildenden Bohrlochhohlraums aufeinanderfolgend einwirken. Durch eine derartige Bodenverdichtung wird das Bohrloch je nach Eindringen des Werkzeugs bis auf den vorgegebenen Durchmesser erweitert.The object is also achieved with a method for producing boreholes in loose, compressible soils, in which the solidification of the borehole walls takes place simultaneously with the penetration of the tool according to the invention by applying radially directed forces to the contact zones of the tool with the soil, these forces act successively in the respective contact zone on the circumference of the borehole cavity to be formed. Such a soil compaction enlarges the borehole, depending on the penetration of the tool, up to the specified diameter.

Ein solches Verfahren gestattet es, den Boden ,je nach Eindringen des Werkzeugs bzw. der Erzeugung des Bohrlochs ununterbrochen zu verdichten, woraus sich eine hohe Ober—Such a procedure allows the soil, depending on the penetration of the tool or the creation of the borehole to continuously compact, resulting in a high upper-

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flächengüte der Bohrlochwände ergibt.surface quality of the borehole walls results.

Es ist zweckmäßig, zuerst mit Hilfe eines an sich bekannten Bohrwerkzeugs und nach einem bereits bekannten Verfahren ein Vorbohrloch zu bohren, dieses dann mit Verfestigungsstoff auszufüllen und mit Hilfe des erfindungsgemäßen Werkzeugs nach der Achse des Vorbohrlochs beim Einpressen des Verfestigungsmaterials in den Boden ein Bohrloch mit vorgegebenem Durchmesser zu bohren.It is expedient first with the aid of a drilling tool known per se and according to an already known method to drill a pilot hole, then to fill this with solidifying material and with the help of the tool according to the invention after the axis of the pre-drilled hole when the solidifying material is pressed into the ground, a drilled hole with a predetermined one To drill diameter.

Die beschriebene Verfahrensvariante gewährleistet die Erzeugung des Bohrlochs und gleichzeitig die Verfestigung der Bohrlochwände mit Verfestigungsmaterial, was es gestattet, die Tragfähigkeit der Verdichtungspfähle zu vergrößern und die Festigkeit der Wände der betrieblich ausgenützten Bohrlöcher zu erhöhen.The method variant described ensures the creation of the borehole and, at the same time, the solidification the borehole walls with solidifying material, which allows to increase the load-bearing capacity of the compaction piles and the strength of the walls of the operationally used boreholes to increase.

Das Vorbohrloch wird mit dem Verfestigungsstoff bis auf einen Pegel von 1...1,5 m unterhalb der Bohrlochmündung gefüllt.The pre-borehole is filled with the solidifying material to a level of 1 ... 1.5 m below the mouth of the borehole filled.

Es ist zweckmäßig, das Bohrloch derart auszuführen, daß das Verhältnis des Durchmessers des Vorbohrlochs zu demselben des Fertigbohrlochs etwa 0,4- bis 0,8 beträgt.It is expedient to carry out the borehole in such a way that the ratio of the diameter of the pilot borehole to the same of the finished borehole is about 0.4 to 0.8.

Solche Bedingungen verhindern das Herausdrücken des erhärtenden Verfestigungsmaterials aus der Bohrlochmündung beim Eindringen des Werkzeugs in das Vorbohrloch.Such conditions prevent the hardening solidifying material from being forced out of the borehole mouth during Penetration of the tool into the pilot hole.

Das Verfahren kann auch mit Hilfe eines Werkzeugs durchgeführt werden, das neben dem Hauptarbeitsteil einen zusätzlichen Arbeitsteil enthält, welcher ähnliche gleichachsige Gehäuseabschnitte mit sich in Richtung vom Kalibrierteil verringernden Halbmessern einschließt. Bei Anwendung einesThe method can also be carried out with the help of a tool that, in addition to the main working part, has an additional Contains working part, which similar equiaxed housing sections with it in the direction of the calibration part reducing radius. When using a

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solchen Werkzeugs wird das Verfahren folgenderweise durchgeführt: Erst v/ird das Werkzeug in den Boden auf die vorgegebene Tiefe eingeführt, dann in das dabei gebildete Bohrloch der Verfestigungsstoff gefüllt und anschließend das Werkzeug herausgezogen und dabei das Verfestigungsmaterial in die Bohrlochwände eingepreßt. Diese VerfahrensVariante gestattet es, die Bohrlochwände nicht nur beim Eindringen des Werkzeugs, sondern auch bei dessen Herausziehen aus dem Bohrloch zu verfestigen.With such a tool, the process is carried out as follows: First, the tool is inserted into the ground on the specified Introduced into the depth, then filled the solidifying material into the resulting borehole and then the The tool is pulled out and the solidifying material is pressed into the borehole walls. This procedural variant allows the borehole walls not only when the tool enters, but also when it is withdrawn to solidify the borehole.

In Abhängigkeit vom Material und der erforderlichen Bohrlochtiefe kann das Verfestigungsmaterial portionsweise zugeführt werden. Dies bietet die Möglichkeit, den Verbrauch an das Verfestigungsmaterial wesentlich herabzusetzen und den Werkzeugdruck entsprechenderweise zu regeln. Bei Durchführung des Verfahrens mit einem solchen Werkzeug kann das Werkzeug in den Boden gleichzeitig mit der Zuführung des Verfestigungsstoffes eindringen, dann nach dem Niederbringen des Bohrlochs auf die vorgegebene Teufe herausgezogen werden, wobei der Verfestigungsstoff in die Bohrlochwände eingepreßt v/ird.Depending on the material and the required borehole depth, the solidifying material can be added in portions will. This offers the possibility of significantly reducing the consumption of the solidifying material and to regulate the mold pressure accordingly. When carrying out the method with such a tool, the tool penetrate the soil at the same time as the solidifying agent is fed in, then after it has been lowered of the borehole can be pulled out to the predetermined depth, the solidifying agent being pressed into the borehole walls v / ird.

Ferner kann das Verfahren mit Hilfe eines Werkzeugs durchgeführt werden, das zwei miteinander fluchtend montierte Gehäuse enthält, die dem bei der Durchführung einer vorstehend beschriebenen Verfahrensvariante ähnlich sind. Eines dieser Gehäuse hat eine Spitze und das andere ist am Bohrgestängerohr angebaut und weist einen durchgehenden Axialkanal auf, wobei beide Gehäuse durch ein hohles Übergangsstück mitGinander verbunden sind, das mit dein Axialkanal in Verbindung steht und Auslaßöffnungen zum Durchgang des Verfestigungsmaterials in den Bohrlochhohlraum besitzt. Bei der Durchführung des Verfahrens mit einem solchen Werkzeug dringt das letztere in den Boden auf die vorgegebene TeufeFurthermore, the method can be carried out with the aid of a tool that has two housings mounted in alignment with one another contains which are similar to the implementation of a variant of the method described above. One of these Housing has one point and the other is attached to the drill pipe and has a continuous axial channel on, both housings are connected by a hollow transition piece with Ginander, which is in connection with the axial channel stands and outlet openings for the passage of the solidifying material in the borehole cavity. When performing the procedure with such a tool the latter penetrates the ground to the given depth

mit gleichzeitiger Zuführung des Verfestigungsmaterials und dessen Einpressen in die Bohrlochwände ein, wonach das Werkzeug aus dem Bohrloch herausgezogen wird. Dabei kann der Verfestigungsstoff in den Bohrlochhohiraum auch zusätzlich beim Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch zugeführt und beim Ziehen des Werkzeugs in die Bohrlochwände eingepreßt werden, so daß sich auf solche V/eise eine zusätzliche Verfestigungsschicht an den Bohrlochwänden bildet.with simultaneous feeding of the solidifying material and its pressing into the borehole walls, after which the tool is pulled out of the borehole. The solidifying material can also be added to the borehole cavity when the tool is withdrawn from the borehole and pressed into the borehole walls when the tool is pulled so that an additional solidification layer is formed on the borehole walls in such a way.

Nachstehend wird die Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in denen gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen fortlaufend numeriert sind. Es zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of specific exemplary embodiments with reference to the drawing, in which the same components are numbered consecutively with the same reference symbols. Show it:

Fig. 1 ein Bohrwerkzeug in Gesamtansicht;1 shows an overall view of a drilling tool;

Fig. 2 Ansicht in Richtung des Pfeils A der Fig. 1<;FIG. 2 is a view in the direction of arrow A in FIG. 1; FIG.

Fig. 3 den geometrischen Aufbau des Werkzeugs nach Fig. 1;3 shows the geometric structure of the tool according to FIG. 1;

Fig. 4 mehrere Ausführungen des Bohrwerkzeugs; bis 64 shows several embodiments of the drilling tool; until 6

Fig. 7 einen Axialschnitt des Werkzeugs nach Fig. 6; Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIH in Fig. 7;7 shows an axial section of the tool according to FIG. 6; 8 shows a section VIII-VIH in FIG. 7;

Fig. 9 in vergrößertem Maßstab das Übergangsstück eines Werkzeugs nach Fig. 7;9 shows, on an enlarged scale, the transition piece of a tool according to FIG. 7;

Fig. 10 einen Schnitt X-X in Fig. 9;Fig. 10 shows a section X-X in Fig. 9;

Fig. 11a schematisch den Ablauf des erfindungsgebis 11e mäßen Bohrverfahrens;11a schematically shows the sequence of the drilling method according to the invention;

ο- π ■"! ι: υ vj .j Dο- π ■ "! ι: υ vj .j D

Fig. 12 eine weitere Werkzeugausführung; Fig. 13 einen Schnitt XIII-XIII in Pig. 12;12 shows a further embodiment of the tool; 13 shows a section XIII-XIII in Pig. 12;

Fig. 14 eine Werkzeugausführung mit einem umgekehrt gerichteten Arbeitsteil14 shows a tool design with one reversed directed working part

Fig. 15^a einen anderen Ablauf des erfindungsgebis 15d mäßen Verfahrens;FIG. 15 is ^a another flow of erfindungsgebis 15d MAESSEN method;

Fig. 16 eine Werkzeugausführung mit zwei fluchten16 shows a tool design with two in alignment

den Gehäusen;
Fig. 17 einen Schnitt XVII-XYII in Fig. 16;the housings;
FIG. 17 shows a section XVII-XYII in FIG. 16;

Fig. 18a _tb schematisch einen anderen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Werkzeugen gemäß Fig. 16, 17;Figure 18a _t b schematically a different sequence of the method according to the invention with tools according to Figure 16, 17..;

Fig. 19 im Axialschnitt eine Werkzeugausführung mit einem zweiteiligen Gehäuse beim Eindringen in den Boden;19 shows an embodiment of a tool in axial section with a two-part housing when penetrating the ground;

Fig. 20 einen Schnitt XX-XX in Fig. 19; Fig. 21 einen Schnitt XXI-XXI in Fig. 19;Fig. 20 shows a section XX-XX in Fig. 19; FIG. 21 shows a section XXI-XXI in FIG. 19; FIG.

Fig. 22 einen Axialschnitt des Werkzeugs gemäß Fig. 19 beim Ziehen;22 shows an axial section of the tool according to FIG. 19 during pulling;

Fig. 23 einen Schnitt XXIII-XXIII in Fig. 22;FIG. 23 shows a section XXIII-XXIII in FIG. 22;

Fig. 24-a, b ein Wirkschema des erfindungsgemäßen Werkzeugs das in Fig. 19 und 22 in zwei Stellungen dargestellt ist.24-a, b show an operating diagram of the tool according to the invention which is shown in Figs. 19 and 22 in two positions.

Das in Fig. 1 dargestellte Bohrwerkzeug enthält ein zur Befestigung an einer Bohrstange 2 hergerichtetes Gehäuse 1, das einen Kalibrierteil 3 sowie gleichachsige Abschnitte 4 aufweist, die den Arbeitsteil des Werkzeugs bilden. Jeder Abschnitt 4 hat einen Halbmesser r und sämtliche Abschnitte sind derart angeordnet, daß der Halbmesser des jeweiligen in Richtung vom Kalibrierteil 3 zu der Werkzeugspitze 5 hin benachbarten Abschnitts abnimmt. Darüber hinaus ist jeder Abschnitt 4 am Umfang durch eine Bodenverdichtungsfläche begrenzt. Diese Verdichtungsfläche ist eine Zylinderfläche (Fig. 3)» welche durch eine zur Werkzeugachse parallel verlaufende Mantellinie t mit vorgegebener Länge erzeugt und durch zwei gleichlaufende Schraubenlinien a und b mit gleichem Steigungswinkel ^- begrenzt ist. Die Form des Arbeitsteils des Werkzeuggehäuses 1 ähnelt der eines Kegels, der durch Abschnitte 4, die radial von Zylinderflächen begrenzt sind, mit den sich vom Kalibrierteil 3 zu der Werkzeugspitze 5 hin stufenweise vermindernden Halbmesser gebildet wird. Da die benachbarten Abschnitte 4 unterschiedliche Halbmesser haben, bestehen zwischen ihnen bzw. zwischen ihren Zylinderflächen Absätze 6, die zu Vereinfachungszwecken als Bunde in Fig. 1 dargestellt sind. Der Absatz 6 kann aber auch abgerundete Kanten haben, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Die Zylinderflächen der benachbarten Abschnitte 4 sind aufeinanderfolgend miteinander durch Übergangsabschnitte 7 (Fig. 1 und 2) verbunden, die eine Zylinderfläche aufweisen, deren Mantellinie ihrer Länge nach der Mantellinie C gleich ist, parallel zur Bohrerachse :i verläuft, sich an dieser Achse gleichmäßig annähert und einen stetigen Übergang von der Zylinderfläche des Abschnitts 4 mit größerem Halbmesser zu der Zylinderfläche des benachbarten Abschnitts 4 mit kleinerem Halbmesser bildet.The drilling tool shown in FIG. 1 contains a housing 1 which is prepared for attachment to a drill rod 2 and which has a calibration part 3 and coaxial sections 4 which form the working part of the tool. Each section 4 has a radius r and all sections are arranged in such a way that the radius of the respective section which is adjacent in the direction from the calibration part 3 to the tool tip 5 decreases. In addition, each section 4 is delimited on the circumference by a soil compaction surface. This compression surface is a cylinder surface (Fig. 3) »which is generated by a surface line t running parallel to the tool axis with a predetermined length and limited by two parallel helical lines a and b with the same angle of inclination ^ -. The shape of the working part of the tool housing 1 is similar to that of a cone, which is formed by sections 4, which are radially delimited by cylindrical surfaces, with the radii gradually decreasing from the calibration part 3 to the tool tip 5. Since the adjacent sections 4 have different radiuses, there are paragraphs 6 between them or between their cylindrical surfaces, which are shown as collars in FIG. 1 for the sake of simplicity. The shoulder 6 can also have rounded edges, as shown in FIG. 5. The cylinder surfaces of the adjacent sections 4 are successively connected to one another by transition sections 7 (Fig. 1 and 2) which have a cylinder surface, the surface line of which is the same in length as the surface line C , runs parallel to the drill axis: i, approaches evenly on this axis and forms a continuous transition from the cylinder surface of the section 4 with a larger radius to the cylinder surface of the adjacent section 4 with a smaller radius.

Π "ζ o VJΠ "ζ o VJ

Wie es aus Fig. 1 und insbesondere Fig. 2 ersichtlich ist, ist der jeweils nächste Übergangsabschnitt 7 entlang der zylindrischen Schraubenlinie um eine Winkelgrößo von höchstens 720 versetzt, d. h. die Winkelverschiebung θ der Übergangsabschnitte 7 bzw. die Länge das Abschnitts 4 entlang der zylindrischen Schraubenlinie, beispielsweise der Schraubenlinie a, den Wert von 720 nicht überschreiten soll, weil sich anderenfalls der Abschnitt 4 in einen zylindrischen Körper umwandelt, der als Kalibrierteil arbeitet, welcher weder an der Aufweitung des Bohrlochs bis auf den vorgegebenen Durchmesser noch an der Bodenverdichtung teilnimmt, was aus der Beschreibung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Werkzeugs ersichtlich sein wird.As can be seen from Fig. 1 and in particular Fig. 2, the next transition section 7 is along the cylindrical helix offset by an angle of 720 or less, i.e. H. the angular displacement θ the Transition sections 7 or the length of the section 4 along the cylindrical helical line, for example of the helical line a, should not exceed the value of 720, because otherwise the section 4 turns into a cylindrical Converts body that works as a calibration part, which neither on the widening of the borehole up on the given diameter still participates in the soil compaction, what from the description of the mode of operation of the tool according to the invention will be apparent.

Bei Betrachtung der Fig. 4 ersieht man, daß an den Zylinderflächen der Abschnitte 4 in der Nähe der Absätze 6, v/ie auch an den Übergangsabschnitten 7 entlang der Schraubenlinie Bunde 8 ausgebildet sind. Die 'Radialauskragung des jeweiligen Bundes soll die Höhe des Absatzes 6 des benachbarten Abschnitts 4 mit größerem Halbmesser nicht überschreiten. Solche Radialabmessungen der Bunde 8 sind mit dem Ziel gewählt, dem Nachfallen der Bohrlochwände beim Bohren vorzubeugen.When looking at Fig. 4 it can be seen that on the cylinder surfaces the sections 4 in the vicinity of the paragraphs 6, v / ie also at the transition sections 7 along the helical line Collars 8 are formed. The 'radial projection of the respective federal government should match the height of paragraph 6 of the neighboring Do not exceed section 4 with a larger radius. Such radial dimensions of the collar 8 are with the The objective chosen was to prevent the borehole walls from falling back while drilling.

Wie es aus den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich ist, enthält das erfindungsgemäße Werkzeug einen Axialkanal 9 sowie Ableitkanäle 10, die mit einer Druckflüssigkeits-, beispielsweise Druckwasserquelle (nicht gezeigt) in Verbindung stehen. Über den Kanal 9 sowie die Ableitkanäle 10 kann im Bedarfsfall (sehr dichter Boden) Flüssigkeit in einer Menge zugeführt werden, die für die Herabsetzung der Werkzeugbelastung ohne wesentliche Störung der Bodenstruktur ausreicht.As can be seen from the accompanying drawings, the tool according to the invention contains an axial channel 9 as well as discharge channels 10, which are connected to a hydraulic fluid, for example pressurized water source (not shown). Via channel 9 and drainage channels 10 If necessary (very dense soil) liquid can be added in an amount that is necessary for the reduction of the Tool load is sufficient without significant disturbance of the soil structure.

JZ i öJZ i ö

Das erfindungsgemäße Werkzeug wurde vorstehend so beschrieben, wie es zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Was aber die konkreten baulichen Charakteristiken, beispielsweise Abmessungen, anbetrifft, so liegt es in der Kompetenz der Fachleute auf diesem Gebiet der Technik, welche unter Verwendung von bekannten Werkstoffen sowie bekannten Gestaltungsverfahren mit Berücksichtigung von konkreten Bedingungen in Übereinstimmung mit dem Verwendungszweck des Werkzeugs die Erfindung ohne Schwierigkeiten realisieren können.The tool according to the invention has been described above as as is necessary to understand the invention. But what about the specific structural characteristics, for example Dimensions, as far as it is concerned, it is within the competence of those skilled in this field of technology which using known materials and known design processes taking into account specific conditions in accordance with the intended use of the tool, implement the invention without difficulty can.

Nachstehend sind nur wenige Beispiele der Bestimmung der Abmessungen des erfindungsgemäßen Werkzeugs beschrieben. Die durchgeführte Untersuchung des Werkzeugs hat ergeben, daß die Konizität <jC des Werkzeugs zweckmäßigerweise in einem Bereich von 15 bis 40° liegen soll, wobei der wirksamste; Bereich von 20 bis $0° beträgt. Die Anzahl der Abschnitte 4 schwankt in den Grenzen von 5 bis 20, während die am meisten geeignete Anzahl 10 bis 15 beträgt.Only a few examples of the determination of the dimensions of the tool according to the invention are described below. The examination of the tool has shown that the conicity <jC of the tool should expediently be in a range from 15 to 40 °, the most effective; Range is from 20 to $ 0 °. The number of sections 4 varies within the limits of 5 to 20 while the most suitable number is 10-15.

Beispiel 1example 1

Beim vorgegebenen Bohrlochdurchmesser D = 600 mm, einer Konizität cf. = 25 sowie einer Winkelverschiebung θ = 450° ist es erforderlich, folgendes zu bestimmen:With the given drill hole diameter D = 600 mm, a conicity cf. = 25 and an angular displacement θ = 450 °, it is necessary to determine the following:

- Absatzhöhe t;- heel height t;

- minimales Axialmaß 1 des Abschnitts mit demselben Halbmesser; - minimum axial dimension 1 of the section with the same radius;

- Halbmesser des jeweiligen gleichachsigen Gehäuseabschnitts vom Kalibrierteil zu der Werkzeugspitze ν_Λ , r~ ... r...- Radius of the respective equiaxed housing section from the calibration part to the tool tip ν _Λ , r ~ ... r ...

Angenommen, η= 10, R= 1/2 D, dann:Assuming η = 10, R = 1/2 D, then:

R 500 ,_n R 500, _n

t = - = -^ = 30 mm;t = - = - ^ = 30 mm;

1 - 360,- R - 360 »360 _ _{Λ 9} 1 - 360, - R - 360 »360 _ _{Λ 9}

¹ " ηθ tg ^C/2 ' 10 · 4^0 . 0,22 ^ ' ¹ "ηθ tg ^ C / 2 '10 * 4 ^ 0th 0.22 ^'

_? = R - t = 300 - 30 = 270 mm; _? = R - t = 300 - 30 = 270 mm;

= R - 2t = 300 - 60 = 240 mm, usw.= R - 2t = 300 - 60 = 240 mm, etc.

Die Länge das Werkzeugs bzw. dessen Arbeitsteils kann nach folgender Formel berechnet werden:The length of the tool or its working part can be can be calculated using the following formula:

^Θ1 ^&2 ⁶D i = η _± ^Θ 1 ^& 2 ⁶ D i = η _±

L = I₁ ^₃ + I₂ ^₀ + ... I_n ^₀ = >_____; I₁ -_ϋσ- (DL = I ₁ ^ ₃ + I ₂ ^ ₀ + ... I _n ^ ₀ =>_____; I ₁ - _ϋσ - (D.

Hierin bedeuten:Herein mean:

Iy,, Io ·.· 1 Steigung der zylindrischen Schraubenlinie bzw. minimales Axialmaß bzw. Länge der Mantellinie der Zylinderfläche der gleichachsigen Gehäuseabschnitte von 1 bis n; Iy,, Io ·. · 1 Pitch of the cylindrical helical line or minimum axial dimension or length of the surface line of the cylindrical surface of the equiaxed housing sections from 1 to n;

θ^, ©2 ... θ_η Winkelverschiebung der Übergangsabschnitte von 1 bis n;θ ^, © 2 ... θ _η angular displacement of the transition sections from 1 to n;

ττ-φ Schraubengangzahl N der Schraubenlinie in den Grenzen desselben Gehäuseabschnitts.ττ-φ helix number N of the helix within the limits of the same housing section.

■OL· I <J -J -J ■ OL · I <J -Y -Y

Für die Werkzeuge, bei denen IL· = Ip ⁼ ··· I_n - const, und θ=θ_ο=...θ = const., d. h. bei gleichem Betrag der
Größen 1 und θ für sämtliche Abschnitte kann die Werkzeuglänge nach folgender Formel berechnet werden:For tools where IL · = Ip ⁼ ··· I _n - const, and θ = θ _ο = ... θ = const., Ie with the same amount of
With sizes 1 and θ for all sections, the tool length can be calculated using the following formula:

= nl 3§ö = nlN. (2)= nl 3§ö = nlN. (2)

Hierin bedeutet η die Anzahl der gleichachsigen Gehäuseabschnitte. Here, η means the number of coaxial housing sections.

Anmerkung. Die Winkelverschiebung der Übergangsabschnitte
wird vom Mittelteil des einen Übergangsabschnitts zum Mittelteil des nächstfolgenden Übergangsabschnitts bestimmt.Annotation. The angular displacement of the transition sections
is determined from the middle part of one transition section to the middle part of the next transition section.

Beispiel 2Example 2

Es ist notwendig, die Länge L des Arbeitsteils bei η = 10; 1 = 70 ^min ^un(i © - ^5O zu bestimmen.It is necessary to measure the length L of the working part at η = 10; 1 = 70 ^mi n ^{un (} i © - ^ 5O to be determined.

Hierzu ist die Formel (2) zu verwenden, woraus
L = 10 χ 70 χ ||g = 875 mm.For this purpose the formula (2) is to be used, from which
L = 10 χ 70 χ || g = 875 mm.

Beispiel 5Example 5

Es ist notwendig, die Länge L des Arbeitsteils bei η = 12; 1 = 80 mm und θ = 4-20° zu berechnen.It is necessary to measure the length L of the working part at η = 12; 1 = 80 mm and θ = 4-20 °.

Hierzu ist die Formel (2) zu verwenden, worausFor this purpose the formula (2) is to be used, from which

4PO4PO

4-PO
L = 12 χ 80 χ 4|g = 1120 mm.4-PO
L = 12 χ 80 χ 4 | g = 1120 mm.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Werkzeugs besteht
in folgendem.The method of operation of the tool according to the invention exists
in the following.

Q 9 1 P ο. η ςQ 9 1 P ο. η ς

OZ. I υ J J OZ. I υ JJ

Zuerst wird auf der Bodenoberfläche die Zentrierspitze 5 in dem Punkt angeordnet, in dem das mutmaßliche Bohrloch zu erzeugen ist. Dann wird das Werkzeug über die Bohrstange 2 mittels eines Antriebs (nicht gezeigt) in Drehung versetzt. Gleichzeitig mit der Drehung wird auf das Werkzeug der Axialdruck übertragen, der unter Wirkung der Eigenmasse des Werkzeugs, der Bohrstange, des Antriebs und der Auflast bzw. unter Wirkung des zwangsläufigen Vorschubs zustandekommt. Infolge der Drehung und des Axialdrucks dringt das Werkzeug in den Boden ein. Beim Eindringen des Werkzeugs wird der Boden in Radialrichtung von dem Randteil des zu bohrenden Bohrlochs mit den Übergangsabschnitten 7 ununterbrochen verdichtet. Die Zylinderflächen der Abschnitte 4 nehmen an der Bodenverdichtung nicht teil. Die Bodenverdichtung kommt allmählich zustande, zuerst durcn die unmittelbar an der Spitze ^Lj befindlichen Abschnitte, d. h. diejenigen Flächen, die in Radialrichtung am nächsten zur Bohrerlängsachse gelegen sind, Beim Durchdrehen des Werkzeugs um eine Winkelgröße Θ, di*=» der Länge des Zylinderabschnitts entlang der Schraubenlinie gleich ist, erfolgt die Bodenverdichtung durch den nächsten, um eine Stufe höher von der Spitze 5 befindlichen Übergangsabschnitt, usw. Beim Durchlaufen des Kalibrierteils 3 wird das zylindrische Bohrloch von erforderlichem Durchmesser gebildet.First, the centering point 5 is arranged on the ground surface at the point at which the presumed borehole is to be created. The tool is then set in rotation via the boring bar 2 by means of a drive (not shown). Simultaneously with the rotation, the axial pressure is transmitted to the tool, which is created under the effect of the dead weight of the tool, the boring bar, the drive and the load or under the effect of the inevitable feed. As a result of the rotation and the axial pressure, the tool penetrates the ground. When the tool penetrates, the soil is continuously compacted in the radial direction from the edge part of the borehole to be drilled with the transition sections 7. The cylindrical surfaces of the sections 4 do not take part in the soil compaction. The soil is compacted gradually, first through the ^{sections immediately at the tip L} j , that is, those surfaces which are located in the radial direction closest to the longitudinal axis of the drill is the same as the helical line, the soil is compacted through the next transition section one step higher from the tip 5, etc. When passing through the calibration part 3, the cylindrical borehole of the required diameter is formed.

Die Bunde 8 dienen als Schneckenflügel, begünstigen das fortschreitende Eindringen des Werkzeugs in den Boden und stabilisieren diese Abwärtsbewegung. Beim Eindringen des Werkzeugs in stark zusammendrückbare Böden, beispielsweise iii Lehmböden mit einer Konsistenzzahl I_T^ 0,6, kann auf das Vorhandensein von Bunden in der Regel verzichtet werden. Beim Bohren des Bohrlochs wird der Boden nicht ausgehoben, sondern allmählich in die Bohrlochwände eingepreßt.The collars 8 serve as auger blades, promote the progressive penetration of the tool into the ground and stabilize this downward movement. When the tool penetrates strongly compressible soils, for example iii clay soils with a consistency number I _T ^ 0.6, the presence of collars can usually be dispensed with. When drilling the borehole, the soil is not excavated, but gradually pressed into the borehole walls.

Ι ί ö 3 y Ι ί ö 3 y

Dabei wird um das Bohrloch herum eine Zone verdichteten Bodens gebildet. Infolge der Bodenverdichtung um das Bohrloch herum werden die Tragfähigkeit der Verdichtungspfähle im Boden erhöht und die Setzungseigenschaften des Lößbodens behoben.A zone of compacted soil is formed around the borehole. As a result of the soil compaction around the borehole around it, the load-bearing capacity of the compaction piles in the ground and the settlement properties of the loess soil are increased Fixed.

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann zur Durchführung des Verfahrens zum Erzeugen eines Bohrlochs mit Zuführung von Verfestigungsstoff verwendet werden. Wie es aus Fig. 11 (a bis e) ersichtlich ist, wird zuerst ein Vorbohrloch (Fig. 11a), dessen Durchmesser kleiner als der vorgegebene ist, gebohrt und danach das erhaltene Bohrloch mit Verfestigungsmaterial gefüllt (Fig. 11b). Darauf-folgend wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Werkzeugs gleichachsig mit dom Vorbohrloch durch Einpressen des Verfestigungsmaterials in den Boden ein Bohrloch mit vorgegebenem Durchmesser gebildet (Fig. 11c und d). Das fertige Bohrloch ist in Fig. 11e dargestellt.The tool according to the invention can be used to carry out the Method for creating a borehole with supply of solidifying material can be used. As shown in Fig. 11 (a to e) can be seen, first a pilot hole (Fig. 11a), the diameter of which is smaller than the predetermined is, drilled and then the borehole obtained is filled with solidifying material (Fig. 11b). Subsequent to it With the help of the tool according to the invention, a borehole with a predetermined diameter is coaxial with the dome pre-borehole by pressing the solidifying material into the ground formed (Fig. 11c and d). The completed borehole is shown in Fig. 11e.

Sehr bequem im Betrieb ist die in Fig. 6 bis 10 der beiliegenden Zeichnungen gezeigte Modifikation des erfindungsgemäßen Werkzeugs. Gemäß dieser Modifikation ist der jeweilige vorstenend erwähnte Übergangsabschnitt 7 (Fig. 6 und 7) durch eine Rolle 12 (Fig. 6 und 7) gebildet, die auf ihrer Achse 13 breobewegbar angeordnet ist. Die Achse 13 der Rolle 12 (Fig. 7) ist zur Bohrerachse unter einem Winkel ^ angeordnet, der dein Steigungswinkel A der die Zylinderflächen der benachbarten Abschnitte 4 des Gehäuses 1 beschränkenden Schraubenlinie gleich ist. Dabei verläuft die jeweilige Schraubenlinie in der Ebene der entsprechenden Stirnfläche der Rolle 12, wie es in Fig. 7 bedingt mit punktierten Linien angedeutet ist.The modification of the tool according to the invention shown in Figures 6 to 10 of the accompanying drawings is very convenient in operation. According to this modification, the respective above-mentioned transition section 7 (FIGS. 6 and 7) is formed by a roller 12 (FIGS. 6 and 7) which is arranged to be movable on its axis 13. The axis 13 of the roller 12 (Fig. 7) is arranged to the drill axis at an angle ^ which is the same as the pitch angle A of the helical line limiting the cylindrical surfaces of the adjacent sections 4 of the housing 1. The respective helical line runs in the plane of the corresponding end face of the roller 12, as indicated in FIG. 7 with dotted lines.

32189353218935

Die Rollen 12 sind in der Ouerschnxttsebene des Werkzeugs (Fig. 7 und 8) gegeneinander versetzt, insbesondere um 90°? im Gehäuse 1 auf Konsolen 14· (Fig. 8) montiert. Dabei sind im Gehäuse 1 Öffnungen ausgeführt und die Rollen in diesen Öffnungen derweise angeordnet, daß ein stetiger Übergang von der Zylinderfläche mit größerem Halbmesser zu der Zylinderfläche mit geringerem Halbmesser gebildet wird, wie es aus Fig. 10 hervorragend ersichtlich ist.The rollers 12 are offset from one another in the cross-sectional plane of the tool (FIGS. 7 and 8), in particular by 90 °? Mounted in the housing 1 on brackets 14 · (Fig. 8). In this case, openings are made in the housing 1 and the rollers are arranged in these openings in such a way that a continuous transition from the cylinder surface with a larger radius to the cylinder surface with a smaller radius is formed, as can be clearly seen from FIG.

Der Durchmesser jeder Rolle 12 wird so gewählt, daß er den halben Durchmesser des Gehäuses 1 in dem Querschnitt, wo die gegebene Rolle angeordnet wird, nicht überschreitet, und deren Länge wird ihrerseits so gewählt, daß sie dem Abstand zwischen den Schraubenlinien an der gegebenen Stelle des Gehaust,? 1 entspricht. An der jeweiligen Rolle 12 (Fig. 9 und 10) ist neben ihrer unteren Stirnfläche ein Bund 8 ausgebildet, der einen stetigen Übergang zwischen den Zylinderflächen der Rollen 12 und der Gehäuseabschnitte 4 bewirkt. Die Rollen vermindern die auf das Werkzeug einwirkenden Reibungskräfte wesentlich, da sie sich mit dem Gehäuse 1 drehen und eine Radialverdichtung des Bodens gewährleisten, so daß die Gleitreibung durch eine Wälzreibung ersetzt wird. Die bauliche Gestaltung der Rollen kann verschieden sein. Insbesondere können sie auf Walzlagern 15 montiert sein, zwischen denen eine Abstandshülse 16 angeordnet wird, wie es in Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Selbstverständlich können aber auch Gleitlager und andere ähnliche Baueinheiten eingesetzt werden.The diameter of each roller 12 is chosen so that he does not exceed half the diameter of the housing 1 in the cross-section where the given roller is placed, and their length is in turn chosen so that it corresponds to the distance between the helical lines at the given point of the housing,? 1 corresponds. On the respective role 12 (Fig. 9 and 10) in addition to its lower end face, a collar 8 is formed, which has a continuous transition between the cylindrical surfaces of the rollers 12 and the housing sections 4 causes. The rollers significantly reduce the frictional forces acting on the tool, as they move with the Rotate housing 1 and ensure radial compression of the soil, so that the sliding friction is caused by rolling friction is replaced. The structural design of the roles can be different. In particular, they can be mounted on roller bearings 15 be mounted, between which a spacer sleeve 16 is arranged, as shown in Figs. Of course however, plain bearings and other similar structural units can also be used.

Die durch die Rollen verminderte Reibung zwischen dem Werkzeug und dem Boden senkt den Energieverbrauch und steigert die Leistungsfähigkeit bei Durchführung von Pfahlgründungsarbeiten. Die Rollen 12 verbessern die Verdichtung der Bohrlochwände, was die Vergrößerung der Tragfähigkeit des nach-The friction between the tool and the floor, which is reduced by the rollers, reduces energy consumption and increases it the performance when carrying out pile foundation work. The rollers 12 improve the compaction of the borehole walls, which increases the load-bearing capacity of the

.:.*·;/-■ ^:-^:-' '■■■■■- 3218S95.:. * ·; / - ■ ^: - ^: - '' ■■■■■ - 3218S95

folgend gefertigten Verdichtungspfahls bedingt.following manufactured compaction pile conditionally.

Wenn es erforderlich ist, die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Werkzeugs wesentlich zu erhöhen, beispielsweise beim Erzeugen von Bohrlöchern mit großem Durchmesser von z. B. über 0,8 m, insbesondere in Böden mit Harteinschlüssen, ist eine in Fig. 12 dargestellte Modifikation besonders vorteilhaft, bei der das Gehäuse 1 einen sich in Richtung der Werkzeugspitze 5 verjüngenden axialen Hohlraum 17 aufweist. Dabei ist im Werkzeug ein im Hohlraum 17 montierter Vibrator 18 zur Erzeugung von Querschwingungen vorgesehen. Der Vibrator 18 enthält einen im Oberteil des Gehäuses 1 montierten Drehantrieb 19, eine mit diesem Antrieb gekoppelte und im v/esentlichen gleichachsig mit der Werkzeugachse angeordnete Welle 20 sowie exzentrische Schwungscheiben (Unwuchte) 21. Diese exzentrischen Schwungscheiben sind auf der Welle 20 deren Länge nach angebracht und weisen unterschiedliche Massen auf, die sich in Verjüngungsrichtung des Hohlraums 17 des Gehäuses 1 vermindern. Eine derartige Verteilung der Unwuchtmassen ist notwendig, weil der durch den Boden beim Eindringen des Werkzeugs geleistete Widerstand je nach Vergrößerung des Bohrlochquerschnitts zunimmt, infolgedessen für die Oberwindung dieses Widerstands größere Kräfte vonnöten sind.If necessary, the performance of the invention To increase the tool significantly, for example when creating drill holes with a large diameter from Z. B. over 0.8 m, especially in soils with hard inclusions, is a modification shown in FIG particularly advantageous in which the housing 1 has an axial cavity tapering in the direction of the tool tip 5 17 has. There is a cavity 17 in the tool mounted vibrator 18 for generating transverse vibrations intended. The vibrator 18 contains a rotary drive 19 mounted in the upper part of the housing 1, one with this drive coupled and largely coaxial with the tool axis arranged shaft 20 and eccentric flywheels (unbalance) 21. These eccentric flywheels are attached to the length of the shaft 20 and have different masses that extend in the tapering direction of the cavity 17 of the housing 1 decrease. Such a distribution of the unbalance masses is necessary because of the the resistance offered by the penetration of the tool increases depending on the enlargement of the borehole cross-section, as a result greater forces are required to overcome this resistance.

Beim Betrieb des nach dieser Modifikation ausgeführten Werkzeugs führt das Drehen der Welle 20 mit den Unwuchten 21 zur Erzeugung von Querschwingungen im Gehäuse 1, infolgedessen sich das Werkzeug schwingend in den Boden einschraubt. Dabei wird der Bodenwiderstand wesentlich herabgesetzt und die Bodenverdichtung verbessert. Darüber hinaus wird bei einem derartigen Eindringen des Werkzeugs in den Boden der sich in solchen Fällen herkömmlicherweise vorfindende Vakuumeinsau ^effekt ausgeschaltet, wodurch der Kraft- und Zeit-During operation of the tool designed according to this modification, the rotation of the shaft 20 with the unbalances 21 results to generate transverse vibrations in the housing 1, as a result the tool is screwed into the ground swinging. The ground resistance is significantly reduced and the Improved soil compaction. In addition, if the tool penetrates the ground in this way, the in such cases the vacuum suction effect that is conventionally found is switched off, whereby the force and time

ϋν J υ 31 -ϋν J υ 31 -

aufwand für das Ziehen des Werkzeugs aus dem Bo.irloch herabgesetzt wird.Reduced effort for pulling the tool out of the drilling hole will.

Bei dieser Modifikation sollte das Werkzeug mehrere zwischen den Unwuchten 21 angeordnete Lagerungen 22 für die Welle haben, wie es in Fig. 12 und 13 gezeigt ist. Solche Lagerungen 22 dienen nicht nur zur Aufnahme von Radialbelastungen und zur Verminderung des Radialschlags der Welle 20, sondern auch zur Lokalisierung der Vibrationseinwirkung der Jeweiligen Unwucht 21 auf den Boden. Diese Bauweise kann besonders vorteilhaft dann zur Verwendung gelangen, wenn sich die Bodenstruktur und -dichte je nach Bohrlochtiefe verändern.In this modification, the tool should have several bearings 22 arranged between the unbalances 21 for the shaft as shown in Figs. Such bearings 22 are not only used to absorb radial loads and to reduce the radial runout of the shaft 20, but also to localize the vibration effects of the respective Imbalance 21 on the floor. This construction can be used particularly advantageously when the floor structure and density change depending on the drill hole depth.

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann auch so ausgeführt werden, wie es in Fig. 14 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist. Gemäß dieser Modifikation weist das Gehäuse 1 einen Kalibrierteil 3 sowie einen vorderen Arbeltsteil 1a vom Kalibrierteil 3 zu der Wei-kzeugspitzr 5 hin und einen hinteren Arbeitsteil 1b vom Kalibrierteil 3 zu der Bohrstange 2 hin auf. Die Arbeicsteile 1a und 1b sind ähnlich ausgeführt und entsprechen in etwa dem Arbeitsteil einer der vorstehend beschriebenen Modifikationen (Fig. 1). Gegebenenfalls (Fig. i^y-') sind ebenfalls gleichachsige zylindrische Abschnitte mit sich stufenweise vermindernden Halbmessern vorhanden. Im Vorderteil 1a sind es Abschnitte 4a, deren Halbmesser sich in Richtung vom Kalibrierteil 3 zu der Werkzeugspitze 5 hin verringern, und im !unterteil 1b Abschnitte 4b, deren Halbmesser sich in Richtung vom Kalibrierteil 3 zu der Bohrstange 2 hin vermindern. Im vorderen wie auch im hinteren Arbeitsteil 1a und 1b, sind Übergangsabschnitte 7a und 7b, sowie Bunde 8a und 8b vorgesehen. The tool according to the invention can also be embodied as shown in FIG. 14 of the accompanying drawings. According to this modification, the housing 1 has a calibration part 3 and a front work part 1a from the calibration part 3 to the Wei-kzeugspitzr 5 and a rear work part 1b from the calibration part 3 to the drill rod 2. The working parts 1a and 1b are similar and correspond approximately to the working part of one of the modifications described above (Fig. 1). If necessary (Fig. I ^y - ') there are also coaxial cylindrical sections with gradually decreasing radiuses. In the front part 1a there are sections 4a, the radius of which decreases in the direction from the calibration part 3 to the tool tip 5, and in the lower part 1b there are sections 4b, the radius of which decreases in the direction from the calibration part 3 to the drill rod 2. In the front as well as in the rear working part 1a and 1b, transition sections 7a and 7b, as well as collars 8a and 8b are provided.

Die Tatsache, daß im Gehäuse 1 neben dem vorderen Arbeitsteil 1a auch der hintere Arbeitsteil 1b vorhanden ist, gestattet es, die gegebene Werkzeugmodifikation zur Durchführung von verschiedenen Varianten des erfindungsgemäßen Bohrverfahrens zu verwenden.The fact that the rear working part 1b is also present in the housing 1 in addition to the front working part 1a is permitted it, the given tool modification for carrying out different variants of the invention Drilling method to use.

So dringt das Werkzeug bei einer Durchführungsvariante des Verfahrens in den Boden auf die vorgegebene Teufe ein (Fig. 15a), wonach in die Bohrlochmündung das Verfestigungsmaterial 23 eingegeben (Fig. 15b) und das Werkzeug herausgezogen wird (Fig. 15c). Beim Herausziehen des V/erkzeugs (Fig. 15c) preßt der Hinterteil 1b des Gehäuses 1 das Verfestigungsmaterial 23 in die Bohrlochwände ein, so daß sich auf ihrem Umfang eine Verfestigungshülle 24· bildet. Das Verfestigungsmaterial 23 dient zum Schutz der Bohrlochwände vor Nachfallen im Verlaufe des Niederbringen^ des Bohrlochs und erhöht die Tragfähigkeit des nachfolgend errichteten Verdichtungspfahls.In one implementation variant of the method, the tool penetrates the ground to the specified depth a (Fig. 15a), after which the solidifying material 23 entered (Fig. 15b) and the tool is pulled out (Fig. 15c). When pulling out the tool (Fig. 15c) presses the rear part 1b of the housing 1 the solidifying material 23 into the borehole walls, so that a solidifying shell 24 is formed on its circumference. forms. The solidifying material 23 serves to protect the borehole walls from falling during the course of the lowering process of the borehole and increases the load-bearing capacity of the subsequently erected compaction pile.

In Fig. 15d ist ein Fertigbohrloch mit der auf seinem Umfang hergestellten Vorfestigungshülle 24- gezeigt. Dieses Bohrloch kann im weiteren sowohl zur Herstellung eines Verdichtungspfahls als auch für andere Zwecke, beispielsweise als ein Brunnen unterschiedlichen Verwendungszwecks, verwendet werden. Als Verfestigungsmaterial können Betongemisch, Sand, Schlacke, Zement-Sand-Mörtel, Mörtel mit organischen Bindemitteln, Bodengemische und andere Stoffe zur Vorwendung kommen.In Fig. 15d a finished borehole is shown with the pre-strengthening sleeve 24- produced on its circumference. This Borehole can be used both for the production of a compaction pile and for other purposes, for example can be used as a well for different purposes. Concrete mix, Sand, slag, cement-sand mortar, mortar with organic binders, soil mixtures and other substances come to the fore.

Es ist hervorzuheben, daß die Materialverfestigung der Bohrlochwände sowohl auf ihrer gesamten Länge als auch auf einem beliebigen Abschnitt durchgeführt werden kann. So kann das Verfestigungsmaterial in Übereinstimmung; mitIt should be emphasized that the material consolidation of the borehole walls both along their entire length and can be done on any section. So the solidifying material can be in accordance; with

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einer weiteren Verfahrensvariante portionsweise eingegeben werden, wobei diese Portionen einzelne Bohrlochabschnitte mit einer Länge von beispielsweise 2 bis 3 m einnehmen. Bei portionsweisem Eingeben des Verfestigungsmaterials wird dessen Verbrauch wesentlich herabgesetzt. Darüber hinaus können bei portionsweiser Eingabe die auf das Werkzeug sowohl bei dessen Eindringen in den Boden als auch bei dessen Herausziehen aus dem Bohrloch einwirkenden Belastungen reguliert v/erden.another variant of the method entered in portions be, these portions occupy individual borehole sections with a length of, for example, 2 to 3 m. When adding the solidifying material in portions its consumption is significantly reduced. In addition, when inputting in portions, the Tool acting both when it penetrates the ground and when it is pulled out of the borehole Regulated loads.

Gemäß einer anderen Verfahrensvariante kann das Verfestigung smaterial gleichzeitig mit dem Eindringen dos Werkzeugs in den Boden eingebracht und, genau so, wie vorstehend beschrieben, beim Herausziehen des Werkzeugs nach dem Miederbringen des Bohrlochs in die Bohrlochwände eingepreßt werden. According to another variant of the method, the solidification material can take place simultaneously with the penetration of the tool placed in the ground and, exactly as described above, be pressed into the walls of the borehole when the tool is withdrawn after the borehole has been brought into the corset.

Die Wahl der jeweiligen DurchsührungsVariante des erfindungsgemäßen Verfahrens hängt von den konkreten Bedingungen, unter welchen die Pfahlarbeiten durchgeführt werden, von der erforderlichen Leistungsfähigkeit, den Bohrlochabmessungen, der Zusammensetzung des Verfestigungsstoffes sowie von ärgeren Faktoren ab. The choice of the respective implementation variant of the invention Procedure depends on the specific conditions under which the piling work is carried out depend on the required performance, the borehole dimensions, the composition of the solidifying material and other other factors.

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann auch so ausgeführt sein, wie es in "Fig. 16 und 17 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist. Gegebenenfalls enthält das Werkzeug (s. Fig.16) außer seinem Hauptgehäuse 1, das dem in Fig. 1 gezeigten ähnlich ist, ein im wesentlichen genau solches zusätzliches Gehäuse 25, das mit dem ersten fluchtend angeordnet und durch ein hohles Übergangsstück 26 verbunden ist.The tool according to the invention can also be designed so as shown in "Figures 16 and 17 of the accompanying drawings is. If necessary, the tool (see FIG. 16) contains, in addition to its main housing 1, the one shown in FIG is similar, an essentially exactly such additional housing 25, which is arranged in alignment with the first and is connected by a hollow transition piece 26.

Dieses Zusatzgehäuse 25 weist einen mit dem im Übergangsstück 26 vorhandenen Hohlraum in Verbindung stehenden Axial-This additional housing 25 has one with that in the transition piece 26 existing cavity related axial

kanal 27 sowie einen Abschnitt 28 zu dessen Anbau an das Bohrgestängerohr 2 auf.Dabei sind im Übergangsstück 26 seitlich Öffnungen 29 (s. auch Fig. 17) ausgeführt. Das derartig gebildete Netz aus kommunizierenden Kanälen bietet die Möglichkeit , in den Bohrlochhohlraum über diese Kanäle erhärtendes flüssiges Medium, insbesondere das vorstehend erwähnte Verfestigungsmaterial,einzubringen.channel 27 and a section 28 for its attachment to the drill pipe Openings 29 (see also Fig. 17) are made laterally in the transition piece 26. That kind of thing formed network of communicating channels offers the possibility of hardening into the borehole cavity via these channels liquid medium, in particular the solidification material mentioned above, to be introduced.

Das Eindringen eines solchen Werkzeugs in den Boden (Fig. 18a) erfolgt so, wie es vorstehend für die erste Werkzeugmodifikation beschrieben ist. Gleichzeitig wird in das zu erzeugende Bohrloch über das Bohrgestängerohr 2, den Kanal 27 und die öffnungen 29 des Übergangsstücks 26 das Verfestigungsmaterial 23 eingebracht, das in den Raum zwischen dem Hauptgehäuse 1 und dem Zusatzgehäuse 25 gelangt. Beim Niederbringen des Bohrlochs wird das Verfestigungsmaterial 23 in die Bohrlochwände durch den Arbeitsteil 25a des Zusatzgehäuses 25 eingepreßt, infolgedessen auf dem Bohrlochumfang eine verdichtete Verfestigungshülle 24 gebildet wird.The penetration of such a tool into the ground (FIG. 18a) takes place as described above for the first tool modification is described. At the same time, in the borehole to be generated via the drill pipe 2, the channel 27 and the openings 29 of the transition piece 26 the solidifying material 23 introduced, which enters the space between the main housing 1 and the additional housing 25. At the Lowering the borehole is the solidifying material 23 into the borehole walls through the working part 25a of the auxiliary housing 25 pressed in, as a result of which a compacted solidifying shell 24 is formed on the circumference of the borehole will.

Nach dem Niederbringen des Bohrlochs auf die vorgegebene Tiefe wird mit dem Herausziehen des Werkzeugs aus dem Boden (s. Fj.g. 18b) angefangen. Dabei wird das Verfestigungsmaterial 23 in die Bohrlochwände durch den hinteren Arbeitsteil 1b des Hauptgehäuses 1 eingepreßt, infolgedessen die Dicke der Verfestigungshülle 24 zunimmt.After the borehole has been driven to the specified depth, the tool is withdrawn from the ground (see Fig. 18b). The solidifying material 23 is thereby in the borehole walls through the rear working part 1b of the main body 1 is pressed in, as a result of which the thickness of the consolidation shell 24 increases.

Bei Benutzung der gegebenen Werkzeugmodifikation kommen die Bodenverdichtung und -verfestigung gleichzeitig zustande , wobei beide Prozesse sowohl beim Eindringen des Werkzeugs in den Boden als auch bei dessen Herausziehen erfolgen. Dies tragt wesentlich zur Erhöhung der Arbeitsproduktivität bei.When using the given tool modification, soil compaction and consolidation come about at the same time Both processes both when the tool penetrates the ground and when it is withdrawn take place. This contributes significantly to increasing labor productivity.

Für den Fachmann dürfte es offenkundig sein, daß das erfindungsgemäße Werkzeug nicht nur zwei, sondern auch mehr Gehäuse enthalten kann. Hit einem solchen Werkzeug läßt sich sowohl eine einschichtige als auch eine menrschichtige Verfestigungshülle, beispielsweise aus verschiedenen erhärtenden Stoffen, herstellen. Beim zweitgenannten Fall der Herstellung der Verfestigungshülle ist es vorteilhaft, beim Eindringen des Werkzeugs in den Boden in den Bohrlochhohlraum das eine, und bei dessen Herausziehen aus dem Bohrloch das andere Verfestigungsmaterial einzubringen. Im Werkzeug kann auch nicht nur ein Axialkanal, sondern mehrere solche Kanäle zur getrennten Zuführung von verschiedenen Verfestigungsmaterialien ausgeführt v/erden.For the person skilled in the art, it should be obvious that the inventive Tool can contain not only two but also more housings. Hit such a tool lets both a single-tier and a multi-tier Solidifying shell, for example from various hardening materials, produce. In the second case In the manufacture of the consolidation sleeve, it is advantageous when the tool penetrates the soil into the borehole cavity one, and when it is pulled out of the borehole to introduce the other solidifying material. In the tool, not just one axial channel, but several such channels for the separate supply of different Solidifying materials carried out v / ground.

-o¹--o ¹ -

Bei Herstellung von Verdichtungspfählen mit vorhergehender Erzeugung eines Bohrlochs nach dem erfindungsgenäßen Verfahren kann besonders vorteilhaft das in Fig. 19 bis 24 dargestellte Werkzeug verwendet werden* Gemäß dieser Modifikation (Fig. 19) enthält das ^Morkzeuggehäuse 1 entweder zwei Teile 30 und 3^ oder zusätzlich einen dritten Teil 32 (die letztere ist in den Zeichnungen als die bevorzugte Ausführungsvariante geseigt).In the preparation of compression posts with previous generation of a borehole after the erfindungsgenäßen method can be especially beneficial in Fig. 19 are used to 24 illustrated tool * According to this modification (Fig. 19) containing the ^M orkzeuggehäuse 1 either two parts 30 and 3 ^ or additionally a third part 32 (the latter is shown in the drawings as the preferred embodiment).

Jeder dieser Gehäuseteile weist Abschnitte 4 mit sich stufenweise vermindernden Halbmessern auf, welche vorstehend ausführlich beschrieben wurden. Der erste Gehäuseteil 30 ist mit der den größeren Halbmesser aufweisenden Seite am Bohrgestänge 2 angebaut und hat einen durchgehenden Axialkanal 33» während an der den kleineren Halbmesser aufweisender Seite eine ihrer Form nach dem Absatz 6 zwischen den benachbarten Abschnitten M- des zweiten Teils 31 des Gehäuses 1 entsprechende Stirnfläche vorhanden ist.Each of these housing parts has sections 4 with gradually reducing radii, which have been described in detail above. The first housing part 30 is attached to the side having the larger radius on the drill rod 2 and has a continuous axial channel 33 »while on the side having the smaller radius one of its shape according to paragraph 6 between the adjacent sections M- of the second part 31 of the housing 1 corresponding face is available.

Der zweite Gehäuseteil 31 weist eine Spitze 5 auf und ist in den Axialkanal 33 des ersten Gehäuseteils hin- und herbewegbar eingeführt. Darüber hinaus weist dieser Gehäuseteil ebenfalls einen Axialkanal 34 mit seitlich ausgeführten Öffnungen 35 auf, der zum Durchlassen des erhärtenden flüssigen Mediums, beispielsweise des Betongemisches, über das Werkzeug in das Bohrlochinnere bestimmt ist.The second housing part 31 has a tip 5 and is inserted into the axial channel 33 of the first housing part so as to be movable back and forth. In addition, this housing part also an axial channel 34 with laterally executed Openings 35, for the passage of the hardening liquid medium, for example the concrete mixture, is determined via the tool into the interior of the borehole.

In der Leibung des im ersten Teil 33 des Gehäuses 1 vorhandenen Axialkanals 33 sind Längsnuten 36 und an der Außenseite des zweiten Gehäuseteils 31 Vorsprünge 37 ausgebildet, die in diese Längsnuten längsverstellbar eingehen. Durch eine solche Ausführungsform wird die gemeinsame Drehung des Bohrgestängerohrs 2 sowie des ersten und des zweiten Teils, entsprechend 30 und 31, des Gehäuses 1 gewährleistet.In the reveal of the axial channel 33 present in the first part 33 of the housing 1 are longitudinal grooves 36 and on the Outside of the second housing part 31 projections 37 are formed, which enter these longitudinal grooves in a longitudinally adjustable manner. By such an embodiment, the common rotation of the drill pipe 2 and the first and the second part, corresponding to 30 and 31, of the housing 1 ensured.

Der dritte Teil 32 des Werkzeuggehäuses 1 ist dessen erstem Teil 30 ähnlich ausgeführt, seine Abschnitte 4 verjüngen sich aber in umgekehrter Richtung, d. h. in Richtung des Herausziehens des Werkzeugs aus dem Bohrloch. Dieser Gehäuseteil 32 ist auf das Bohrgestängerohr 2 gleitoewegbar aufgesetzt und weist einen Abschnitt 3 mit größerem Halbmesser auf, der als Kalibrierteil dient und mit einem sich in Richtung des ersten Teils 30 des Gehäuses 1 erstreckenden Hemd 38 versehen ist. Dabei ist auf dem Bohrgestängerohr 2 ein Anschlag 39 (s. auch Fig. 20) zur Begrenzung des Hubwegs des dritten Teils 32 des Gehäuses 1 entlang des Bohrgestängerohrs 2 beim Eindringen des Werkzeugs in den Boden vorgesehen. Die Stirnseite des Hemds entspricht ihrer Form nach dem Absatz 6 zwischen den benachbarten Abschnitten 4· des ersten Teils 30 des GehäusesThe third part 32 of the tool housing 1 is its first Part 30 executed similarly, its sections 4 taper but in the opposite direction, d. H. in the direction of withdrawing the tool from the borehole. This housing part 32 is on the drill pipe 2 Slidably attached and has a section 3 larger radius, which serves as a calibration part and with a in the direction of the first part 30 of the housing 1 extending shirt 38 is provided. In this case, a stop 39 (see also FIG. 20) is on the drill pipe 2 for Limitation of the stroke path of the third part 32 of the housing 1 along the drill pipe 2 when the tool penetrates provided in the ground. The face of the shirt corresponds to its shape according to paragraph 6 between the neighboring Sections 4 * of the first part 30 of the housing

An de:· Verbindungsstelle des ersten Teils 30 des GehäusesAt de: · Junction of the first part 30 of the housing

.'·. ■■.'.' '■ ■--'■ ■-"■^:- 32 1 8G95. '·. ■■. '.''■ ■ -' ■ ■ - "■ ^: - 32 1 8G95

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mit dem Bohrgestängerohr 2 ist am letzteren eine Radialflache 40 (Fig. 21), gegebenenfalls am Flansch 41 (Fig. 19) des Bohrgestängerohrs 2, ausgeführt und mit einem Verklinkungselement, beispielsweise mit Vorsprüngen 4^, versehen. Dabei ist am dritten Teil 52 des Gehäuses 1 eine Paarungsfläche 45 mit einem entsprechenden, durch die Vorsprünge 44 gebildeten Verklinkungselement vorhanden. Eine solche bauliche Gestaltung gestattet es, beim Herausziehen des Werkzeugs die Vorsprünge 42 und 44 miteinander in Eingriff zu bringen (s. Fig. 22) und derweise dem Durchdrehen des dritten Gehäuseteils 32 bezüglich des ersten und des zweiten Gehäuseteils, entsprechend 30 und 31» vorzubeugen, wodurch die Auflockerung der durch das Werkzeug verdichteten Bohrlochwände vermieden wird. Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Ausdehnung des Hemdes 58 in Axialrichtung dazu ausreicht, die Ausfließzone des Betendemisches aus den Öffnungen 35 im zweiten Teil 31 des Gehäuses 1 zu begrenzen, wie es aus Fig. 22 und 23 ersichtlich ist.with the drill pipe 2 is a radial surface on the latter 40 (Fig. 21), optionally on the flange 41 (Fig. 19) of the drill pipe 2, executed and with a latching element, for example with projections 4 ^ provided. In this case, on the third part 52 of the housing 1 there is a mating surface 45 with a corresponding one through the projections 44 formed latching element available. Such a structural design allows when pulling out of the tool to bring the projections 42 and 44 into engagement with one another (see FIG. 22) and thus the spinning of the third housing part 32 with respect to the first and the second housing part, according to 30 and 31 »to prevent whereby the loosening of the borehole walls compacted by the tool is avoided. It must be pointed out be that the expansion of the shirt 58 in the axial direction is sufficient to the outflow zone of the prayer endemic from the openings 35 in the second part 31 of the housing 1 limit, as can be seen from FIGS. 22 and 23.

Die Herstellung eines Verdichtungspfahls mit Hilfe der erläuterten Werkzeugmodifikation erfolgt folgenderweise. Zuerst dringt das Werkzeug in den Boden auf die vorstehend beschriebene Weise imd bildet dabei das Bohrloch 45 (Fig. 24a). Die gegenseitige Anordnung der Werkzeugbauteile in diesem Arbeitsstadium ist in Fig. 19 gezeigt: Der zweite Gehäuseteil 51 stützt sich auf den Flansch 41 des Bohrgestängerohrs 2 und der dritte Gehäuseteil 32 auf den Anschlag 38, während sich die Stirnseite des Hemdes 38 auf der entsprechenden Schraubenlinie des ersten Gehäuseteils 30 einstellt. Dabei sind die im zweiten Gehäuseteil 31 vorhandenen Öffnungen 35 durch den ersten Gehäuseteil 30 verdeckt. The production of a compaction pile with the help of The tool modification explained is carried out as follows. First, the tool penetrates the soil on the protruding described manner imd thereby forms the borehole 45 (Fig. 24a). The mutual arrangement of the tool components in this working stage is shown in Fig. 19: The second Housing part 51 is supported on the flange 41 of the drill pipe 2 and the third housing part 32 on the stop 38, while the face of the shirt 38 is on the corresponding helical line of the first housing part 30 is set. In this case, those in the second housing part 31 are present Openings 35 covered by the first housing part 30.

Danach (s. Fig. 24b) wird über das Bohrgestängerohr 2,Then (see Fig. 24b) is about the drill pipe 2,

den Kanal 34 und die im zweiten Teil 35 des Gehäuses 1 vorhandenen Öffnungen 35 in das Bohrloch 45 das Betongemisch 46 eingebracht und zugleich mit dem Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch 45 angefangen, welches zu dieser Zeit im Bereich seiner Mündung mit nachgefallenem Boden gefüllt sein kann. Unter der Wirkung des Drucks des Betongemisches 46 sowie der Eigenschwere verschiebt sich der zweite Gehäuseteil 31 bezüglich des ersten Gehäuseteils 30 in die in Fig. 22 gezeigte Stellung, infolgedessen die öffnungen 35 freigegeben werden, das Betongemisch 46 in das Bohrloch 45 ungehindert ausläuft und dabei den Verdichtungspfahl 47 bildet. Dank dessen, daß die Ausfließzone für Betongemisch zu dieser Zeit durch das Hemd 38 begrenzt wird, wird somit dem Gelangen von nachgefallenen Bodenteilchen in diese Zone vorgebeugt, wodurch die Qualität des hergestellten Pfahls wesentlich erhöht wird. Darüber hinaus gewährleistet der durch den nachgefallenen Boden auf den dritten Teil 32 des Gehäuses 1 entwickelte Druck einen zuverlässigen Eingriff zwischen den Vorsprüngen 42 und 44 und beugt somit dem Durchrutschen dieses Gehäuseteils bezüglich des Bohrgestängerohrs 2 vor.the channel 34 and those present in the second part 35 of the housing 1 Openings 35 in the borehole 45 the concrete mix 46 introduced and at the same time started pulling the tool out of the borehole 45, which leads to this Time in the area of its mouth can be filled with fallen soil. Under the action of the pressure of the concrete mix 46 as well as the inherent gravity, the second housing part 31 shifts with respect to the first housing part 30 into the position shown in FIG. 22, as a result of which the openings 35 are released, the concrete mix 46 in the borehole 45 runs out unhindered and thereby forms the compaction pile 47. Thanks to the fact that the outflow zone for concrete mix is limited by the shirt 38 at this time, the entry of fallen soil particles is thus prevented bent into this zone, which significantly increases the quality of the pile produced. Furthermore guaranteed by the fallen soil on the third part 32 of the housing 1 developed a reliable pressure Engagement between the projections 42 and 44 and thus prevents this housing part from slipping through of the drill pipe 2 before.

Die gegebene Werkzeugmodifikation gestattet es also, ein Bohrloch zu erzeugen und zu betonieren, ohne hierzu die Bohrausrüstung auswechseln und Futterrohre zur Verfestigung der Bohrlöcher in nachgiebigen Böden verwenden zu müssen. Dadurch wird die Arbeitsproduktivität bei Durchführung von Pfahlgründungsarbeiten wesentlich erhöht.The given tool modification therefore allows a borehole to be created and concreted without having to do this Changing drilling equipment and having to use casing to consolidate wellbores in resilient soils. This significantly increases labor productivity when carrying out pile foundation work.

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Werkzeug zum Herstellen von Bohrlöchern in lockeren zusammendruckbaren Böden, enthaltend ein zur Befestigung am Bohrgestängerohr hergerichtetes Gehäuse, welches einen Kalibrierteil sowie durch Bodenverdichtungsflachen radial begrenzte gleichachsige Abschnitte mit sich in Richtung vom Kalibrierteil zu der Werkzeugspitze hin stufenweise verringernden Halbmessern aufweist, 1. Tool for making boreholes in loose, compressible soils, containing one for fastening Housing prepared on the drill pipe, which has a calibration part and soil compaction surfaces radially limited equiaxed sections with them in the direction from the calibration part to the tool tip has gradually decreasing radiuses, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenverdichtungsfläcne des jeweiligen Abschnittes (4-) eine Zylinderfläche ist, die durch eine zur Werkzeugachse parallel verlaufende Mantellinie ( £) vorgegebener Länge erzeugt und durch zwei gleichlaufende Schraubenlinien (■--., b) mit dem gleichen Steigungswinkel ( ZL· ) begrenzt ist, daß die Zylinderflächen aufeinanderfolgend miteinander durch Übergangsabschnitte (7) verbunden sind, die eine Zylinderfläche aufweisen, deren Mantellinie ( t ) parallel zur Werkzeugachse verläuft, sich an diese Achse gleichmäßig annähert und einen stetigen Übergang von der Oberfläche des Abschnittes (4-) des Gehäuses (1) mit größerem Halbmesser (r) zur Oberfläche des benachbarten Abschnittes (4) mit kleinerem Halbmesser (r) bildet.characterized in that the soil compression surface of the respective section (4-) is a cylindrical surface which is generated by a surface line (£) of predetermined length running parallel to the tool axis and by two parallel helical lines (■ -., b) with the same pitch angle ( ZL · ) Is limited that the cylinder surfaces are successively connected to each other by transition sections (7), which have a cylinder surface whose surface line ( t ) runs parallel to the tool axis, approaches this axis evenly and a steady transition from the surface of the section (4 -) of the housing (1) with a larger radius (r) to the surface of the adjacent section (4) with a smaller radius (r). 530-P 89142-M-61-SdWa530-P 89142-M-61-SdWa -P--P- 2. Werkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Tool according to claim 1,
characterized, daß benachbarte Übergangsabschnitte (7) des Gehäuses (1) entlang der zylindrischen Schraubenlinie (a, b) gegeneinander um einen Winkel von höchstens 720 versetzt sind.that adjacent transition sections (7) of the housing (1) along the cylindrical helical line (a, b) offset from each other by an angle of maximum 720 are. 3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,3. Tool according to claim 1 or 2,
characterized, daß an den Zylinderflächen in der Nähe der Absätze (6) der Abschnitte (4) des Gehäuses (1) mit sich stufenweise vermindernden Halbmessern (r) und der übergangsabschnitte (7) entlang der Schraubenlinie (a, b) Bunde (8) ausgebildet sind, wobei die Radialauskragung des jeweiligen Bundes (8) die Höhe des Absatzes (6) des benachbarten Abschnittes (4-) von größerem Halbmesser nicht überschreitet.that on the cylinder surfaces in the vicinity of the shoulders (6) of the sections (4) of the housing (1) with it gradually reducing radiuses (r) and the transition sections (7) along the helical line (a, b) collars (8) are formed, the radial projection of the respective collar (8) being the height of the paragraph (6) of the neighboring one Section (4-) does not exceed a larger radius. ^;l-. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, ^; l-. Tool according to one of claims 1-3 »characterized in that daß jeder Übergangsabschnitt (7) als drehbare Rolle (12) ausgebildet ist, deren Drehachse (13) zur Werkzeugachse unter einem Winkel ( /^¹) angeordnet ist, der dem Steigungswinkel ( Λ.) der die Zylinderflächen der benachbarten Abschnitte (4-) des Gehäuses (1) begrenzenden Schraubenlinie (a, b) gleich ist, so daß die jeweilige Schraubenlinie (a, b) in der Ebene der entsprechenden Stirnfläche der Rolle (12) verläuft.that each transition section (7) is designed as a rotatable roller (12), the axis of rotation (13 ^{) of which is arranged at an angle (/ ^ 1} ) to the tool axis which corresponds to the pitch angle (Λ.) of the cylinder surfaces of the adjacent sections (4-) of the housing (1) limiting helical line (a, b) is the same, so that the respective helical line (a, b) runs in the plane of the corresponding end face of the roller (12). 5. Werkzeug nach einem der Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,5. Tool according to one of the claims
characterized, daß im Gehäuse (1) ein sich in Richtung der Werkzeugspitze (5) verjüngender Axialhohlraum (17) vorhanden ist, in dem ein Vibrator (18) zur Erzeugung von Quer-that in the housing (1) there is an axial cavity (17) tapering in the direction of the tool tip (5) is in which a vibrator (18) for generating transverse 32183218 Schwingungen, ein Drehantrieb (19)ι eine mit dem Antrieb (19) gekoppelte und mit der Werkzeugachse etwa fluchtende Welle (20) sowie auf der Welle (20) mit Abstand angeordnete und sich in Verjüngungsrichtung des Hohlraums (17) vermindernde Massen aufweisende exzentrische Schwungscheiben (21) montiert sind.Vibrations, a rotary drive (19) ι one with the drive (19) coupled and with the tool axis approximately aligned shaft (20) and on the shaft (20) at a distance arranged and in the tapering direction of the cavity (17) decreasing masses having eccentric Flywheels (21) are mounted. 6. Werkzeug nach Anspruch 5?
dadurch gekennzeichnet,6. Tool according to claim 5?
characterized, daß zwischen den exzentrischen Schwungscheiben (21) Wellenlager (22) angeordnet sind, wodurch die Vibrationseinwirkung der jeweiligen exzentrischen Schwungscheibe (21) auf den Boden lokalisiert wird.that between the eccentric flywheels (21) shaft bearings (22) are arranged, whereby the vibration effect of the respective eccentric flywheel (21) is located on the ground. 7. Werkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,7. Tool according to claim 1,
characterized, daß das Gehäuse (1) gleichachsige Abschnitte (4b) mit sich vom Kalibrierteil (3) zum Bohrgestänge (2) stufenweise verringernden Halbmessern (r) aufweist, daß die Abschnitte (4-b) durch zur Werkzeugachse parallelen Zylinderflachen von vorgegebener Länge {β)sowie durch zwei gleichlaufende Schraubenlinien (a, b) mit gleichem Steigungswinkel ( ?-) begrenzt sind, und daß diese Zylinderflächen aufeinanderfolgend durch Übergangsabschnitte (7t>) verbunden sind, welche eine Zylinderfläche aufweisen, deren Mantellinie (£ ) parallel zur Werkzeugachse verläuft, sich an diese gleichmäßig annähert und einen stetigen Übergang von der Oberfläche des Abschnitts (4-b) von größerem Halbmesser (r) zu der Oberfläche des benachbarten Abschnitts (4-b) von kleinerem Halbmesser (r) bildet.that the housing (1) has coaxial sections (4b) with radii (r) that gradually decrease from the calibration part (3) to the drill rod (2), that the sections (4-b) are formed by cylinder surfaces of a predetermined length that are parallel to the tool axis {β) as well as by two co-rotating helical lines (a, b) with the same pitch angle (? -), and that these cylinder surfaces are successively connected by transition sections (7t>) which have a cylinder surface whose surface line ( £ ) runs parallel to the tool axis approaches this evenly and forms a continuous transition from the surface of the section (4-b) of larger radius (r) to the surface of the adjacent section (4-b) of smaller radius (r). 8. Werkzeug nach Anspruch 7»
dadurch gekennzeichnet,8. Tool according to claim 7 »
characterized, 32Ί899532Ί8995 daß ein mit dem Gehäuse (1) fluchtend angeordnetes Zusatzgehäuse (25) mit einem Axialkanal (27) zum Durchlassen eines erhärtenden flüssigen Mediums vorgesehen ist, welches einen Kalibrierteil (3) sowie gleichachsige Abschnitte (-4-) mit sich in Richtung vom Kalibrierteil (3) stufenweise verringernden Halbmessern (r) enthält, wobei die gleichachsigen Abschnitte (4-) durch mit einer zur Werkzeugachse parallel verlaufenden Mantellinie (C ) vorgegebener Länge erzeugte Zylinderflächen sowie durch zwei gleichlaufende Schraubenlinien (a, b) mit gleichem Steigungswinkel (A.) beschränkt sind, und diese Zylinderflächen miteinander aufeinanderfolgend durch Übergangsabschnitte (7) verbunden sind, welche eine Zylinderfläche aufweisen, deren Mantellinie (1) parallel zur Werkzeugachse verläuft, sich an diese gleichmäßig annähert und einen stetigen Übergang von der Oberfläche des Abschnitts (4) mit größerem Halbmesser (r) zu der Oberfläche des benachbarten Abschnitts (4) mit kleinerem Halbmesser (r) bildet, wobei das Zusatzgehäuse (25) einerseits mit dem Werkzeuggehäuse (1) durch ein hohles Übergangsstück (26) verbunden ist, das mit dem Axialkanal (27) in Verbindung steht und Durchlaßöffnungen (29) für das flüssige Medium in den Bohrlochhohlraum aufweist, wobei an seinem anderen Ende ein Abschnitt (28) zum Anbau an das Bohrgestängerohr (2) vorgesehen ist, über den das erhärtende flüssige Medium in den Axialkanal (27) und die Durchlaßöffnungen (29) in den Bohrlochhohlraum gelangt.that an additional housing (25) arranged in alignment with the housing (1) and having an axial channel (27) is provided for the passage of a hardening liquid medium, which carries a calibration part (3) and equiaxed sections (-4-) in the direction of the calibration part ( 3) contains gradually decreasing radiuses (r), whereby the coaxial sections (4-) are generated by cylinder surfaces of a predetermined length with a surface line (C ) running parallel to the tool axis and by two coincident helical lines (a, b) with the same pitch angle (A.) are limited, and these cylinder surfaces are successively connected to each other by transition sections (7), which have a cylinder surface whose surface line (1) runs parallel to the tool axis, approaches this evenly and a steady transition from the surface of the section (4) with a larger Radius (r) to the surface of the adjacent section (4) with a smaller radius (r) forms, the additional housing (25) being connected on the one hand to the tool housing (1) by a hollow transition piece (26) which is in communication with the axial channel (27) and has passage openings (29) for the liquid medium into the borehole cavity, wherein at its other end a section (28) for attachment to the drill pipe (2) is provided, via which the hardening liquid medium passes into the axial channel (27) and the passage openings (29) into the borehole cavity. 9. Werkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,9. Tool according to claim 1,
characterized, daß das Werkzeuggehäuse (1) zumindest zwei Teile (30, 31) auf v/eist, von denen der erste Teil (30)'mit der den größeren Halbmesser (r) aufweisenden Seite am Bohrge-that the tool housing (1) at least two parts (30, 31) on v / e, of which the first part (30) 'with the larger radius (r) on the drilling stange (2) angebaut ist sowie einen durchgehenden Axialkanal (33) und an der den kleineren Halbmesser (r) aufweisenden Seite eine ihrer Form nach dem Absatz (6) zwischen den benachbarten Abschnitten (4J ^r\es Gehäuses (1) entsprechende Stirnfläche hat, während der zweite Gehäuseteil (31) in einem Axialkanal (33) des ersten Gehäuseteils (30) längsverschiebbar eingeführt ist und einen Axialkanal (34) und Öffnungen (35) zum Durchgang des erhärtenden flüssigen Mediums enthält, wobei in dem im ersten Gehäuseteil (30) vorhandenen Axialkanal (33) Längsnuten (36) und an der Außenseite des zweiten Gehäuseteils (31) Vorsprünge (37) ausgebildet sind, die in die Längsnuten (36) derart längsverstellbar eingehen, daß sich beim Eindringen des Werkzeugs in den Boden der zweite Gehäuseteil (31) in den ersten Gehäuseteil (30) einschiebt und die Auslaßöffnungen (35) durch den ersten Gehäuseteil (30) verschließt und beim Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch sich der zweite Gehäuseteil (31) aus dem ersten Gehäuseteil (30) herausschiebt, so daß die '!uslaßöffnungen (35) freigegeben werden und das Medium ausfließen und einen Verdichtungspfahl bilden kann.rod (2) is attached and has a continuous axial channel (33) and on the side having the smaller radius (r) has an ^{end face corresponding to its shape according to the shoulder (6) between the adjacent sections (4J r} \ es housing (1), while the second housing part (31) is inserted longitudinally displaceably in an axial channel (33) of the first housing part (30) and contains an axial channel (34) and openings (35) for the passage of the hardening liquid medium, wherein in the first housing part (30) existing axial channel (33) longitudinal grooves (36) and on the outside of the second housing part (31) projections (37) are formed which enter the longitudinal grooves (36) so that the second housing part ( 31) pushes into the first housing part (30) and the outlet openings (35) closes by the first housing part (30) and when the tool is withdrawn from the borehole, the second housing part (31) moves out of the first housing part (30) pushes out, so that the '! outlet openings (35) are released and the medium can flow out and form a compression pile. 10. Werkzeug nach A^.jpruch 9»
dadurch gekennzeichnet,10. Tool according to A ^ .jourt 9 »
characterized, daß es einen dem ersten Gehäuseteil (30) ähnlichen, jedoch in entgegengesetzter Richtung gekehrten dritten Gehäuseteil (32), der auf das Bohrgestängerohr (2) gleitbar aufgesetzt ist und einen Abschnitt (4) mit größerem Halbmesser (r), der als Kalibrierteil (3) dient, enthält sowie mit einem sich in Richtung des ersten Teils (30) des Gehäuses (1) erstreckenden und eine ihrer Form nach dem Absatz ,(6) zwischen den benachbarten Abschnitten (4) des Gehäuses (1) entsprechende Stirnfläche aufweisendenthat it is similar to the first housing part (30), however in the opposite direction facing third housing part (32) which is slidable on the drill pipe (2) is placed and a section (4) with a larger radius (r), which serves as a calibration part (3) contains as well as one extending in the direction of the first part (30) of the housing (1) and one according to its shape the shoulder (6) between the adjacent sections (4) of the housing (1) having corresponding end face Hemd (38) versehen ist, wobei an der Verbindungsstelle des ersten Teils ($0) des Gehäuse (1) mit dem Bohrgestängerohr (2) eine Radialfläche mit einem Verklinkungselement (4-2), und am dritten Teil (32) des Gehäuses (1) eine Paarungsfläche mit einem entsprechenden Verklinkungselement (4-4) vorhanden ist, wodurch dem Durchdrehen des ersten und des zweiten Teils, entsprechend (30) und (31), des Gehäuses (1) bezüglich des dritten Gehäuseteils (32) beim Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch vorgebeugt wird, ferner hat das Hemd (38) eine solche Axialausdehnung, die dazu ausreicht, die Ausfließzone des erhärtenden flüssigen Mediums aus den Auslaßöffnungen (35) im zweiten Teil (31) des Gehäuses (1) beim Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch zu begrenzen, und am Bohrgestängerohr (2) ein Anschlag (39) befestigt ist, der den Hubweg des dritten Gehäuseteils (32) entlang des Bohrgestängerohrs (2) beim Eindringen des Werkzeugs in den Boden derweise begrenzt, daß sich die Stirnseite des Hemdes (3*'O auf der entsprechenden Schraubenlinie (a, b) einstellt. Shirt (38) is provided, wherein at the junction of the first part ($ 0) of the housing (1) with the drill pipe (2) a radial surface with a latch element (4-2), and on the third part (32) of the housing (1) a mating surface with a corresponding latching element (4-4) is present, which prevents the first and second parts, corresponding to (30) and (31), of the housing (1) with respect to the third housing part (32) is prevented when pulling the tool out of the borehole, furthermore the shirt (38) has such an axial extension, which is sufficient to remove the outflow zone of the hardening liquid medium from the outlet openings (35) in the second part (31) of the housing (1) when pulling out to limit the tool from the borehole, and a stop (39) is attached to the drill pipe (2), which the Stroke of the third housing part (32) along the drill pipe (2) when the tool penetrates the ground so limited that the face of the shirt (3 * 'O on the corresponding helical line (a, b). 11. Verfahren zur Erzeugung von Bohrlöchern in lockeren Böden, bei dem ein Bohrwerkzeug in den Boden eindringt, die Bohrlochwände verfestigt und anschließend gezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrlochwände gleichzeitig mit dem Eindringen eines Werkzeugs durch kontinuierliche Einwirkung von radial gerichteten Kräften in verschieden dicken Berührungszonen des Werkzeugs mit dem Boden verfestigt werden, wobei diese Kräfte in der jeweiligen Berührungszone auf dem Umfang des zu bildenden Bohrlochhohlraurns aufeinanderfolgend angelegt werden, so daß das Bohrloch durch eine derartige Bodenverdichtung je nach Eindringen des Werkzeugs bis auf den vorgegebenen Durchmesser erwejtert wird.11. Process for creating boreholes in loose soils, in which a drilling tool penetrates the ground, the borehole walls are solidified and then pulled, characterized in that the borehole walls simultaneously with the penetration of a tool by continuous action of radially directed forces solidified in contact zones of different thicknesses between the tool and the ground these forces in the respective contact zone on the circumference of the borehole cavity to be formed successively created, so that the borehole through such soil compaction depending on the penetration of the tool up to the specified diameter will. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein Vorbohrloch erzeugt wird, dessen Durchmesser den vorgegebenen unterschreitet, daß dieses Vorbohrloch mit Verfestigungsmaterial ausgefüllt wird und daß durch Ausüben von radialen Kräften auf die Bohrlochwände gleichachsig mit der Vorbohrlochachse beim Einpressen des Verfestigungsmaterials in den Boden ein Bohrloch mit vorgegebenem Durchmesser erzeugt wird.12. The method according to claim 11, characterized in that that first a pilot hole is produced, the diameter of which falls below the predetermined, that this pilot hole is filled with solidifying material and that by exerting radial forces on the borehole walls a borehole coaxial with the pre-borehole axis when the solidifying material is pressed into the ground is generated with a given diameter. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbohrloch mit Verfestigungsmaterial bis auf einen Pegel von 1...1,5 ία unterhalb der Bohrlochmündung gefüllt wird.13. The method according to claim 12, characterized in that the pilot hole with solidifying material up to a level of 1 ... 1.5 ία below the borehole mouth is filled. 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers des Vorbohrlochs zu dem des Fertigbslirlochs etwa 0,4 bis 0,8 - beträgt. ,14. The method according to claim 12, characterized in that the ratio of the diameter of the pilot hole to that of the finished slirhole is about 0.4 to 0.8 - amounts to. , 15· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines sich in Form eines Doppelkegels mit schraubenlinienförmigen Absätzen verjüngenden Werkzeugs bis auf die vorgegebene Teufe gebohrt wird, daß dann'in das Bohrloch der Verfestigungsstoff eingegeben und daß anschließend das Bohrwerkzeug gezogen und dabei der Verfestigungsstoff in die Bohrlochwände eingepreßt wird.15 method according to claim 11, characterized in that using one in the form of a double cone a tool with tapering helical steps is used to drill to the specified depth, that then'in the borehole of the solidifying agent entered and that then pulled the drilling tool and thereby the solidifying agent is pressed into the borehole walls. 16. Verfahren nach Anspruch -15, dadurch gekennzeichnet,16. The method according to claim 15, characterized in that 32189353218935 daß das Verfestigungsmaterial portionsweise eingegeben wird.that the solidifying material is entered in portions. 17. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,17. The method according to claim 11,
characterized, daß das Werkzeug in Form eines schraubenförmig abgestuften Doppelkegels in den Boden gleichzeitig mit dor Eingabe des Verfestigungsmaterials eindringt und nach dem Niederbringen des Bohrlochs auf die vorgegebene Teufe herausgezogen und dabei das Verfestigungsmaterial in die Bohrlochwände eingepreßt wird. that the tool is in the form of a helical stepped Double cone penetrates into the soil at the same time as the input of the solidifying material and after the borehole has been brought down to the predetermined depth, the solidifying material is pressed into the borehole walls. 18. Vcsrfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,18. Method according to claim 11,
characterized, daß das Werkzeug nach Anspruch 8 in den Boden auf die vorgegebene Tiefe gleichzeitig mit der Eingabe des Verfestigungsmaterials und dessen Einpressen in die Bohrlochwände eindringt, wonach das Werkzeug aus dem Bohrloch herausgezogen wird.that the tool according to claim 8 into the ground to the predetermined depth simultaneously with the input of the solidifying material and its press-fit penetrates the borehole walls, whereafter the tool emerges from the borehole is pulled out. 19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,19. The method according to claim 18,
characterized, daß das Verfestigungsmaterial in den Bohrlochhohlraum zusätzlich beim Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch eingegeben und das Einpressen dieses Verfestigungsmaterials beim Herausziehen des Werkzeugs vollzogen wird, so daß auf solche Weise eine zusätzliche Verfestigungsschicht an den Bohrlochwänden gebildet wird. that the solidifying material in the borehole cavity additionally when the tool is withdrawn from the borehole entered and this solidifying material is pressed in when the tool is withdrawn, so that in such a way an additional solidification layer is formed on the borehole walls.