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Titel: Verfahren zum Herstellen eines geneigten
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Verbund-Verpreßpfahles Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
eines geneigten Verbund-Verpreßpfahles mit einem vorgefertigten Tragglied, bei dem
der beim Niederbringen des Pfahles aufgelockerte Bodenbereich am Pfahlmantel mit
einer unter Druck stehenden, erhärtenden Masse verpreßt wird.
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unter Geneigte Verpreßpfähle, die etwa/45" oder einem größeren Winkel
gegen die Vertikale geneigt in den Boden eingebracht werden, dienen in erster Linie
als Zugpfähle und werden zur Verankerung von Stützbauwerken wie Spundwänden, Kaimauern,
Baugrubenwänden, bei hohen Geländeversprüngen verwendet. Zum Herstellen solcher
Verpreßpfähle werden Stahlprofilträger in den Boden gerammt, die einen gegenüber
dem Trägerquerschnitt vergrößerten Schuh aufweisen. Der entstehende Hohlraum wird
während des Rammens mit Mörtel verpreßt, wodurch die Mantelreibung zwischen Tragglied
und Boden wesentlich vergrößert wird.
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Derartige Ramm-Verpreßpfähle haben jedoch den Nachteil, daß beim Rammen
erhebliche Erschütterungen auftreten, die Schäden an benachbarten Bauwerken oder
Verkehrsanlagen zur Folge haben. Außerdem ist die Lärmbelästigung beim Rammen erheblich.
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Zur Verankerung von Stützbauwerken an Geländeversprüngen sind auch
bereits Verpreßanker bekannt, die aus einem verhältnismäßig dünnen Zugstab oder
Zugdrahtbündel bestehen, die von einem Hüllrohr umgeben sind und durch Verpressen
des Hohlraumes zwischen Anker und Boden im Boden verankert werden. Diese Anker haben
jedoch den Nachteil, daß sie nur Zugkräfte, aber keine Druckkräfte aufnehmen können,
die bei bestimmten Belastungen des Stützbauwerkes, beispielsweise bei einem durch
ein Schiff verursachten Rammstoß gegen eine Uferwand, auftreten können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines geneigten
Verbund-Verpreßpfahles anzugeben, der hohe Zug- und Druckkräfte aufnehmen und erschütterungsfrei
und nur mit sehr geringer Lärmbelästigung niedergebracht werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß der Verpreßpfahl
als Verdrängungsbohrpfahl mit einem Schraubbohrrohr hergestellt wird, das mindestens
auf einem Teil seiner Länge eine Schraubenfläche auf seinem Außenumfang aufweist
und mit einer Fußplatte versehen ist.
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Durch die Verwendung eines Schraubbohrrohres gelingt es, auch einen
flach geneigten Pfahl, der eine Neigung von 450 oder mehr gegen die Vertikale aufweist,
als Verdrängungsbohrpfahl herzustellen, da die auf dem Außenumfang des Schraubbohrrohres
vorgesehene Schneckenfläche dafür sorgt, daß sich das Bohrrohr weitgehend von selbst
bei seiner Drehung in den Boden hineinzieht, ohne daß es einer hohen Axialbelastung
des Bohrrohres bedarf, die bei flach geneigten Pfählen nur schwer und mit hohem
Aufwand erzeugt werden kann.
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Nach der Erfindung wird in das Bohrrohr mindestens ein Stahlprofilträger
eingestellt, der mit der im Boden verbleibenden Fußplatte des Schraubbohrrohres
zugfest verbunden wird.
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Die Verwendung solcher Stahlprofilträger als Tragglied ist bei Rammpfählen
an sich bekannt. Hier dient das Tragglied jedoch zugleich als Vortriebselement für
den Pfahl und muß von einer geeigneten Rammvorrichtung eingeschlagen werden. Bei
dem Verfahren nach der Erfindung ist es jedoch möglich, den Stahlprofilträger erst
nach dem vollständigen Niederbringen des Schraubbohrrohres in dieses einzustellen
und mit dessen Fußplatte zu verbinden, so daß der Stahlprofilträger beim Ziehen
des Bohrrohres nicht mit herausgezogen werden kann.
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Der Füllbeton zum Ausfüllen des Schraubbohrrohres und/oder der Verpreßbeton
zum Ausfüllen des Hohlraumes zwischen Schraubbohrrohr und Boden kann dann beim Herausziehen
des Schraubbohrrohres unter Druck eingefüllt werden.
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Da das Material zum Ausfüllen des Hohlraumes unter Druck eingebracht
wird, wird ein Einschnüren des Pfahles infolge der Erdauflast ausgeschlossen und
die zur Übertragung der Zugkraft wichtige Mantelreibung wesentlich verbessert. Die
durch die Erdauflast bei flach geneigten Pfählen auftretenden Biegebeanspruchungen
können von dem Tragglied gut aufgenommen werden, wenn dieses von dem Bohrrohr oder
von Profilstahlträgern gebildet wird. Ferner sind bei Verwendung von Profilstahlträgern
als Tragglied nur wenige Abstandhalter erforderlich.
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Da bei der Herstellung flach geneigter Pfähle beim Ziehen des Bohrrohres
dadurch Schwierigkeiten auftreten können, daß sich das Tragglied auf das Bohrrohr
auflegt und zusammen mit diesem herausgezogen wird, besteht eine andere Möglichkeit
darin, daß das Schraubbohrrohr nach der Erfindung selbst als Tragglied im Boden
verbleibt und mit Beton ausgefüllt wird. Der aufgelockerte Boden im Mantelbereich
des Schraubbohrrohres kann schon beim Niederbringen des Pfahles unter Druck mit
Beton
verpreßt werden. Hierbei kann der Verpreßbeton durch Öffnungen im Schraubbohrrohr
in den Hohlraum zwischen Schraubbohrrohr und Boden ausgepreßt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
an Beispielen näher erläutert sind. Es zeigt: Fig. 1 eine als Uferbefestigung für
ein Gewässer dienende Spundwand, die am Kopf mit einem nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Zugpfahl verankert ist, in einem senkrechten Schnitt, Fig.
2 das untere Ende des Zugpfahles nach Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung in
einer ersten Ausführungsform, Fig. 3 das untere Ende des niedergebrachten Bohrrohres
für eine andere Ausführungsform des Zugpfahles nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab
und Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 3 beim Ziehen des Bohrrohres und Verpressen des
aufgelockerten Bodens im Mantelbereich des Bohrrohres in einer der Fig. 3 entsprechenden
Darstellung.
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In Fig. 1 ist mit 10 eine Spundwand bezeichnet, mit der das Ufer eines
schiffbaren Gewässers 11 befestigt ist, dessen Gewässersohle 12 wesentlich tiefer
liegt als die Oberkante des Geländes 13. Der Wasserspiegel 14 des Gewässers 11 liegt
unterhalb der Oberkante 15 des Geländes 13.
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An ihrem oberen Rand ist die Spundwand 10 mit einem Kopfbalken
16
versehen, der im Boden 17 durch mehrere, Mm seitlichen Abstand voneinander angeordnete
Zugpfähle 18 verankert ist, von denen in der Zeichnung jedoch nur einer dargestellt
ist. Die Zugpfähle 18 sind unter einem Winkel a geneigt, der bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel 45" beträgt.
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Wie im folgenden noch näher erläutert werden wird, sind die Zugpfähle
18 so ausgebildet, daß sie auch Druckkräfte aufnehmen können, die beispielsweise
aus einem horizontal gegen den Kopfbalken 16 gerichteten Rammstoß P eines Schiffes
herrühren können, das an der Uferwand 10 anlegt.
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Um Lärm und Erschütterungen zu vermeiden, werden die Zugpfähle 18
als Verdrängungsbohrpfähle in den Boden 17 eingebohrt und mit einer erhärtenden
Verpreßmasse verpreßt.
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Zum Herstellen der Bohrung wird ein Schraubbohrrohr 20 verwendet,
das auf dem unteren Teil 21 seiner Länge L auf seinem Außenumfang 22 mit einer Schraubenfläche
23 versehen ist. Diese Schraubenfläche 23 wird beispielsweise von einem Blechstreifen
von der Breite b gebildet, der schraubenlinienförmig auf den Außenumfang 22 des
Bohrrohres 20 aufgeschweißt ist.
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Zwischen den Schraubengängen der Schraubenfläche ist der Mantel des
Bohrrohres 20 mit Öffnungen 24 versehen, die durch Klappen oder durch eine zerstörbare
Folie verschlossen werden können, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt
sind.
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Am unteren Ende 20a des Bohrrohres 20 ist eine Fußplatte 25 angeordnet,
welche das Bohrrohr 20 verschließt und mit einer Schneide 26 oder einer Bohrspitze
27 mit Schneckengewinde (Fig. 4) versehen sein kann.
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Beim Herstellen des Verbundverpreßpfahles nach Fig. 2 wird nach der
Erfindung so vorgegangen, daß das Schaubbohrrohr 20 unter einem gewissen Axialdruck
unter dem Winkel a von der Oberkante des Geländes aus unter Drehbewegung in den
Boden
17 eingebohrt wird, bis sein unteres Ende 20a die gewünschte Tiefe erreicht hat.
Durch die Schraubenfläche 23 auf der Außenfläche des Bohrrohres wird dieses bei
seiner Drehung von selbst in den Boden hineingezogen, wobei der Boden nach außen
verdrängt wird, da die Öffnungen 24 beim Niederbringen des Bohrrohres 20 geschlossen
sind.
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Wenn das Schraubbohrrohr 20 die gewünschte Tiefe erreicht hat, verbleibt
es als Tragglied im Boden und wird mit einer erhärtenden Verpreßmasse 27, beispielsweise
mit Beton, unter Druck ausgefüllt. Die Verpreßmasse dringt hierbei nach dem Öffnen
der Klappen oder Zerstören der Folie durch die Öffnungen 24 in den aufgelockerten
Bereich 28 zwischen dem Außenumfang 22 des Bohrrohres 20 und dem anstehenden Boden
17, so daß eine feste Verbindung zwischen dem Bohrrohr und dem Boden hergestellt
wird. Der so entstandene Verbund-Verpreßpfahl kann dann mit dem Kopfbalken 16 der
Spundwand verbunden werden.
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Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform wird das
Schraubbohrrohr ebenso niedergebracht wie bei dem zuvor beschriebenen Verfahren.
Hierbei ist das Schraubbohrrohr zweckmäßig auf seiner ganzen Länge mit einer Schraubenfläche
versehen.
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Nachdem das untere Ende 20a des Schraubbohrrohres 20 die gewünschte
Tiefe erreicht hat, wird ins Innere 30 des Bohrrohres ein Stahlprofilträger 31 eingestellt,
der an seinem unteren Ende 31a mit der Fußplatte 25 des Schraubbohrrohres 20 zugfest
verbunden wird. Die Fußplatte 25, die bei dieser Ausführungsform am Bohrrohr 20
lösbar befestigt ist und auch als Bohrspitze 27 ausgebildet sein kann (Fig. 4),
hat hierzu auf ihrer Innenseite eine besondere Arretiervorrichtung 32, beispielsweise
einen Haken, der in eine hierfür vorgesehene Ausnehmung 33 im Stahlprofilträger
31 eingreifen kann und auf irgendeine Weise verriegelt wird.
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Danach wird das Schraubbohrrohr 20 axial in Richtung der Pfeile 34
aus dem Bohrloch 35 herausgezogen oder herausgedreht, wobei das Bohrloch 35 fortlaufend
unter Druck mit Verpreßmaterial, beispielsweise mit Beton, gefüllt wird.
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Hierbei wird der das Bohrloch 35 umgebende Boden 17 verdichtet und
das Tragglied 31 vollständig mit der Verpreßmasse umhüllt und hierdurch vor Korrosion
geschützt.
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Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist es nicht notwendig,
das Schraubbohrrohr 20 mit Öffnungen zu versehen, da die eingebrachte Verpreßmasse
27 am unteren Ende des Bohrrohres 20 austreten kann und den gesamten Hohlraum zwischen
Tragglied 31 und Boden 17 ausfüllt. Außerdem besteht der Vorteil, daß das Schraubbohrrohr
wiedergewonnen werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den
Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist es auch möglich, beim Niederbringen
des Schraubbohrrohres 20 den aufgelockerten Bereich 28 zwischen dem Außenumfang
22 des Bohrrohres 20 und dem Boden 17 schon beim Niederbringen des Bohrrohres 20
mit der Verpreßmasse unter Druck auszufüllen, wenn das Schraubbohrrohr als Tragglied
im Boden verbleibt. Ferner können anstelle eines einzelnen Walzprofilträgers auch
mehrere Walzprofilträger als Tragglied verwendet werden, die nach Art von mehrteiligen
Zug- und Druckgliedern miteinander verschweißt, vernietet oder verschraubt sind.
Ferner ist es möglich, den oder die Profilträger auf andere Weise an der Fußplatte
des Bohrrohres zu befestigen, beispielsweise durch eine Schraub- oder Bajonettverschlußverbindung.