DE4005032C2 - Vorrichtung zum Aufbringen einer Kraft zwischen einer Bodenplatte und einem Gründungselement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Kraft zwischen einer Bodenplatte oder ähnlichem und einem Gründungselement, beispielsweise einem Pfahl, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung zeigt die US-PS 39 02 326, bei der eine C-förmige Halteklammer eine Bodenplatte untergreift und mit Hilfe einer Einstellschraube gehalten wird. An diese Halterung ist ein Stützrohr als Führung für den Pfahl angeschweißt, der über eine Feststellschraube fixierbar ist. Diese Vorrichtung erfordert konstruktionsbedingt relativ große Bodenausbrüche und wegen eines einseitigen Kraftangriffes besonders stabile Bodenplatten. Die Fixierung des Druckgliedes wirkt sich besonders bei dynamischen Belastungen nachteilig aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Stützkörper und Bodenplatte unter Einsatz technisch besonders einfacher Mittel derartig auszubilden, daß auch bei dynamischer Beanspruchung eine sichere Kraftübertragung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der Figurenbeschreibung enthalten.

Die Lösung der Aufgabe sieht ausgehend von einer gattungsgemäßen Vorrichtung vor, daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Stützkörper und der Bodenplatte über ein selbsterhärtendes Material erfolgt, welches in einen zwischen dem Stützkörper und der Bodenplatte auszubildenden Hohlraum eingebracht ist.

ein genügend großer Zwischenraum zum Einfüllen des selbsterhärtenden Materials ergibt sich dadurch, daß die Öffnung in der Bodenplatte größer ist als der Außendurchmesser des Stützkörpers. Es ist vorteilhaft, daß Unregelmäßigkeiten der Bodenplattenöffnung durch das Material im Zwischenraum ausgeglichen werden.

Im Bereich der Öffnung der Bodenplatte wird ein Bohrloch ausgehoben, beispielsweise durch Abteufung einer Verrohrung mit einer verlorenen Spitze. Der nach oben gerichtete Teil der verlorenen Spitze kann eine Vorrichtung zum Aufnehmen des anschließend einzuführenden Druckgliedes aufweisen, beispielsweise ein rohrartiges Ansatzstück, dessen Innendurchmesser größer als der Durchmesser des Druckgliedes ist. Das Druckglied wird dabei in das Rohrstück der verlorenen Spitze eingeführt und stützt sich auf der verlorenen Spitze ab.

Ein Gründungselement bzw. ein Pfahl kann dadurch hergestellt werden, daß das Bohrloch mit einem schnellhärtenden oder selbsterhärtenden Material bis zur Unterkante der Bodenplatte ausgefüllt wird. Dabei kann vor dem Auffüllen des Bohrlochs mit einem schnellhärtenden Material zum Korrosionsschutz ein Wellrohr über das Druckglied gestülpt werden, welches sich mit seinem unteren Teil auf der verlorenen Spitze abstützt und mit seinem oberen Teil in den Bereich der Bodenplatte hineinragt. Das Wellrohr ist dabei in vorteilhafter Weise aus nichtrostendem Material, beispielsweise aus Kunststoff oder ähnlichem, hergestellt. Somit kann aus dem Bodenbereich austretendes Grundwasser nicht durch das erhärtete Material bis zum Druckglied dringen und dieses möglicherweise angreifen.

Damit sichergestellt ist, daß das in den erfindungsgemäß ausgebildeten Hohlraum zwischen Stützkörper und Bodenplatte einzufüllende, selbsterhärtende Material nicht in das Innere des Stützkörpers dringt, ist es in einer vorteilhaften Weise vorgesehen, am unteren Ende des zylindrischen Stützkörpers eine ringförmig verlaufende Dichtlippe zwischen dem Stützkörper und der Bodenplatte anzuordnen. Somit ist gewährleistet, daß das selbsterhärtende Material nur in den Zwischenraum zwischen Stützkörper und Bodenplatte eingefüllt wird und sich in dem Zwischenraum befindet. Ein ringförmiger Querschnitt des Stützkörpers ist deshalb von Vorteil, da es dadurch möglich ist, am Stützkörper innen- oder außenliegende Gewinde vorzusehen.

Um den Kraftschluß zwischen dem Stützkörper und der Bodenplatte zu erhöhen, können zweckmäßigerweise im Bereich der Bodenplatte Anschlußeisen vorgesehen sein oder die Wandung der Bodenplattenöffnung so aufgerauht werden, daß sich eine vorteilhafte Verzahnung mit dem selbsterhärtenden Material ergibt. Der Außenumfang des Stützkörpers kann dabei ebenfalls Anschlußeisen oder Anschlußstücke aufweisen, die eine günstige Verzahnung mit dem selbsterhärtenden Material gewährleisten.

Ein Vorteil der erfindungsgmäßen Vorrichtung ist ein statisch besonders günstiger Krafteintrag zum Vorbelasten eines Gründungselements, um Setzungen zu verhindern bzw. vorwegzunehmen. Durch ein zwischen dem Stützkörper und der Bodenplatte in einen Hohlraum eingefülltes, selbsterhaltendes Material ist es unter Einsatz technisch einfacher Mittel möglich, auch bei dynamischer Beanspruchung eine sichere Kraftübertragung zu gewährleisten.

Es ist von besonderem Vorteil, daß der obere Endbereich des Stützkörpers ein vorzugsweise innenliegendes Gewinde zur kraftschlüssigen und lösbaren Verbindung mit dem Pressenstuhl aufweist und daß unterhalb des innenliegenden Gewindes ein ringförmiges, nach innen gerichtetes Ansatzstück ausgebildet ist. Durch das innenliegende Gewinde kann ein Pressenstuhl in einfacher und schneller Weise auf den Stützkörper aufgeschraubt werden, um eine kraftschlüssige Verbindung zu schaffen. Nach Beendigung des Preßvorgangs kann dann einfach und schnell der Pressen­ stuhl entfernt werden, wobei der Pressenstuhl anschließend bei einem nächsten Stützkörper sofort wieder verwendet werden kann. Das ringförmige, nach innen gerichtete Ansatzstück dient dabei in vorteilhafter Weise als Anschlag für eine, auf dem Druck­ glied verschieblich angebrachte Einrichtung.

Es ist weiterhin von Vorteil, daß das Druckglied wenigstens im Bereich der Bodenplatte ein Außengewinde aufweist, welches eine kraftschlüssige Einrichtung verstellbar aufnehmen kann. Dabei ist es selbstverständlich, daß die kraftschlüssige Ein­ richtung auf das Druckglied aufgebracht wird, bevor der Stütz­ körper, insbesondere ein Stützrohr, kraftschlüssig mit der Bodenplatte verbunden wird. Durch das auf dem Druckglied vorgesehene Außengewinde kann die Ein­ richtung beliebig auf dem Druckglied verschoben werden und in jeder Position einen Kraftschluß mit dem Druckglied bilden.

Dabei ist es weiterhin von besonderem Vorteil, daß die Ein­ richtung in Form einer Muffe ausgebildet ist, die ein dem Außen­ gewinde des Druckglieds entsprechendes Innengewinde auf­ weist, und im oberen Bereich in eine Kopfplatte übergeht, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der sich durch das Ansatzstück bildenden kreisförmigen Öffnung ist. Die Aus­ bildung der Einrichtung als Muffe hat den Vorteil, daß eine größere Anzahl von Gewindegängen vorgesehen sein kann, um den Kraftschluß zwischen Muffe und Druckglied sicherzustellen. Dabei müssen das Außengewinde des Druckgliedes und das Innen­ gewinde der Muffe so ausgebildet sein, daß sich die Muffe auf dem Druckglied leicht, aber kraftschlüssig verschieben läßt. Da letztlich die Vorspannung bzw. Vorbelastung des Gründungs­ elementes erhalten bleiben soll, muß sich das mit dem Grün­ dungselement in Verbindung stehende Druckglied nach Entfernen des Pressenstuhls auf irgendeine Weise an der Bodenplatte ab­ stützen. Dies geschieht über das Stützrohr und insbesondere über das ringförmige, nach innen gerichtete Ansatzstück des Stützrohres und die Kopfplatte der Muffe. Aus diesem Grunde muß der Außendurchmesser der Kopfplatte größer sein als der Innendurchmesser der sich durch das Ansatzstück bildenden kreis­ förmigen Öffnung, damit eine ausreichende Anschlagfläche zur Verfügung gestellt werden kann.

Weiterhin ist es von Vorteil, daß die Kopfplatte Injektions­ öffnungen zum Einfüllen eines Materials, beispielsweise einer selbsthärtenden Korrosionsschutzmasse, und Einrichtungen zum Ansetzen eines Spezialwerkzeugs zum Drehen der Muffe auf dem Druckglied aufweist. Wenn die gewünschte Vorbelastung des Druckgliedes bzw. des Gründungselementes erreicht ist, muß die Muffe, bzw. die Kopfplatte, auf dem Druckglied so weit nach oben gedreht werden, bis sie an den unteren Bereich des An­ satzstückes des Stützrohres anschlägt bzw. an diesem anliegt. Da es dabei einerseits zu gefährlich und andererseits zu be­ schwerlich ist, die Verstellung der Muffe mit der Hand zu be­ werkstelligen, kann ein Spezialwerkzeug in die Kopfplatte ein­ gesetzt werden, mit dessen Hilfe das Verschieben der Muffe auf dem Druckglied erfolgen kann. Damit anschließend der aus dem Stützrohr, der Oberkante des Gründungselementes, dem Dicht­ rohr, der Muffe und der Kopfplatte gebildete Hohlraum ausge­ füllt werden kann, sind in der Kopfplatte Injektionsöffnungen vorgesehen. Ein Ausfüllen des Hohlraums ist aus Korrosions­ schutzgründen unbedingt erforderlich, so daß das Medium in vor­ teilhafter Weise eine selbsthärtende Korrosionsschutzmasse ist.

Wie bereits erwähnt, ist es von Vorteil, daß der Pressenstuhl in seinem unteren Bereich ein vorzugsweise außenliegendes Ge­ winde aufweist, welches dem Gewinde des Stützkörpers entspricht, um eine lösbare und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Pressenstuhl und dem Stützkörper herzustellen. Somit wird der Pressenstuhl bei der Montage der Vorrichtung auf einfache und schnelle Weise mit dem Stützkörper lösbar und kraftschlüssig in Verbindung gebracht. Das Gewinde garantiert dabei eine gleich­ mäßige Verteilung der Kraft im unteren Bereich des Pressenstuh­ les bzw. im Endbereich des Stützkörpers. Nach Beendigung des Be­ lastungsvorganges kann der Pressenstuhl genauso schnell und leicht wieder vom Stützkörper entfernt werden.

In vorteilhafter Weise wird die Kraft zwischen dem Pressen­ stuhl und dem Druckglied über eine Presse, vorzugsweise eine Hydraulikpresse, aufgebracht. Hydraulikpressen sind im Handel auch in kleineren Ausführungsformen erhältlich und in der Lage, die gewünschten Kraftgrößenordnungen zu realisieren. Durch die Handlichkeit von Hydraulikpressen ist eine schnelle Montage sowie Demontage der Presse gewährleistet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nachfolgend erläutert. Es zeigt dabei

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsge­ mäße Vorrichtung.

Die Bodenplatte 1 weist dabei eine im Querschnitt kreisrunde Öffnung 2 auf. Diese Öffnung kann nachträglich, bei bereits bestehender Bodenplatte 1, durch Auskernung hergestellt werden oder bei einer zu betonierenden Bodenplatte 1 durch entsprechende Aussparungen geschaffen werden. Unterhalb der Öffnung 2 wird ein Bohrloch 3 durch eine Bohrung hergestellt, wobei das Bohr­ loch 3 bis in eine tragfähige Schicht reicht. Die Bohrung kann beispielsweise durch Abteufung einer nicht dargestellten Verrohrung mit einer verlorenen Spitze 4 hergestellt werden. Die verlorene Spitze 4 kann dabei auf ihrem oberen Teil ein rohr­ förmiges Ansatzstück 5 aufweisen, dessen Durchmesser größer ist, als der Durchmesser des Druckgliedes 6.

Das Druckglied 6 wird nach Herstellung des Bohrlochs 3 durch die Öffnung 2 in das rohrförmige Ansatzstück 5 der verlorenen Spitze 4 eingesetzt, wobei die Bohrlochwandung dabei durch die nicht dargestellte Verrohrung gestützt wird. Anschließend kann aus Korrosionsschutzgründen ein Wellrohr 7 über das Druckglied 6 gestülpt werden, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des rohrförmigen Ansatzstückes 5, so daß der Endbereich des Wellrohres 7 das rohrförmige Ansatzstück 5 um­ greift.

Anschließend wird die nicht dargestellte Verrohrung gezogen und gleichzeitig das Bohrloch 3 mit einem selbsterhärtenden Me­ dium 8, beispielsweise Beton, aufgefüllt. Dadurch ist garan­ tiert, daß die Bohrwandung nicht nach innen bricht und das Bohrloch 3 zuschüttet. Wie gezeigt, kann das Wellrohr 7 eine Länge aufweisen, welche über die Unterkante der Bodenplatte 1 hinausragt.

Das in das Bohrloch abgesenkte Druckglied 6 weist dabei über seine gesamte Länge ein Außengewinde 9 auf, wobei es vorteil­ haft ist, daß das Außengewinde 9 auch am unteren Bereich des Druckgliedes 6 vorhanden ist, damit eine günstige Verbindung zwischen dem Druckglied 6 und dem selbsterhärtenden Medium 8 geschaffen wird. Auf das Außengewinde 9 des Druckgliedes 6 wird anschließend von oben als eine kraftschlüssige Einrichtung eine Muffe 10 aufgeschraubt und auf dem Druckglied 6 so weit nach unten geschraubt, bis das untere Ende der Muffe 10 sich knapp über der Oberfläche des selbsthärtenden Mediums 8 befindet. Die Muffe 10 weist dabei im oberen Bereich eine Kopfplatte 11 auf, die im Durchmesser wesentlich breiter ist, als der untere Teil der Muffe 10. Die Muffe 10 weist dabei ein dem Außengewinde 9 des Druckglie­ des 6 entsprechendes Innengewinde 9′ auf.

Ein als Stützrohr ausgebildeter Stützkörper 12 wird anschließend in die Öffnung 2 der Boden­ platte 1 eingebracht, bis sich ein unterer Teil des Stützkörpers 12 etwas ober­ halb des selbsthärtenden Mediums 8 bzw. der Unterkante der Bo­ denplatte 1 befindet. Das Stützrohr 12 ist dabei entsprechend der Öffnung 2 der Bodenplatte 1 kreisförmig im Querschnitt ausgebildet. In seinem unteren Bereich weist das Stützrohr 12 eine ringförmige Dichtlippe 13 auf, die das Stützrohr 12 gegen die Wandung der Öffnung 2 abdichtet. In den zwischen dem Stützrohr 12 und der Öffnung 2 befindlichen, im Querschnitt ringförmigen Hohlraum 14 wird ein selbsterhärtendes Material 15 eingefüllt, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Stützrohr 12 und der Bodenplatte 1 hergestellt wird. Im oberen Bereich weist das Stützrohr 12 ein ringförmiges, nach innen gerichtetes Ansatzstück 16 auf, wobei der Durchmesser der durch das Ansatzstück 16 gebildeten Öffnung kleiner ist als der Außendurchmesser der Kopfplatte 11 der Muffe 10.

Oberhalb des Ansatzstückes 16 weist das Stützrohr 12 ein bis zum oberen Ende reichendes innenliegendes Gewinde 17 auf.

Der untere Bereich des Pressenstuhls 18, der nach dem Erhärten des selbsterhärtenden Materials 15 auf dem Stützrohr 12 aufge­ bracht werden soll, ist dabei im Querschnitt ringförmig ausge­ bildet. Dieser ringförmige untere Teil des Pressenstuhls 18 hat an seinem unteren Ende ein außenliegendes Gewinde 19, welches mit dem innenliegenden Gewinde 17 des Stützrohres 12 korrespon­ diert, so daß der Pressenstuhl 18 in einfacher Weise auf das Stützrohr 12 aufgeschraubt werden kann.

Um eine Kraft zwischen dem Pressenstuhl 18 und dem Druckglied 6 aufzubringen, wird eine Presse 20 auf das obere Ende des Druckgliedes 6 aufgesetzt, wobei sich die Presse 20 mit ihrem anderen Ende an dem Pressenstuhl 18 abstützt. Wenn nun die Presse 20 in Betrieb genommen wird, erzeugt sie eine Kraft zwischen dem Druckglied 6 und dem Pressenstuhl 18, wodurch das Druckglied 6 bzw. der durch das selbsthärtende Medium 8 ent­ standene Pfahl 21 vorbelastet bzw. vorgespannt wird. Das Ge­ wicht der Bodenplatte 1 dient dabei als Widerlager, so daß sich der Pfahl 21 so lange nach unten bewegt, bis die gewünschte Vor­ belastung bzw. Vorspannung erreicht ist. Soll dagegen die Bo­ denplatte 1 angehoben werden, wird über die Presse 20 so viel Druck auf den Pfahl 21 ausgeübt, bis der Pfahl 21 als Wider­ lager dienen kann, dann nämlich, wenn er sich trotz Erhöhung der Kraft der Presse 20 nicht weiter nach unten bewegt. Wenn sich aber der Pfahl 21 nicht mehr weiter nach unten bewegt, wird zwangsläufig die Bodenplatte 1 angehoben. Die Bodenplatte 1 kann somit um ein gewünschtes Maß nach oben gehoben werden, um beispielsweise unerwünschte Setzungen wieder rückgängig zu machen.

Um die Vorspannung des Druckglieds 6 bzw. des Pfahls 21 erhal­ ten zu können, wird während oder aber nach Erreichen der ge­ wünschten Vorbelastung bzw. der gewünschten Anhebung der Boden­ platte 1 die Muffe 10 auf dem Druckglied 6 so lange nach oben gedreht, bis die Kopfplatte 11 der Muffe 10 an der Unterkante des Ansatzstückes 16 des Stützrohres 12 anschlägt. Anschließend kann die Presse 20 entlastet werden, ohne daß dabei die aufge­ brachte Vorbelastung bzw. Vorspannung des Druckglieds 6 bzw. des Pfahles 21 verlorengeht. Das Hochdrehen der Muffe 10 auf dem Druckglied 6 kann mit nicht dargestelltem Spezialwerkzeug erfolgen, wobei das Spezialwerkzeug in ebenfalls nicht darge­ stellte Einrichtungen im oberen Bereich der Kopfplatte 11 ein­ gebracht werden kann.

Anschließend kann die Presse 20 entfernt werden und der Pres­ senstuhl 18 auf einfache Art und Weise durch Drehung vom Stütz­ rohr 12 gelöst werden.

Durch in der Kopfplatte 11 vorgesehene Injektionsöffnungen 22 kann der sich unterhalb der Kopfplatte 11 befindende Hohlraum 23 mit einer selbsterhärtenden Korrosionsschutzmasse verfüllt wer­ den. Der die Oberkante der Bodenplatte 1 überragende Teil des Druckgliedes 6 kann anschließend unterhalb der Oberkante der Bodenplatte 1 abgeschnitten werden, wobei von Anfang an darauf geachtet wird, daß die Oberkante des Stützkörpers 12 unterhalb der Oberkante der Bodenplatte 1 angeordnet ist, so daß ein Ab­ trennen des oberen Teiles des Stützkörpers 12 entbehrlich wird. Die verbleibende Öffnung 2 in der Bodenplatte 1 kann dann ab­ schließend mit Beton oder ähnlichem Material verfüllt werden, so daß abschließend wieder eine völlig ebene Bodenplatte 1 zur Verfügung gestellt werden kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Aufbringen einer Kraft zwischen einer Bodenplatte oder ähnlichem und einem Gründungselement, beispielsweise einem Pfahl, mit einem Pressenstuhl, der am oberen Ende eines die Bodenplatte durchdringenden und kraftschlüssig mit ihr verbindbaren Stützkörpers angeordnet ist, und einem im Stützkörper angeordneten Druckglied, das mit seinem unteren Teil mit dem Gründungselement in Verbindung steht und gegen den Stützkörper abstützbar und verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stützkörper (12) und der Bodenplatte (1) ein Hohlraum (14) vorhanden ist und daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Stützkörper (12) und der Bodenplatte (1) ein diesen Hohlraum (14) ausfüllendes selbsterhärtendes Material (15) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des zylindrischen Stützkörpers (12) eine ringförmig verlaufende Dichtlippe (13) zwischen dem Stützkörper (12) und der Bodenplatte (1) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen Stützkörper (12) und Bodenplatte (1) über das selbsterhärtende Material (15) und in den Hohlraum (14) ragende Anschlußeisen oder Anschlußstücke des Stützkörpers (12) und/oder der Bodenplatte (1) erfolgt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Endbereich des Stützkörpers (12) ein vorzugsweise innenliegendes Gewinde (17) zur kraftschlüssigen und lösbaren Verbindung mit dem Pressenstuhl (18) aufweist und daß unterhalb des innenliegenden Gewindes (17) ein ringförmiges, nach innen gerichtetes Ansatzstück (16) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (6) wenigstens im Bereich der Bodenplatte (1) ein Außengewinde (9) aufweist, welches eine kraftschlüssige Einrichtung (10, 11) verstellbar aufnehmen kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10, 11) in Form einer Muffe (10) ausgebildet ist, die ein dem Außengewinde (9) des Druckglieds (6) entsprechendes Innengewinde (9′) aufweist und im oberen Bereich in eine Kopfplatte (11) übergeht, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der sich durch das Ansatzstück(16) bildenden kreisförmigen Öffnung ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfplatte (11) Injektionsöffnungen (22) zum Einfüllen eines Materials, beispielsweise einer selbsthärtenden Korrosionsschutzmasse, und Einrichtungen zum Ansetzen eines Spezialwerkzeugs zum Drehen der Muffe (10) auf dem Druckglied (6) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pressenstuhl (18) in seinem unteren Bereich ein vorzugsweise außenliegendes Gewinde (19) aufweist, welches dem innenliegenden Gewinde (17) des Stützkörpers (12) entspricht, um eine lösbare und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Pressenstuhl (18) und dem Stützkörper (12) herzustellen.