DE69711304T2

DE69711304T2 - Stangenbohrer zur Herstellung eines Pfahls im Boden und Verfahren zum Anbringen dieses Pfahls

Info

Publication number: DE69711304T2
Application number: DE69711304T
Authority: DE
Inventors: Gaspar Jozef Coelus
Original assignee: Individual
Current assignee: Willemen Johan Heffen Be
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: ZA978407B; EP0831180B1; EP0831180A1; BE1010638A3; US5875860A; CA2214552C; DE69711304D1; ATE215153T1; CA2214552A1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Bohrer und ein Verfahren zur Herstellung eines Pfahls im Boden.
Baukonstruktionen, die auf einem Boden gebaut werden, dessen obere Schichten komprimierbar sind, werden meistens auf Fundamentpfählen errichtet, die durch die komprimierbaren oberen Bodenschichten bis tief genug in eine ausreichend dicke harte Bodenschicht dringen.
Der Widerstand des Bodens gegen das Einbringen eines Pfahls mit einem bestimmten Durchmesser steigt mit der Tiefe, bis zu der der Pfahl den guten Boden durchdrungen hat, rasch an. Der maximale Widerstand wird in gutem Boden bei einer Tiefe von ungefähr vier Mal dem Durchmesser des Pfahls erreicht.
Aufgrund der Ergebnisse von Bodenuntersuchungen und der von Einem Pfahl aufzunehmenden Belastung können die wirtschaftlichste Länge und der wirtschaftlichste Durchmesser des Pfahls bestimmt werden.
Diese Berechnung ist jedoch nur verläßlich, wenn der Widerstand der festen Tragkraft in der Bodenschicht während der Herstellung des Pfahls nicht verringert wird.
Diese Anforderung wird im Falle von Rammpfählen erfüllt, da der Boden dort, wo der Pfahl hinkommt, verdrängt wird. Das Rammen verursacht jedoch Vibrationen im Boden und Schlaggeräusche, die beide eine Belästigung für die Umgebung darstellen.
Diese Belästigung ist umso größer, wenn die Pfähle einen größeren Durchmesser haben und tiefer in den harten Boden getrieben werden müssen. Dadurch ist der maximale Durchmesser eines Pfahls begrenzt.
Demzufolge wird, insbesondere bei der Herstellung von Pfählen mit einem relativ großen Durchmesser, zuerst mittels eines Bohrers ein Loch im Boden gemacht, und während des Entfernens dieses Bohrers wird ein härtbares Material, wie etwa Beton, in den freigemachten Raum im Bohrloch gegossen.
Dabei werden insbesondere zwei Arten von Bohrern verwendet: Schraubenbohrer und Verdrängungsbohrer.
Ein Schraubenbohrer oder Auger besteht aus einem dünnen Bohrrohr, das entlang seiner gesamten Länge mit einem Schraubenblatt mit konstanter Ganghöhe und -durchmesser versehen ist und das unten mit einer verlorenen Spitze verschlossen ist.
Dieser Schraubenbohrer wird unter einem Abwärtsdruck in den Boden geschraubt. Ist die gewünschte Tiefe erreicht, wird Beton in das Bohrrohr gepumpt, während der Schraubenbohrer aus dem Boden gezogen wird, meist ohne Rotation. Die verlorene Spitze verbleibt im Boden. Der Beton füllt das Loch unter dem Schraubenbohrer.
Während des Hineinbohrens des Schraubenbohrers vergrößert sich die Oberfläche des im Boden befindlichen Schraubenblatts. Da auch der Bodendruck ansteigt, steigt der Reibungswiderstand gegen das Hineinbohren, um ein Eindringen pro Umdrehung gleich der Ganghöhe, um das Quadrat der Tiefe an. Das kontinuierliche Schraubenblatt kann sehr rasch nicht mehr um eine Ganghöhe pro Umdrehung in den Boden eindringen. Folglich entwickelt sich ein Spalt zwischen der Oberseite des Bodens über einer Windung des Schraubenblatts und der Unterseite der darüber befindlichen Windung.
Dieser Spalt, der sich in Form einer Schraube entlang der gesamten Bohrtiefe erstreckt, ist mit Luft unter atmosphärischem Druck gefüllt und verursacht ein Lockern des umgebenden Bodens während des Hineinbohrens, wodurch der Widerstand gegen das Eindringen des Schraubenbohrers in den Boden verringert wird, was jedoch der Tragkraft des Pfahls sehr abträglich ist.
Nach dem Herausholen aus dem Boden wird das zwischen den Windungen des Schraubenblatts verbliebene Erdmaterial entfernt. Dieses Material muss abtransportiert werden, was meistens auch ein Problem darstellt.
Ein solcher Schraubenbohrer oder Auger ist in WO 95/12050 offenbart, hauptsächlich mit dem Unterschied, dass die Schraubenblätter keine konstante Ganghöhe haben. WO 95/12050 offenbart einen Bohrer zur Herstellung eines Pfahls im Boden, der einen unteren Bereich aufweist, der aus einem Kern und einem daran befindlichen Schraubenflansch besteht.
Der Radius des Kerns nimmt mittels einer Anzahl von Übergangsneigungen diskontinuierlich zu, während der Schraubenflansch zum oberen Bereich hin eine ansteigende Ganghöhe aufweist.
Besagter oberer Bereich besteht auch aus einem Kern und einem Schraubenflansch, wobei der Kern diskontinuierlich an Radius abnimmt und die Ganghöhe des Schraubenflanschs zur Oberseite hin abnimmt, mit dem Schraubenflansch in entgegengesetztem Drehsinn in Bezug zu dem Schraubenflansch am unteren Bereich.
Zwischen dem unteren und dem oberen Bereich befindet sich ein Übergangsbereich, der keine Schraubenblätter aufweist.
Verdrängungsbohrer gestatten die Herstellung des Bohrlochs ohne Entfernen von Bodenmaterial. Derartige Bohrer enthalten ein hohles Rohr, das unten mittels einer verlorenen Spitze verschlossen ist und das von einem Bohrkopf umgeben ist, der sich in Form einer Spirale nach oben hin verdickt und sich anschließend in Form einer Spirale verengt und der zudem am breitesten Teil mit einem Schraubenblatt versehen ist.
Während des Bohrens in den Boden übt die Bohrmaschine einen nach unten gerichteten Druck auf das Bohrrohr aus und übt das Bohrblatt ebenfalls einen nach unten gerichteten Druck auf den Bohrer aus, wenn das Eindringen pro Umdrehung kleiner ist als die Ganghöhe des Bohrblatts.
Die Unterseite des Bohrkopfs sorgt dann für eine seitliche Verdrängung des Bodens, und der Bohrer, zumindest in komprimierbarem Boden, sinkt pro Umdrehung um kaum weniger oder sogar mehr als die Ganghöhe des Schraubenblatts ein. Der komprimierte Boden formt dann einen Mantel, der das Bohrloch zeitweilig vor dem Einstürzen schützt.
In festem, schwierig komprimierbarem Boden jedoch kann sich ein Leerraum an der Unterseite des Schraubenblatts entwickeln, da das Absinken pro Umdrehung beträchtlich geringer ist als die Ganghöhe des Schraubenblatts. An der Stelle dieses Leerraums wird der Boden gelockert, und die Tragkraft des Pfahls ist viel geringer.
Während des Herausschraubens verbleibt die verlorene Spitze im Boden, und Beton wird durch das Bohrrohr und den Fahrer in den unter dem Bohrer freikommenden Raum gegossen. Die um das Bohrrohr herum heruntergefallene Erde und die Erde, die vom Schraubenblatt unter dem Bohrer heraus bis zu dieser Stelle um den Bohrkopf befördert worden ist, wird erneut vom oberen Teil des Bohrkopfs verdrängt.
Dabei ist es möglich, dass sich der Bohrer in festem Boden nur mit viel weniger als der Ganghöhe des Schraubenblatts pro Umdrehung nach oben bewegt, sodass ein gewisses Erdvolumen nach unten befördert wird.
Diese Erde wird dann in den gegossenen Beton gedrückt, sodass der effektive Durchmesser des Pfahls und damit seine Tragkraft sich verringern.
Dieser letztgenannte Nachteil ist umso gefährlicher, da er sich unmerklich ereignet und in dieser Hinsicht keine Überprüfung möglich ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt einen Bohrer zur Herstellung eines Pfahls im Boden, der die obengenannten Nachteile nicht aufweist und der eine große Tragkraft für einen gegebenen Durchmesser haben kann und der ein Lockern des Bodens selbst bei großen Durchmessern und/oder in sehr schwerem Boden unmöglich macht, sowohl beim Hineinbohren als auch beim Herausbohren.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch einen Bohrer verwirklicht, der mit einem Durchgang versehen ist, der vorzugsweise unten mit einer verlorenen Spitze verschlossen ist, wobei dieser Bohrer unten ein schraubenförmiges Verdrängungsteil aufweist, dessen Außenseite sich in Form einer Spirale erstreckt und nach oben vom Durchmesser her zunimmt, bis zu einem Durchmesser, der größer als der des Bohrrohrs ist, und wobei dieses Verdrängungsteil mit seinem oberen Ende in ein zylindrisches Teil eingeht, das an seinem Mantel mit zumindest einem Schraubenblatt versehen ist, das in Form einer Schraube in derselben Richtung verläuft wie das Verdrängungsteil, dessen Ganghöhe jedoch größer ist als die Ganghöhe des Verdrängungsteils.
Das schraubenförmige Verdrängungsteil erstreckt sich vorzugsweise über ungefähr eine Drehung.
Auch das Schraubenblatt des zylindrischen Teils erstreckt sich vorzugsweise über ungefähr eine Drehung.
An dem zylindrischen Teil können mehrere Schraubenblätter übereinander angebracht sein. Deren Ganghöhe beläuft sich auf zwischen ungefähr zwei Mal und ungefähr zweieinhalb Mal die Ganghöhe des Verdrängungsteils.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Pfahls im Boden, wobei ein Bohrer gemäß der Erfindung in den Boden gebohrt und im umgekehrten Rotationssinn wieder herausgedreht wird, während härtbares Material in dem freigemachten Raum im Bohrloch angebracht wird, wobei die verlorene Spitze eventuell im Boden verbleibt, wobei das Hineinbohren mit einer Geschwindigkeit stattfindet, wobei die Abwärtsbewegung des Bohrers pro Umdrehung zumindest gleich der Ganghöhe des Verdrängungsteils ist und das Herausbohren mit einer Geschwindigkeit stattfindet, wobei die Aufwärtsbewegung des Bohrers pro Umdrehung ungefähr der Ganghöhe des Schraubenblatts an dem zylindrischen Teil entspricht.
Zur besseren Darstellung der Merkmale der Erfindung sind hiernach eine bevorzugte Ausführung eines Bohrers und eines Verfahrens zur Herstellung eines Pfahls im Boden gemäß der Erfindung beschrieben, als Beispiel ohne jeden einschränkenden Charakter, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:
Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht einer mit einem Bohrer gemäß der Erfindung versehenen kompletten Bohrvorrichtung darstellt;
Figure 2 in einem vergrößerten Maßstab eine Seitenansicht des Bohrers der Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 3 eine Unteransicht des Bohrers von Fig. 2 darstellt; die
Fig. 4, 5, 6 und 7 Querschnitte jeweils gemäß den Linien IV-IV, V-V, VI-VI und VII-VII in Fig. 2 darstellen;
Fig. 8 eine Seitenansicht eines Teils des Bohrrohrs der Vorrichtung von Fig. 1 darstellt; die
Fig. 9 bis 12 schematisch den Bohrer mit dem Bohrrohr in aufeinanderfolgenden Phasen während der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstel- len;
Fig. 13 eine Seitenansicht analog zu der von Fig. 2 darstellt, jedoch nur vom Unterteil des Bohrers und in Bezug auf eine andere Ausführung der Erfindung.
Die Bohrvorrichtung gemäß Fig. 1 umfasst ein bewegbares Gestell 1 mit einem darauf montierten Mast 2, der nach unten geklappt werden kann und der während des Bohrens vertikal aufgestellt ist. Während des Bohrens kann das Gestell mittels Stützen 3 auf der Bodenoberfläche 4 stabilisiert werden oder kann mittels Ankern im Boden verankert werden.
Ein Bohrtisch 5 kann über den Mast 2 verschoben werden. Am Gestell 1 sind zwei Windenmechanismen 6 und 7 montiert, nämlich ein Windenmechanismus 6 zum Hochziehen des Bohrtischs 5 und ein Windenmechanismus 7 zum Herunterdrücken dieses Bohrtischs 5.
Die Bohrvorrichtung umfasst weiter ein Bohrrohr 8, das unten an einen Bohrer 9 anschließt. Das Bohrrohr 8 ragt durch einen Drehmechanismus 10, der in oder auf dem Bohrtisch 5 montiert ist und von diesem Drehmechanismus 10 ergriffen werden kann, um mit den Bohrtisch 5 rotiert und/oder auf- oder abwärts bewegt zu werden.
Erfindungsgemäß umfasst der Bohrer 9 ein Verdrängungsteil 11, dessen Außenseite sich in Form einer Spirale vom unteren Ende des Bohrers weg verbreitert und somit an Durchmesser zunimmt, und, mit dem oberen Ende dieses Verdrängungsteils 11 verbunden, ein zylindrisches Teil 12, das am unteren Ende seines Mantels mit einem Schraubenblatt 13 versehen ist, dessen Ganghöhe größer ist als die Ganghöhe des Verdrängungsteils 11.
Das Verdrängungsteil 11 erstreckt sich über ungefähr eine Drehung und schließt unten an einer verlorenen Spitze 14 an, die einen axialen Durchgang 15 zeitweilig abschließt.
Das Schraubenblatt 13 erstreckt sich auch über ungefähr eine Drehung und beginnt dort, wo das obere Ende der spiralförmigen Außenwand des Verdrängungsteils 11 am Mantel des zylindrischen Teils 12 anschließt, der unten spiralförmig abgeschrägt ist.
Der Rotationssinn des Schraubenblatts 13 ist derselbe wie der des Verdrängungsteils 11, jedoch ist die Ganghöhe dieses Schraubenblatts 13 viel größer und beträgt vorzugsweise zwei bis zweieinhalb Mal die Ganghöhe dieses Verdrängungsteils 11. Dieses Schraubenblatt 13 hat einen konstanten Außendurchmesser.
Im dargestellten Beispiel ist ein zweites Schraubenblatt 16 in Nähe des oberen Endes am zylindrischen Teil 12 angebracht. Dieses zweite Schraubenblatt 16 ist in demselben Drehsinn ausgerichtet und hat dieselbe Ganghöhe und denselben Außendurchmesser wie das Schraubenblatt 13. Es erstreckt sich ebenfalls über ungefähr eine Drehung.
Der Durchmesser DS1 der Schraubenblätter 13 und 16 erfüllt die folgende Gleichung:
DS1² = DC1² · S2/(S1 - S2)
worin DC1 der Durchmesser des zylindrischen Teils 12 ist;
S1 die Ganghöhe des Verdrängungsteils ist;
S2 die Ganghöhe des Schraubenblatts 13 ist.
Die Länge des zylindrischen Teils 12 ist ungefähr gleich fünf Mal der Durchmesser DC1.
Das obere Ende des zylindrischen Teils 12 schließt mittels eines sich spiralförmig nach oben verengenden Übergangsteils 17, das somit eine Außenwand besitzt, deren Radius schrittweise nach oben hin abnimmt, an einem zweiten zylindrischen Teil 18 mit einem kleineren Durchmesser DC2 an, der die folgende Gleichung erfüllt:
DC2² = DC1² · (S2 - S1)/S2
Die Ganghöhe des Übergangsteils 17 ist ungefähr gleich der Ganghöhe S2 des Schraubenblatts 13.
Die Länge dieses zweiten zylindrischen Teils 18 ist ungefähr gleich drei Mal der Durchmesser DC1 des zylindrischen Teils 12.
Auch auf diesem zweiten zylindrischen Teil 18 sind ein oder mehr Schraubenblätter 19 montiert, im dargestellten Beispiel zwei Schraubenblätter 19, die sich über eine Drehung erstrecken, in demselben Rotationssinn und mit derselben Ganghöhe wie die Schraubenblätter 13 und 16.
Diese Schraubenblätter 19 haben einen konstanten Außendurchmesser DS2, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser DC1 des ersten zylindrischen Teils 12 ist.
Mittels eines zweiten Übergangsteils 20, dessen Außenwand im Radius schrittweise nach oben zu abnimmt und das dieselbe Ganghöhe S2 wie die Schraubenblätter 13, 16 und 19 hat, schließt das obere Ende des zweiten zylindrischen Teils 18 an ein zylindrisches Endstück 21 an, dessen Außendurchmesser ungefähr gleich dem Durchmesser D des Bohrrohrs 8 ist.
Dieses Endstück 21 ist an der Außenseite mit einem Schraubenblatt 22 versehen, das sich über ungefähr eine Drehung erstreckt, in demselben Drehsinn und mit derselben Ganghöhe wie besagte Schraubenblätter 13, 16 und 19, und das einen konstanten Außendurchmesser DSE hat, der die Gleichung
DSE² = D² · S2/(S2 - S1)
erfüllt.
Das Endstück 21 ist an seinem Ende mit einem Innenrelief versehen, das beispielsweise durch Rippen 23 gebildet wird und das komplementär zu einem entsprechenden Relief ist, das beispielsweise durch Nuten 24 in der Außenseite eines Endstücks 25 mit kleinerem Durchmesser des Bohrrohrs 8 gebildet wird.
Die Endstücke 21 und 25 bilden zwei zusammenpassende Teile einer Koppelung, womit das Bohrrohr 8 somit an den Bohrer 9 gekoppelt werden kann.
Dieses Bohrrohr 8 kann selbst aus mehreren Teilen bestehen, die mit derartigen Kopplungsteilen aneinandergekoppelt werden können. In Fig. 8 ist ein Unterteil dieses Bohrrohrs 8 dargestellt.
Wie in dieser Fig. 8 dargestellt, ist jedes Teil des Bohrrohrs 8 mit mehreren Schraubenblättern 26 versehen, die sich über eine Drehung erstrecken, in demselben Drehsinn und mit derselben Ganghöhe wie besagte Schraubenblätter 13 und 16, und die einen konstanten Durchmesser haben, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des besagten Schraubenblatts 22 ist.
Es ist deutlich, dass zwischen dem Endstück 21 und dem zweiten zylindrischen Teil 18 ein oder mehr zusätzliche zylindrische Teile und Übergangsteile angebracht sein können, insbesondere im Fall sehr großer Durchmesser des zu formenden Pfahls. Hierzu stellen die Fig. 9, 10 und 11 schematisch einen Bohrer 9 mit drei zylindrischen Teilen dar.
Ein drittes oder nachfolgendes zylindrisches Teil besitzt einen Durchmesser DCX, der die folgende Gleichung erfüllt:
DCX² = (DCX-1)² · (S1 - S2)/S2, wobei DCX-1 der Durchmesser des darunter gelegenen zylindrischen Teils ist.
Der Durchmesser des Schraubenblatts auf einem nachfolgenden zylindrischen Teil ist jedesmal ungefähr gleich dem Durchmesser DCX-1 des darunter gelegenen zylindrischen Teils.
Das Verdrängungsteil 11 und die Übergangsteile 17 und 20 sind um den Durchgang 15 herum massiv. Die zylindrischen Teile 12 und 18 sind hohl und weisen im Inneren ein Rohrteil 27 auf, dessen Innenseite den Durchgang 15 an der Stelle dieser Teile bildet.
Dieser Durchgang 15 besitzt überall ungefähr denselben Durchmesser, der so groß ist, dass Beton oder ein anderes härtbares Material rasch genug gegossen werden kann.
In dar folgenden Tabelle sind einige Beispiele der unterschiedlichen Werte von Durchmesser und Ganghöhe in cm angeführt, mit jeweils zwei und drei (X = 3) zylindrischen Teilen:
Zum Formen eines Pfahls im Boden mit der oben beschriebenen Vorrichtung wird die folgende Vorgehensweise angewendet.
Mittels einer Winde 7 wird der Bohrtisch 5 nach unten gedrückt, und das Bohrrohr 8 und somit auch der damit gekoppelte Bohrer 9 werden vom Bohrtisch 5 derart gedreht, dass der Bohrer 9 in den Boden gebohrt wird.
Dies geschieht mit einer Abwärtsbewegung, die pro Umdrehung oder Drehung des Bohrers 9 mindestens gleich der Ganghöhe S1 des Verdrängungsteils 11 ist.
Durch das Verdrängungsteil 11 wird pro Drehung ein Erdvolumen V1 verdrängt, das gleich pi · DC1² · S1/4 ist.
Durch das Schraubenblatt 13 wird ein Erdvolumen V2 verdrängt, das gleich (DS1² - DC1²) · A · pi/4 ist, wobei A die Dicke des Schraubenblatts 13 ist. V2 beträgt nur 5 bis 6% in Bezug zu V1.
Durch das Schraubenblatt 13 wird pro Drehung ein Erdvolumen V3 nach oben transportiert, das gleich (DS1² - DC1²) · (S1 - S2) · pi/4 ist.
Die Abmessungen besagter Durchmesser und Ganghöhen sind so angepasst, dass V3 ungefähr gleich V1 ist. Hierdurch entwickelt sich unter dem Schraubenblatt 13 kein Leerraum, da der Raum unter diesem Schraubenblatt 13 unmittelbar mit Erde, die vom Verdrängungsteil 11 verdrängt worden war, gefüllt wird. Daher kann kein Lockern des Bodens entstehen. Das Volumen V2 muss nur komprimiert werden.
Es muss nur ein kleines Volumen komprimiert werden, nur ausreichend, um ein Lockern des Bodens zu verhindern, wodurch für das Hineinbohren eine minimale Energie erforderlich ist.
Zuerst wird mit einer Absenkung von mehr als S1 pro Umdrehung durch den lockeren Boden gebohrt, in der Praxis nahezu gleich der Ganghöhe S2 des Schraubenblatts 13, beispielsweise über ungefähr 9 m, wie in Fig. 9 dargestellt, die sich auf das Bohren mit einem Bohrer mit drei zylindrischen Teilen bezieht.
Aufgrund der Abwärtsgeschwindigkeit, die pro Umdrehung größer als S1 ist, werden die Schraubenblätter 13 und 16 weniger Erde nach oben transportieren, und mehr Erde wird komprimiert werden, wodurch um den Bohrer 9 herum ein komprimierter zusammenhängender Erdmantel geformt wird.
Anschließend wird durch ein Übergangsgebiet gebohrt und schließlich über einen Abstand von zumindest 8 Mal den Durchmesser des zu formenden Pfahls unter dem lockeren Boden, in festen Boden bis zu beispielsweise ungefähr 14 m, wie in Fig. 10 dargestellt. Dies geschieht noch stets mit einer Absenkungsgeschwindigkeit, die höher ist als S1 pro Umdrehung.
Hierbei kann es notwendig sein, das Gestell 1 im Boden zu verankern oder ein Gegengewicht an diesem Gestell 1 anzubringen.
Um sicher zu sein, dass sich der Bohrer auch im festen Boden mit einem Abstand von zumindest dem Wert von S1 pro Umdrehung absenkt, wird die Abwärtsbewegung des Bohrtisches 5 von einem am Mast 2 montierten Gerät 28 gemessen, und die Anzahl der Umdrehungen des Bohrrohrs 8 wird von einem am Bohrtisch 5 montierten Gerät 29 gemessen. Aus diesen Daten kann ein Mikroprozessor die Winde 7 und den Drehmechanismus für den Bohrkopf 5 derart steuern, dass die obengenannte Anforderung erfüllt wird.
Aufgrund der relativ großen Länge des zylindrischen Teils 12 wird die von den Transportblättern 13 und 16 nach oben transportierte Erde zu einer Stelle gebracht, wo der Boden relativ komprimierbar ist, sodass das Verdrängen später relativ einfach ist.
Nach Erreichen der gewünschten Tiefe wird der Rotationssinn des Bohrtischs 5 umgekehrt und wird dieser Tisch 5 von der Winde 6 nach oben gezogen.
Während dieses Herausbohrens wird durch einen Trichter 30 Beton in das Bohrrohr 8 gegossen.
Aufgrund des Gewichts des Betons verbleibt die verlorene Spitze 14 im Boden, wie in Fig. 11 dargestellt.
Dieses Herausbohren geschieht mit einer Steigung pro Umdrehung mit einem Abstand, der nahezu gleich der Ganghöhe S2 der Schraubenblätter 13 und 16 ist. Dies kann auch von dem vorgenannten Mikroprozessor eingestellt werden, der unter anderem die Winde 6 steuert.
Hierdurch wird sichergestellt, dass auch während des Herausbohrens kein Lockern des Bodens stattfindet und dass auch keine Erde in den gegossenen Beton gedrückt wird.
Wie in Fig. 12 dargestellt, wird ein Betonpfahl erhalten mit einem Durchmesser gleich dem Durchmesser DC1 des ersten zylindrischen Teils 12, jedoch mit einem Betonschraubenblatt darauf, das der von den Schraubenblättern 13 und 16 geformten schraubenförmigen Nut entspricht.
Auf diese Weise können Pfähle mit einem großen Durchmesser und/oder bis in sehr harten Boden angefertigt werden, in einem Boden, der garantiert nicht gelockert werden könnte, sodass die Pfähle eine große Tragkraft besitzen.
In Fig. 13 ist eine Ausführungsform des Bohrers 9 dargestellt, die vor allem für den selten vorkommenden Fall bestimmt ist, dass unmittelbar unter einer lockeren Bodenschicht eine sehr harte Bodenschicht vorhanden ist.
In einem derartigen Fall können die Schraubenblätter 13 und 16 praktisch keine Zugkraft liefern, da sie sich in lockerem Boden befinden.
Aus diesem Grund ist in dieser Ausführung des Bohrers 9 das Verdrängungsteil 11 mit einem Verlängerungsstück 31- 32 nach unten verlängert. Die verlorene Spitze 14 schließt an dem unteren Ende dieses Verlängerungsstücks 31-32 an.
Dieses Verlängerungsstück 31-32 besteht aus einem zylindrischen Körper 31, durch den sich der Durchgang 15 erstreckt, und dessen Außendurchmesser annähernd gleich dem Außendurchmesser des Rohrteils 27 ist, und aus einem darauf montierten Schraubenblatt 32, mit demselben Rotationssinn und derselben Ganghöhe wie die Schraubenblätter 13 und 16, jedoch mit, einem kleineren Außendurchmesser, der etwas größer ist als zweimal der größte Radius des Verdrängungsteils 11.
Dieses Schraubenblatt 32 hilft, das Verdrängungsteil 11 in die harte Bodenschicht zu ziehen.
Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die oben beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen begrenzt, vielmehr können ein solcher Bohrer und ein solches Verfahren der Anwendung dieses Bohrers in vielen Varianten verwirklicht werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Spezieller muss die Anzahl von Schraubenblättern an den zylindrischen Teilen 12 und 18 nicht unbedingt exakt zwei sein. Ein oder mehr als zwei Schraubenblätter sind möglich. Auf dem Endstück 21 können auch kein oder mehr als ein Schraubenblatt angebracht sein.
Diese Schraubenblätter müssen sich nicht unbedingt über exakt eine Drehung erstrecken.

Claims

1. Bohrer zum Anbringen eines Pfahls im Boden, wobei dieser Bohrer (9) mit einem Durchgang (15) versehen ist und wobei dieser Bohrer unten ein schraubenförmiges Verdrängungsteil (11) aufweist, dessen Außenseite sich in Form einer Spirale erstreckt und dessen Radius sich nach oben vergrößert, bis zu einem Durchmesser, der größer ist als der des Bohrrohrs (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsteil (11) mit seinem oberen Ende in ein zylindrisches Teil (12) übergeht, das an seinem Mantel mit zumindest einem Schraubenblatt (13) versehen ist, das in derselben Richtung wie das Verdrängungsteil (11) schraubenförmig verläuft, dessen Ganghöhe (S2) jedoch größer ist als die Ganghöhe (S1) des Verdrängungsteils (11).

2. Bohrer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsteil (11) unten mit einer verlorenen Spitze (14) verschlossen ist.

3. Bohrer gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das schraubenförmige Verdrängungsteil (11) sich über ungefähr eine Drehung erstreckt.

4. Bohrer gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubenblatt (13) an dem zylindrischen Teil (12) sich über ungefähr eine Drehung erstreckt.

5. Bohrer gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubenblatt (13) sich am unteren Ende des zylindrischen Teils (12) befindet.

6. Bohrer gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Schraubenblatts (13) konstant ist.

7. Bohrer gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zylindrischen Teil (12) mehrere ungefähr gleiche Schraubenblätter (13) übereinander angebracht sind.

8. Bohrer gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrer (9) über dem zylindrischen Teil (12) zumindest ein darauffolgendes zylindrisches Teil (18) mit einem kleineren Radius umfasst, das mittels eines sich spiralförmig aufwärts verengenden Übergangsteils (17) an dem darunter befindlichen zylindrischen Teil (12) anschließt.

9. Bohrer gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auch dieses zweite zylindrische Teil (18) an seiner Außenseite mit mindestens einem Schraubenblatt (19) versehen ist, dessen Außendurchmesser ungefähr dem Durchmesser des ersten zylindrischen Teils (12) entspricht und das sich in derselben Richtung und mit derselben Ganghöhe wie besagtes Schraubenblatt (13) am ersten zylindrischen Teil (12) erstreckt.

10. Bohrer gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das obere zylindrische Teil (18) mittels eines sich spiralförmig nach oben verengenden Übergangsteils (20) an einem darüber befindlichen Endstück (21) anschließt, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Bohrrohrs (8) entspricht und das an dieses Bohrrohr (8) angekoppelt werden kann.

11. Bohrer gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass er mittels dieses Endstücks (21) an das Bohrrohr (8) gekoppelt ist und dass sowohl an diesem Endstück (21) als auch an dem Bohrrohr (8) Schraubenblätter (22 und 26) angebracht sind, die sich in derselben Richtung und mit derselben Ganghöhe erstrecken wie das Schraubenblatt (13) an dem ersten zylindrischen Teil (12).

12. Bohrer gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsteil (11) unten mit einem Verlängerungsstück (31-32) versehen ist, das aus einem zylindrischen Körper (31) und einem darauf montierten Schraubenblatt (32) besteht.

13. Verfahren zur Herstellung eines Pfahls im Boden, wobei ein Bohrer (9) in den Boden gebohrt wird und im umgekehrten Rotationssinn wieder herausgedreht wird, während, durch einen Durchgang (15) im Bohrer (9), ein härtbares Material in dem freigemachten Raum im Bohrloch angebracht wird, wobei eventuell eine verlorene Spitze im Boden verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bohrer (9) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche hineingebohrt wird und dass das Hineinbohren mit einer Geschwindigkeit stattfindet, wobei die Abwärtsbewegung des Bohrers (9) pro Umdrehung zumindest gleich der Ganghöhe (S1) des Verdrängungsteils (11) ist, und das Herausdrehen mit einer Geschwindigkeit stattfindet, wobei die Aufwärtsbewegung des Bohrers (9) pro Umdrehung ungefähr der Ganghöhe (S2) des Schraubenblatts (13) am zylindrischen Teil (12) entspricht.