EP0151389B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bauelementen im Baugrund, wie Pfählen, Injektionsankern, Schlitzwänden oder dergleichen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bauelementen im Baugrund, wie Pfählen, Injektionsankern, Schlitzwänden oder dergleichen Download PDF

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EP0151389B1
EP0151389B1 EP19850100126 EP85100126A EP0151389B1 EP 0151389 B1 EP0151389 B1 EP 0151389B1 EP 19850100126 EP19850100126 EP 19850100126 EP 85100126 A EP85100126 A EP 85100126A EP 0151389 B1 EP0151389 B1 EP 0151389B1
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EP
European Patent Office
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set out
soil
liquid material
opening
pipe
Prior art date
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EP19850100126
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English (en)
French (fr)
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EP0151389A1 (de
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Ernst Dipl.-Ing. Reichert
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STUMP SPEZIALTIEFBAU GMBH
Original Assignee
Stump Bohr GmbH
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    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/62—Compacting the soil at the footing or in or along a casing by forcing cement or like material through tubes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing components in the subsoil, such as piles, injection anchors, diaphragm walls or the like. With the features of the preamble of claim 1, and an apparatus for performing this method.
  • liquid building material is moved in a pulse-like manner directly from a pulse pressure source against the wall of the building site opening.
  • the pulse pressure source is formed by a device working with an explosive charge. Since the pulse pressure source directly moves the liquid building material for the component in a pulse-like manner, the pulse pressure source must be arranged in the opening in the ground, which can be disadvantageous.
  • EP-A-0064663 describes a method and a device for stabilizing slide slopes by attaching piles.
  • Hardening building material is placed in a borehole.
  • a valve pipe is inserted into the bottom of the borehole. This has several outlet openings one above the other.
  • a pressure pipe is inserted into the valve tube, which has lateral outlet openings at the lower end. Sealing sleeves are arranged above and below this.
  • hardening building material is pressed in via this pressure pipe. This emerges through the openings in the valve pipe, blows up the surrounding hardened building material and enters the borehole environment via the cracks. This increases the frictional engagement of the pile with the borehole environment and thus the load-bearing capacity of such a pile.
  • the disadvantage here is that it is not possible to compress the wall of the opening in the building ground or to expand this wall before the building material has hardened.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for producing reinforced and unreinforced components in the ground, which are free of soil material at least in the core cross-section, the load capacity and strength of which is considerably increased, and wherein the pressure source is attached outside the ground opening can.
  • the invention offers the advantage that the pulse pressure on the liquid building material in the building site opening is exerted by a liquid intermediate material.
  • This material can be obtained from a high pressure pulse source, e.g. a pile driver, a high-pressure pump or the like, which can be accommodated above the ground without restricting space conditions.
  • the liquid material that is recurrently introduced into the still liquid building material for the component displaces the liquid building material in all directions into the surrounding contact zone with the building ground.
  • the building ground is compacted and expanded, with building material interspersed, and "cracking" can take place if the building ground is of a suitable nature.
  • the strength, the number of repetitions and the altitude of the pulse-like pressure can be adapted to the building ground properties and / or the shape of the component.
  • the pulse pressure application can be kept the same or changed over the height of the component.
  • a pulse pressure application can also only be carried out at different heights of the component, e.g. for connecting components arranged side by side in the form of disks or the like.
  • a hole 2 is made in a known manner, e.g. drilled.
  • the borehole 2 is then filled with liquid, hardenable building material 3, e.g. Cement milk or cement mortar, if necessary filled with additives.
  • hardenable building material e.g. Cement milk or cement mortar
  • a lance 6 is introduced centrally into the hole 2.
  • the end 7 of the lance 6 is moved from bottom to top according to the desired purpose using pulse pressure injections.
  • a friction pile is to be created according to FIG. 1 by compaction and expansion 8 of the contact zone in the ground 5.
  • the lance 6 is connected to a device, not shown, which generates recurring pulse pressures with pauses in between in the direction of the arrow I.
  • a device can be of a type known per se and can work with explosive propellant charges, sudden discharges of a bladder accumulator or with dynamic forces of a ram, etc.
  • a certain quantity of a liquid medium preferably a liquid, hardenable building material, e.g. Plastic, cement milk or cement mortar, optionally with additives, is injected into hole 2 at high speed.
  • a pulse pressure injection occurs at the outlet end 7 of the lance 6.
  • the pressure continues from the lance 6 in all directions, downwards and radially. It causes the still liquid building material 3 in the hole 2, which is practically incompressible, to transmit the pulse pressure surge almost undamped into the surrounding ground 5.
  • the column of liquid building material 4 located above the lance end 7 acts as an insulation abutment due to the inertia.
  • the surrounding building ground can be compacted and thereby expanded depending on the given ground properties.
  • the adjoining building ground 5 can be penetrated with hardenable building material 3 and / or "cracking" takes place.
  • This expanded and compacted area of the subsoil 5 is indicated by dashed lines in FIGS. 1 and 2.
  • the pulse pressure injection mass can be replaced by displacing the component 1, e.g. Pile, forming building material 3 indirectly exert pressure on the building site 5 and compact and expand it.
  • the pulse pressure injection mass can be released by thickening part of its liquid phase to the building material 3 forming the component, which in turn can then be instantaneously and in a corresponding quantity hardenable liquid phase with e.g. forward suspended solid particles to the subsoil 5, whereby compaction and infiltration and / or "cracking" can be effected.
  • a complete separation of the pulse pressure mass from the building material 3 forming the component can take place in that the pulse pressure surges take place within an expandable hose which is immersed in the building material of the component. This eliminates the otherwise applicable condition that the pulse pressure mass must be hardenable and compatible with the building material 3 forming the component.
  • Any liquid mass can be used here, which can be important for the mechanical device for generating the pulse pressure surges; In order to obtain an insulation abutment here, too, the expandable hose, if it is not closed at the top, must be filled with liquid mass, provided that it is not already compressed by the specifically heavier building material 3 forming the component 1.
  • the pulse pressure can be transferred directly or indirectly to the building ground 5 directly or indirectly without any significant reduction.
  • a deflection device 9 can be arranged at a corresponding height in the hole 2 filled with building material 3.
  • This deflection device 9 is connected via a pipe 10 to the pulse pressure source, not shown. It preferably has nozzle-like outlet openings 11 at circumferential points opposite one another. Its height adjustment means that the wall of the hole 2 can be compressed, widened and / or cracked at any point. The reaction forces are compensated for in the case of outlet nozzles 11 lying opposite one another. Through such outlet nozzles 11, the pulse pressure injection can be directed in one or more specific directions.
  • a pile 1 can also be created using a pullable tube 12.
  • the lance 6 and the pipe 12 are set back in relation to the bottom of the borehole.
  • An expanded pile foot 13 of height h can be generated by means of a pulse pressure injection, with the subsoil 5 being expanded downwards and laterally.
  • the subsoil 5 is compacted and expanded along this route. In this way e.g. a grout is to be produced, the tensile force of which is to be removed along this predetermined distance into the ground.
  • the residual tension can be increased further in that a perforated tube 14 is installed in the hole 2 filled with liquid building material 3 and then 14 pulse pressure injections are carried out within this tube.
  • This tube 14 may be smooth or shaped as shown in FIG. 5.
  • the shaped tube 14 forms openings 15 to which, as shown, adjoin outwardly widening nozzle-shaped walls. It is also possible, conversely, to have the wall narrow towards the opening 15. It can be designed as an expanded metal or plastic tube.
  • the liquid building material is shot through these openings 15. If the building material 5 is now such that it can absorb something from the liquid phase of the building material 3, the building material 3 is thickened in the annular space between the pipe 14 and the building ground 5.
  • the openings 15 in the tube 14 then act approximately like check valves with respect to the thickened building material 3, so that the building material 3 pressed into the annular space by the pulse pressure injection can no longer fully compensate for itself hydrostatically, as a result of which a zone of remaining excess pressure is created.
  • the thickened building material located in the roots 16 can be supported on this zone, as a result of which a two-stage pressure build-up and thus an increased residual tension between component 1 and building site 5 is retained .
  • the tube 14 can also support the cavity wall if necessary and at the same time act as reinforcement.
  • a hole 2 e.g. a hole 2, a slot or the like reinforcement elements, e.g. Reinforcement cages and the like, are installed.
  • the pulse pressure injection can take place inside or outside such reinforcement. Since the building material 3 is always kept liquid in the cavity 2 during the pulse pressure injection, it is also possible to subsequently install reinforcements.
  • the impulse pressure lance 6 can also itself be a remaining reinforcement element if the impulse pressure injection is progressively carried out from the air-side to the earth-side end into the cavity 2 filled with hardening building material 3, or if the impulse pressure lance 6 is only installed, an end knot on the component 1 is important , e.g. to achieve a pile foot extension.
  • These disks 22 can then be connected and anchored by means of so-called nails 23, which are provided with steel rods and are also produced using pulse pressure injection.
  • the nails 23 can have end anchoring nodes 24 both individually and together with a plurality of nails 23.
  • pulse pressure injection with cement can replace chemical injections which have been customary up to now, but avoids environmental damage or pollution.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bauelementen im Baugrund, wie Pfählen, Injektionsankern, Schlitzwänden oder dgl., mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1, sowie eine Vorrichtung zur ausführung dieses Verfahrens.
  • Bei einem bekannten Verfahren wird flüssiger Baustoff direktvon einer Impulsdruckquelle gegen die Wandung der Baugrundöffnung impulsartig bewegt. Die Impulsdruckquelle wird hierbei von einer mit Explosivladung arbeitenden Vorrichtung gebildet. Da die Impulsdruckquelle direkt den flüssigen Baustoff für das Bauelement impulsartig bewegt, muß die Impulsdruckquelle in der Öffnung im Baugrund angeordnet werden, was nachteilig sein kann.
  • Aus der DE-AS 21 58 764 ist es bekannt, unterirdische Säulen dadurch herzustellen, daß ein Erdbohrer bis auf Säulenfußtiefe vorangetrieben wird. Während des Zurückziehens desselben wir ein Erdverfestigungsmittel unter hohem Druck über wenigstens eine Düse kontinuierlich eingeleitet, welches in das umgebende Erdreich unter Zerstörung der betroffenen Bodenstruktur eindringt und sich mit diesem mischt. Dabei wird ein Erdbohrer verwendet, der sich infolge seines kleinen Durchmessers relativ leicht einbohren läßt. Durch das Einbringen von Erdverfestigungsmittel unter hohem Druck soll sich ein Säulenquerschnitt bilden, der gegenüber dem Durchmesser des Erdbohrers beträchtlich größer ist. Der Säulenquerschnitt besteht dann im wesentlichen aus einem Gemisch von Erdverfestigungsmittel und Bodenmaterial. Die Festigkeit und Belastbarkeit solcher Säulen ist nicht optimal; das anordnen einer Stahlbewehrung ist nicht möglich.
  • Die EP-A-0064663 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung von Rutschhängen durch anbringen von Pfählen. In ein Bohrloch wird hierbei erhärtender Baustoff eingebracht. In diesem wird bis zum Bohrlochgrund ein Ventilrohr eingeschoben. Dieses besitzt übereinander mehrere austrittsöffnungen. Nach Erhärten des Baustoffes im Bohrloch wird in das Ventilrohr ein Druckrohr eingeführt, das am unteren Ende seitliche austrittsöffnungen besitzt. Oberhalb und unterhalb hiervon sind abdichtungsmanschetten angeordnet. Über dieses Druckrohr wird bei entsprechender Höheneinstellung von einer Hochdruckquelle erhärtender Baustoff eingedrückt. Dieser tritt über die Öffnungen im Ventilrohr aus, sprengt den umgebenden erhärteten Baustoff auf und tritt über die Risse in die Bohrlochumgebung ein. Hierdurch wird der Reibungsschluß des Pfahles mit der Bohrlochumgebung und damit die Tragfähigkeit eines solchen Pfahles erhöht. Nachteilig ist hierbei, daß eine Verdichtung der Wandung der Öffnung im Baugrund bzw. eine Erweiterung dieser Wandung vor Erhärten des Baustoffes nicht möglich ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von bewehrten und unbewehrten Bauelementen im Baugrund zu schaffen, die wenigstens im Kernquerschnitt von Bodenmaterial frei sind, deren Tragkraft und Festigkeit beträchtlich erhöht ist, und wobei die Druckquelle außerhalb der Baugrundöffnung angebracht werden kann.
  • Die Erfindung löst diese aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils der Patentansprüche 1 und 7.
  • Die Erfindung bietet den Vorteil, daß der Impulsdruck auf den flüssigen Baustoff in der Baugrundöffnung durch ein flüssiges Zwischenmaterial ausgeübt wird. Dieses Material kann von einer Impuls-Hochdruckquelle, z.B. einem Rammbären, einer Hochdruckpumpe oder dgl., die überhalb des Baugrundes ohne einschränkende Raumbedingungen untergebracht werden kann, beaufschlagt werden. Das in den noch flüssigen Baustoff für das Bauelement wiederkehrend impulsartig eingeleitete flüssige Material verdrängt den flüssigen Baustoff nach allen Richtungen in die umgebende Kontaktzone mit dem Baugrund. Dadurch wird der Baugrund verdichtet und erweitert, mit Baustoff durchsetzt und es kann bei entsprechender Beschaffenheit des Baugrundes ein "cracking" stattfinden. Dabei kann die Stärke, die Zahl der Wiederholungen und die Höhenlage des impulsartigen Druckes den Baugrundeigenschaften und/ oder der Form des Bauelementes angepaßt werden. Schließlich kann die Impulsdruckanwendung über die Höhe des Bauelements gleichgehalten oder verändert werden. Eine Impulsdruckanwendung kann auch nur in unterschiedlichen Höhen des Bauelementes vorgenommen werden, wie z.B. zur Verbindung von nebeneinander angeordneten Bauelementen in Form von Scheiben oder dgl.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt eines zu erstellenden Pfahles;
    • Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1;
    • Fig. 3 einen Vertikalschnittwie in Fig. 1, mit einer geänderten Impulsdruckvorrichtung;
    • Fig. 4 einen Vertikalschnitt eines Pfahles nach Fig. 1 mit erweitertem Pfahlfuß;
    • Fig. 5 und 6 schematische Vertikal- bzw. Teilvertikalschnitte eines Pfahles mit zusätzlichen Vorrichtungen;
    • Fig. 7 einen schematischen Vertikalschnitt einer, mittels des erfindungsgemaßen Verfahrens hergestellten Fundamentunterfangung;
    • Fig. 8 einen Horizontalschnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
  • Zur Herstellung eines Bauelementes 1,z.B. eines Pfahles, wird in bekannter Weise ein Loch 2 erstellt, z.B. gebohrt.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird hierauf das Bohrloch 2 bis zur Oberseite 4 des Baugrundes 5 mit flüssigem, erhärtbarem Baustoff 3, z.B. Zementmilch oder Zementmörtel, ggf. mit Zusätzen gefüllt.
  • Vor oder nach dem Füllen des Loches 2 mit Baustoff 3 wird eine Lanze 6 zentrisch in das Loch 2 eingebracht. Das Ende 7 der Lanze 6 wird dem gewünschten Zweck entsprechend unter Ausübung von Impulsdruckinjektionen von unten nach oben bewegt. Im vorliegenden Fall soll nach Fig. 1 ein Reibungspfahl durch Verdichtung und Erweiterung 8 der Kontaktzone im Baugrund 5 erstellt werden.
  • Die Lanze 6 ist mit einer nicht dargestellten Vorrichtung verbunden, welche wiederkehrende Impulsdrücke mit Pausen dazwischen in Pfeilrichtung I erzeugt. Eine solche Vorrichtung kann an sich bekannter Bauart sein und mit explosiven Treibladungen, plötzlichen Entladungen eines Blasenspeichers oder mit dynamischen Kräften eines Rammbären usw. arbeiten.
  • Über die Lanze 6 wird während verhältnismäßig kurzer Zeit ein bestimmtes Quantum eines flüssigen Mediums, vorzugsweise eines flüssigen, erhärtbaren Baustoffes, z.B. Kunststoff, Zementmilch oder Zementmörtel, gegebenenfalls mit Zusätzen, in das Loch 2 mit hoher Geschwindigkeit eingespritzt. Am Austrittsende 7 der Lanze 6 entsteht eine lmpulsdruckinjektion. Der Druck setzt sich, wie in Fig. 1 und 2 schematisch angedeutet, von der Lanze 6 nach allen Richtungen, abwärts und radial, fort. Er bewirkt, daß der im Loch 2 befindliche, noch flüssige Baustoff 3, der praktisch inkompressibel ist, den Impulsdruckstoß nahezu ungedämpft in den umgebenden Baugrund 5 weiterleitet. Die überhalb dem Lanzenende 7 befindliche Säule von flüssigem Baustoff 4 wirkt dabei infolge der Massenträgheit als Dämmwiderlager. Durch entsprechende Bemessung der Stärke des Impulsdruckstoßes, der Länge der Pausen, der Zusammensetzung der Impulsdruckmasse und des das Bauelement bildenden Baustoffes 3 kann abhängig von den gegebenen Baugrundeigenschaften der umgebende Baugrund verdichtet und dadurch erweitert werden. Zugleich kann der angrenzende Baugrund 5 mit erhärtbarem Baustoff 3 durchsetzt werden und/oder es erfolgt ein "cracking".
  • Dieser erweiterte und verdichtete Bereich des Baugrundes 5 ist in den Fig. 1 und 2 strichliert angedeutet.
  • Die Impulsdruckinjektionsmasse kann durch Verdrängung des das Bauelement 1, z.B. Pfahles, bildenden Baustoffes 3 indirekt Druck auf den Baugrund 5 ausüben und diesen verdichten und erweitern. Hierbei kann die lmpulsdruckinjektionsmasse unter Eindickung eines Teils ihrer flüssigen Phase an den das Bauelement bildenden Baustoff 3 abgegeben und dieser dann seinerseits augenblicklich und in entsprechendem Quantum erhärtbare flüssige Phase mit z.B. suspendierten Festteilchen an den Baugrund 5 weiterleiten, wodurch bei diesem eine Verdichtung sowie eine Infiltration und/oder ein "cracking" bewirkt werden kann.
  • Eine vollkommene Trennung der Impulsdruckmasse von dem das Bauelement bildenden Baustoff 3 kann dadurch geschehen, daß die Impulsdruckstöße innerhalb eines dehnbaren Schlauches, der in den Baustoff des Bauelements eingetaucht ist, stattfinden. Dadurch kann die sonst geltende Bedingung, daß die lmpulsdruckmasse erhärtbar und mit dem das Bauelement bildenden Baustoff 3 verträglich sein muß, entfallen. Es kann hierbei jede beliebige flüssige Masse verwendet werden, was für die maschinelle Einrichtung zur Erzeugung der Impulsdruckstöße von Bedeutung sein kann; um ein Dämmwiderlager auch hierbei zu erhalten, muß der dehnbare Schlauch, sofern er oben nicht geschlossen ist, mit flüssiger Masse aufgefüllt werden, soweit er nicht schon durch den spezifisch schwereren, das Bauelement 1 bildenden Baustoff 3, zusammengedrückt wird.
  • Der Impulsdruck kann ohne nennenswerte Abminderung direkt oder indirekt nur über einen flüssigen, das Bauelement 1 bildenden Baustoff auf den Baugrund 5 übertragen werden.
  • Deshalb gilt es, einen flüssigen Zustand dieses Baustoffes 3 trotz unvermeidbarer abfilterung von flüssiger Phase jeweils herzustellen und zu erhalten. Ist der erhärtende Baustoff 3 Beton oder Zementmörtel, so kann infolge der thixotropen Eigenschaft des Baustoffes 3 ein flüssiger Zustand auch durch eine Rüttelflasche erhalten werden oder auch dadurch, daß durch eine bestimmte Serie aufeinanderfolgender Impulsdruckstöße ein Rütteleffekt ohnehin gegeben ist.
  • Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann eine Umlenkvorrichtung 9 in dem mit Baustoff 3 gefüllten Loch 2 in entsprechender Höhe angeordnet werden. Diese Umlenkvorrichtung 9 steht über eine Rohrleitung 10 mit der nicht dargestellten Impulsdruckquelle in Verbindung. Sie besitzt vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Umfangsstellen düsenartige Austrittsöffnungen 11. Durch ihre Höhenverstellung kann ein Verdichten, Erweitern und/oder ein "cracking" der Wandung des Loches 2 an beliebigen Stellen erfolgen. Die Reaktionskräfte werden bei einander gegenüberliegenden Austrittsdüsen 11 ausgeglichen. Durch solche austrittsdüsen 11 kann die Impulsdruckinjektion in eine oder mehrere bestimmte Richtungen gelenkt werden.
  • Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann man einen Pfahl 1 auch unter Verwendung eines ziehbaren Rohres 12 erstellen. Die Lanze 6 und das Rohr 12 sind dabei gegenüber dem Bohrlochgrund zurückversetzt. Durch eine Impulsdruckinjektion kann ein erweiterter Pfahlfuß 13 von der Höhe h erzeugt werden, wobei der Baugrund 5 nach abwärts und seitlich erweitert wird.
  • Werden die Impulsdrucklanze 6 bzw. -düse 11 und das Rohr 12 unter Ausübung einer Vielzahl von Impulsdruckinjektionen der Höhe nachverändert, so wird der Baugrund 5 längs dieser Strecke verdichtet und erweitert. Auf diese Weise kann z.B. ein Verpreßanker hergestellt werden, dessen Zugkraft längs dieser vorbestimmten Strecke in den Baugrund abgetragen werden soll.
  • Eine nach erfolgter Impulsdruckinjektion verbleibende, über den hydrostatischen Druck einer flüssigen Baustoffsäule hinausgehende Restverspannung des fertiggestellten Bauelementes 1 mit dem Baugrund 5 wird durch Gewölbewirkung im Baugrund, Gewölbewirkung im Korngerüst der Zuschlagstoffe des Baustoffes 3 und noch besonders dann erreicht, wenn ein "cracking" eintritt und der Baustoff 3 in den entstandenen Verwurzelungen 16 durch abfiltern flüssiger Phase verliert. Bei dem so eingedickten Baustoff 3 kann sich dann ein hydrostatischer Druckausgleich nicht mehr einstellen.
  • Die Restverspannung kann noch dadurch gesteigert werden, daß in dem mit flüssigem Baustoff 3 aufgefüllten Loch 2 noch ein perforiertes Rohr 14 eingebaut wird und dann innerhalb dieses Rohres 14 Impulsdruckinjektionen ausgeführt werden. Dieses Rohr 14 kann glatt sein oder wie aus Fig. 5 ersichtlich, geformt sein. Das geformte Rohr 14 bildet Öffnungen 15, an die sich, wie dargestellt, nach außen erweiternde düsenförmige Wandungen anschließen. Es ist auch möglich, umgekehrt die Wandung zu der Öffnung 15 hin sich verengend zulaufen zu lassen. Es kann als Streckmetall oder Kunststoffrohr ausgebildet sein.
  • Bei Ausübung von Impulsdruckinjektionen wird der flüssige Baustoff durch diese Öffnungen 15 hindurchgeschossen. Sofern nun der Baustoff 5 so beschaffen ist, daß er von der flüssigen Phase des Baustoffes 3 etwas aufnehmen kann, wird der Baustoff 3 im Ringraum zwischen Rohr 14 und Baugrund 5 eingedickt. Die Öffnungen 15 im Rohr 14 wirken dann gegenüber dem eingedickten Baustoff 3 näherungsweise wie Rückschlagventile, so daß der durch die Impulsdruckinjektion in den Ringraum hineingepreßte Baustoff 3 sich hinterher nicht mehr voll hydrostatisch ausgleichen kann, wodurch eine Zone verbleibenden Überdruckes entsteht.
  • Wird nun bei der Impulsdruckinjektion im Baugrund 5 noch zusätzlich ein "cracking" erreicht, so kann sich der in den Verwurzelungen 16 befindliche, eingedickte Baustoff auf diese Zone abstützen, wodurch ein zweistufiger Druckaufbau und somit eine gesteigerte Restverspannung zwischen Bauelement 1 und Baugrund 5 erhalten bleibt. Das Rohr 14 kann erforderlichenfalls außerdem die Hohlraumwandung stützen und zugleich als Bewehrung wirken.
  • Bei allen ausführungsbeispielen können im Hohlraum z.B. einem Loch 2, einem Schlitz oder dgl. Bewehrungselemente, z.B. Bewehrungskörbe und dgl., eingebaut werden. Die Impulsdruckinjektion kann innerhalb oder außerhalb solcher Bewehrungen erfolgen. Da während der Impulsdruckinjektion der Baustoff 3 im Hohlraum 2 immer flüssig gehalten wird, ist es auch möglich, Bewehrungen nachträglich einzubauen. Die Impulsdrucklanze 6 kann auch selbst verbleibendes Bewehrungselement sein, wenn die Impulsdruckinjektion vom luftseitigen zum erdseitigen Ende hin fortschreitend in den mit erhärtendem Baustoff 3 aufgefüllten Hohlraum 2 durchgeführt wird, oder wenn bei vorherigem Einbau der Impulsdrucklanze 6 es nur darauf ankommt, einen Endknoten am Bauelement 1, z.B. eine Pfahlfußerweiterung, zu erzielen.
  • Durch Impulsdruckinjektion können allein zuverlässig unter Hohlraumerweiterung und/oder "cracking" gezielt Formschlußpunkte hergestellt werden. Es ist auch möglich, unter anwendung der Impulsdruckinjektion hergestellte Bauelemente 1 gegenseitig punktweise in Knoten oder Scheiben, aber auch gänzlich miteinander zu vereinigen, um so Raumgitterkonstruktionen im Erdreich herzustellen.
  • Auf diese Weise können z.B. Fundamentunterfangungen, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, ausgeführt werden. Unter dem zu unterfangenden Fundament 20 werden in einem bestimmten Abstand von einander und von ungefähr gleichem ansatzpunkt aus Bohrungen 21 strahlenförmig abgestuft. Durch sich über die Bohrungslänge erstreckende Impulsdruckinjektionen, z.B. mit Zementmilch, wachsen diese Bohrungen 21 zu vertikalen Scheiben 22 aus dem mit Zement verfestigten Baugrund zusammen und bilden somit Unterfangungselemente.
  • Diese Scheiben 22 können dann noch durch dazwischenliegende, sogenannte Nägel 23, die mit Stahlstangen versehen sind und ebenfalls unter Anwendung der Impulsdruckinjektion hergestellt werden, verbunden und rückverankert werden. Die Nägel 23 können sowohl einzeln, als auch mit mehreren Nägeln 23 zusammen Endverankerungsknoten 24 aufweisen.
  • Vorteilhaft ist vor allem, daß die Impulsdruckinjektion mit Zement bisher übliche chemische Injektionen ersetzen kann, dabei aber Umweltschäden bzw. -belastungen vermeidet.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von Bauelementen (1) im Baugrund (5), wie Pfählen, Injektionsankern, Schlitzwänden oder dergleichen, bei dem von der Baugrundoberseite (4) aus in eine mit erhärtendem Baustoff (3) gefüllte Öffnung (2) im Baugrund flüssiges Material unter hoher Druckanwendung über wenigstens eine Austrittsdüse (7) eingeführt und gegen die umgebende Wandung (8) der Öffnung im Baugrund getrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Material durch Impulsstöße eingeführt wird und der Baustoff (3) gegenüber dem über die Austrittsdüse (7) eingebrachten flüssigen Material infolge seiner Massenträgheit als Dämmasse wirkt.
2. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (2) im Baugrund (5) mit Beton, wie Fließbeton, Pump- oder Schüttbeton oder mit Zementsuspension gefüllt wird.
3. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Impulsstöße zugeleitete flüssige Material axial in die Öffnung (2) für das Bauelement (1) eingeleitet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Impulsstöße zugeleitete flüssige Material radial zur Längsachse der Öffnung (2) für das Bauelement (1) über wenigstens eine Düse (9) eingeleitet wird.
5. Verfahren nach den ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstärke, die Impulsdauer, die Impulspause und die Beschaffenheit des durch Impulsstöße zugeleiteten flüssigen Materials den Eigenschaften des Baugrundes (5) entsprechend gewählt wird.
6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Hochdruckquelle (36) für ein flüssiges Material, die mit wenigstens einem Rohr (6) mit der Austrittsdüse (7) verbunden ist, das höhenbeweglich in einer Öffnung (2) im Baugrund (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckquelle eine Impuls-Hochdruckquelle (36) ist, daß mit dem Rohr (6) zur Zuleitung des flüssigen Materials die Austrittsdüse (7) verbunden ist und daß das Rohr schwenkbar ist.
7. Vorrichtung nach anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Öffnung (2) für das Bauelement (1) ragende Strahlrohr eine axiale Lanze (6) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Öffnung (2) ragende Strahlrohr wenigstens eine seitlich gerichtete Austrittsöffnung (11) besitzt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Öffnung (2) ragende Strahlrohr (6, 10) zentrisch zu einem Rohr (14) mit Durchtrittsöffnungen (15) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (14) über den Umfang nebeneinander und übereinander verteilte, sich nach außen oder nach innen verjüngende Düsen (15) bildet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (6) als Bewehrung im Bauelement (1) verbleibt.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Bewehrungskörbe oder dgl. vorhanden sind und die Lanze (6) zum Einleiten von flüssigem Material innerhalb oder außerhalb dieser Bewehrungskörbe angeordnet ist.
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