EP0791110A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von tiefgründungen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung von tiefgründungen

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Publication number
EP0791110A1
EP0791110A1 EP95934258A EP95934258A EP0791110A1 EP 0791110 A1 EP0791110 A1 EP 0791110A1 EP 95934258 A EP95934258 A EP 95934258A EP 95934258 A EP95934258 A EP 95934258A EP 0791110 A1 EP0791110 A1 EP 0791110A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
concrete
separating element
sludge
opening
cavity
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP95934258A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jean Samuel Ngoumtsa Atisage
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0791110A1 publication Critical patent/EP0791110A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • E02D3/126—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil and mixing by rotating blades
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/10—Deep foundations
    • E02D27/12—Pile foundations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/18—Bulkheads or similar walls made solely of concrete in situ
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/50—Piles comprising both precast concrete portions and concrete portions cast in situ

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for producing deep foundations, such as pile foundations, diaphragm walls or foundations, using prefabricated parts.
  • the device consists of a driven milling device with at least one milling head and means for removing the milled earth from the cavity and for supporting the cavity walls.
  • the supporting liquid must have such a density that the stability of the cavity walls is guaranteed.
  • the stability of the support fluid must be ensured over a certain period of time so that there is no reduction in density within the necessary downtimes in the construction process.
  • the support liquid must have a consistency such that it is completely is pushing.
  • a method for the production of cased drilling piles is also known, a drilling pipe being introduced into the ground and the soil being simultaneously cleared out of the borehole. After concreting, the drill pipe is pulled out of the ground.
  • the steel tube can also remain in the ground if it is to be used, for example, for the establishment of a foundation in the river area.
  • the invention is therefore based on the object of developing a device and an associated method for producing deep foundations, with which or with which any possible implementation of deep foundations can be produced in a technologically simple manner and with a minimal expenditure of time, and mixing is largely prevented by soil and concrete.
  • the cavity walls should be supported inexpensively and yet with the greatest possible security.
  • the object is achieved in that a separating element is arranged on the device and that further devices are designed or arranged on the separating element and / or the device in such a way that the device both for milling out the cavity and for subsequently filling the cavity concrete bodies remaining in the ground can be used and that milled soil mixed with water is used as a means for supporting the cavity.
  • the device according to the invention uses already existing support liquid, namely earth sludge, to support the cavity walls, so that an additional introduction of other support liquids is not necessary. Furthermore, the device not only serves to mill out the cavity, but with the same device it is also possible to support the cavity walls during the milling process and during the subsequent concreting process. Likewise, the same device can be used to fill the cavity with concrete while ensuring the required quality.
  • support liquid namely earth sludge
  • the separating element is arranged directly above the milling head or milling heads of the milling device and has a cross section such that it projects beyond the overall cross section of the milling head or milling heads.
  • the separating element is box-shaped or cylindrical and has at least one lower separating disc, in which openings equipped with controlled locking elements are arranged, which serve both for the supply and the removal of material into or from the space below the separating element .
  • further devices are arranged on the milling device and / or the separating element, which serve to transport the materials to be supplied or removed.
  • the arrangement and design of the separating element ensures that the cavity walls are properly supported first and at the same time earth sludge and concrete are separated from one another without mixing.
  • the invention provides that the separating element has a concrete opening to which a concrete pump is connected, a water opening which is connected to a water pump, a sludge opening for discharging the soil sludge from the milling area into the area above the separating element and additionally has a flushing opening for flushing out the residual sludge after the end depth of the device has been reached. Since all openings can be opened or closed alternately or simultaneously via control devices, different method steps can be implemented during the manufacture of the deep foundation by means of this arrangement. The following states can be set:
  • the device can be secured against vertical displacement by means of securing elements that are laterally clamped between the cavity walls.
  • both the final depth of the foundation can be fixed and, if necessary, a vertical displacement of the device from the cavity can be interrupted or prevented during the concreting phase.
  • the side walls of the separating element have such a shape and are designed such that the cross section of the cavity corresponds to the outer circumference of the separating element.
  • the separating element its side walls protrude beyond the lower separating disc and are formed with sharp bevels inward in this area below the separating disc. This ensures that the earth within the separating element cross section, which is not reached by the milling heads due to its smaller overall cross section, is sheared off and that the cavity has almost exactly the cross section of the separating element. This prevents concrete and earth sludge from mixing, particularly during the return phase.
  • the task according to the invention is achieved on the process side by first milling the earth and mixing it with water that is pumped through the released water opening into the area below the separating element, that the device is continuously sunk into the ground and at the same time that the formed Sludge is displaced through the released sludge opening into the space above the separating element and fills the cavity, that after reaching the final depth the sludge and water opening are blocked and concrete is pumped through the simultaneously opened concrete opening into the space below the separating element. that the pumped-in concrete moves the device continuously upwards and completely fills the cavity below the separating element.
  • the process sequence according to the invention mainly consists of two phases:
  • state 1 is set using the milling device loosened soil and water (and possibly scavenging air) that is led through the water opening into the space below the separating element.
  • the device is continuously lowered into the ground by the device's own weight or by shaking.
  • the sludge forming below the separating element is displaced through the released sludge opening through this into the space above the separating element. As already described, this displaced sludge is used to support the earth walls of the cavity.
  • the second phase can be initiated.
  • the device is changed from state 1 to state 2, so that concrete is now pressed through the released concrete opening into the space below the separating element.
  • the device is pushed up out of the cavity and the cavity is filled with concrete.
  • An advantageous further development of the method according to the invention provides that an additional pressing of the concrete, in particular in the area of the foot of the concrete body, takes place during the concreting and return phase of the device in that securing elements secure the device laterally against vertical displacement.
  • This process step which can be carried out independently of other process steps depending on requirements and local conditions, also serves to increase the quality of the concrete.
  • the device is set from state 1 to state 3, that is, concrete is passed through the concrete opening into the space below the separating element, which due to its higher density at least partially displaces the sludge through the sludge opening. If the space below the separating element is completely filled with concrete, the device is switched from state 3 to state 2. As described, the foot pressing can take place with simultaneous concreting, or the actual concreting process is initiated.
  • residual sludge can be removed from the space below the separating element immediately before the concreting process in the end position of the device by blocking the concrete opening and the sludge opening so that water can water supply continuously and for as long, sludge is stirred with the aid of the milling device and this is removed through the flushing opening until only sludge-free water is present below the separating element.
  • This second independent process step can be carried out after the first phase by changing the device from state 1 to state 4, that is to say water is now supplied through the water opening, the sludge below the separating element, and through the milling device which is still working is formed, is pumped out through the rinsing opening until only mud-free water is present in the cavity below the separating element.
  • the device is then switched from state 4 to state 5, that is to say concrete is supplied through the concrete opening until the water has been completely displaced or pumped out of the cavity below the separating element through the cleared flushing opening.
  • the device can then be changed from state 5 to state 2 and, as described, the foot pressing or simultaneous concreting can take place.
  • the foot pressing with which a low-settlement foundation and a higher load-bearing capacity is achieved, does not have to be carried out subsequently, as is the case with conventional methods. Since the sludge has a higher density in comparison with a normally used supporting liquid and can therefore exert a greater pressure, the stability of the earth walls of the cavity is not jeopardized at any time during the manufacture of the deep foundation. This increases 9 the reliability in the manufacture of deep foundations.
  • the device is secured against vertical displacement during and to support the rinsing phase. This prevents inadvertent deep milling.
  • prefabricated reinforced concrete parts can be introduced into the milled cavity, the lower part of which is filled with concrete and the upper end of which is filled with earth sludge, that the reinforced concrete parts have a different transverse than the milled cavity Have cut, so that openings are formed when sinking the reinforced concrete parts into the cavity, through which both sludge and concrete is displaced and that the openings can then be filled with concrete if necessary.
  • the method according to the invention also proves to be advantageous when prefabricated reinforced concrete parts are used for the production of deep foundations, since the production of the deep foundation can be carried out without additional effort, such as, for example, remaining steel pipes in the subsurface.
  • the cavity is not completely, but only partially filled with concrete.
  • the upper part of the cavity remains supported with mud.
  • Precast reinforced concrete parts, the cross section of which has a different shape than the cross section of the cavity, are sunk into this cavity.
  • the sludge is first displaced through the openings formed by different shapes, and concrete is pressed into the openings. If necessary, the openings can then be completely filled with concrete.
  • FIG. 1 shows a basic sectional view of the device according to the invention for producing a pile foundation
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 according to section B / B
  • FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 according to section C / C
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the lowering process of the device into the ground
  • FIG. 6 shows a schematic diagram to illustrate the device with the state 4 set
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the device with the set state 2, including pressing the foot of the concrete body,
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the device according to the invention for producing a diaphragm wall in a sectional view
  • FIG. 11 shows a schematic diagram to illustrate a finished diaphragm wall
  • 12 shows a basic illustration to illustrate the opening between the reinforced concrete part and the borehole
  • 13 shows a cross section through a deep foundation after inserting a reinforced concrete part
  • Fig. 14 is a sectional view illustrating the deep foundation before inserting a reinforced concrete part
  • Fig. 15 the deep foundation with inserted reinforced concrete part as a sectional view.
  • FIGS. A device according to the invention, which is provided for the manufacture of pile foundations, is shown in more detail in FIGS. It consists of a frame 1, which is made of hollow steel profile, in which all the necessary supply and discharge pipes are arranged and at the lower end of which a separating element 2 and a milling device 3 with milling heads 4 arranged therein are fastened.
  • the separating element 2 has a circular cross section and consists of a cylindrical part 5 and the actual tennis disc 6, which is inserted into the lower end of the cylindrical part 5.
  • the side walls of the cylindrical part 5 protrude beyond the cutting disc 6 and are sharply bevelled in this part.
  • the separating element 2 thus additionally assumes the function of detaching earth when the device penetrates the ground.
  • the milling device 3 is driven by means of a hydraulic motor 7.
  • the cutting disc 6 of the separating element 2 is equipped with four openings, a concrete opening 8, a water opening 9, a mud opening 10 and a rinsing opening 11.
  • the concrete opening 8 is connected via a concrete pipe 12 to a concrete pump (not shown in the drawing) and the water opening 9 is connected via a water pipe 13 to a water pump, which is also not shown in the drawing.
  • Concrete 14 is pumped through the concrete opening 8 into the space below the separating element 2.
  • the water opening 9 is required when sludge 15 is formed or when the sludge is to be rinsed out of the cavity below the separating element 2.
  • the sludge opening 10 serves to remove the sludge 15 from the To convey space below the separating element 2 in the cavity above, in order to support the cavity walls there.
  • the flushing opening 11 has the task, if necessary, of flushing the sludge 15 located below the separating element 2 out of the cavity immediately before the concreting process.
  • the operation of the rinsing opening 11
  • the concrete opening 8 has a locking element, which consists of a piston 16, which is arranged in a tube 17 and is controlled by a hydraulic cylinder 18.
  • the remaining openings 9, 10, 11 are also equipped with locking elements, each consisting of a rotary valve 19, which are controlled by a hydraulic motor, not shown in the drawing.
  • the guide elements for holding and securing against vertical displacement of the device in the cavity consists of pressure plates 20, each of which cooperate with a working cylinder 21 and a pressure rod 22 and hold the device in its vertical position as required.
  • the securing elements are attached to the frame 1 of the device.
  • FIGS. 5 to 8 Different production phases of a pile foundation are shown in FIGS. 5 to 8.
  • FIG. 5 illustrates state 1, that is to say the production of the cavity or the sinking of the device in the floor. The entire process proceeds as described above.
  • the excess sludge 15 which is not required in the cavity above the separating element 2 is pumped out by means of an additionally arranged device 23.
  • the device is set to state 4.
  • the sludge 15 is rinsed in the cavity below the separating element 2 in that water is continuously supplied through the water opening 9, the sludge 15 is stirred by means of the milling head 4 and is removed through the rinsing tube 25 with the aid of the rinsing pump 24 until there is only sludge-free water 26 below the separating element 2.
  • the device is then set to state 5 and the sludge-free water 26 is displaced by adding concrete 14.
  • Figure 7 illustrates a pile-foot pressing.
  • the device is in state 2 and is secured in the cavity against vertical displacement.
  • the piston 16 With the piston 16, the concrete 14 located in the pipe 17 is pressed together and pressed into the space, which is largely filled with concrete 14, below the separating element 2.
  • the entire concrete mass 14, which is located in the foot region of the pile foundation, is thus compacted.
  • FIG. 8 shows the second phase of the production of the deep foundation, that is, the actual concreting process. After concreting has been carried out, if necessary, a reinforcement cage, which is not shown in the drawing, can be shaken into the not yet hardened concrete 14.
  • Figures 9 to 11 show a further embodiment of a device according to the invention, which is provided for the production of a diaphragm wall.
  • the essential parts of the device have the same structure as the device for producing a pile foundation.
  • the separating element 27 then consists of a box-shaped part 28, into which, as stated in the first exemplary embodiment, the separating disc 29 is inserted.
  • the box-shaped design of the separating element 27 determines the size and shape of the cavity to be introduced. Otherwise, the structure and the mode of operation of the separating element 27 correspond to that of the separating element 2.
  • the shape of the diaphragm wall is shown in FIG.
  • the milling device 3 is equipped with a plurality of milling heads 4 arranged in steps, as shown in particular in FIG.
  • FIG. 9 does not show the securing elements against vertical displacement and the flushing opening 11.
  • FIGS. 12 to 14 show a further area of application for the device according to the invention and the associated method.
  • the principle sketches show the creation of a foundation for a bridge pier in the river area. It can be seen from FIGS. 12 and 13 that the cavity to be introduced into the floor has a different cross-sectional shape than the cross-section of the precast reinforced concrete part 30.
  • FIGS. 14 and 15 illustrate the introduction of a precast reinforced concrete part 30 into the prepared cavity.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Tiefgründungen, wie Pfahlgründungen, Schlitzwände oder Gründungen unter Verwendung von Fertigteilen. Die Vorrichtung besteht dabei aus einer angetriebenen Fräseinrichtung mit mindestens einem Fräskopf und Mitteln zum Abführen der ausgefrästen Erde aus dem Hohlraum und zum Abstützen der Hohlraumwände. Die erfindungsgemäße Aufgabe, die darin besteht, eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zur Herstellung von Tiefgründungen zu entwickeln, die auf technologisch einfache Art und Weise und mit minimalem Zeitaufwand herstellbar sind, wird vorrichtungsmäßig dadurch gelöst, daß an der Vorrichtung ein Trennelement (2, 27) so angeordnet ist und daß am Trennelement (2, 27) und/oder der Vorrichtung weitere Einrichtungen derart ausgebildet oder angeordnet sind, daß die Vorrichtung sowohl zum Ausfräsen des Hohlraumes als auch zum nachfolgenden Verfüllen des im Boden verbleibenden Betonkörpers eingesetzt und daß als Mittel für die Abstützung des Hohlraumes der ausgefräste Erdschlamm verwendet werden kann.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Tiefgründungen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Tiefgründungen, wie Pfahlgründungen, Schlitz¬ wände oder Gründungen unter Verwendung von Fertigteilen. Die Vorrichtung besteht dabei aus einer angetriebenen Fräs¬ einrichtung mit mindestens einem Fräskopf und Mitteln zum Ab- führen der ausgefrästen Erde aus dem Hohlraum und zum Abstüt¬ zen der Hohlraumwände.
Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Tiefgründungen bekannt, bei denen ein Hohlraum in den Boden unter Schutz von Stützflüssigkeit eingebracht wird, wenn notwendig ein Beweh¬ rungskorb in den Hohlraum eingefügt und im Kontraktorverfahren betoniert wird. Es ist auch bekannt, mittels dieser Verfahren Stahlbetonfertigteile in den mit selbsterhärtender Suspension gestützten Hohlraum einzusetzen.
Diese Verfahren sind nicht nur zeitaufwendig, die Verwendung von Stützflüssigkeit erfordert auch eine ganz besondere Sorg¬ falt, da insbesondere folgende Anforderungen erfüllt werden müssen:
Die Stützflüssigkeit muß eine solche Dichte aufweisen, daß die Standsicherheit der Hohlraumwände gewährleistet ist. Die Stabilität der Stützflüssigkeit muß über einen be¬ stimmten Zeitraum hinweg gesichert sein, damit keine Ab- minderung der Dichte innerhalb der notwendigen Standzeiten im Bauablauf eintritt.
Die Stützflüssigkeit muß eine solche Konsistenz besitzen, daß sie durch den eingebrachten Beton vollständig ver- drängt wird .
Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung verrohrter Bohr¬ pfähle bekannt, wobei ein Bohrrohr in den Boden eingebracht und das Erdreich aus dem Bohrloch gleichzeitig ausgeräumt wird. Nach dem Betonieren wird das Bohrrohr aus dem Boden gezogen. Das Stahlrohr kann auch im Boden verbleiben, wenn es beispielsweise für die Herstellung einer Gründung im Flu߬ bereich, verwendet werden soll.
Aufgrund der Anzahl unterschiedlicher Arbeitsgänge, die teil¬ weise mit verschiedenen Vorrichtungen ausgeführt werden, muß bei diesen Verfahren ebenfalls ein großer Zeitaufwand in Kauf genommen werden. Es besteht auch die Gefahr, daß dem umgeben- den Erdbereich unterhalb des Wasserspiegels Feinteile entzogen werden, was sich nachteilig auf benachbarte Bauwerke auswirken kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vor- richtung und ein zugehöriges Verfahren zur Herstellung von Tiefgründungen zu entwickeln, mit der beziehungsweise mit dem jede mögliche Ausführung einer Tiefgründung auf technologisch einfache Art und Weise und mit minimalem Zeitaufwand herstell¬ bar ist und ein Vermischen von Erde und Beton weitestgehend unterbunden wird. Insbesondere soll das Abstützen der Hohl¬ raumwände kostengünstig und dennoch mit größtmöglicher Si¬ cherheit erfolgen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe vorrichtungsmäßig dadurch ge- löst, daß an der Vorrichtung ein Trennelement so angeordnet ist und daß am Trennelement und/oder der Vorrichtung weitere Einrichtungen derart ausgebildet oder angeordnet sind, daß die Vorrichtung sowohl zum Ausfräsen des Hohlraumes als auch zum nachfolgenden Verfüllen des im Boden verbleibenden Betonkör- pers eingesetzt werden kann und daß als Mittel für die Abstüt¬ zung des Hohlraumes ausgefräste Erde vermischt mit Wasser ver¬ wendet wird. 3
Die erfindungsgemäße Vorrichtung nutzt bereits vorhandene Stützflüssigkeit, nämlich Erdschlamm, zur Abstützung der Hohl¬ raumwände, so daß ein zusätzliches Einbringen anderer Stütz¬ flüssigkeiten entfällt. Des weiteren dient die Vorrichtung nicht nur dem Ausfräsen des Hohlraumes, sondern mit der glei¬ chen Vorrichtung kann auch das Abstützen der Hohlraumwände während des Fräsvorganges und während des nachfolgenden Beto¬ niervorganges realisiert werden. Ebenso kann mit der gleichen Vorrichtung das Verfüllen des Hohlraumes mit Beton unter Ge- währleistung der geforderten Qualität erfolgen.
Nach einer vorzugsweisen Ausführung der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung ist das Trennelement unmittelbar oberhalb des oder der Fräsköpfe der Fräseinrichtung angeordnet und weist einen solchen Querschnitt auf, daß er den Gesamtquerschnitt des oder der Fräsköpfe überragt. Das Trennelement ist dabei kasten- oder Zylinderförmig ausgebildet und weist wenigstens eine untere Trennscheibe auf, in der mit gesteuerten Sperrelementen ausgestattete Öffnungen angeordnet sind, die sowohl der Zu- führung als auch der .Abführung von Material in den oder aus dem Raum unterhalb des Trennelementes dienen. An der Fräsein¬ richtung und/oder dem Trennelement sind außerdem weitere Ein¬ richtungen angeordnet, die dem Transport der zu- bzw. abzufüh¬ renden Materialien dienen.
Die Anordnung und konstruktive Ausbildung des Trennelementes sichert, daß zunächst eine ordnungsgemäße Abstützung der Hohl¬ raumwände erfolgt und gleichzeitig Erdschlamm und Beton ohne Vermischen voneinander getrennt werden.
Zur Realisierung der einzelnen möglichen Verfahrensschritte ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Trennelement eine Betonöffnung, an die eine Betonpumpe angeschlossen ist, eine Wasseröffnung, die mit einer Wasserpumpe verbunden ist, eine Schlammöffnung zur Abführung des Erdschlammes aus dem Fräsbe¬ reich in den Bereich oberhalb des Trennelementes und zusätz¬ lich eine Spülöffnung zum Ausspülen des Restschlammes nach Erreichen der Endtiefe der Vorrichtung aufweist. Da alle Öffnungen über Steuereinrichtungen wechselseitig oder gleichzeitig geöffnet oder geschlossen werden können, lassen sich mittels dieser Anordnung unterschiedliche Verfahrens¬ schritte während der Herstellung der Tiefgründung realisieren. Dabei sind folgende Zustände einstellbar:
Zustand 1:
Betonöffnung und Spülöffnung sind gesperrt, Wasseröff¬ nung und Schlammöffnung sind freigegeben. Zustand 2:
Wasseröffnung, Schlammöffnung und Spülöffnung sind gesperrt, nur die Betonöffnung ist freigegeben.
Zustand 3:
Wasseröffnung und Spülöffnung sind gesperrt, Betonöff- nung und Schlammöffnung sind freigegeben.
Zustand 4:
Betonöffnung und Schlammöffnung sind gesperrt, Wasser¬ öffnung und Spülöffnung sind freigegeben.
Zustand 5: Wasseröffnung und Schlammöffnung sind gesperrt, Beton¬ öffnung und Spülöffnung sind freigegeben.
Mit der Einstellung des jeweiligen Zustandes läßt sich der gesamte erfindungsgemäße Verfahrensablauf realisieren.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausführung kann die Vorrich¬ tung mittels seitlich zwischen den Hohlraumwänden verspannter Sicherungselemente gegen vertikales Verschieben gesichert wer¬ den.
Damit kann sowohl die Endtiefe der Gründung fixiert werden, als auch, wenn notwendig, während der Betonierphase ein verti¬ kales Verschieben der Vorrichtung aus dem Hohlraum unterbro¬ chen oder verhindert werden.
Insbesondere während der Rückführphase der Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn zum Abführen des überflüssigen Schlammes aus dem Bereich oberhalb des Trennelementes eine zusätzlich an- 5 geordnete Einrichtung vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, daß die Seitenwände des Trennelementes eine solche Form aufweisen und so ausgebildet sind, daß der Querschnitt des Hohlraumes dem äußeren Umfang des Trennelementes entspricht.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des Trennelementes überragen dessen Seitenwände die untere Trennscheibe und sind in diesem Bereich unterhalb der Trennscheibe scharfkantig nach innen abgeschrägt ausgebildet. Damit wird erreicht, daß auch die Erde innerhalb des Trennelementenquerschnittes , die von den Fräsköpfen infolge ihres geringeren Gesamtquerschnittes nicht erreicht wird, abgeschert wird und daß der Hohlraum fast exakt den Querschnitt des Trennelementes aufweist. So wird verhindert, daß insbesondere während der Rückführphase ein Vermischen von Beton und Erdschlamm stattfinden kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung wird verfahrensseitig dadurch gelöst, daß zunächst Erde aufgefräst und mit Wasser, daß durch die freigegebene Wasseröffnung in den Bereich un¬ terhalb des Trennelementes gepumpt wird, vermischt wird, daß die Vorrichtung kontinuierlich in den Boden versenkt wird und dabei gleichzeitig den sich bildenden Schlamm durch die frei- gegebene Schlammöffnung in den Raum oberhalb des Trennelemen¬ tes verdrängt und den Hohlraum ausfüllt, daß nach Erreichen der Endtiefe Schlamm- und Wasseröffnung ge¬ sperrt werden und Beton durch die gleichzeitig freigegebene Betonöffnung in den Raum unterhalb des Trennelementes gepumpt wird, daß der eingepumpte Beton die Vorrichtung kontinuierlich nach oben bewegt und dabei den Hohlraum unterhalb des Trennele¬ mentes vollständig ausfüllt.
Der erfindungsgemäße Verfahrensablauf besteht hauptsächlich aus zwei Phasen:
In der ersten Phase wird der Zustand 1 eingestellt, mit Hilfe der Fräsvorrichtung Erde gelöst und Wasser (und gegebenenfalls Spülluft), daß durch die Wasseröffnung in den Raum unterhalb des Trennelementes geführt wird, beigemischt. Durch das Eigen¬ gewicht der Vorrichtung beziehungsweise durch Rütteln wird die Vorrichtung koninuierlich in den Boden versenkt. Der sich unterhalb des Trennelementes bildende Schlamm wird infolge der freigegebenen Schlammöffnung durch diese in den Raum oberhalb des Trennelementes verdrängt. Dieser verdrängte Schlamm wird, wie schon beschrieben, zur Stützung der Erdwände des Hohlrau- mes genutzt.
Ist die gewünschte Endtiefe erreicht, kann die zweite Phase eingeleitet werden. In dieser zweiten Phase wird die Vorrich¬ tung von Zustand 1 auf Zustand 2 umgestellt, so daß nun durch die freigegebene Betonöffnung Beton in den Raum unterhalb des Trennelementes gepreßt wird. Infolge des Betondruckes wird die Vorrichtung aus dem Hohlraum nach oben gedrückt und der Hohl¬ raum wird mit Beton ausgefüllt.
Eine vorteilhafte Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß eine zusätzliche Verpressung des Betons, insbe¬ sondere im Bereich des Fußes des Betonkörpers, während der Betonier- und Rückführphase der Vorrichtung dadurch erfolgt, daß seitlich Sicherungselemente die Vorrichtung gegen vertika- les Verschieben sichern.
In der Betonierphase (das heißt in der 2. Phase) wird eine noch höherer Betondruck erreicht, indem mit Hilfe von Siche¬ rungselementen, bestehend aus Druckplatten, die durch Arbeits- zylinder gegen die seitlichen Hohlraumwände gedrückt werden, die Vorrichtung im Hohlraum verspannt wird. Mittels hydrau¬ lischer Verpressung des Betons im Rohr kann danach Beton mit höherem Druck in den Raum unterhalb des Trennelementes einge¬ preßt werden. So läßt sich der Fuß des Betonkörpers im Boden schon während der Herstellungsphase der Tiefgründung verpres- sen.
Am Anfang des Betoniervorganges, daß heißt, am Anfang der 2. Phase, entsteht eine Mischung aus Beton und dem sich noch unterhalb des Trennelementes befindlichen Schlamm infolge der Umstellung von Zustand 1 auf Zustand 2. Dieser Mangel an Be¬ tonqualität am Anfang des Betoniervorganges wird durch die dichte Verpressung des Fußes des Betonkörpers behoben. Es ist auch möglich, das Trennelement mit weiteren Öffnungen zu ver¬ sehen, um gezielt Zementflüssigkeit in den Raum unterhalb des Trennelementes zuzuführen. Auch dadurch kann die durch Ver¬ unreinigung verminderte Betonqualität verbessert werden.
Verfahrensgemäß ist des weiteren vorgesehen, daß unmittelbar vor dem Einbringen des Betons in den Raum unterhalb des Trenn¬ elementes Restschlamm dadurch beseitigt wird, daß bei gesperr¬ ter Wasser- und Spülöffnung und kurzzeitig freigegebener Schlammöffnung Beton durch die geöffnete Betonöffnung in den Raum unterhalb des Trennelementes gepumpt wird, der den Schlamm infolge seiner höheren Dichte zumindest teilweise durch die freigegebene Schlammöffnung verdrängt.
Dieser Verfahrensschritt, der je nach Bedarf und örtlicher Gegebenheit unabhängig von anderen Verfahrensschritten durch¬ geführt werden kann, dient ebenfalls der Erhöhung der Beton¬ qualität. Dazu wird die Vorrichtung von Zustand 1 auf Zustand 3 eingestellt, daß heißt, Beton wird durch die Betonöffnung in den Raum unterhalb des Trennelementes geleitet, der infolge seiner höheren Dichte den Schlamm durch die Schlammöffnung zumindest teilweise verdrängt. Wenn der Raum unterhalb des Trennelementes völlig mit Beton ausgefüllt ist, wird die Vor¬ richtung von Zustand 3 auf Zustand 2 umgestellt. Es kann, wie beschrieben, die Fußverpressung bei gleichzeitigem Betonieren erfolgen oder aber der eigentliche Betoniervorgang wird einge¬ leitet.
Je nach Notwendigkeit ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, daß unmittelbar vor dem Betoniervorgang in der Endstellung der Vorrichtung Restschlamm dadurch aus dem Raum unterhalb des Trennelementes entfernt werden kann, daß die Betonöffnung und die Schlammöffnung gesperrt werden, daß Wasser durch die Was- seröffnung kontinuierlich und so lange zugeführt, Schlamm mit Hilfe der Fräsvorrichtung gerührt und dieser durch die Spül¬ öffnung entfernt wird, bis unterhalb des Trennelementes nur noch schlammfreies Wasser vorhanden ist.
Dieser zweite unabhängige Verfahrensschritt kann nach der ersten Phase dadurch erfolgen, daß die Vorrichtung von Zu¬ stand 1 auf Zustand 4 umgestellt wird, daß heißt, es wird nunmehr Wasser durch die Wasseröffnung zugeführt, der Schlamm unterhalb des Trennelementes, der durch die noch arbeitende Fräsvorrichtung gebildet wird, wird durch die Spülöffnung solange abgepumpt, bis im Hohlraum unterhalb des Trennelemen¬ tes nur noch schlammfreies Wasser vorhanden ist. Danach wird die Vorrichtung von Zustand 4 auf Zustand 5 umgestellt, daß heißt, durch die Betonöffnung wird Beton solange zugeführt, bis das Wasser völlig durch die freigegebene Spülöffnung aus dem Hohlraum unterhalb des Trennelementes verdrängt oder abge¬ pumpt ist. Danach kann die Vorrichtung von Zustand 5 auf Zu¬ stand 2 umgestellt werden und, wie beschrieben, die Fußver- pressung oder das gleichzeitige Betonieren erfolgen.
Da das Absenken der Vorrichtung (gegebenenfalls mittels elek¬ tronischer Steuerung) , das Entfernen oder eventuelle Spülen des Schlammes vor dem Betonieren, die Fußverpressung und der Betoniervorgang an sich auf diese Weise sehr zügig vorankom¬ men, reduziert sich der Zeit-, Material- und Arbeitsaufwand erheblich. Die geringe Schlammenge - wenn überhaupt vorhanden - die mit Beton in Berührung kommt, ist gut kon¬ trollier- und ausgleichbar.
Die Fußverpressung, mit der eine setzungsarme Gründung und eine höhere Tragfähigkeit erreicht wird, muß nicht nachträg¬ lich durchgeführt werden, so wie es bei herkömmlichen Verfah¬ ren der Fall ist. Da der Schlamm eine im Vergleich mit einer normalerweise verwendeten Stützflüssigkeit größere Dichte besitzt und dadurch einen größeren Druck ausüben kann, ist in keinem Zeitpunkt der Herstellung der Tiefgründung die Stabili¬ tät der Erdwände des Hohlraumes gefährdet. Dadurch erhöht sich 9 die Zuverlässigkeit bei der Herstellung der Tiefgründung.
Erfindungsgemäß von Vorteil ist es, wenn während und zur Unterstützung der Spülphase die Vorrichtung gegen vertikales Verschieben gesichert ist. Damit wird ein unbeabsichtigtes Tieferfräsen unterbunden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß Stahlbetonfertigteile dadurch in den ausgefrästen Hohlraum, dessen unterer Teil mit Beton und dessen oberes Ende mit Erdschlamm ausgefüllt ist, eingebracht werden können, daß die Stahlbetonteile einen gegenüber dem ausgefrästen Hohlraum unterschiedlichen Quer¬ schnitt aufweisen, so daß beim Einsenken der Stahlbetonteile in den Hohlraum Öffnungen gebildet werden, durch die sowohl Schlamm als auch Beton verdrängt wird und daß danach gegebe¬ nenfalls ein Auffüllen der Öffnungen mit Beton erfolgen kann.
Auch bei Einsatz von Stahlbetonfertigteilen zur Herstellung von Tiefgründungen erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren als vorteilhaft, da die Herstellung der Tiefgründung ohne zusätzlichen Aufwand, wie zum Beispiel verbleibende Stahlrohre im Untergrund, ausgeführt werden kann. Dabei wird der Hohlraum nicht vollständig, sondern nur teilweise mit Beton ausgefüllt. Der obere Teil des Hohlraumes bleibt weiter mit Schlamm ge¬ stützt. In diesen Hohlraum werden Stahlbetonfertigteile, deren Querschnitt gegenüber dem Hohlraumquerschnitt eine unter¬ schiedliche Form aufweist, versenkt. Beim Versenkvorgang wird zuerst der Schlamm durch die durch unterschiedliche Formgebung gebildeten Öffnungen verdrängt, und Beton in die Öffnungen gedrückt. Wenn notwendig, können danach die Öffnungen voll¬ ständig mit Beton verfüllt werden.
Eine vorzugsweise Ausführungsform, die die Vorrichtung und das Verfahren gleichermaßen betrifft, sieht vor, daß statt Beton auch andere erhärtbare Baustoffe eingesetzt werden können. Damit soll unterstrichen werden, daß die Erfindung auch bei Einsatz anderer Baustoffe anwendbar ist. Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie- len näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine prinzipielle Schnittdarstellung der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Pfahlgrün¬ dung,
Fig. 2 die Vorichtung nach Figur 1 gemäß Schnitt B/B,
Fig. 3 die Vorrichtung nach Figur 1 gemäß Schnitt C/C,
Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Schnitt D/D nach Figur 2,
Fig. 5 eine Prinzipskizze, die den Absenkvorgang der Vor¬ richtung in den Boden veranschaulicht,
Fig. 6 eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung der Vorrich¬ tung mit eingestellten Zustand 4,
Fig. 7 eine Prinzipskizze zur Darstellung der Vorrichtung mit eingestelltem Zustand 2, einschließlich Verpressung des Fußes des Betonkörpers,
Fig. 8 eine Prinzipskizze, die den eigentlichen Betonier¬ vorgang zeigt,
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Schlitzwand in Schnittdarstellung,
Fig.10 einen Horizontalschnitt nach Figur 9,
Fig.11 eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung einer fertig- gestellten Schlitzwand,
Fig.12 eine prinzipielle Darstellung zur Veranschaulichung der Öffnung zwischen Stahlbetonteil und Bohrloch, Fig.13 ein Querschnitt durch eine Tiefgründung nach dem Ein¬ setzen eines Stahlbetonteiles,
Fig.14 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Tiefgründung vor Einsetzen eines Stahlbetonteils und
Fig.15 die Tiefgründung mit eingesetztem Stahlbetonteil als Schnittdarstellung.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die für die Herstellung von Pfahlgründungen vorgesehen ist, näher dargestellt. Sie besteht aus einem Rahmen 1, der aus Stahlhohlprofil hergestellt ist, in dem alle notwendigen Zu- und Ableitungsrohre angeordnet sind und an dessen unterem Ende ein Trennelement 2 und eine Fräseinrichtung 3 mit darin an¬ geordneten Fräsköpfen 4 befestigt sind. Das Trennelement 2 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und besteht aus einem zylindrischen Teil 5 und der eigentlichen Tennscheibe 6, die in das untere Ende des zylindrischen Teils 5 eingesetzt ist. Dabei überragen die Seitenwände des zylindrischen Teils 5 die Trennscheibe 6 und sind in diesem Teil scharf nach innen abgeschrägt ausgebildet. Damit übernimmt das Trennelement 2 zusätzlich die Funktion des Ablösens von Erde bei Eindringen der Vorrichtung in den Boden. Die Fräseinrichtung 3 wird mit- tels eines Hydraulikmotors 7 angetrieben.
Die Trennscheibe 6 des Trennelementes 2 ist mit vier Öffnungen ausgestattet, eine Betonöffnung 8, eine Wasseröffnung 9, eine Schlammöffnung 10 und eine Spülöffnung 11. Die Betonöffnung 8 ist über ein Betonrohr 12 mit einer Betonpumpe (in der Zeich¬ nung nicht dargestellt) verbunden und die Wasseröffnung 9 ist über ein Wasserrohr 13 an eine Wasserpumpe, die in der Zeich¬ nung ebenfalls nicht dargestellt ist, angeschlossen. Durch die Betonöffnung 8 wird Beton 14 in den Raum unterhalb des Trenn- elementes 2 gepumpt. Die Wasseröffnung 9 wird dann benötigt, wenn Schlamm 15 gebildet beziehungsweise wenn der Schlamm aus dem Hohlraum unterhalb des Trennelementes 2 ausgespült werden soll. Die Schlammöffnung 10 dient dazu, den Schlamm 15 aus dem Raum unterhalb des Trennelementes 2 in den darüberliegenden Hohlraum zu befördern, um dort die Hohlraumwände abzustützen. Die Spülöffnung 11 hat die Aufgabe, den sich unterhalb des Trennelementes 2 befindlichen Schlamm 15 erforderlichenfalls unmittelbar vor dem Betoniervorgang aus dem Hohlraum zu spü¬ len. Die Arbeitsweise der Spülöffnung 11 wird anhand Figur 4 besonders deutlich.
Die Betonöffnung 8 weist ein Sperrelement auf, das aus einem Kolben 16, der in einem Rohr 17 angeordnet ist und durch einen Hydraulikzylinder 18 gesteuert wird, besteht. Die übrigen Öffnungen 9, 10, 11 sind ebenfalls mit Sperrelementen ausgerü¬ stet, die jeweils aus einem Drehschieber 19 bestehen, der von einem Hydraulikmotor, in der Zeichnung nicht gezeigt, gesteu- ert werden.
Die Führungselemente für die Halterung und Sicherung gegen vertikales Verschieben der Vorrichtung im Hohlraum besteht aus Druckplatten 20, die jeweils mit einem Arbeitszylinder 21 und einem Druckstab 22 zusammenwirken und je nach Bedarf die Vor¬ richtung in seiner vertikalen Lage festhalten. Die Sicherungs¬ elemente sind am Rahmen 1 der Vorrichtung befestigt.
In den Figuren 5 bis 8 sind verschiedene Herstellungsphasen einer Pfahlgründung gezeigt. Figur 5 verdeutlicht dabei den Zustand 1, das heißt, die Herstellung des Hohlraumes bezie¬ hungsweise das Versenken der Vorrichtung im Boden. Der gesamte Vorgang läuft wie vorbeschrieben ab. Der überschüssige Schlamm 15 der im Hohlraum über dem Trennelement 2 nicht benö- tigt wird, wird mittels einer zusätzlich angeordneten Ein¬ richtung 23 abgepumpt.
Nach Figur 6 ist die gewünschte Endtiefe erreicht, die Vor¬ richtung ist auf den Zustand 4 eingestellt. Das Spülen des Schlammes 15 im Hohlraum unterhalb des Trennelementes 2 er¬ folgt dadurch, daß Wasser durch die Wasseröffnung 9 kontinu¬ ierlich zugeführt, mittels des Fräskopfes 4 Schlamm 15 gerührt und mit Hilfe der Spülpumpe 24 durch das Spülrohr 25 entfernt wird, bis nur noch schlammfreies Wasser 26 unterhalb des Trennelementes 2 vorhanden ist. Danach wird die Vorrichtung auf Zustand 5 eingestellt und das schlammfreie Wasser 26 durch Zuführung von Beton 14 verdrängt.
Figur 7 veranschaulicht eine Pfahl-Fuß-Verpressung. Die Vor¬ richtung befindet sich im Zustand 2 und ist im Hohlraum gegen vertikales Verschieben gesichert. Mit dem Kolben 16 wird der im Rohr 17 befindliche Beton 14 zusammengepreßt und in den breits mit Beton 14 gefüllten Raum unterhalb des Trennelemen¬ tes 2 gedrückt. Damit erfolgt ein Verdichten der gesamten Betonmasse 14, die sich im Fußbereich der Pfahlgründung befin¬ det.
Figur 8 zeigt die zweite Phase der Herstellung der Tiefgrün¬ dung, das heißt, den eigentlichen Betoniervorgang. Nach er¬ folgter Betonierung kann, soweit erforderlich, ein Bewehrungs¬ korb, der in der Zeichnung nicht gezeigt ist, in den noch nicht ausgehärteten Beton 14 eingerüttelt werden.
Die Figuren 9 bis 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die für die Herstellung einer Schlitzwand vorgesehen ist. Die Vorrichtung weist in ihren wesentlichen Teilen den gleichen Aufbau wie die Vor- richtung zur Herstellung einer Pfahlgründung auf. Unterschiede bestehen in der Ausbildung des Trennelementes 27 und der Fräs¬ vorrichtung 3. Das Trennelement 27 besteht hiernach aus einem kastenförmigen Teil 28, in das, wie im ersten Ausführungsbei- spiel angeführt, die Trennscheibe 29 eingesetzt ist. Die ka- stenförmige Ausbildung des Trennelementes 27 bestimmt Größe und Form des einzubringenden Hohlraumes. Ansonsten entspricht der Aufbau und die Funktionsweise des Trennelementes 27 der beziehungsweise dem des Trennelementes 2. In Figur 11 ist die Form der Schlitzwand gezeigt.
Zur Erzielung eines rechteckförmigen Hohlraumes, ist die Fräs¬ vorrichtung 3 mit mehreren stufenweise angeordneten Fräsköpfen 4 ausgestattet, wie insbesondere in Figur 10 dargestellt ist. Der Übersichtlichkeit halber wurde in Figur 9 darauf verzich¬ tet, die Sicherungselemente gegen vertikales Verschieben und die Spülöffnung 11 darzustellen.
Der Verfahrensablauf erfolgt analog dem des ersten Ausfüh- rungsbeispieles und bedarf daher keiner näheren Erläuterung.
Schließlich zeigen die Figuren 12 bis 14 ein weiteres Einsatz¬ gebiet für die erfindungsgemäße Vorrichtung und das dazugehö- rige Verfahren. Die Prinzipskizzen zeigen die Herstellung einer Gründung eines Brückenpfeilers im Flußbereich. Aus den Figuren 12 und 13 ist ersichtlich, daß der in den Boden ein¬ zubringende Hohlraum eine gegenüber dem Querschnitt des Stahl¬ betonfertigteils 30 andere Querschnittsform aufweist. Mit dem Einbringen eines im wesentlichen quadratischen Stahlbeton¬ fertigteils 30 in den runden mit Beton 14 beziehungsweise Schlamm 15 gefüllten Hohlraum wird erreicht, daß genügend große Öffnungen 31 vorhanden sind, durch die der Schlamm 15 entweichen kann. Die Figuren 14 und 15 veranschaulichen das Einbringen eines Stahlbetonfertigteils 30 in den vorbereiteten Hohlraum. In Figur 15 ist dargestellt, daß sowohl Schlamm 15 als auch Beton 14, im nicht ausgehärteten Zustand, durch die Öffnungen 31 verdrängt wird. Zusätzlich kann vorgesehen wer¬ den, daß nach Entfernen des Restschlammes 15 aus den Öffnungen 31 diese mit Beton 14 verfüllt werden. Der weitere Verfahrens¬ ablauf geschieht wie vorbeschrieben. Aufbau und Funktionsweise der Vorrichtung entspricht dem beziehungsweise der nach den Figuren 1 bis 4.
Bezuαszeichenliste
1 Rahmen
2 Trennelement 3 Fräseinrichtung
4 Fräsköpfe
5 zylindrischer Teil
6 Trennscheibe
7 Hydraulikmotor 8 Betonöffnung
9 Wasseröffnung
10 Schlammöffnung
11 Spülöffnung
12 Betonrohr 13 Wasserrohr
14 Beton
15 Schlamm
16 Kolben
17 Rohr 18 Hydraulikzylinder
19 Drehschieber
20 Druckplatte
21 Arbeitszylinder
22 Druckstab 23 Einrichtung zur Schlammentfernung
24 Spülpumpe
25 Spülrohr
26 schlammfreies Wasser Trennelement kastenförmiger Teil Trennscheibe Stahlbetonfertigteil Öffnung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Herstellung von Tiefgründungen, wie Pfahl¬ gründungen oder Schlitzwände und Gründungen unter Verwen¬ dung von Fertigteilen, bestehend aus einer angetriebenen Fräsvorrichtung mit mindestens einem Fräskopf und Mitteln zum Abführen der ausgefrästen Erde aus dem Hohlraum und zum Abstützen der Hohlraumwände, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß an der Vorrichtung ein Trennelement (2; 27) so angeordnet ist und daß am Trenn¬ element (2, 27) und/oder der Vorrichtung weitere Einrich- tungen derart ausgebildet oder angeordnet sind, daß die Vorrichtung sowohl zum Ausfräsen des Hohlraumes als auch zum nachfolgenden Verfüllen des im Boden verbleibenden Betonkörpers (14) eingesetzt und daß als Mittel für die Abstützung des Hohlraumes der ausgefräste Erdschlamm (15) verwendet werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß das Trennelement (2, 27) unmittelbar oberhalb des oder der Fräsköpfe (4) der Fräsein- richtung (3) angeordnet ist und einen solchen Querschnitt aufweist, daß er den Gesamtquerschnitt des oder der Fräs¬ köpfe (4) überragt, daß das Trennelement (2, 27) kästen- oder zylinderförmig ausgebildet ist und wenigstens eine untere Trennscheibe (6, 29) aufweist, in der mit gesteuerten Sperrelementen ausgestattete Öffnungen (8, 9, 10, 31) angeordnet sind, die sowohl der Zuführung als auch der Abführung von Material in den oder aus dem Raum unterhalb des Trenn- elementes (2, 27) dienen und daß am Rahmen ( 1) der Vorrichtung und/oder dem Trennele¬ ment (2, 27) weitere Einrichtungen angeordnet sind, die dem Transport der zu- bzw. abzuführenden Materialien die- nen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das Trennelement (2, 27) eine Betonöffnung (8), an die eine Betonpumpe angeschlos- sen ist, eine Wasseröffnung (9), die mit einer Wasserpumpe verbunden ist, eine Schlammöffnung (10) zur Abführung des Erdschlammes (15) aus dem Fräsbereich in den Bereich ober¬ halb des Trennelementes (2, 27) und zusätzlich eine Spül¬ öffnung (11) zum Ausspülen des Restschlammes (15) nach Erreichen der Endtiefe der Vorrichtung, aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und
3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorrichtung mittels seitlich zwischen den Hohlraumwänden verspannten Sicherungselementen (20, 21, 22) gegen verti¬ kales Verschieben gesichert werden kann.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis
4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Abführen des überflüssigen Schlammes (15) aus dem Bereich oberhalb des Trennelement (2, 27) eine zusätzlich angeord¬ nete Einrichtung (23) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Seitenwände des Trennelementes (2, 27) eine solche Form aufweisen und so ausgebildet sind, daß der Querschnitt des Hohlraumes dem äußeren Umfang des Trennelementes (2, 27) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Seitenwände des Trennelementes (2, 27) die untere Trennscheibe (6, 29) überragen und im Bereich unterhalb der Trennscheibe (6, 29) scharfkantig nach innen abgeschrägt ausgebildet sind.
9. Verfahren zur Herstellung von Tiefgründungen unter Verwen- düng der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zunächst Erde aufgefräst und mit Wasser, daß durch die freigegebene Wasseröff¬ nung (9) in den Bereich unterhalb des Trennelementes (2, 27) gepumpt wird, vermischt wird, daß die Vorrichtung kontinuierlich in den Boden versenkt wird und dabei gleichzeitig den sich bildenden Schlamm (15) durch die freigegebene Schlammöffnung (10) in den Raum oberhalb des Trennelementes (2, 27) verdrängt und den Hohlraum aus¬ füllt, daß nach Erreichen der Endtiefe Schlamm- (10) und Wasser¬ öffnung (9) gesperrt werden und Beton durch die gleich¬ zeitig freigegebene Betonöffnung (8) in den Raum unterhalb des Trennelementes (2, 27) gepumpt wird, daß der eingepumpte Beton (14) die Vorrichtung kontinuier- lieh nach oben bewegt und dabei den Hohlraum unterhalb des Trennelementes (2, 27) vollständig ausfüllt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , daß eine zusätzliche Verpressung des
Betons (14), insbesondere im Bereich des Fußes des Beton¬ körpers, während der Betonier- und Rückführphase der Vor¬ richtung dadurch erfolgt, daß seitliche Sicherungselemente (20, 21, 22) die Vorrichtung gegen vertikales Verschieben sichern.
11. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß unmittelbar vor dem Einbringen des Betons (14) in den Raum unterhalb des Trennelementes (2, 27) Restschlamm (15) dadurch beseitigt wird, daß bei gesperrter Wasser- (9) und Spülöffnung (11) und kurzzeitig freigegebener Schlammöffnung (10) Beton (14) durch die geöffnete Betonöffnung (8) in den Raum unterhalb des 20
Trennelementes (2, 27) gepumpt wird, der den Schlamm (15) infolge seiner höheren Dichte zumindest teilweise durch die Schlammöffnung (10) verdrängt.
12. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß unmittelbar vor dem Betoniervorgang in der Endstellung der Vorrichtung Rest¬ schlamm (15) dadurch aus dem Raum unterhalb des Trenn¬ elementes (2, 27) entfernt werden kann, daß die Betonöff- nung (8) und die Schlammöffnung (10) gesperrt werden, daß Wasser durch die Wasseröffnung (9) kontinuierlich und so lange zugeführt, Schlamm (15) mit Hilfe der Fräsköpfe (4) gerührt und dieser durch die Spülöffnung (11) entfernt wird, bis unterhalb des Trennelementes (2, 27) nur noch schlammfreies Wasser (26) vorhanden ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß während und zur Unterstützung der Spülphase die Vorrichtung gegen vertikales Verschieben gesichert ist.
14. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß Stahlbetonfertigteile (30) dadurch in den ausgefrästen Hohlraum, dessen unterer Teil mit Beton (14) und dessen oberes Ende mit Erdschlamm (15) aus¬ gefüllt ist, eingebracht werden können, daß die Stahlbe¬ tonteile (30) einen gegenüber dem ausgefrästen Hohlraum unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, so daß beim Ein¬ senken der Stahlbetonteile (30) in den Hohlraum Öffnungen (31) gebildet werden, durch die Schlamm und Beton ver¬ drängt worden und daß danach gegebenenfalls ein Auffüllen der Öffnungen (31) mit Beton (14) erfolgen kann.
15. Vorrichtung und Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß statt
Beton (14) andere erhärtbare Baustoffe einsetzbar sind.
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