EP1672125B1 - Tiefbauvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Gründungselements - Google Patents

Tiefbauvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Gründungselements Download PDF

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EP1672125B1
EP1672125B1 EP04029612A EP04029612A EP1672125B1 EP 1672125 B1 EP1672125 B1 EP 1672125B1 EP 04029612 A EP04029612 A EP 04029612A EP 04029612 A EP04029612 A EP 04029612A EP 1672125 B1 EP1672125 B1 EP 1672125B1
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EP
European Patent Office
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injection
filling material
shaft
foundation
nozzle
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EP04029612A
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Inventor
Franz-Werner Dipl.-Ing. Gerressen
Georg Hofner
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Priority to DE502004007406T priority patent/DE502004007406D1/de
Priority to JP2005353048A priority patent/JP3980612B2/ja
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/22—Placing by screwing down
    • 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
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/36—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making without use of mouldpipes or other moulds
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/24—Placing by using fluid jets
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/26—Placing by using several means simultaneously

Definitions

  • the invention relates to a civil engineering device for producing a foundation element according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for producing a foundation element in the ground according to the preamble of claim 6.
  • a drill head which has a conical body with laterally extending screw cutting and below two tips.
  • Another civil engineering device and a civil engineering process are from the EP 0 732 452 B1 known.
  • To stabilize cohesive soils with insufficient carrying capacity is taught to produce a pillar in the soil to produce columnar cavities under displacement of the surrounding soil material, wherein at the same time as the injection of bulk material is introduced into the resulting cavity.
  • the introduction of the bulk material in the cavity is supported by means of a screw conveyor.
  • a good filling of the cavity can be achieved with the bulk material, which is essential for a compact and therefore stable foundation column.
  • Another generic device and a generic method are from the DE-U 75 17 180.1 known. In contrast to the method described above, a drill pipe is pressed into the ground simultaneously with the punch or the displacer head.
  • Such foundation columns are used essentially when the foundation on soft soil layers is not possible and the loads are to be transferred to deeper, sustainable soil layers. In such soils, drilling methods can not or can not be used economically. Furthermore, such foundation columns are used to increase the storage density of a loosely stored soil.
  • the invention has for its object to provide a civil engineering device and a method for producing a foundation element, with which in a simple and reliable manner at the same time stable foundation elements can be generated in the ground.
  • the displacer head has at least one injection device for introducing an injection material, in particular a liquid, into the region of the foundation element.
  • an injection material which may be a specific chemical substance, in particular water
  • a desired hardening of the filling material can also be achieved in the inner region of the foundation column.
  • the displacer head has at least one material passage opening, in which the product to be conveyed from above can reach downwards so as to reliably fill the free space forming during the retraction of the displacer head as the core region of the foundation column.
  • This core area which is particularly important for the stability of the foundation element, can thus be adjusted in a targeted and reliable manner in terms of its strength behavior.
  • a development of the invention consists in that the shaft and the displacement head have an inner feed channel which is connected to the injection device.
  • the shaft can be designed as a hollow shaft, a so-called core tube, through which liquid can be passed under pressure up to the displacer head.
  • further injection devices may also be present along the shaft, so that targeted pre-moistening of the filling material can take place via this.
  • the injection device has at least one nozzle channel whose nozzle opening can be closed by means of a closing device.
  • a closing device By the closing device can be prevented that the supplied under pressure filling material can penetrate from the outside into the nozzle device.
  • different types of adjustable valves can be used as closing device.
  • a particularly reliable and durable closing device is achieved according to the invention in that the closing device has an inner sealing element and an outer cover element.
  • the cover element serves as a protection of the sensitive sealing element against relatively sharp-edged soil material or filling material. This allows the use of simple and thus cost-effective sealing elements, which ensure a reliable closure of the nozzle channel.
  • a particularly good injection is inventively achieved in that the injection device has a plurality of nozzle channels whose nozzle openings are arranged annularly to each other, and that the closing means comprises a sealing ring which covers a plurality of nozzle openings.
  • the sealing ring which may be an O-ring in particular, is a particularly simple and thus cost-effective sealing element.
  • the radial nozzle channels open into an annular groove along the substantially circular shaft of the displacer head, wherein in the annular groove of the sealing ring is inserted so that it closes the respective nozzle openings tight.
  • the sealing ring is dimensioned such that it releases the nozzle openings by elastic stretching only above a certain pressure, for example 1 bar overpressure.
  • This blocking pressure of the sealing ring is designed so that in particular the hollow shaft with a filled injection material can be transported hanging on a crane without the injection material exiting from the nozzle openings. In operation, this barrier pressure can then be exceeded by a corresponding increase in pressure by means of a pump, so that the injection material emerges in the desired manner from the nozzle openings.
  • a Drgutzu Entry is arranged with a product container through which the shaft protrudes and that the conveyor coil is designed so that when rotating drive filling material for forming the foundation element from the product container is conveyed into the ground.
  • a receiving container is provided for the injection material, which is connected via the feed channel with the at least one nozzle channel.
  • This receptacle which is in particular a water tank, ensures a sufficient water supply.
  • the liquid can be passed at the desired pressure to the nozzle openings.
  • the pump device can be controlled to a defined supply of the liquid, in particular depending on the supplied material Gugutmaterial and the respective drilling depth.
  • the inventive method is provided that when injecting and / or retracting the shaft via at least one nozzle opening in the displacer injection material is injected into the filling material supplied into the cavity.
  • a targeted adjustment of the properties of the foundation element is inventively achieved in that for injection, the at least one nozzle opening is closed with an elastic sealing element, wherein opening takes place by increasing the pressure of the injection material at the nozzle opening.
  • the barrier pressure of the elastic sealing element can be overcome by a corresponding adjustment of the pump for supplying the injection material.
  • a displacer head 10 has a lower displacement area 11, which can be connected via an upper connection area 12 to a shaft driven in rotation.
  • a tubular core element 14 is provided, which tapers from a cylindrical region over a conical region to the lower tip 15.
  • Verdrängerratln 13 are arranged, which fill when pressed into the ground with the contents and form a compact positive displacement tool.
  • a feed channel 16 extends, which opens in the region of the tip 15 into radially directed nozzle channels 22 of an injection device 20.
  • the drilled cylindrical nozzle channels 22 open with their nozzle openings 23 in an annular groove 27, which is initially conical and then rectangular in cross-section.
  • an O-ring seal made of an elastic material is provided for forming a closing device 24 as a sealing element 25, which is designed such that it lies in the annular groove 27 and reliably closes the nozzle openings 23.
  • annular cover element 26 made of a metal sheet is furthermore provided, which protects the sealing element 25 from damage from the outside.
  • the cover element 26 is arranged in the rectangular region of the annular groove 27 such that a clearance for the passage of liquid is ensured radially outward.
  • the feed channel 16 can be filled with a desired liquid, in particular water.
  • the elastic force of the elastic sealing element 25 is designed so that a discharge of liquid through the nozzle openings 23 is reliably prevented when the supply channel 16 is filled. If the fluid pressure in the supply channel 16 is increased by means of a pumping device, not shown, the sealing element 25 widens and liquid can pass through the nozzle openings 23 emerge radially outward, so as to wet in the desired manner the introduced contents, in particular when retracting the displacer 10 from the ground.
  • Fig. 2 shows the part of a shaft 30 which is like a module to the displacement head 10 according to Fig. 1 be installed then.
  • the shaft 30 has a male connection region 34 and a female connection region 35, the male connection region 34 corresponding to the connection region 12 of the displacement head 10 Fig. 1 equivalent.
  • the shaft 30 has a hollow core tube 31, on the outer circumference of a conveyor coil 32 is arranged. This is used for supplying filling material into the soil from a Gregutzu Installation, not shown, as is known from the prior art.
  • the shaft 30 has along its length one or more annular nozzle elements 38, with which liquid can also be sprayed radially outward already in the shaft region.
  • the injection device can be designed in a corresponding manner, as in connection with the injection device 20 of Fig. 1 has been described.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tiefbauvorrichtung zum Herstellen eines Gründungselements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Gründungselementes im Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
  • In der EP 0 989 241 A1 wird ein Verfahren zum Installieren von Betonpfeilern im Boden beschrieben. Dabei wird ein Loch durch Eintreiben eines Erdverdrängungskopfes erstellt, der an einem Rohrgestänge befestigt ist, das im Außendurchmesser kleiner ist, so dass um das Rohgestänge ein Hohlraum entsteht. Das Rohrgestänge wird aus dem Loch gezogen, wobei die Spitze im Loch verbleibt und im Verdrängerkopf eine Öffnung freigibt. Gleichzeitig wird Beton durch dieses Gestänge über die Verdrängerkopföffnung in das Loch geleitet, um darin den Betonpfeiler zu erstellen. Um Verunreinigungen durch verschmutztes Wasser zu vermeiden, wird flüssiges Material mit einer hohen Viskosität während des Einschraubens durch den Verdrängungskopf eingeleitet und beim Ziehen wieder herausgepumpt.
  • In der JP 01312193 A wird ein Bohrkopf offenbart, der einen kegelförmigen Körper mit seitlich verlaufenden Schraubschneiden und unten zwei Spitzen hat. Im unteren Teil des Körpers befinden sich drei Auslassöffnungen für Zementmilch, die mit Gummiplatten zum Verhindern des Eindringens fremden Materials abdeckbar sind.
  • Eine weitere Tiefbauvorrichtung und ein Tiefbau-Verfahren sind aus der EP 0 732 452 B1 bekannt. Zur Stabilisierung von bindigen Böden mit ungenügender Tragfähigkeit wird gelehrt, zur Herstellung säulenförmiger Hohlräume einen Stempel in den Boden unter Verdrängung des umliegenden Bodenmateriales einzupressen, wobei gleichzeitig mit dem Einpressen Schüttgut in den entstehenden Hohlraum eingebracht wird. Das Einbringen des Schüttgutes in den Hohlraum wird mittels einer Schneckenförderung unterstützt. Mit dieser bekannten Vorrichtung und diesem bekannten Verfahren kann eine gute Füllung des Hohlraumes mit dem Schüttgut erzielt werden, was für eine kompakte und damit stabile Gründungssäule von wesentlicher Bedeutung ist. Durch das Einfüllen des Schüttgutes in den entstehenden Hohlraum bereits beim Einpressvorgang wird eine Abstützung des Hohlraumes schon während der Säulenherstellung und gleichzeitig eine gute Verdichtung des umgebenden Bodenbereiches sowie des Säulenmateriales erreicht.
  • Eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren sind aus der DE-U 75 17 180.1 bekannt. Im Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Verfahren wird gleichzeitig mit dem Stempel oder dem Verdrängerkopf ein Bohrrohr mit in den Boden eingepresst.
  • Derartige Gründungssäulen werden im Wesentlichen dann eingesetzt, wenn die Gründung auf weichen Bodenschichten nicht möglich ist und die Lasten in tiefer liegende, tragfähige Bodenschichten übertragen werden sollen. Bei derartigen Böden können Bohrverfahren nicht oder nicht wirtschaftlich eingesetzt werden. Des Weiteren werden derartige Gründungssäulen dazu benutzt, die Lagerungsdichte eines locker gelagerten Bodens zu erhöhen.
  • Zur Herstellung der Gründungssäule können verschiedenartige schüttfähige Füllgüter verwendet werden, welche insbesondere Kalk, Gips, Zement etc. enthalten können. Derartige eingebrachte Füllgüter reagieren mit der Bodenfeuchtigkeit und führen zu einer gewünschten Erhärtung und damit Verfestigung des Gründungselementes. Um auch eine Erhärtung im Inneren des Gründungselementes zu erreichen, ist es bekannt, in das Innere separat Wasser zuzuführen.
  • In der DE-A 102 19 862 wird hierzu gelehrt, entlang dem Inneren der Gründungssäule ein Einbauelement anzuordnen, über welches dann eine Flüssigkeit zugeführt werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tiefbauvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Gründungselementes anzugeben, mit welchen in einfacher und gleichzeitig zuverlässiger Weise stabile Gründungselemente im Boden erzeugt werden können.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tiefbauvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Tiefbauvorrichtung weist der Verdrängerkopf mindestens eine Einspritzeinrichtung zum Einbringen eines Einspritzgutes, insbesondere einer Flüssigkeit, in den Bereich des Gründungselementes auf.
  • Durch die Erfindung kann gezielt ein Einspritzgut, welches ein bestimmter chemischer Stoff, insbesondere Wasser sein kann, in den Innenbereich einer zu erstellenden Gründungssäule eingebracht werden. Hierdurch kann insbesondere eine gewünschte Aushärtung des Füllgutmateriales auch im inneren Bereich der Gründungssäule erreicht werden. Durch das Einspritzen des Einspritzgutes am Verdrängerkopf wird insbesondere beim Ziehen des Schaftes sichergestellt, dass der innerste Kernbereich der Gründungssäule zuverlässig mit dem Einspritzgut benetzt wird.
  • Verfahrensbedingt weist der Verdrängerkopf mindestens eine Materialdurchgangsöffnung auf, in welcher das von der Förderwendel von oben zugeführte Füllgut nach unten gelangen kann, um so den sich beim Zurückziehen des Verdrängerkopfes bildenden Freiraum zuverlässig als Kernbereich der Gründungssäule zu füllen. Dieser für die Stabilität des Gründungselementes besonders wichtige Kernbereich kann so gezielt und zuverlässig in seinem Festigkeitsverhalten eingestellt werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Schaft und der Verdrängerkopf einen inneren Zuführkanal aufweisen, welcher mit der Einspritzeinrichtung verbunden ist. Der Schaft kann dabei als eine Hohlwelle, ein sogenanntes Seelenrohr, ausgebildet sein, durch welchen von oben Flüssigkeit unter Druck bis zu dem Verdrängerkopf geleitet werden kann. Zusätzlich können auch entlang des Schaftes weitere Einspritzeinrichtungen vorhanden sein, so dass hierüber eine gezielte Vorbefeuchtung des Füllgutes erfolgen kann.
  • Als Einspritzeinrichtung können verschiedenste Arten von Düsen verwendet werden. Die Düsen können zur Schaftlängsachse radial oder in einem spitzen Winkel nach unten oder oben gerichtet sein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einspritzeinrichtung mindestens einen Düsenkanal aufweist, dessen Düsenöffnung mittels einer Schließeinrichtung verschließbar ist. Durch die Schließeinrichtung kann verhindert werden, dass das unter Druck zugeführte Füllgut von außen in die Düseneinrichtung eindringen kann. Als Schließeinrichtung können inbesondere verschiedene Arten von stellbaren Ventilen eingesetzt werden.
  • Eine besonders zuverlässige und langlebige Schließeinrichtung wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass die Schließeinrichtung ein innen liegendes Dichtungselement und ein außen liegendes Deckelement aufweist. Das Deckelement dient dabei als ein Schutz des empfindlichen Dichtungselementes gegen relativ scharfkantiges Bodenmaterial oder Füllgut. Dies erlaubt die Verwendung einfacher und damit kostengünstiger Dichtungselemente, welche einen zuverlässigen Verschluss des Düsenkanales gewährleisten.
  • Ein besonders gutes Einspritzen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Einspritzeinrichtung mehrere Düsenkanäle aufweist, deren Düsenöffnungen zueinander ringförmig angeordnet sind, und dass die Schließeinrichtung einen Dichtungsring aufweist, der mehrere Düsenöffnungen überdeckt. Der Dichtungsring, welcher insbesondere ein O-Ring sein kann, ist ein besonders einfaches und damit kostengünstiges Dichtungselement. Die radialen Düsenkanäle münden in eine Ringnut entlang des im Wesentlichen kreisförmigen Schaftes des Verdrängerkopfes, wobei in die ringförmige Nut der Dichtungsring so einlegbar ist, dass er die jeweiligen Düsenöffnungen dicht verschließt. Der Dichtring ist so dimensioniert, dass dieser erst ab einem bestimmten Druck, beispielsweise 1 bar Überdruck, die Düsenöffnungen durch elastische Dehnung freigibt. Dieser Sperrdruck des Dichtungsringes ist dabei so ausgelegt, dass insbesondere der Hohlschaft mit einem eingefüllten Einspritzgut an einem Kran hängend transportiert werden kann, ohne dass das Einspritzgut aus den Düsenöffnungen austritt. Im Betrieb kann dann durch eine entsprechende Druckerhöhung mittels einer Pumpe dieser Sperrdruck überschritten werden, so dass das Einspritzgut in gewünschter Weise aus den Düsenöffnungen austritt.
  • Bei der Tiefbauvorrichtung ist es erfindungsgemäß, dass oberhalb des Verdrängerkopfes eine Füllgutzuführung mit einem Füllgutbehälter angeordnet ist, durch welchen der Schaft hindurchragt und dass die Förderwendel so gestaltet ist, dass bei drehendem Antrieb Füllgut zum Bilden des Gründungselementes aus dem Füllgutbehälter in den Boden förderbar ist. Durch diese Füllgutzuführung wird sichergestellt, das bereits beim Einpressen ausreichend Füllgut in den erzeugten Hohlraum eingeführt wird, so dass dieser durch das eingebrachte Füllgut abgestützt wird.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass für das Einspritzgut ein Aufnahmebehälter vorgesehen ist, welcher über den Zuführkanal mit dem mindestens einen Düsenkanal verbunden ist. Dieser Aufnahmebehälter, welcher insbesondere ein Wassertank ist, stellt eine ausreichende Wasserzuführung sicher. Mittels einer Pumpeinrichtung kann die Flüssigkeit mit dem gewünschten Druck zu den Düsenöffnungen geleitet werden. In bevorzugter Weise kann die Pumpeneinrichtung zu einer definierten Zuführung der Flüssigkeit gesteuert werden, insbesondere abhängig von dem zugeführten Füllgutmaterial und der jeweiligen Bohrtiefe.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen, dass beim Einpressen und/oder Zurückziehen des Schaftes über mindestens eine Düsenöffnung in dem Verdrängerkopf ein Einspritzgut in das in den Hohlraum zugeführte Füllgut eingespritzt wird. Hierdurch ergeben sich die bereits zuvor beschriebenen Vorteile hinsichtlich einer zuverlässigen Einstellung der Festigkeitseigenschaften des Gründungselementes.
  • Bei der Verwendung von kalk-, gips- oder zementhaltigen Füllgutmaterialien ist es nach der Erfindung in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass als Einspritzgut eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, eingespritzt wird. Hierdurch lässt sich eine schnellere und bessere Erhärtung des Gründungselementes auch in seinem Innenbereich erreichen.
  • Eine gezielte Einstellung der Eigenschaften des Gründungselementes wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass zum Einspritzen die mindestens eine Düsenöffnung mit einem elastischen Dichtungselement verschlossen ist, wobei ein Öffnen durch Druckerhöhung des Einspritzgutes an der Düsenöffnung erfolgt. Der Sperrdruck des elastischen Dichtungselementes kann durch eine entsprechende Einstellung der Pumpe zur Zuführung des Einspritzgutes überwunden werden.
  • Die Erfindung wird weiter anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben, welches schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine Teilquerschnittsansicht durch einen Verdrängerkopf gemäß der Erfindung; und
    Fig. 2
    eine Teilquerschnittsansicht durch ein Schaftelement für die erfindungsgemäße Tiefbauvorrichtung.
  • Gemäß Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßer Verdrängerkopf 10 einen unteren Verdrängerbereich 11 auf, welcher über einem oberen Anschlussbereich 12 mit einem rotierend angetriebenen Schaft verbunden werden kann. Im Verdrängerbereich 11 ist ein rohrförmiges Kernelement 14 vorgesehen, welches sich von einem zylindrischen Bereich über einen konischen Bereich bis hin zur unteren Spitze 15 verjüngt. An der Außenseite des Kernelementes 14 sind zwei Verdrängerwendeln 13 angeordnet, welche sich beim Einpressen in den Boden mit dem Füllgut befüllen und so ein kompaktes Verdrängerwerkzeug bilden.
  • In der Mitte des Verdrängerkopfes 10 verläuft ein Zuführkanal 16, welcher im Bereich der Spitze 15 in radial gerichtete Düsenkanäle 22 einer Einspritzeinrichtung 20 mündet. Die gebohrten zylindrischen Düsenkanäle 22 münden mit ihren Düsenöffnungen 23 in eine Ringnut 27, welche im Querschnitt zunächst konisch und dann rechteckig verläuft. Im Bereich der Düsenöffnung 23 ist zum Bilden einer Schließeinrichtung 24 als ein Dichtungselement 25 eine O-Ring-Dichtung aus einem elastischen Material vorgesehen, welche so gestaltet ist, dass diese in der Ringnut 27 liegt und die Düsenöffnungen 23 zuverlässig verschließt.
  • Zum Bilden der Schließeinrichtung 24 ist weiterhin ein ringförmiges Deckelement 26 aus einem Metallblech vorgesehen, welches das Dichtungselement 25 vor Beschädigungen von außen schützt. Das Deckelement 26 ist derart in dem rechteckigen Bereich der Ringnut 27 angeordnet, dass ein Freiraum zum Durchtritt von Flüssigkeit radial nach außen gewährleistet ist.
  • Der Zuführkanal 16 kann mit einer gewünschten Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllt sein. Die Spannkraft der elastischen Dichtungselementes 25 ist so ausgelegt, dass bei gefülltem Zuführkanal 16 zuverlässig ein Austritt von Flüssigkeit über die Düsenöffnungen 23 verhindert wird. Wird mittels einer nicht dargestellten Pumpeinrichtung der Flüssigkeitsdruck im Zuführkanal 16 erhöht, erweitert sich das Dichtungselement 25 und Flüssigkeit kann über die Düsenöffnungen 23 radial nach außen austreten, um so in gewünschter Weise das eingebrachte Füllgut, insbesondere beim Zurückziehen des Verdrängerkopfes 10 aus dem Boden, zu benetzen.
  • Fig. 2 zeigt den Teil eines Schaftes 30, welcher modulartig an den Verdrängerkopf 10 gemäß Fig. 1 angebracht werden dann. Hierzu weist der Schaft 30 einen männlichen Anschlussbereich 34 und einen weiblichen Anschlussbereich 35 auf, wobei der männliche Anschlussbereich 34 dem Anschlussbereich 12 des Verdrängerkopfes 10 gemäß Fig. 1 entspricht.
  • Der Schaft 30 weist ein hohles Seelenrohr 31 auf, an dessen Außenumfang eine Förderwendel 32 angeordnet ist. Diese dient zum Zuführen von Füllgut in den Boden aus einer nicht dargestellten Füllgutzuführung, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Der Schaft 30 weist entlang seiner Länge ein oder mehrere Ringdüsenelemente 38 auf, mit welchen ebenfalls bereits im Schaftbereich Flüssigkeit radial nach außen gespritzt werden kann. Grundsätzlich kann die Einspritzeinrichtung in entsprechender Weise gestaltet sein, wie sie im Zusammenhang mit der Einspritzeinrichtung 20 von Fig. 1 beschrieben worden ist.

Claims (8)

  1. Tiefbauvorrichtung zum Herstellen eines Gründungselementes mit einem Schaft (30), der mit einer Förderwendel (32) versehen ist und an seinem unteren Ende einen Verdrängerkopf (10) aufweist, welcher mindestens eine Einspritzeinrichtung (20) zum Einbringen eines Einspritzgutes, insbesondere einer Flüssigkeit, in den Bereich des Gründungselementes aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einspritzeinrichtung (20) mindestens einen Düsenkanal (22) aufweist, dessen Düsenöffnung (23) mittels einer Schließeinrichtung (24) verschließbar ist und
    dass die Schließeinrichtung (24) ein innen liegendes Dichtungselement (25) und ein außen liegendes Deckelement (26) aufweist.
  2. Tiefbauvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schaft (30) und der Verdrängerkopf (10) einen inneren Zuführkanal (16, 36) aufweisen, welcher mit der Einspritzeinrichtung (20) verbunden ist.
  3. Tiefbauvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einspritzeinrichtung (20) mehrere Düsenkanäle (22) aufweist, deren Düsenöffnungen (23) zueinander ringförmig angeordnet sind, und dass die Schließeinrichtung (24) einen Dichtungsring aufweist, der mehrere Düsenöffnungen (23) überdeckt.
  4. Tiefbauvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass oberhalb des Verdrängerkopfes (10) eine Füllgutzuführung mit einem Füllgutbehälter angeordnet ist, durch welchen der Schaft (30) hindurchragt, und
    dass die Förderwendel (32) so gestaltet ist, dass bei drehendem Antrieb Füllgut zum Bilden des Gründungselementes aus dem Füllgutbehälter in den Boden förderbar ist.
  5. Tiefbauvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass für das Einspritzgut ein Aufnahmebehälter vorgesehen ist, welcher über den Zuführkanal (16, 36) mit mindestens einem Düsenkanal (22) verbunden ist.
  6. Verfahren zum Herstellen eines Gründungselementes im Boden mittels einer Tiefbauvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche einen Schaft (30) und eine Füllgutzuführung aufweist, wobei durch Einpressen des Schaftes (30) mit einem Verdrängerkopf (10) in den Boden unter Verdrängung von Bodenmaterial ein Hohlraum gebildet wird, welcher bereits beim Einpressen mit einem Füllgut aus der Füllgutzuführung befüllt wird, und der Schaft (30) nach Erreichen einer gewünschten Tiefe unter weiterer Zuführung von Füllgut zum Bilden des Gründungselementes zurückgezogen wird, wobei beim Einpressen und/oder Zurückziehen des Schaftes (30) über mindestens eine Einspritzeinrichtung (20) im Verdrängerkopf (10) ein Einspritzgut in das in den Hohlraum zugeführte Füllgut eingespritzt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einspritzeinrichtung (20) mindestens einen Düsenkanal (22) aufweist, dessen Düsenöffnung (23) mittels einer Schließeinrichtung (24) verschlossen und zum Einspritzen des Einspritzgutes durch Erhöhung des Druckes des Einspritzgutes über einen Sperrdruck geöffnet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Einspritzgut eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, eingespritzt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Einspritzen die mindestens eine Düsenöffnung (23) mit einem elastischen Dichtungselement (25) verschlossen ist, wobei ein Öffnen durch Druckerhöhung des Einspritzgutes an der Düsenöffnung (23) erfolgt.
EP04029612A 2004-12-14 2004-12-14 Tiefbauvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Gründungselements Not-in-force EP1672125B1 (de)

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EP04029612A EP1672125B1 (de) 2004-12-14 2004-12-14 Tiefbauvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Gründungselements
ES04029612T ES2308095T3 (es) 2004-12-14 2004-12-14 Dispositivo y metodo para la produccion de un elemento de cimentacion.
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