METHOD AND APPARATUS FOR CONSTRUCTING BUILDING ELEMENTS IN THE SOIL LIKE PILES, INJECTION ANCHORAGES, CUT-OFF WALLS OR SIMILAR

Abstract: 1. A method for constructing building elements (1) in the soil (5) such as piles, injection anchorages, cut-off walls or the like, comprising the steps of feeding liquid material under high pressure through at least one outlet nozzle (7) from the surface (4) of the soil into an opening (2) in the soil filled with hardened building material (3) and driving said liquid material against the surrounding wall (8) of the opening in the soil, characterized in that said liquid material is introduced by impulse shocks and said building material (3) acts as insulating mass for the liquid material supplied through said outlet nozzle (7) due to the inertia of its mass.

Description: Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bauelementen im Baugrund, wie Pfählen, Injek tionsankern, Schlitzwänden oder dergleichen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bauelementen im Baugrund, wie Pfählen, Injektionsankern, Schlitzwänden oder dgl., mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens. Bei einem bekannten Verfahren wird flüssiger Baustoff direkt von einer Impulsdruckquelle gegen die Wandung der Baugrund öffnung impulsartig bewegt. Die Impulsdruckquelle wird hierbei von einer mit Explosiv ladung 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 wird 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. 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 flussigen Baustoff in der Baugrundöffnung durch ein Zwischenmedium, z.-B. flüssiges Material, ausgeübt wird. Dieses Material kann von einer Impulsdruckquelle, z.B. einem Rammbären einer Hochdruckpumpe oder dgl., die überhalb des Baugrundsohne 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 Bauelementes 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. Es kann aber auch flüssiger, erhärtbarer Baustoff kontinuierlich unter hohem Druck eingeleitet werden, der die Kontaktzone zwischen Bauelement und Baugrund verzahnt, so dass ein erhöhter Reibungsschluss zwischen Baugrund und Bauelement entsteht. Der von erhärtbarem Baustoff gebildete Kern des Bauelementes bleibt dabei im wesentlichen unvermischt. 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 II-II in Fig. 1; Fig. 3 einen Vertikalschnitt wie in Fig. 1, mit ei ner geänderten Impulsdruckvorrichtung; Fig. 4 einen Vertikalschnitt eines Pfahles nach Fig. 1 mit erweitertem Pfahlfuss; Fig. 5 u. 6 schematische Vertikal- bzw. Teilvertikal- schnitte eines Pfahles mit zusätzlichen Vorrichtungen; Fig. 7 einen schematischen Vertikalschnitt einer Fundamentunterfangung, Fig. 8 einen Horizontalschnitt nach der Linie VI II- VIII in Fig. 7; ; Fig. 9 einen schematischen Vertikal schnitt eines un verrohrten Pfahles mit einer Hochdruckstrahl einrichtung mit Strahl rohr zur Durchführung einer kontinuierlichen Hochdruckinjektion; Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie X-X in Fig. 9; Fig. 11 einen schematischen Vertikalschnitt eines be wehrten Pfahles mit teilweise gezogener Bohr lochverrohrung mit Rohrkappe und Strahlrohr; Fig. 12 einen Querschnitt nach der Linie XII-XII in Fig. 11; Fig. 13 einen schematischen Vertikalschnitt eines Pfahles mit Bewehrung und Strahlrohr; Fig. 14 eine Draufsicht auf den Pfahl nach Fig. 13; ; Fig. 15 einen schematischen Vertikalschnitt eines verrohrten Pfahles während des Verfüllens des Ringraumes zwischen dem Erdreich und dem eingebauten Strahl rohr mit kiesigem Zu schlagstoff, und Fig. 16 einen Querschnitt eines Pfahles einer wei teren Ausführungsform mit Schutzrohr und separaten Strahl lanzen. 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 erzeugen kann. 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. Ober die Lanze 6 wird während verhältnismässig kurzer Zeit ein bestimmtes Quantum eines 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 Impulsdruckinjektion. 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 3 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 Impulsdruckinjektionsmasse 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 lmpulsdruckstösse innerhalb eines dehnbaren Schlauches, der in den Baustoff des Bauelementes eingetaucht ist, stattfinden. Dadurch kann die sonst geltende Bedingung, dass die Impulsdruckmasse erhärtbar und mit dem das Bauelement bildenden Baustoff 3 verträglich sein muss, entfallen. Es kann hierbei jede beliebige flüssige oder auch gasförmige Masse, z.B. das Treibgas einer Pulverladung, 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, zusammengpdr5ckt wird. Der Impulsdruckstoss kann auch direkt auf den Baugrund 5 übertragen werden, indem ein Teil der Impulsdruckinjektionsmasse den das Bauelement 1 bildenden, noch flüssigen Baustoff 3 durchläuft und so den Baugrund 5 verdichtet, erweitert und ggf. in ihn eindringt. 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 nach verändert, 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, umgrser.rt die Wandungen zu der Öffnung 15 hin sich verengen zulaufen zu lassen. Es kann als Streckmetalloder Kuststffrohr ausgebildet sein. Bei Ausübung von Impulsdruckinjektionen wird der flüssige Baustoff durch diese öffnungen 15 hindurchgeschossen. Sofern nun der Baugrund 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 gegen über dem eingedickten Baushff 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 Restverspannugn zwischen Bauelementl und Baugrund 5 erhalten bleibt. Das Rohr 14 kann erforderlichenfalls ausserdem die Hohiraumwandung 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 lmpulsdruckinjektion 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 voneinander 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 Stahl stangen 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. Die Impulsdruckquelle kann auch in der Baugrundöffnung untergebracht sein. Als Druckquelle kann statt einer Pumpe auch eine mit Explosivladung arbeitende Druckquelle verwendet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist im Baugrund 5 ein Pfahl loch 2 durch Bohren, Ausbaggern oder dgl. erstellt. In das Pfahl loch 2 wird zunächst das unten verschlossene Strahl rohr 30 eingeführt. An der Innenwandung desselben sind Hochdruckleitungen 31 befestigt. Diese enden in D -en 32, die in der Wandung des Strahl rohres 30 nahe dessen unterem Ende, vorzugsweise mit einem grossen Abstand, angeordnet sind. Vorzugsweise sind zwei einander gegenüberliegende Düsen 32 vorhanden. Jede Düse 32 wird durch eine eigene Hochdruckleitung 31 gespeist. Es wäre auch möglich, die beiden Düsen 32 über nur eine Hochdruckleitung zu versorgen. In diesem Fall müsste eine solche einzige Hochdruckleitung 31 zunächst in eine Ringkammer am unteren Ende des Strahirohres 30 enden, an die dann die Düsen 32 angeschlossen sind. Durch die Verwendung von Hochdruck leitungen 31 kann als Strahl rohr 30 selbst ein verhältnismässig dünnwandiges, nicht hochdruckfestes Rohr als Traggerüst verwendet werden. Mehrere, einander gegenüberliegende Düsen 32 erlauben eine Selbstzentrierung des Strahlrohres 30 im Pfahl loch 2. Das Strahl rohr 30 schützt den Pfahlkern gegen Verunreinigung durch Erdmaterial. Ein nicht dargestelltes Trägergerät hält das Strahlrohr 30. Es dient zum Absenken, Anheben und zum Drehen bzw. Hinund Herschwenken des Strahlrohres 30. Durch ein übliches, nicht dargestelltes Einbrtngrohr wird dann Beton, z.B. Fliessbeton, Pumpbeton oder Schüttbeton bzw. Zementsuspension, vonder Pfahilochsohle beginnend, eingebracht. Der Ringraum 33 zwischen Strahl rohr 30 und Pfahllochwandung 34 wird völlig mit Beton 35 gefüllt. Mittels zweier Pumpen 36 wird darauffolgend flüssiger Baustoff unter hohem Druck kontinuierlich in die im Strahlrohr 30 befindlichen Hochdruckleitungen 31 gepresst und über die seitlichen Düsen 32 am Strahlrohr 30 durch den Betonringraum 33 hindurch in den umgebenden Baugrund 5 eingeleitet. Dabei setzt das Trägergerät das Strahl rohr 30 und damit die Düsen 32 in eine Drehbewegung bei gleichzeitigem Heben des Strahl rohres 30. Das Einbringen des flüssigen Baustoffes über die Düsen 32 in den Baugrund 5 erfolgt jeweils auf der Länge des vorgesehenen Krafteinleitungsbereiches des Pfahles. Vorteilhafterweise ist die Drehbewegung nicht ständig rotierend, sondern es erfolgt ein Hin- und Herbewegen des Strahirohres 30, also eine Schwenkbewegung, so dass die Hochdruckleitungen 31 nicht über einen besonderen Zuführkopf gespeist werden müssen. Die Zentrierung des Strahirohres 30 im Pfahl loch 2 erfolgt durch die Anordnung von mindestens zwei gegenüberliegenden Düsen 32, die durch je eine unabhängige Pumpe 36 mit gleicher Verpressmenge bei gleichem Druck gespeist werden. Der Durchmesser des Strahlrohres 30 wird auf die örtlichen Bodenverhältnisse und Pfahlabmessungen so abgestimmt, dass sich überschüssiges Verpressgut durch das beim Hochziehen des Strahl rohres 30 freiwerdende Volumen weitgehend kompensiert. Aus Fig. 10 ist die Behandlung des kompletten Pfahlumfanges durch Hochziehen und ständiges Schwenken des Strahlrohres 30 und der Düsen 32 um einen Schwenkwinkel von mindestens + 900 erkennbar. Nach der in Fig. 11 dargestellten, geänderten Ausführung wird im Baugrund 5 ein Pfahl loch 2 erstellt, das verrohrt gebohrt wurde. In dieser Fig. 11 ist die Verrohrung 40 teilweise gezogen dargestellt. Vor dem Ziehen der Verrohrung 40 wurde das Strahlrohr 30, die Bewehrung 41 und der Beton 35 eingebracht. Die Bohrlochverrohrung 40 besitzt eine Rohrkappe 42, in der das Strahlrohr 30 beweglich und dichtend geführt ist. Ausserdem besitzt diese Kappe 42 noch zwei Ventile 43, 44 zum Ein- bzw. Auslassen eines Druckmediums. Das Druckmedium, bestehend z.B. aus Zementmilch, Wasser oder Luft, verhindert oder behindert zumindest das Ausbrechen des durch die Strahidüsen 32 kontinuierlich zugeleiteten, flüssigen Baustoffes durch die Betonsäule hindurch nach aufwärts. Dadurch wird der flüssige Baustoff verstärkt veranlasst, in das Erdreich des Baugrundes 5 einzudringen. Der Pfahlbeton wird voneiner Vermischung mit Erdreich freigehalten. Aus Fig. 12 ist die Behandlung eines Teils des Pfahlumfangs über einander gegenüberliegende Umfangssegmente ersichtlich. Solche Pfahlelemente ergeben überlappend aneinandergereiht Wände, die neben anderen Funktionen, z.B. Dichtigkeit, Dank des bewehrten Kernpfahles auch eine hohe Tragkraft oder Biegesteifigkeit besitzen können. un Nach Fig. 13 ist im Baugrund 5 einverrohrtes Pfahl loch 2 z.B. durch Bentonit-Spülung, hergestellt worden. Die Bewehrung 41 befidnet sich innerhalb eines geänderten Strahirohres 30'. Dieses ist nun unten offen. Es erfüllt zugleich eine Schutzfunktion und hält den bewehrten Kernquerschnitt des Pfahles mit Sicherheit frei von Baugrundeinschlüssen. Die Hochdruckleitungen 31 mit den Düsen 32 können auch aussen am Strahirohr 30' angeordnet sein. Der Aussenringraum 45 zwischen Strahlrohr 30' und Baugrund 5 kann eng gehalten werden. Die Mündungen der Strahl düsen 32 befinden sich dann unmittelbar vor der Pfahllochwandung 47. Der kontinuierliche Hochdruckstrahl kann entsprechend optimal wirken. Das Pfahlloch 2 wird zunächst unverrohrt, evtl. mit Zementoder Bentonit-Spülung gebohrt. Das Strahl rohr 30' wird ein schliesslich der damit verbundenen Strahlverpresseinrichtung abgesenkt bis zur Bohrlochsohle eingebaut. Hierauf wird die Bewehrung 41 eingebracht. Innerhalb des Strahl rohres 30' wird nun mittels eines Verfüllrohres Beton von unten nach oben eingebracht, bis die Bohrspülung völlig verdrängt und oben weggeflossen ist. über die Strahlverpresseinrichtung wird der Aussenringraum 45 mit pumpfähigem Zement oder Zement-Sandmörtel bei geringem Druck von unten nach oben verfüllt, bis auch hier die Bohrspülung, z.B. die Bentonit-Suspension, völlig verdrängt und oben weggeflossen ist. Nun erfolgt die kontinuierliche Hochdruckstrahlzuleitung unter ständigem Hin- und Zurückdrehen und Hochziehen, so dass jeweils der einer Strahldüse 32 zugeordnete Bereich dem Hochdruckstrahl ausgesetzt wird. Der Verpressvorgang wird bis zum Ende der gewünschten Krafteintragungsstrecke des Pfahles ausgeführt. Bei einer geänderten, nicht dargestellten Ausführungsform kann direkt mit dem Strahl rohr 30' mit angesetzter Bohrkrone gebohrt werden. Zu diesem Zweck kann das Strahl rohr 30' doppelwandig sein, damit die Hochdruckleitungen 4 im Schutz dieser Doppel wandung geführt werden können. Aus Fig. 14 ist ersichtlich, dass vier Hochdruckleitungen 31 mit Düsen 32 von vier Hochdruckpumpen 36 gespeist werden. Bei einem Schwenkwinkel des Strahlrohres 30' von 90 wird dann ein Gesamtumfang von 3600 bestrichen. Nach Fig. 15 ist im Baugrund 5 ein Bohrloch mit Verrohrung 40 hergestellt worden. Die Bewehrung 41 befindet sich innerhalb des unten offenen Strahlrohres 30', das zugleich eine Schutzfunktion hat. Der Ringraum 45 zwischen Baugrund 5 und Strahl rohr 30' wird bis oben mit kiesigen Betonzuschlagstoffen ausgefüllt (Fig. 15 zeigt den Arbeitsgang bei der Verfüllung). Der kiesige Betonzuschlagstoff wird von dem flüssigen, durch die Strahldüse 32 ausgestossenen Baustoff durchdrungen und wird dadurch Teil des Pfahlbetons. Der von der Strahldüse 32 ausgestossene Baustoff dringt anschliessend in den umgebenden Baugrund ein. Der kiesige Betonzuschlagstoff ist einerseits hervorragend geeignet, das Ausbrechen des durch die Strahldüse 32 ausgestossenen Baustoffes nach oben zu ver- oder zu behindern und erfüllt andererseits eine Schutzfilterfunktion zur Reinhaltung des Pfahlkernquerschnittes. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt zunächst das Lochbohren mit Verrohrung. Das Strahlrohr 30' einschliesslich der damit verbundenen Strahlverpresseinrichtung wird bis zur Bohrlochsohle ragend eingebaut. Hierauf wird die Bewehrung 41 eingesetzt. Darauf wird Beton innerhalb des Strahlrohres 30' eingebracht. Die Bohrlochverrohrung 40 wird gezogen und dabei in den äusseren Ringraum Zuschlagstoff eingefüllt. Die Zuleitung des Hochdruckstrahles erfolgt nun kontinuierlich unter Drehen und Hochziehen des Strahlrohres 30' und der Verrohrung 40. Das Strahlrohr 30' wird um einen Schwenkwinkel von 90 hin- und herbewegt. Der in den umgebenden Baugrund hinein wirkende Verpressvorgang wird bis zum Ende der gewünschten Krafteintragungsstrecke des Pfahles ausgeführt. Wie aus Fig. 16 ersichtlich, können auch separate, lanzenförmige Strahl rohres 30" verwendet werden. Um den Pfahlkernquerschnitt gegen Durchmischungen mit dem Erdbereich zu sichern, kann ein davon getrenntes Schutzrohr 46 verwendet werden. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 9 bis 16 können auch statt kontinuierlicher Druckquellen Impulsdruckquellen verwendet werden.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Bauelementen im Baugrund, wie Pfählen, Injektionsankern, Schlitzwänden oder dgl., bei dem eine öffnung im Baugrund mit erhärtbarem flüs sigen Baustoff gefüllt wird, worauf eine Druckanwendung erfolgt und flüssiger Baustoff gegen die umgebende Kon taktzone getrieben wird, um diese zu verdichten und zu erweitern, dadurch gekennzeichnet, dass in den noch flüs sigen Baustoff (3) für das Bauelement flüssiges Material wiederkehrend impulsartigoder als kontinuierlicher Hoch druckstrahl eingeleitet wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (2) im Baugrund (5) mit Betsn,-wie Fliessbeton, Pump- oder Schüttbeton oder mit Zementsuspension gefüllt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das impulsartig zugeleitete Material axial in den Hohl raum (2) für das Bauelement (1) eingeleitet wird. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet, dass das impulsartig zugieitete Material radial zur Längsachse des Hohlraumes (2) für das Bauelement (1) über wenigstens eine Düse (9) eingeleitet wird. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Druckstärke, die Impulsdauer, die Im pulspause und die Beschaffenheit des zugzleiteten Materi als den Eigenschaften des Baugrundes (5) entsprechend gewählt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckstrahl über ein Umfangssegment zugeleitet wird. 7. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den An sprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine impulsartig oder kontinuierlich arbeitende Hoch druckpumpe (9) zur Zuführung eines erhärtbaren, flüssi gen Baustoffes mit einem wenigstens eine Austrittsdüse (11; 32) besitzenden Strahlrohr (30,30', 30") verbunden ist, das drehbar und höhenbeweglich bzw. zusätzlich längsverschieblich in einem Loch (2) bzw. Schlitz im Baugrund (1) angeordnet ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Hohlraum (2) für das Bauelement (1 ) ra gende Strahlrohr eine axiale Lanze (6) ist. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Hohlraum (2) ragende Strahl rohr wenigstens eine seitlich gerichtete Austrittsöffnung (11) besitzt. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Hohlraum (2) ragende Strahlrohr (6, 10) zen trisch zu einem Rohr (14) mit Durchtrittsöffnungen (15) angeordnet ist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (14) über den Umfang nebeneinander und übereinander verteilte, sich nach aussen oder nach innen verjüngende Düsen (15) bildet. 12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (6) als BEwehrung im Bauelement (1) ver bleibt. 13. Vorrichtung nach einem oder mehreren vorstehenden An sprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Bewehrungskörbe oder dgl. vorhanden sind und die Lanze (6) zum Einlei ten von flüssigem Material innerhalb oder ausserhalb die ser Bewehrungskörbe angeordnet ist, 14. Bauelement in Form einer Kamingitterkonstruktion, da durch gekennzeichnet, dass in mit flüssigem, erhärtendem Baustoff gefüllten Bohrungen (21, 23) Impulsdruckinjek tionen durchgeführt sind, so dass diese Bohrungen gänz lich miteinander oder punktweise in Knoten (24) oder Scheiben verbunden sind. 15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlrohr (30, 30') innenseitig oder aussensei tig wenigstens eine druckfeste Hochdruckleitung (31) besitzt, die in eine seitliche Düse (32) endet. 16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, dass das Strahlrohr (30, 30') am Boden geschlossen oder offen ist. 17. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewehrung (41) innerhalb oder ausserhalb eines Strahl rohres (30, 30') im Loch (2) im Baugrund (5) angeordnet ist. 18. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahl rohr (30) ein Aussenrohr (40) längs durch setzt, das oben durch einen Deckel (42) abschliessbar ist, welcher gegen das Strahlrohr abdichtet und Ventile (42, 43) aufweist, über die ein Druckmedium in das Inne re des Aussenrohres zuführbar ist.

Inventors: REICHERT, ERNST, DIPL.-ING.
Applicants: STUMP BOHR GMBH
Application year: 1985
Main classification: E02D5
IPC codes: E02D5