DE4439116A1

DE4439116A1 - Ortbetonpfahl und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE4439116A1
Application number: DE19944439116
Authority: DE
Inventors: Jossif Dr Ing Ladyshenskij
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1996-05-09

Description

Die Erfindung betrifft einen Ortbetonpfahl, der zur Errichtung von Pfahlfundamenten für Gebäude verwendet wird, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Aus dem Prospekt "Frankipfahl" der Firma Franki Grundbau GmbH ist ein Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Ortbetonpfahls mit durchgehend konstantem Querschnitt bekannt, bei dem der Ortbetonpfahl erst auf der Baustelle im Boden hergestellt wird. Hierzu wird ein am unteren Ende verschlossenes Vortreibrohr mittels einer Rammvor richtung in den Boden gerammt. Anschließend wird ein Bewehrungskorb in dem Vortreibrohr angeordnet und das Vortreibrohr mit Beton gefüllt. Daraufhin wird das Vor treibrohr aus dem Boden herausgezogen, wobei der Beweh rungskorb und der Beton in dem Boden verbleiben und der Beton erhärtet.

Da die bekannten Ortbetonpfähle einen im wesentlichen konstanten Durchmesser haben, sind neben der Beschaffen heit des Bodens die gesamte Mantelfläche und die Dicke des Pfahles maßgebend für die erforderlichen Rammkräfte der Rammvorrichtung. Daraus folgt, daß zur Herstellung von Pfählen mit sehr hoher Tragfähigkeit Rammvorrichtun gen mit sehr hoher Leistung erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ortbeton pfahl sowie ein einfaches Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, der eine hohe Tragfähigkeit aufweist und mit relativ wenig Kraftaufwand hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ortbeton pfahl nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausge staltungen des Ortbetonpfahls sind Gegenstand der Patent ansprüche 2 bis 4.

Der Ortbetonpfahl läßt sich durch ein Verfahren herstel len, bei dem dem eine erste Ausnehmung mit größtem Quer schnitt in der Bodenoberfläche ausgebildet wird und weitere Ausnehmungen jeweils in der Bodenfläche einer zuvor ausgebildeten oberen Ausnehmung ausgebildet werden, wobei der Querschnitt einer oberen Ausnehmung größer ist als der Querschnitt einer angrenzenden unteren Ausnehmung und die Herstellung wenigstens der Ausnehmung mit gering stem Durchmesser mit Hilfe eines Vortreibrohres erfolgt, und die Ausnehmungen mit Pfahlmaterial gefüllt werden, so daß sich der Querschnitt des Ortbetonpfahles von der Bodenfläche aus stufenförmig nach unten verringert.

Mit diesem Verfahren lassen sich Ortbetonpfähle mit hoher Tragfähigkeit mittels einer relativ kleinen Ramm- oder Einpreßvorrichtung herstellen. Nach Herstellung oberer Ausnehmungen treten bei der Ausbildung einer unteren Ausnehmung auf Höhe der Seitenwände der oberen Ausnehmun gen keine Reibungskräfte auf. Der Kraftaufwand zur Her stellung der tiefsten Ausnehmung ist daher sehr gering.

Der Ortbetonpfahl läßt sich außerdem durch ein Verfahren herstellen, bei dem eine erste Ausnehmung mit kleinsten Querschnitt und größter Tiefe in der Bodenoberfläche ausgebildet wird und nacheinander weitere Ausnehmungen im wesentlichen koaxial zur ersten Ausnehmung in der Boden oberfläche ausgebildet werden, wobei die Tiefe einer zuvor ausgebildeten Ausnehmung größer und der Querschnitt einer zuvor ausgebildeten Ausnehmung kleiner ist als die Tiefe bzw. der Querschnitt einer folgenden oberen Aus nehmung und die Herstellung wenigstens der Ausnehmung mit geringster Querschnittsgröße und größter Tiefe mit Hilfe eines Vortreibrohres erfolgt, und die Ausnehmungen mit Pfahlmaterial gefüllt werden, so daß sich der Querschnitt des Ortbetonpfahles von der Bodenfläche aus stufenförmig nach unten verringert.

Mit diesem zweiten Verfahren lassen sich ebenfalls Ort betonpfähle mit hoher Tragfähigkeit mittels einer relativ kleinen Ramm- oder Einpreßvorrichtung herstellen. Nach Herstellung unterer Ausnehmungen werden bei der Ausbil dung einer oberen Ausnehmung im Bereich über den unteren Ausnehmungen keine Druckkräfte entgegengesetzt. Der Kraftaufwand zur Herstellung der größten Ausnehmung ist daher sehr gering.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ver fahren sind Gegenstand der Patentansprüche 7 bis 9.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen ersten Verfahrensschritt eines ersten Ver fahrens zur Herstellung eines dreistufigen Ort betonpfahls;

Fig. 2 einen zweiten Verfahrensschritt des ersten Ver fahrens;

Fig. 3 einen dritten Verfahrensschritt des ersten Ver fahrens;

Fig. 4 einen ersten Verfahrensschritt eines zweiten Ver fahrens zur Herstellung eines dreistufigen Ort betonpfahls;

Fig. 5 einen zweiten Verfahrensschritt des zweiten Ver fahrens;

Fig. 6 einen dritten Verfahrensschritt des zweiten Ver fahrens;

Fig. 7 einen durch das erste bzw. zweite Verfahren herge stellten Ortbetonpfahl.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten ersten Verfahren zur Herstellung eines Ortbetonpfahls wird in einem ersten Verfahrensschritt (Fig. 1) ein erstes Vortreibrohr 12 mit größtem Durchmesser so weit mittels einer Rammvorrichtung in den Boden 10 gerammt, wie es die Leistung der Rammvor richtung ermöglicht. Hierdurch wird eine erste oberste Ausnehmung mit größtem Querschnitt geschaffen.

Daraufhin wird in einem zweiten Verfahrensschritt (Fig. 2) ein zweites Vortreibrohr 14, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des ersten Vor treibrohrs 12, in das erste Vortreibrohr 12 eingeführt und mittels der Rammvorrichtung so weit in die Boden fläche der ersten Ausnehmung gerammt, wie es die Leistung der Rammvorrichtung ermöglicht. Hierdurch wird unterhalb der Bodenfläche der ersten Ausnehmung eine zweite Aus nehmung gebildet.

Nun wird in einem dritten Verfahrensschritt (Fig. 3) ein drittes, inneres Vortreibrohr 16, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des zweiten Vor treibrohrs 14, in das zweite Vortreibrohr 14 eingeführt und so weit in die Bodenfläche der zweiten Ausnehmung gerammt, wie es entweder die Leistung der Rammvorrichtung ermöglicht oder für den entsprechenden Einsatzzweck erforderlich ist.

Bei bestimmten Bodenverhältnissen ist es möglich, die erste und die zweite Ausnehmung auch ohne Verwendung eines Vortreibrohrs durch Rammen auszubilden.

Bei dem in den Fig. 4 bis 6 gezeigten zweiten Ver fahren werden die Ausnehmungen in umgekehrter Reihenfolge ausgebildet wie bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten ersten Verfahren. Zunächst wird das dritte Vortreibrohr 16, dessen Durchmesser am geringsten ist, so weit in den Boden mittels der Rammvorrichtung gerammt, wie es die Leistung der Rammvorrichtung ermöglicht. Hierdurch wird eine erste Ausnehmung mit geringstem Querschnitt und maximaler Tiefe gebildet. Anschließend wird das zweite Vortreibrohr 14, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des dritten Vortreibrohrs 16, kon zentrisch zu dem dritten Vortreibrohr 16 so weit in den Boden 10 gerammt, wie es die Leistung der Rammvorrichtung ermöglicht. Hierdurch wird eine zweite Ausnehmung gebil det, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der ersten Ausnehmung, deren Tiefe jedoch geringer ist als die Tiefe der ersten Ausnehmung.

Schließlich wird das erste Vortreibrohr 12, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des zweiten Vortreibrohrs 14, koaxial zu dem zweiten Vor treibrohr 14 und dem dritten Vortreibrohr 16 so weit in den Boden gerammt, wie es die Leistung der Rammvorrich tung ermöglicht. Hierdurch wird eine dritte Ausnehmung gebildet, deren Durchmesser größer ist als der Durch messer der Durchmesser der zweiten und der ersten Aus nehmung, deren Tiefe im Boden jedoch geringer ist als die Tiefe der ersten und zweiten Ausnehmung.

Das durch die ersten drei Verfahrensschritte des ersten Verfahrens (Fig. 1 bis 3) und durch die drei ersten Verfahrensschritte des zweiten Verfahrens (Fig. 4 bis 6) erreichte Ergebnis ist im wesentlichen gleich. Es befin den sich drei koaxial zueinander angeordnete Vortreibroh re mit unterschiedlichem Durchmesser und unterschiedli cher Länge im Boden. Die Stirnseite des dritten Vortreib rohrs 16 liegt tiefer als die Stirnseite des zweiten Vortreibrohrs 14, und die Stirnseite des zweiten Vor treibrohrs 14 liegt tiefer als die Stirnseite des ersten Vortreibrohrs 12.

Zur Herstellung des fertigen Ortbetonpfahls wird in dem in den Fig. 3 und 6 gezeigten Zustand Bewehrungsmate rial in dem Hohlraum des ersten Vortreibrohrs 16 angeord net und das erste Vortreibrohr 16 mit Beton gefüllt. Anschließend wird das erste Vortreibrohr 16 aus dem Boden herausgezogen. Daraufhin wird der Hohlraum des zweiten Vortreibrohrs 14 mit Bewehrungsmaterial und anschließend mit Beton gefüllt. Dann wird das zweite Vortreibrohr 14 aus dem Boden herausgezogen. Schließlich wird das erste Vortreibrohr aus dem Boden herausgezogen und der Raum zwischen dem mittels des zweiten Vortreibrohrs 14 und des dritten Vortreibrohrs 14 hergestellten Ortbetonpfahl 18 und dem Boden mit Verdichtungsmaterial 20 gefüllt. Das Verdichtungsmaterial 20 wird so in den Boden einge stampft, daß es sich am unteren Ende des Hohlraums in den umgebenden Boden bewegt, so daß eine Verbreiterung 22 gebildet wird.

In Abhängigkeit von dem Boden kann jede Ausnehmung mit Beton, Schotter oder einem anderen Füllstoff ausgefüllt und verdichtet werden. Eine Verbreiterung 22 kann nach Bedarf in jeder Ausnehmung vorgesehen werden. Durch die Füllung der Ausnehmungen mit Füllstoff läßt sich der Verbrauch an Stahlbeton reduzieren und die Tragfähigkeit des Ortbetonpfahls bei jedem Boden optimieren. Es können auch Füllstoffe mit wasserabstoßenden Zusätzen verwendet werden, die beispielsweise bei Dauerfrostböden, in denen das Setzen von Pfählen schwierig ist, die Reibungskräfte reduzieren.

Wenigstens eine Stufe des Pfahles kann auch durch Ein rammen eines Fertigbauteiles mittels eines Vortreibrohres gebildet werden. Das Fertigbauteil kann an seinem unteren Ende eine Spitze aufweisen.

Claims

1. Ortbetonpfahl, der im Boden angeordnet ist und ein längliches Pfahlelement (18) aufweist, das mit Hilfe mittels wenigstens eines Vortreibrohrs (12, 14, 16) im Boden hergestellt wird, wobei

- das längliche Pfahlelement (18) in Längsrichtung stufenförmig ausgebildet ist, wobei der Quer schnitt innerhalb einer Stufe im wesentlichen konstant ist und sich der Querschnitt der Stufen mit dem Abstand zur Oberfläche (10) des Bodens nach unten veringert.

2. Ortbetonpfahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Umfangsbereich wenigstens einer Stufe von einem verdichteten Füllstoff gebildet wird.

3. Ortbetonpfahl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine oder mehrere Stufen des Ortbeton pfahles durch eingestampften Füllstoff verbreitert sind.

4. Ortbetonpfahl nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Stufe von einem Fertigbauteil gebildet wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines Ortbetonpfahles in einem Boden, bei dem

- eine erste Ausnehmung mit größtem Querschnitt in der Bodenoberfläche ausgebildet wird und weitere Ausnehmungen jeweils in der Bodenfläche einer zuvor ausgebildeten oberen Ausnehmung ausgebildet werden, wobei der Querschnitt einer oberen Ausneh mung größer ist als der Querschnitt einer angren zenden unteren Ausnehmung und die Herstellung wenigstens der Ausnehmung mit geringstem Durch messer mit Hilfe eines Vortreibrohres erfolgt, und
- die Ausnehmungen mit Pfahlmaterial gefüllt werden, so daß sich der Querschnitt des Ortbetonpfahles von der Bodenfläche aus stufenförmig nach unten verringert.

6. Verfahren zur Herstellung eines Ortbetonpfahles, bei dem

- eine erste Ausnehmung mit kleinsten Querschnitt und größter Tiefe in der Bodenoberfläche ausgebil det wird und nacheinander weitere Ausnehmungen im wesentlichen koaxial zur ersten Ausnehmung in der Bodenoberfläche ausgebildet werden, wobei die Tiefe einer zuvor ausgebildeten Ausnehmung größer und der Querschnitt einer zuvor ausgebildeten Aus nehmung kleiner ist als die Tiefe bzw. der Quer schnitt einer folgenden oberen Ausnehmung und die Herstellung wenigstens der Ausnehmung mit gering ster Querschnittsgröße und größter Tiefe mit Hilfe eines Vortreibrohres erfolgt, und
- die Ausnehmungen mit Pfahlmaterial gefüllt werden, so daß sich der Querschnitt des Ortbetonpfahles von der Bodenfläche aus stufenförmig nach unten verringert.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Teil des Hohlraums zwischen dem Vortreibrohr zur Herstellung der Ausnehmung mit geringstem Querschnitt und der Seitenwand wenigstens einer Ausnehmung mit einem Füllstoff ausgefüllt wird, der anschließend verdichtet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstampfen von Füllstoff eine oder mehrere Stufen des Ortbetonpfah les verbreitert werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Stufe durch Einrammen eines Fertigbauteils mittels eines Vor treibrohres gebildet wird.