DE102024107581A1

DE102024107581A1 - Device and method for deep foundations for noise and visual protection structures

Info

Publication number: DE102024107581A1
Application number: DE102024107581.3A
Authority: DE
Inventors: Henning Knief
Original assignee: GEOSYSTEM GBK GmbH
Current assignee: GEOSYSTEM GBK GmbH
Priority date: 2024-03-18
Filing date: 2024-03-18
Publication date: 2025-09-18

Abstract

1. Vorrichtung (10) zur erschütterungsfreien Tiefengründung von Fundamenten für Lärm- und Sichtschutzbauten.
1.1. Vorrichtung (10) zur erschütterungsfreien Tiefengründung von Bauwerkfundamenten, insbesondere für Lärm- und Sichtschutzbauten, umfassend ein zylindrisches Stahlrohr, das als Gründungsrohr (11) zum Einbringen in einen für das Fundament vorgesehenen Bodenuntergrund dient, mit einem in Arbeitsrichtung (20) ersten offenen Ende (12) und zu diesem diametral beabstandet angeordnetem zweiten freien offenen Ende (13), wobei am ersten freien offenen Ende (12) ein Schneidwerk (26) derart angeordnet ist, sodass Bodenmaterial in das Gründungsrohr (11) leitbar und am zweiten freien offenen Ende (13) entnehmbar ist und hierdurch die ursprüngliche Lagerungsdichte des das Gründungsrohr (11) umgebende in situ Bodenuntergrundes im Wesentlichen erhaltbar ist, und das Schneidwerk (26) mindestens zwei, an dem Außenumfang des Stahlrohres radial außen angeordnete Schneidbleche (14, 15, 21, 22) umfasst, die gegenüber der Achse des Gründungsrohres (11) gewinkelt und zueinander beabstandet angeordnet Enden aufweisen.
1.2. Verfahren zur erschütterungsfreien Tiefengründung von Fundamenten für Lärm- und Sichtschutzbauten mit der Vorrichtung (10) zur erschütterungsfreien Tiefengründung von Fundamenten für Lärm- und Sichtschutzbauten. 1. Device (10) for vibration-free deep foundations of foundations for noise and visual protection structures.
1.1. Device (10) for the vibration-free deep foundation of building foundations, in particular for noise and visual protection structures, comprising a cylindrical steel pipe which serves as a foundation pipe (11) for insertion into a subsoil intended for the foundation, with a first open end (12) in the working direction (20) and a second free open end (13) arranged diametrically spaced therefrom, wherein a cutting mechanism (26) is arranged at the first free open end (12) in such a way that soil material can be guided into the foundation pipe (11) and removed at the second free open end (13), and as a result the original compactness of the in situ subsoil surrounding the foundation pipe (11) is substantially maintained, and the cutting mechanism (26) comprises at least two cutting plates (14, 15, 21, 22) arranged radially outwardly on the outer circumference of the steel pipe, which cutting plates are arranged opposite the axis of the foundation pipe (11) angled and spaced ends.
1.2. Method for vibration-free deep foundations of foundations for noise and visual protection structures with the device (10) for vibration-free deep foundations of foundations for noise and visual protection structures.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Tiefengründung von Bauwerkfundamenten, insbesondere für Lärm- und Sichtschutzbauten.The present invention relates to a device and a method for deep foundations of building foundations, in particular for noise and visual protection structures.

Grundsätzlich dienen Fundamente der Befestigung von leichten oder empfindlichen Strukturen an einem massiven Träger. Um Ihre Funktion erfüllen zu können, müssen Fundamente daher steifer, schwerer und schwingungsfester ausgeführt sein als die darauf befestigten Elemente. Durch eine Bodenplatte als statisches Element beispielsweise werden die Bauwerkslasten über eine ausreichend große Fläche in den Baugrund eingeleitet. Das Fundament besteht üblicherweise aus Beton - der zumeist aus Zement, Sand, Kies und Wasser gefertigt wird - ohne Bewehrung (Armierung) oder aus Stahlbeton.Fundamentally, foundations serve to attach light or fragile structures to a massive support. To fulfill their function, foundations must therefore be stiffer, heavier, and more vibration-resistant than the elements mounted on them. For example, a floor slab as a static element transfers the structural loads into the subsoil over a sufficiently large area. The foundation is typically made of concrete—usually made from cement, sand, gravel, and water—without reinforcement or of reinforced concrete.

Die Gründung ist somit die konstruktive und statische Ausbildung des Übergangs zwischen Bauwerk und Boden. Die wichtigste Aufgabe der Gründung ist es demnach, Lasten aus dem Bauwerk aufzunehmen und an den Untergrund weiterzugeben, ohne dass die daraus resultierende Kompression des Bodens zu Nachteilen für das Bauwerk oder die Umgebung führt. Bei sehr hohen und schlanken Bauten kommen zusätzlich noch horizontale Kräfte (Biegekräfte, Torsionskräfte) aus Winddruck dazu, die ebenfalls aufgenommen und in den Boden abgeleitet werden müssenThe foundation is thus the structural and static design of the transition between the structure and the ground. The most important function of the foundation is to absorb loads from the structure and transfer them to the subsoil without the resulting compression of the soil leading to disadvantages for the structure or the surrounding area. In very tall and slender buildings, additional horizontal forces (bending forces, torsional forces) from wind pressure are also present, which must also be absorbed and transferred into the ground.

Insbesondere im Bereich der notwendigen Lärmschutzmaßnahmen, im Zuge des Ausbaus von Verkehrswegen im öffentlichen urbanen Landschaftsraum, spielen neben den rein technischen Anforderungen an den erforderlichen Wirkungsgrad des zu erzielenden Schallschutzes auch Aspekte der erschütterungsfreien Gründung, für die hierzu vorgesehenen Fundamente, eine immer wichtigere Rolle.Particularly in the area of necessary noise protection measures in the course of the expansion of traffic routes in public urban landscapes, in addition to the purely technical requirements regarding the required efficiency of the sound insulation to be achieved, aspects of vibration-free foundations for the foundations provided for this purpose are playing an increasingly important role.

Gerade im urbanen Bereich steht zur Aufstellung derartiger Lärmschutzanlagen in der Regel nur ein sehr begrenzter Raum zur Verfügung. Aus diesem Grund sind die Anlagen in ihrer Baubreite eher schmal und wandartig ausgebaut. Ein Problem dabei ist die Gründung der für die oberirdischen Bauwerke notwendigen Fundamente. Denn im urbanen Bereich sind, wie oben beschrieben, die Einsatzmöglichkeiten für raumgreifende Baumaßnahmen und damit der Einsatz auch von großen und schweren Maschinen sehr eingeschränkt.Especially in urban areas, there is usually very limited space available for the installation of such noise protection systems. For this reason, the systems tend to be narrow and wall-like in their width. One problem is the construction of the foundations required for the above-ground structures. As described above, in urban areas, the possibilities for large-scale construction projects and thus the use of large and heavy machinery are very limited.

Der größte Teil der verbauten Lärmschutzwände wird mittels eines in den Baugrund gerüttelten Stahlrohres (Rammrohr) gegründet. Die Gründungsrohre werden nicht gerammt, sondern mittels eines hochfrequenten Rüttlers in den Baugrund gerüttelt. Dieser Rüttler ist ein Anbauteil an einer großen Baumaschine. Nach einbringen des Stahlrohres wird der obere Teil des Rohres ausgebohrt und dient als Köcher in dem ein Stahlträger einbetoniert wird. Dieser Stahlträger dient dann wieder als Tragendes Bauteil für beispielsweise eine Lärmschutzwand.The majority of installed noise barriers are founded on steel pipes driven into the ground (piling pipes). The foundation pipes are not driven into the ground, but rather vibrated into the ground using a high-frequency vibrator. This vibrator is an attachment to a large construction machine. After the steel pipe is installed, the upper part of the pipe is drilled out and serves as a socket into which a steel girder is concreted. This steel girder then serves as a load-bearing component, for example, for a noise barrier.

Da die Verkehrswege häufig bereits durch bereits bebautes Gebiet führen, kam es in der Vergangenheit immer wieder zu mittelbaren und unmittelbaren Folgeschäden an Gebäuden, da die auftretenden Frequenzen des Rüttlers ausreichend sind, um die im Aufstellungsbereich, der notwendig gewordenen Lärmschutzeinrichtungen, verortet Gebäude in Schwingungen zu versetzen und zu schädigen. Dies führt und führte zu erheblichen Herstellungskostensteigerungen durch Entschädigungszahlungen und/oder Wiederherstellungskosten zur Erreichung eines schadenfreien Ursprungzustandes eines Gebäudes vor den Baumaßnahmen.Since traffic routes often run through already built-up areas, indirect and direct consequential damage to buildings has repeatedly occurred in the past, as the frequencies generated by the vibrator are sufficient to cause vibrations and damage to buildings located in the area where the necessary noise protection measures were installed. This has led to significant increases in construction costs due to compensation payments and/or restoration costs to restore a building to its original, damage-free condition prior to the construction work.

Unter diesen Umständen werden erschütterungsfreie Einbaumethoden gefordert; in der Regel sind dies Bohrpfähle. Diese Bohrpfähle sind eine aufwendige Gründungsmethode. Es werden hierzu mit Spezialgeräten Fundamentlöcher in den Boden gebohrt. In diese Bohrlöcher werden Armierungskörbe eingelassen, die im Anschluss kontrolliert mit Beton ausgegossen werden. Danach erfolgen Schalungs- und Betonarbeiten für die Aufnahme eines Stahlträgers. Es hat sich jedoch gezeigt, das beim diesen Verfahren, im dichtbesiedeltem urbanen Raum, es immer wieder zu Schäden an Bauwerken gekommen ist.Under these circumstances, vibration-free installation methods are required; these are usually bored piles. These bored piles are a complex foundation method. Foundation holes are drilled into the ground using special equipment. Reinforcement cages are inserted into these holes, which are then filled with concrete in a controlled manner. This is followed by formwork and concrete work to accommodate a steel girder. However, it has been shown that this method has repeatedly resulted in structural damage in densely populated urban areas.

Um die oben beschriebenen schädlichen Erschütterungen zu vermeiden sind sogenannte Schraubenfundamente bekannt. Hierbei handelt es sich um überdimensionierte Erdschrauben, die in den Boden hineingedreht werden und sich mit diesem verbinden sollen. Die Gründung und die Basis für das Fundament sind dann die Schrauben selbst. Auf dem Schraubenkopf können sodann Trägerelemente für eine zu errichtende Lärmschutzwand angebracht werden. Diese Erdschrauben sind teuer und können nur eine sehr begrenzte Last aufnehmen. Eine dauerhafte und sichere Gründung kann hiermit nicht sicher gewährleistet werden.To prevent the damaging vibrations described above, so-called ground screws are used. These are oversized ground screws that are screwed into the ground and are intended to bond with it. The screws themselves then serve as the foundation and the base for the foundation. Support elements for a noise barrier can then be attached to the screw head. These ground screws are expensive and can only support a very limited load. A permanent and secure foundation cannot be guaranteed with them.

Die bekannten Vorrichtungen haben sich somit in gewisser Weise bewährt, sind aber alle mit dem Nachteil behaftet, dass mit diesen Vorrichtungen und Verfahren ein erschütterungsfreies Einbringen einer Gründung bzw. das Herstellen eines Gründungsfundament in den Boden eben gerade nicht möglich ist. Die bekannten erschütterungsfreien einbringbaren Alternativen sind für große, schwere und komplexe Bauten in ihrer Dimensioniertheit stark eingeschränkt. Zudem kann es beim Eindrehen der Erdschrauben in das Erdreich zu Druckspitzen und ungleichmäßigen Verdichtungen kommen, die sich über einen gewissen Zeitraum abbauen. Dies führt im Folgenden zu Setzungserscheinungen rund um die Gründung, was wiederum das ganze Fundament schwächen kann. Zudem ist die Herstellung derartiger Erdschrauben aufwendig und damit teuer. Um eine lange Standzeit zu ermöglichen sind zudem Verzinkte oder Edelstahlwerkstoffe nötig, um Korrosion und damit eine einhergehende Schwächung der Gründung zu verhindern, was wiederum mit erheblichen Mehrkosten verbunden ist.The known devices have proven themselves to a certain extent, but all have the disadvantage that these devices and methods do not allow for vibration-free installation of a foundation or the creation of a foundation base in the ground. The known vibration-free alternatives are severely limited in their dimensions for large, heavy, and complex structures. Furthermore, when screwing the ground screws into the ground, pressure peaks and Uneven compaction can occur, which dissipates over time. This subsequently leads to settlement around the foundation, which in turn can weaken the entire foundation. Furthermore, the production of such ground screws is complex and therefore expensive. To ensure a long service life, galvanized or stainless steel materials are also required to prevent corrosion and the associated weakening of the foundation, which in turn entails considerable additional costs.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Gründung von Fundamenten für Lärmschutzbauten zu schaffen, die jederzeit flexibel auf die jeweilige Aufstell- und Gründungsbodensituation angepasst werden kann und die kostengünstig herstell- und einsetzbar ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin ein Verfahren zum Erstellen einer Fundamentgründung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.It is therefore an object of the present invention to provide a device for laying foundations for noise protection structures that can be flexibly adapted to the respective installation and foundation soil conditions at any time and that is cost-effective to manufacture and use. A further object is to provide a method for constructing a foundation using the device according to the invention.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, insbesondere durch eine Vorrichtung zur Tiefengründung von Bauwerkfundamenten, insbesondere für Lärm- und Sichtschutzwände, umfassend ein zylindrisches Stahlrohr zum erschütterungsfreien einbringen in einen für das Fundament vorgesehenen Bodenuntergrund, mit einem in Arbeitsrichtung ersten freien offenen Ende und zu diesem diametral beabstandet angeordnetem zweiten freien offenen Ende, wobei am ersten freien offenen Ende ein Schneidwerk derart angeordnet ist, sodass Bodenmaterial in das Stahlrohr leitbar und am zweiten freien offenen Ende entnehmbar ist und hierdurch die ursprüngliche Lagerungsdichte des das Stahlrohr umgebende in situ Bodenuntergrundes im Wesentlichen erhaltbar ist, und das Schneidwerk mindestens zwei, an dem Außenumfang des Stahlrohres radial außen angeordnete Stahlbleche umfasst, die gegenüber der Achse des Stahlrohres gewinkelt und zueinander beabstandet angeordnete Enden aufweisen.This object is achieved by the features specified in claim 1, in particular by a device for the deep foundation of building foundations, in particular for noise and visual protection walls, comprising a cylindrical steel pipe for vibration-free introduction into a subsoil intended for the foundation, with a first free open end in the working direction and a second free open end arranged diametrically spaced from this, wherein a cutting mechanism is arranged at the first free open end in such a way that soil material can be guided into the steel pipe and removed at the second free open end and as a result the original bulk density of the in situ subsoil surrounding the steel pipe is essentially retained, and the cutting mechanism comprises at least two steel sheets arranged radially outwards on the outer circumference of the steel pipe, which have ends which are angled relative to the axis of the steel pipe and spaced from one another.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, kann das Schneidwerk an der Außenseite des Gründungsrohres (Stahlrohr) angeordnete Schneidbleche umfassen, die in Abhängigkeit von dem zu gründenden Bodenuntergrund einen Anstellwinkel gegenüber der Seelenachse des Stahlrohres aufweisen, der im Wesentlichen von der Lagerungsdichte des zu gründenden Bodenuntergrundes voreinstellbar sein kann.According to a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, the cutting mechanism can comprise cutting plates arranged on the outside of the foundation pipe (steel pipe), which, depending on the soil subsoil to be founded, have an angle of attack relative to the core axis of the steel pipe, which angle can be pre-adjusted essentially by the density of the soil subsoil to be founded.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schneidbleche einen von der Außenseite des Stahlrohres ausgehend nach außen hin sich verjüngenden Querschnitt aufweisen. Die Schneidbleche können aber auch über ihre gesamte Länge und Breite den gleichen Querschnitt aufweisen. Da heißt die Dicke, bzw. die Stärke der anzuschweißenden Schneidbleche sind überall gleich.In a further advantageous embodiment, the cutting plates have a cross-section that tapers from the outside of the steel pipe to the outside. However, the cutting plates can also have the same cross-section across their entire length and width. This means that the thickness of the cutting plates to be welded is the same throughout.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist es vorgesehen, dass das Stahlrohr ein Führungsrohr ist, dessen Innendurchmesser so bemessen ist, dass ein in das Führungsrohr einbringbarer Stahlträger mit seinen Ecken bzw. Kanten in Wirkverbindung mit der Innenfläche des Führungsrohrs bringbar ist.According to a further particularly preferred embodiment of the present invention, it is provided that the steel tube is a guide tube whose inner diameter is dimensioned such that a steel support which can be introduced into the guide tube can be brought into operative connection with its corners or edges with the inner surface of the guide tube.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können das Stahlrohr ein Führungsrohr ist, dessen Innendurchmesser so bemessen ist, dass ein in das Führungsrohr einbringbarer Stahlträger mit seinen Ecken bzw. Kanten in Wirkverbindung mit der Innenfläche des Führungsrohrs bringbar istIn a further preferred embodiment, the steel tube can be a guide tube whose inner diameter is dimensioned such that a steel support which can be inserted into the guide tube can be brought into operative connection with its corners or edges with the inner surface of the guide tube

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass an der Innenfläche des Führungsrohres mindestens eine Nut angeordnet vorgesehen sein kann, in denen mindestens eine Ecke eines Stahlträgers geführt angeordnet werden kann und der Stahlträger dadurch zur Seelenachse des Führungsrohres axial ausrichtet werden kann. Durch die quasi Zwangsführung kann ein aufwendiges ausrichten eines Stahlträgers im Gründungsrohr / Führungsrohr vermieden werden. Die Gründung ist mit dem Einlassen des Stahlträgers in das Gründungsrohr und einem sich hieran anschließenden einbetonieren quasi abgeschlossen.According to a further advantageous embodiment of the device according to the invention, at least one groove can be provided on the inner surface of the guide tube, in which groove at least one corner of a steel girder can be guided, allowing the steel girder to be axially aligned with the core axis of the guide tube. This quasi-forced guidance avoids the laborious alignment of a steel girder in the foundation tube/guide tube. The foundation is virtually complete with the insertion of the steel girder into the foundation tube and subsequent concreting.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Nut durch einen Schlitz in Längsrichtung des Führungsrohres ersetzt werden. In diesem Schlitz des dann geschlitzten Führungsrohres kann sodann eine Ecke des Stahlträgers geführt werden. Zudem kann dem Schlitz des Weiteren eine Schneidkannte zugeordnet, die es erlaubt, dass sich das Führungsrohr vertikal in den Untergrund schneidet.In a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, the groove can be replaced by a slot in the longitudinal direction of the guide tube. A corner of the steel beam can then be guided in this slot of the then slotted guide tube. Furthermore, the slot can be further assigned a cutting edge, which allows the guide tube to cut vertically into the subsoil.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Gründungsrohr an seinem ersten freien Ende parallel und zueinander beabstandet und achsparallele Schlitze umfasst, die Felder begrenzen, die sodann angewinkelt radial nach außen von Umfang des Rohres wegweisen. Die hierdurch ausbildbaren Felder bilden Schneidflächen, die angewinkelt radial nach außen von Umfang des Gründungsrohres wegweisen und gegenüber der Seelenachse des Gründungsrohres einen Anstellwinkel von wenigstens 20° bis 60° aufweisen.According to a preferred embodiment, the foundation pipe can comprise parallel and spaced-apart axially parallel slots at its first free end, which define fields that then point radially outward at an angle away from the circumference of the pipe. The fields thus formed form cutting surfaces that point radially outward at an angle away from the circumference of the foundation pipe and have an angle of incidence of at least 20° to 60° relative to the core axis of the foundation pipe.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die radial außen am Führungsrohr angewinkelt angeordneten Schneidbleche mit einer Seite zu ¼ bis 1/3 ihrer Gesamtlänge über das erste offene freie Ende des Führungsrohres hinausragen. Hierdurch werden quasi freistehende Überhänge geschaffen, die noch vor dem freien Ende sich in den Boden schneiden können. Dieser wird dadurch aufgelockert und das Schneidgut kann unverdichtet in das innere des Rohres geführt werden.In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, The cutting blades, which are angled radially on the outside of the guide tube, are designed to extend one-quarter to one-third of their total length beyond the first open end of the guide tube. This creates quasi-freestanding overhangs that can cut into the soil before reaching the free end. This loosens the soil, allowing the cuttings to be guided into the interior of the tube without compaction.

Die Vorrichtung kann in einer bevorzugten Ausführungsform modular aufgebaut sein. Sie besteht dann aus mindestens einem Gründungsrohr, in das ein, auf den Innendurchmesser des Gründungsrohr angepasster, Stahlträger einführt werden kann, der mit wenigstens einer Fläche oder einer Kante an der Innenseite des Gründungsrohres anliegen kann, und eine in das Gründungsrohr einbringbare, sich formschlüssig mit der Innenseite des Gründungsrohres und dem darin angeordneten Stahlträger verbindbaren und selbstaushärtenden Füllmaterial umfasst. Die Gründung umfasst somit das Gründungsrohr, welches zuvor als Bohrwerkzeugt dient und einem mit einem Füllmaterial arretierten in dem Gründungsrohr angeordneten Stahlträger.In a preferred embodiment, the device can be of modular construction. It then consists of at least one foundation tube into which a steel girder adapted to the inner diameter of the foundation tube can be inserted. This steel girder can rest against the inner surface of the foundation tube with at least one surface or edge. It also comprises a self-hardening filler material that can be inserted into the foundation tube and form-fitted to the inner surface of the foundation tube and the steel girder arranged therein. The foundation thus comprises the foundation tube, which previously served as a drilling tool, and a steel girder arranged in the foundation tube, which is secured with a filler material.

Des Weiteren wird das vorgenannte beschriebene Problem auch durch ein Verfahren zur erschütterungsfreien Tiefengründung von Fundamenten für Lärm- und Sichtschutzbauten mit der vorgenannten Vorrichtung gelöst; insbesondere durch die Schritte:

- Vorbereitende Maßnahmen zur Gründung, ins-besondre durch Nivellierarbeiten an der zu gründenden Fläche;
- erschütterungsfreies Einbringen des Gründungsrohres, wobei das Gründungsrohr in den Untergrund durch eine Rotationsbewegung um die Längsachse in den Untergrund eingeschnitten wird;
- Entnahme des durch das Einschneiden des Gründungsrohres in den Untergrund in das Gründungsrohrs gelangten Bodengutes mit einer Greifvorrichtung, so dass das Gründungsrohr in seinem durch seinen Innendurchmesser bestimmten Innnenraum im Wesentlichen frei vom Bodengut ist;
- Einführen eines auf den Innendurchmesser abgestimmten Stahlträgers in das Gründungs-rohr und Fixierung des Selbigen mit optionalen einbringbaren Klemmhaltemitteln;
- Verfüllen des Innenraumes des Gründungsrohres mit einem geeigneten selbstaushärtenden Füllmaterial.

Furthermore, the above-described problem is also solved by a method for the vibration-free deep foundation of foundations for noise and visual protection structures using the above-mentioned device; in particular by the steps:

- Preparatory measures for the foundation, in particular levelling work on the area to be founded;
- vibration-free installation of the foundation pipe, whereby the foundation pipe is cut into the subsoil by a rotational movement around the longitudinal axis;
- Removal of the soil material that has entered the foundation pipe by cutting into the subsoil using a gripping device, so that the foundation pipe is essentially free of soil material in its interior space determined by its inner diameter;
- Inserting a steel beam matched to the inner diameter into the foundation pipe and fixing it with optional insertable clamping devices;
- Filling the interior of the foundation pipe with a suitable self-hardening filling material.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

1 Die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Gesamtansicht Seitenansicht;
2 die Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben.

Further advantageous measures are described in the subclaims. The invention is illustrated in the accompanying drawings and is described in more detail below. They show:

1 The device according to the invention in an overall side view;
2 the representation of the device according to the invention from above.

Die 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in einer möglichen Einsatzposition in einer Seitenansicht. Die Vorrichtung 10 besteht aus einem Stahlrohr das so ausgebildet ist, um damit in den Untergrund eine Hohlbohrung ausführen zu können. Es ist dabei vorgesehen, dass das Stahlrohr nach der Bohrtätigkeit auf einer vorbestimmbaren Teufe im Untergrund / Boden verbleiben soll. Im Weiteren wird das Stahlrohr näher beschrieben und hierfür der Begriff Gründungsrohr 11 verwendet, um hiermit auch die Verwendung und die Eigenschaft des als Gründungsrohr 11 dienende Stahlrohr zu verdeutlichen.The 1 shows the device 10 according to the invention in a possible operating position in a side view. The device 10 consists of a steel pipe designed to create a hollow borehole in the subsoil. It is intended that the steel pipe remain at a predetermined depth in the subsoil/ground after drilling. The steel pipe will be described in more detail below, and the term foundation pipe 11 will be used to clarify the use and properties of the steel pipe serving as the foundation pipe 11.

Das Gründungsrohr 11, weist ein erstes freies offene Ende 12 und ein zweites freies offene Ende 13 auf. Am ersten freien offenen Ende 12 des Gründungsrohres 11 sind, in dieser Ausführungsform, wenigstens zwei Schneidbleche 14 und 15 vorgesehen. Es können aber auch eine Vielzahl hiervon sein, wie dies in der 2 dargestellt ist. Die Schneidbelche 14 und 15 die Schneidbelche 14 und 15 sind radial an der Außenseite 16 des Gründungsrohres 11 angeordnet und bilden somit ein Schneidwerk 26 aus. Das Schneidwerk 26 umfasst somit eine Vielzahl von Schneidblechen 14, 15 und 21, 22, die am ersten freien und offenen Ende 12 des Gründungsrohres 11 und dessen Außenseite 16 angeordnet sind.The foundation pipe 11 has a first free open end 12 and a second free open end 13. In this embodiment, at least two cutting plates 14 and 15 are provided at the first free open end 12 of the foundation pipe 11. However, there may also be a plurality of them, as shown in the 2 The cutting plates 14 and 15 are arranged radially on the outer side 16 of the foundation pipe 11 and thus form a cutting unit 26. The cutting unit 26 thus comprises a plurality of cutting plates 14, 15 and 21, 22, which are arranged on the first free and open end 12 of the foundation pipe 11 and its outer side 16.

Die Schneidbleche 14, 15 können in der Art einer Bohrwendelschnecke (nicht dargestellt) fest mit der Außenseite 16 verschweißt sein in der gezeigten Ausführungsform liegen die Schneidbleche 14 und 15 mit ihrer Seitenkante flächig an. Wobei der Innenradius der Seitenkante der Flächenkrümmung der Außenseite 16 des Gründungsrohres entspricht, sodass ein bündiges Anliegen der Seitenkante mit der Außenseite 16 möglich ist. Des Weiteren zeigt die 1, dass die dargestellten Schneidbleche 14 und 15 in einem Winkel gegenüber der Seelenachse 19 des Gründungsrohres 11 angestellt sind.The cutting plates 14, 15 can be welded firmly to the outer side 16 in the manner of a helical auger (not shown). In the embodiment shown, the cutting plates 14 and 15 lie flat against the outer side 16 with their side edges. The inner radius of the side edge corresponds to the surface curvature of the outer side 16 of the foundation pipe, so that a flush fit of the side edge with the outer side 16 is possible. Furthermore, the 1 that the cutting plates 14 and 15 shown are set at an angle to the core axis 19 of the foundation pipe 11.

Zudem ragen das freie Ende 17 des Schneidbleches 15 und das freie Ende 16 des Schneidblechs 14 über das erste freie Ende des Gründungsrohres 11 hinaus. Es ist vorgesehen, dass die freien Enden 16 und 17 der Schneidblechen 14 und 15 etwa zu einem Drittel bis zwei Drittel ihrer Gesamtlänge über das erste freie Ende 12 hinausragen. Die Schneidbleche 14 und 15 können aber auch bündig mit den ersten freien Ende 12 abschließen.In addition, the free end 17 of the cutting plate 15 and the free end 16 of the cutting plate 14 extend beyond the first free end of the foundation pipe 11. It is intended that the free ends 16 and 17 of the cutting plates 14 and 15 extend approximately one-third to two-thirds of their total length beyond the first free end 12. However, the cutting plates 14 and 15 can also be flush with the first free end 12.

Das Gründungsrohr 11 wird in Arbeitsrichtung 20 auf den zu gründenden Untergrund (nicht dargestellt) und mit Drehvorrichtung (ebenfalls nicht dargestellt) in eine axiale Drehbewegung versetzt. Dabei Schneiden sich die Schneidbelche 14 und 15 in den Untergrund ein und das Gründungsrohr 11 wird im Maße der Steigung der angewinkelten Schneidbleche 14 und 15 in den Untergrund geschnitten, bzw. gezogen. Zusätzliche Vortriebskraft in Arbeitsrichtung 20 erfolgt gravitativ über das Eigengewicht des Gründungsrohres 11 und über die mit dem für die Drehbewegung benötigten und lösbar verbundenen Drehvorrichtung (nicht dargestellt).The foundation pipe 11 is placed in the working direction 20 onto the subsoil to be founded (not shown) and is set into an axial rotational movement by means of a rotating device (also not shown). The cutting plates 14 and 15 cut into the subsoil, and the foundation pipe 11 is cut or pulled into the subsoil at the rate of the angled cutting plates 14 and 15. Additional propulsion force in the working direction 20 is provided gravitationally by the dead weight of the foundation pipe 11 and by the rotating device (not shown) required for the rotational movement and detachably connected to it.

Die 2 zeigt die Vorrichtung 10 in einer Darstellung mit Blickrichtung von oben in Richtung der Arbeitsposition 20 auf das zweite freie Ende 13 nach 1. Neben den Schneidblechen 14 und 15 sind hier auch noch zwei weitere Schneidbleche 21 und 22 dargestellt. Diese sind ebenfalls - wie oben beschrieben - mit dem Gründungsrohr 11 fest verbunden. In dem Gründungsrohr 11 ist ein Stahlträger 23 angeordnet. In dieser Ausführungsform weißt der der Stahlträger 23 eine viereckige Grundform auf. Der Stahlträger verstärkt die Innenstruktur des Gründungsrohres 11 und dient auch als Armierung. Dabei liegt der Stahlträger 23 mit seinen Kantenflächen A, B, C und D an der Innenfläche 24 des Gründungsrohrs an. Das Gründungsrohr 11 hält den Stahlträger 23 quasi in der Flucht und arretiert diesen.The 2 shows the device 10 in a view from above in the direction of the working position 20 to the second free end 13 after 1 In addition to the cutting plates 14 and 15, two further cutting plates 21 and 22 are also shown here. These are also - as described above - firmly connected to the foundation pipe 11. A steel girder 23 is arranged in the foundation pipe 11. In this embodiment, the steel girder 23 has a square basic shape. The steel girder reinforces the internal structure of the foundation pipe 11 and also serves as reinforcement. The steel girder 23 rests with its edge surfaces A, B, C, and D against the inner surface 24 of the foundation pipe. The foundation pipe 11 essentially keeps the steel girder 23 aligned and locks it in place.

Die Zwischenräume zwischen dem Stahlträger 23 und der Innenfläche 24 des Gründungsrohres 11, die durch die Kontaktflächen A, B und C, D begrenzt werden, sind in dieser Ausführungsform mit einem Füllmaterial 25 vollständig ausgefüllt. Das Füllmaterial kann beispielsweise eine aushärtende Betonmischung (Quellbeton) sein. Hierdurch wird ein stabile Baugründung geschaffen bei der das eigentliche Gründungsrohr als.The spaces between the steel support 23 and the inner surface 24 of the foundation pipe 11, which are defined by the contact surfaces A, B and C, D, are completely filled with a filling material 25 in this embodiment. The filling material can be, for example, a hardening concrete mixture (expandable concrete). This creates a stable building foundation in which the actual foundation pipe serves as the foundation.

BezugszeichenReference symbol

1010: Vorrichtungdevice
1111: Gründungsrohr / StahlrohrFoundation pipe / steel pipe
1212: erstes freies offenes Endefirst free open end
1313: zweites freies offene Endesecond free open end
1414: SchneidblechCutting plate
1515: SchneidblechCutting plate
1616: Außenseiteoutside
1717: freies Ende Schneidblech 14free end cutting plate 14
1818: freies Ende Schneidblech 15free end cutting plate 15
1919: Seelenachse GründungsrohrCore axis foundation pipe
2020: ArbeitsrichtungWork direction
2121: SchneidblechCutting plate
2222: SchneidblechCutting plate
2323: Stahlträgersteel beams
2424: Innenfläche GründungsrohrInner surface of foundation pipe
2525: FüllmaterialFilling material
2626: SchneidwerkCutting unit
A, B, C, DA, B, C, D: Kantenflächen StahlträgerEdge surfaces of steel beams

Claims

Device (10) for the deep foundation of building foundations, in particular for noise and visual protection structures, comprising a cylindrical steel pipe which serves as a foundation pipe (11) for vibration-free insertion into a subsoil intended for the foundation, with a first open end (12) in the working direction (20) and a second free open end (13) arranged diametrically spaced therefrom, wherein a cutting mechanism (26) is arranged at the first free open end (12) in such a way that soil material can be guided into the foundation pipe (11) and removed at the second free open end (13), and as a result the original compactness of the in situ subsoil surrounding the foundation pipe (11) is substantially maintained, and the cutting mechanism (26) comprises at least two cutting plates (14, 15, 21, 22) arranged radially outwardly on the outer circumference of the steel pipe, which cutting plates are arranged opposite the axis of the foundation pipe (11) angled and spaced ends.

Device (10) according to Claim 1 , characterized in that the cutting mechanism (26) comprises cutting plates (14, 15, 21, 22) arranged on the outer side (16) of the foundation pipe (11), which, depending on the soil subsoil to be founded, have an angle of incidence relative to the core axis of the foundation pipe (11), which angle can be preset essentially by the storage density of the soil subsoil to be founded.

Device (10) according to Claim 2 , characterized in that the cutting plates (14, 15, 21, 22) have a cross-section (profile) tapering outwards from the outer side (16) of the foundation pipe (11).

Device (10) according to Claim 3 , characterized in that the foundation pipe (11) is a guide pipe, the inner diameter of which is dimensioned such that a steel beam (23) which can be introduced into the guide pipe with its edge surfaces chen (A, B, C, D) can be brought into operative connection with the inner surface (24) of the foundation pipe (11).

Device (10) according to Claim 4 , characterized in that at least one groove is arranged on the inner surface (24) of the foundation pipe (11), in which groove at least one edge surface (A, B, C, D) of the steel support (23) can be arranged in a guided manner and the steel support (23) can thereby be axially aligned with the core axis of the foundation pipe (11).

Device (10) according to one or more of the preceding Claims 1 until 4 , characterized in that the groove is a slot in the longitudinal direction of the foundation pipe (11), in which an edge surface (A, B, C, D) of the steel beam (23) can be guided.

Device (10) according to one or more of the aforementioned Claims 1 and 3 until 6 , characterized in that the foundation pipe (11) comprises, at its first free open end (12), axially parallel slots spaced apart from one another, the fields that can be formed thereby being cutting surfaces that point radially outwards at an angle away from the circumference of the foundation pipe (11) and have an angle of incidence of at least 20° to 60° with respect to the core axis of the foundation pipe (11).

Device (10) according to one or more of the aforementioned Claims 1 until 7 , characterized in that the cutting plates (14, 15, 21, 22) arranged at an angle radially on the outside of the foundation pipe (11) project with one side by ¼ to 1/3 of their total length beyond the first free open end (12) of the foundation pipe (11).

Device (10) according to one or more of the aforementioned Claims 1 until 8 , characterized in that the device (10) is of modular construction and consists of at least one foundation pipe (11) into which a steel support (23) adapted to the inner diameter of the foundation pipe (11) can be introduced, which can be placed with at least one edge surface (A, B, C, D) on the inner surface (24) of the foundation pipe (11), and comprises a self-hardening filling material (25) which can be introduced into the foundation pipe (11), can be connected in a form-fitting manner to the inner surface (24) of the foundation pipe (11) and the steel support (23) arranged therein.

Method for the deep foundation of foundations for noise and visual protection structures with a device (10) according to the Claims 1 until 9 , characterized by the steps: - preparatory measures for the foundation, in particular by leveling work on the area to be founded; - vibration-free introduction of the foundation pipe (11), wherein the foundation pipe (11) is cut into the subsoil by a rotational movement about the longitudinal axis; - removal of the soil material which has entered the foundation pipe (11) as a result of the cutting of the foundation pipe (11) into the subsoil, using a gripping device, so that the foundation pipe (11) is essentially free of soil material in its interior space determined by its interior diameter; - insertion of a steel girder (23) matched to the interior diameter into the foundation pipe (11) and fixing thereof with optionally insertable clamping means; - filling the interior of the foundation pipe (11) with a suitable self-hardening filling material.