[发明专利]用于在地基中形成基础元件的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一方面涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于在地基、尤其在水体基底（Gew?ssergrumd）中形成基础元件（Gründungselement）的方法，其中借助于钻孔工具（Bohrwerkzeug）去除地基材料并且形成钻孔，将柱管（Pfahlrohr）和可硬化的介质置入该钻孔中。

本发明还涉及一种按权利要求10前序部分所述的用于在地基中形成基础元件的设备，其包括钻孔装置，该钻孔装置带有钻孔工具用于去除柱管下方的地基材料，该柱管作为基础元件的一部分能够置入地基中。

背景技术

从EP2322724A1中获知所述类型的方法以及所述类型的设备。借助于水下钻孔机构将柱状的基础元件置入水体基底中。在管状的基础元件处安置钻孔装置，该钻孔装置在管状的基础元件下方去除地基并且形成钻孔。被去除的地基材料可以从管状的基础元件中泵出并且将可凝固的钻探泥浆（Suspension）置入管中。

这种基础元件的承载能力在很大程度上取决于相对于周围的地基的表面摩擦。尤其在水体基底中会产生相对较小的摩擦系数，从而相应地将基础元件较深地并且由此费力地置入地基中。

从WO2010/015799A2中获知一种用于水下建基的方法，其中首先形成钻孔。可以将直径更小的基础管置入该钻孔中，该基础管在其内侧和外侧处嵌入可硬化的水泥块中。该水泥块就与管元件一起硬化成基础元件。

在所描述的方法中，被去除的地基材料从钻孔中排入周围的水中。这会损害周围环境。此外，需要大量水泥块用于形成基础元件。大量水泥块在水下的操作同样会引起不希望的对周围环境的损害。

发明内容

本发明的任务是说明一种用于在地基、尤其在水体基底中形成基础元件的方法和设备，用该方法和设备能够有效地并且同时尽可能对环境好地形成具有较高承载能力的基础元件。

该任务一方面通过具有权利要求1所述特征的方法得到解决并且另一方面通过具有权利要求10所述特征的设备得到解决。本发明的优选实施方式在相应的从属权利要求中进行说明。

按本发明的方法的特征在于：形成具有比柱管的外直径大规定数量的钻孔直径的钻孔，其中，在钻孔壁与柱管的外侧之间形成环形空间；将被去除的地基材料运送到柱管的内部空间中，而环形空间基本上保持没有去除的地基材料；并且为了将柱管锚固在地基中将可硬化的介质导入环形空间中。

本发明还基于以下认识，即为了实现较高的承载能力，将所述基础元件在周围的地基中借助于可硬化的介质、尤其水泥块进行锚固。对于这种较高的承载能力来说，在此不强制需要用可硬化的介质或块对整个柱管进行填充。更确切地说，将可硬化的介质基本上仅仅导入外部的环形空间中，该外部的环形空间在柱管的外侧与限定得更大的钻孔的孔壁之间形成。由此形成了连接罩，该连接罩以较高的摩擦系数将柱管锚固在周围的地基中。可硬化的介质的消耗会如此显著降低，这一方面是经济的并且另一方面是对环境好的。在该方法最后，可将可硬化的介质导入柱管的底部区域中，从而形成稳定的柱底部。位于其上的中间区域优选保持没有可硬化的介质。

在此，由钻孔工具去除的地基材料不需要完全从钻孔中除去。而是存在以下可能方案，即去除的地基材料的至少一部分留在柱管内部。本发明意义上的钻孔工具不仅仅理解为旋转驱动的钻孔工具，而且原则上也理解为铣削类的钻孔工具、通过高压喷射起去除作用的钻孔工具、这些钻孔工具的组合或者其它去除地基的工具。

按本发明的方法的优选实施方式在于，被去除的地基材料与流体、尤其水进行混合，该流体导入钻孔的下面区域内。在通过切碎以及与液体的混合使得去除的地基材料相应液化时，其很大程度上可以不用额外的运送装置、如运送螺旋线地在柱管内部向上升。原则上也存在以下可能方案，即由此借助于泵装置泵出置于能够流动的状态下的地基材料。在特定的情况下，所述流体也可以具有可硬化的介质。

在此优选的是，所述去除的以及混合的地基材料至少部分地通过柱管从钻孔运送出来。在水下钻孔时可以将地基材料通过卸料套管排到周围的水中（只要这是允许的并且兼容环境的）。然而通过相应的管道也能够将去除的地基材料输送到陆地处或者船体。在此有利的是，去除的地基材料不会被可硬化的介质污染。这允许简单的清除。