用于在土壤中构建地基元件的方法以及地基元件与流程

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于在土壤中构建地基元件的方法，其中，在所述土壤中构建孔，并且将能硬化的物质导入到所述孔中，所述物质硬化成所述地基元件。
2.此外，本发明涉及一种根据权利要求11的前序部分所述的地基元件。


背景技术：

3.尤其是为了将更大的建筑物载荷导引到更深的土壤层中，长期以来已知的是，在土壤中构建地基元件。在此，通过去除土壤材料或通过排挤土壤中的土壤材料来构建孔。以能硬化的物质填充这样建立的孔，该物质可以硬化成地基元件。建筑物载荷的导引在此大部分通过在硬化的地基元件的外周缘侧与包围的钻孔壁之间的周面摩擦来实现，并且小部分地通过在钻孔底部处的桩的水平的支承面实现。为了提高这种地基元件的承载能力，已知将该地基元件构造为具有相应的轴向长度，从而实现期望的周面摩擦。
4.此外已知的是，除了地基元件的本来的承载功能以外，还将地基元件用于地热目的。在此，可以为了地热目的将管路系统嵌入到尚未硬化的已填充到土壤孔中的物质中。


技术实现要素：

5.本发明基于以下任务，给出一种方法和一种地基元件，通过该方法和地基元件能以特别高效的方式明显扩展地基元件的使用目的。
6.根据本发明，所述任务通过具有权利要求1的特征的方法或通过具有权利要求11的特征的地基元件来实现。本发明的优选的实施方式在相应的从属权利要求中给出。
7.根据本发明的方法的特征在于，将嵌入体大致在中心嵌入到所述孔中，所述嵌入体与所述孔的周缘壁间隔开，其中在所述孔的周缘壁和所述嵌入体之间形成环形的中间空间，并且将能硬化的物质导入到环形的中间空间中，所述物质硬化成环形的地基元件。
8.本发明的基本构思可以在于，地基元件在土壤中在整个地基横截面上不再实心地构造，而是构造为环形的地基元件。这通过如下方式实现：将优选可脱出的嵌入体大致设置在中心，其中，能硬化的物质优选地仅导入到在土壤中的孔的壁与嵌入体相对于地基元件的外侧之间的环形的中间空间中并在该中间空间中硬化。
9.在此，本发明的认识是，环形的设计对地基元件的承载功能没有显著影响，因为与在实心体地基元件的情况下一样，在外周侧处仍然产生相同的周面摩擦，所述周面摩擦对于承载能力是特别重要的。仅在支承面的区域内，通过环形可产生支承面的一定减少。通过在地基元件的支撑面处设置中心的非承载的区域，由此承载能力仅略微减小，但同时所需的能硬化的物质显著减少。这节省了成本。
10.此外，在环形的地基元件内的空间能以多种方式利用，由此例如用于地热目的、用于测量目的或用于许多其它功能。
11.本发明的一种优选的实施方式在于，嵌入体环形地构造。嵌入体在此基本上只能
用于支撑和构造环形的地基元件的内部的环形轮廓。嵌入体可以保留在地基元件中或者可以从地基元件中脱开。嵌入体可以由金属、尤其是钢或承载能力较小的塑料材料构成。
12.在嵌入体的预设的回收的情况下，根据本发明的一种扩展方案有利的是，所述嵌入体在其外侧处被包覆元件包围，并且在所述物质硬化成环形的地基元件之后，将所述嵌入体从所述地基元件中抽出，其中，所述包覆元件保留在环形的地基元件处。包覆元件在此可以是薄的管或优选地是薄膜、织物或其它非形状稳定的面状结构。包覆元件作为丢失元件安置在嵌入体的外侧处。包覆元件在此可以保留在硬化的地基元件上，而嵌入体能容易地从包覆元件中抽出并且可以再次使用。这也导致进一步的材料和成本节约。
13.为了提高由能硬化的物质制成的环形的地基元件的承载能力，根据本发明的一种方法变型适宜的是，在所述物质硬化之前，可以将一个或多个配筋元件嵌入到环形的中间空间中。配筋元件尤其可以是由钢制成的杆、梁(tr
ä
ger)或篮状件(k
ö
rbe)。
14.根据本发明的一种扩展方案，有利的是，所述环形的地基元件设计成，吸收期望的地基载荷；尤其是，环形的地基元件的横截面积可以如此设计，使得可以吸收所需的轴向力并且通过外周缘面将轴向力卸移。此外，地基元件可以构造为具有底板，从而支承力也可以直接通过否则构造为具有空腔的地基元件的该底板传递。
15.原则上，嵌入体可以构造成一件式的。尤其是对于更大的深度并且因此对于更长的地基元件，根据一种扩展方案可为适宜的是，嵌入体由环形的部段构成。环形的部段可以轴向地相互连接，从而形成较长的嵌入体。嵌入体可以在其长度上具有相同的直径，或者可以具有一定的锥度，其中，直径向上扩宽。这使得嵌入体从地基元件中的抽出更容易。
16.根据本发明的一种有利的实施方式设置成，由环形的地基元件包围中心空腔。中心空腔在此可用于不同的目的，例如用于嵌入用于地热目的的热交换器元件。在此，热可以借助热泵从土壤提取并用于加热目的，尤其是在地基元件上构建的建筑物中。备选地，也可以将热引出到土壤中以用于冷却目的，从而例如可以实现建筑物中的空调和冷却。然而，空腔也可用于测量技术的目的以及用于检查。
17.根据本发明的一种扩展方案，特别有利的是，在构建所述孔时，将土壤材料去除并且作为挖出物从所述孔中输送出，并且将所述挖出物的至少一部分引导返回到所述环形的地基元件的中心空腔中。这在两方面是有利的：一方面，这样挖出材料可以又被引导返回到土壤中，从而挖出材料不必从施工现场运离和填埋。因此，可以节省运输和填埋成本。另一方面，地基元件通过填充的中心空腔附加地加固，从而提高了地基元件的强度并且因此也提高了地基元件的承载能力。
18.原则上，能以任何方式构建用于形成地基元件的孔。根据本发明的一种实施变型，特别有利的是，所述孔通过以圆形的横截面进行钻孔或通过以角形的横截面进行铣削来构建。在钻孔时，不仅可以使用去除材料的钻孔，而且可以使用排挤钻孔。在排挤钻孔时，借助排挤钻头将土壤材料从孔区域排挤到周围的土壤中。
19.有角的横截面尤其可以通过开缝墙铣削(schlitzwandfr
ä
se)来实现，利用该开缝墙铣削构建具有优选矩形横截面的开缝墙部段。
20.在本发明的意义下，地基元件应广义地理解，其中，地基元件不仅可用于吸收建筑物载荷，而且比如还可用于通过彼此邻接的地基元件形成密封墙。
21.本发明的另一种优选的方法变型是将土壤材料与混凝土物质混合。由此可以构建
所谓的土壤砂浆，该土壤砂浆可以作为能硬化的物质被引入到土壤中以形成环形的地基元件。但环形的地基元件也可以由混凝土物质或由具有较高强度的土壤砂浆构建，而具有较低强度的土壤砂浆被引入到中心空腔中。由此，可以在地基元件仍然具有相对高的强度和承载能力的情况下实现挖出物的节省。
22.本发明还包括一种地基元件，该地基元件的特征在于，该地基元件环形地由能硬化的物质在土壤中建造。因此，地基元件不是在地基元件的整个横截面上而是仅在环形的区域中由能硬化的物质建造。地基元件尤其是通过上述根据本发明的方法来建造。上述优点可以通过根据本发明的地基元件来实现。
23.根据本发明的扩展方案，特别有利的是，在环形的地基元件中构造有中心空腔。该中心空腔可用于接纳不同的功能部件，例如热交换器元件或测量仪器。
24.根据本发明的另一种实施变型，特别有利的是，在环形的地基元件中的中心空腔填充有不能硬化的材料，尤其是被去除的土壤材料。因此，可以节省运输成本和填埋成本。
附图说明
25.进一步地，借助在附图中示意性示出的优选实施例描述本发明。附图中：图1示出在构建根据本发明的具有被嵌入的嵌入件的地基元件时的横剖视图；和图2示出图1的地基元件在移去嵌入体之后的横剖视图。
具体实施方式
26.为了在土壤5中构建根据本发明的地基元件10，首先将孔7引入到土壤5中。孔7的构建能以常规方式，例如通过钻孔或铣削进行。钻孔可以是套管钻孔或无套管钻孔。
27.在将能硬化的物质导入到孔7中之前，将嵌入体20嵌入到孔7的中心区域中。嵌入体20可以在孔7的掘进期间已经嵌入或在孔7完成之后才嵌入。在所示的实施例中，嵌入体20由总共三个环形的部段22构成，所述环形的部段轴向地相互连接。
28.嵌入体20大致在中心如此嵌入到孔7中，使得在嵌入体20的外侧与孔7的周缘壁8之间形成限定的间距。由此产生了中间空间，以能硬化的物质填充该中间空间以用于形成环形的地基元件10。
29.在所示的实施例中，嵌入体20放置到孔7的底部14上。嵌入体20在其外侧处具有包覆体24，该包覆体可以例如是薄膜或织物。包覆体24可以是丢失的元件，该丢失的元件主要用于防止能硬化的物质直接粘附在嵌入体20处。包覆体24能在其下端部处打开或关闭。
30.在用于形成环形的地基元件10的能硬化的物质硬化之后，将嵌入体20向上从孔7中拉出，从而在环形的地基元件10中形成中心空腔12，如图2中清楚示出的。包覆体24保留在环形的地基元件10的内侧处并且例如可以用于相对于环形的地基元件10附加地密封中心空腔12。
31.根据本发明的一种实施方式，可以将在构建孔7时作为挖出物30出现的土壤的材料引入到中心空腔12中。由此，减少了必须从施工现场运离并填埋的挖出物30的量。同时，挖出物30在所示的实施例中用于环形的地基元件10的稳定和内部支撑。地基元件的将建筑物载荷卸移到土壤5中的能力在此主要通过地基元件10的外侧与孔7的周缘壁8的周面摩擦来实现。