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11/2012VERFAHRENSBESCHREIBUNG PROCESS DESCRIPT ION

VDW Vor Der Wand-VerfahrenDouble Head Drilling System

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Die VDW-Technik wurde in den 70’erJahren von BAUER Spezialtiefbauentwickelt. Seit diesem Zeitpunkt hatdas Verfahren eine weite Verbreitung in der Spezialtiefbauwelt erreicht.

Es ist eine ausgereifte Methode um vor allem Pfahlwände als Baugruben-sicherung unmittelbar an bestehendenGebäuden erschütterungsarmherzustellen. Dadurch wird eineMaximierung der Nutzfläche derBaugrube erreicht.

Die Mäklergeräte der RG-Reihe sindfür das VDW-Verfahren wegen derwendigen, kompakten Bauweise undder starken Motorisierung idealeBasisgeräte.

VDW-Verfahren

The VDW technique was developed byBAUER Spezialtiefbau during theseventies. Since then, the techniquehas spread throughout specialistfoundation engineering constructionoffering a wide range of applications.

The technique is a well-engineeredand mature process primarily for thevibration-free installation of bored pileretaining walls for deep excavationsimmediately adjacent to existingbuildings. It facilitates themaximisation of the excavation’susable floor area.

The leader rigs of the RG series areideally suited as base machines for theVDW technique due to their versatileand compact construction and theirhigh-powered system.

VDW Technique

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© RTG Rammtechnik GmbH, 11/2012

Vorteile• Hohe Richtungsgenauigkeit der

Bohrung

• Einsatz auch unter sehr engenPlatzverhältnissen

• Wirtschaftliches Verfahren, vor allemwenn die Pfahlwand zurLastabtragung im Endzustandverwendet wird.

• Kostengünstiges Verfahren alsAlternative zu konventionellenUnterfangungsmethoden

• Schneller Bohrfortschritt

• Anwendung in vielen Bodenarten(verrohrte Bohrung)

• Lärm- und erschütterungsarmesVerfahren

• High directional accuracy of bore

• Deployment even in extremelyrestricted site conditions

• Cost-effective process, particularlywhen the piled wall is utilised forstructural load transfer from thecompleted building.

• Cost-competitive process as analternative to conventionalunderpinning techniques

• Rapid construction progress

• Application in wide range of soiltypes (cased bore)

• Low-noise and low-vibration process

Advantages

links / left:RG 25 S (DKS 100/200), Dublin (Ireland)

rechts / right:RG 16 T (DKS 60/80), München (Germany)

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Einsatzbereiche

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Pfahlwände Der Hauptanwendungsbereich ist die Herstellung vonPfahlwänden (überschnitten, tangierend und aufgelöst) vor allem bei beengten Verhältnissen und unmittelbar an bestehender Nachbarbebauung.

Weitere Anwendungen Das VDW-Verfahren wird als Doppelkopfbohrsystem auch zurHerstellung von verrohrten Bohrungen im Durchmesserbereichvon 305 mm – 813 mm eingesetzt.Dazu zählen verrohrte Pfahlbohrungen und flache Brunnenzur Grundwasserabsenkung.

Überschnittene BohrpfahlwandBei einer überschnittenen Bohrpfahlwand ist der Achsabstandder Pfähle kleiner als der Pfahldurchmesser.Überschnittene Bohrpfähle werden im Pilgerschrittverfahrenhergestellt. Dabei werden zunächst die unbewehrten Primärpfähle (1, 2) gebohrt und betoniert. In der Regel werdendie dazwischen liegenden Pfähle(Sekundärpfähle) nach ein bis drei Tagenhergestellt, wobei die Primärpfähleeingeschnitten werden.Die Sekundärpfähle (3) werden bewehrtausgeführt. Die Bewehrung richtet sichnach den statischen Erfordernissen. Dabeiwerden vorgefertigte Bewehrungskörbeoder Stahlträger verwendet.Eine überschnittene Bohrpfahlwand ist als temporäreBaumaßnahme nahezu wasserdicht. Bei einer Verwendung alspermanentes Bauteil wird der Einbau einer wasserdichtenInnenschale empfohlen.

Aufgelöste BohrpfahlwandBei einer tangierenden Wand ist derAchsabstand der Pfähle gleich demPfahldurchmesser. Bei eineraufgelösten Wand ist derAchsabstand größer als derPfahldurchmesser. Alle Pfähle können bewehrt ausgeführtwerden.

ApplicationsBored pile walls The main area of application is the construction of piled walls (secant, contiguous and intermittent) primarily inrestricted site conditions and directly adjacent to existingbuildings.

Other applications The VDW technique using the double-head rotary drillingsystem is also deployed in the construction of casedboreholes with diameters ranging from 305 mm to 813 mm(12 in to 32 in). This includes cased pile bores and shallowwater wells for groundwater lowering.

Secant bored pile wallIn secant bored pile walls, the pile spacing is smaller than thediameter of the piles. Secant pile walls are constructed in analternating sequence of primary and secondary piles, where theunreinforced primary piles (1,2) are drilled and concreted first.The intermittent secondary piles (3) are generally installed

between one to three days laterby cutting into the primary pilesto produce an overlap. Thesecondary piles are reinforced.The type and amount ofreinforcement is dependent onthe structural requirements andcan be in the form ofprefabricated reinforcing cages

or universal steel columns. As a temporary constructionmeasure, secant bored pile walls are generally consideredvirtually watertight. When used as a permanent constructionelement, the installation of a waterproof internal facing wall isrecommended.

Intermittent bored pile wallsIn a tangent wall system, the pilespacing is equal to the diameter of thepile. In a contiguous wall system thepile spacing is greater than thediameter of the piles. The piles can all be constructed asfully reinforced piles.

1 2 1 2

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Qualitätssicherung

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Für den Qualitätsnachweis der hergestellten Pfähle ist in den RTG-Geräten ein elektronisches Steuerungs- undKonrollsystem – B-Tronic – eingebaut. DiesesMessdatenerfassungssystem überwacht und steuert dieBohrfunktionen und das Hydrauliksystem.

Produktionsdaten wie

• Bohrtiefe

• Abbohr- und Ziehgeschwindigkeit

• Umdrehungen

• Drehmoment

• Betondruck und Betonmenge

werden kontinuierlich erfasst, visualisiert und gespeichert.

Die Daten können als Protokolldatei zu Dokumentations-zwecken ausgedruckt werden.

An electronic monitoring and control system – B-Tronic – isinstalled in all RTG rigs to produce a quality assurance reportfor the completed piles. This data acquisition systemmonitors and controls all drilling operations and the hydraulicsystem.

Production data, such as

• Drilling depth

• Speed of penetration and extraction

• Rotational speed

• Torque

• Concrete pressure and volume

are continuously acquired, visualised and stored.

The data can also be used to produce of a pile report thatcan be printed out for documentation purposes.

Quality assurance

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ArbeitsablaufBeim Bohrvorgang werden gleichzeitig ein langes Bohrrohrund eine innenliegende Endlosschnecke durch zweiunabhängige Drehantriebe gegenläufig angetrieben. (1)Die Bohrschnecke wird durch den oberen Drehantriebrechtsdrehend und die Verrohrung wird durch den unterenDrehantrieb linksdrehend in einem Arbeitsgang bis zurEndtiefe abgebohrt.

Das Bohrgut wird über die Schneckenwendeln nach obengefördert und entweder durch Öffnungen im Drehtellerausgeworfen oder in ein Schüttensystem ausgeworfen. (2)

Eine Verschiebeeinrichtung an den Bohrköpfen ermöglichteine vertikale Relativverschiebung der Bohrschnecke um ca. 300 mm gegenüber dem Bohrrohr. Die Relativ-verschiebung gewährleistet eine optimale Anpassung desBohrvorganges an verschiedene Untergrundbedingungen.Zur Verringerung des Grundbruchrisikos oder zumAnschneiden der Primärpfähle in einer Pfahlwand wird mitvoreilender Verrohrung gearbeitet (A). Bei dicht gelagertenBodenschichten kann hingegen mit voreilender Schneckegebohrt werden (B).

Nach Erreichen der Endtiefe wird Beton durch das Seelenrohrder Schnecke gepumpt und gleichzeitig wird der Bohrstrang(Schnecke und Bohrrohr) kontinuierlich gezogen. (3)

Anschließend kann ein Bewehrungselement (Korb, Träger) jenach statischen Erfordernissen in den frischen Betoneingesetzt werden. (4)

Die Anwendung der VDW-Pfähle wird in der deutschen NormDIN 4014 und der Europäischen Norm EN 1536 geregelt.

Beton VDW Pfähle werden üblicherweise auspumpbarem Beton der Festigkeitsklasse C 20/25oder C 30/37 (EN 1536, DIN 1045) hergestellt.Der Zementgehalt beträgt 325 kg/m3 bis 375kg/m3.Die Körnung der Zuschlagstoffe beträgt 0/8 mmRundkorn. Für größere Durchmesser kann aucheine Körnung 0/16 mm verwendet werden.


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Beton / Concrete

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B

A

Construction sequence


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During the drilling process, a long outer casing tube and aninner continuous flight auger are rotated concurrently inopposite directions by two independent rotary drives. (1)The continuous flight auger, which is rotated clockwise bythe upper rotary drive, and the drill casing, which is rotatedanti-clockwise by the lower rotary drive, are drilled down tothe terminal depth in a single operation.

The drill spoil is conveyed upwards by the auger flights andeither ejected through apertures below the rotary drive orejected into a spoil chute system. (2)

A crowd unit attached to the rotary heads facilitates a verticalmovement of the continuous flight auger of around 300 mmrelative to the casing tube. This relative movement enablesthe drilling process to be adjusted to cope with varyingground conditions. To reduce the risk of base failure or to cut

into the primary piles of a pile wall, the drill casing isgenerally advanced ahead of the auger (A), whereas in densesoil formations drilling can also be carried out with thecontinuous flight auger being advanced ahead of the casingtube. (B)

After having attained the terminal depth, concrete is pumpedthrough the hollow stem of the auger as the drill string (augerand drill casing) is simultaneously withdrawn. (3)

Reinforcing elements in form of a prefabricatedreinforcement cage or a universal beam can subsequently beinserted into the fresh concrete. The size of the reinforcingmember depends on the structural design. (4)

The use of VDW piles is regulated by the German StandardDIN 4014 and the European Standard EN 1536.

Concrete VDW piles are usually constructed with pumpableconcrete. The strength class is C 20/25 or C 30/37 (EN 1536, DIN 1045).Cement content is 325 kg/m3 to 375 kg/m3 (20 lb/ft3 to23.5 lb/ft3).The grain size of the aggregates should be round grain0/8 mm (0/0.3 in). For bigger pile diameters it ispossible to use a grain size range 0/16 mm (0/0.6 in).

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Technische Daten (Auszug)Technical specifications (extract)

RG 16 T RG 19 T RG 21 TMax. Tiefe 14,5 m 17,7 m 20 mMax. drilling depth 47.7 ft 58.1 ft 65.6 ftMax. Durchmesser 610 mm 610 mm 610 mmMax. diameter 24 in 24 in 24 inDoppelkopfantrieb (empfohlen) DKS 50/100 T DKS 50/100 T DKS 50/100 TDouble-head drives (recommended)

RG 16 T RG 19 T RG 21 T

TrägergeräteBeengte Platzverhältnisse erfordern leistungsstarke undgleichermaßen auch kompakte Geräte.RTG-Geräte sind wegen ihrer drehbaren, steifen Masten undder großen Hydraulikleistung sehr gut als Trägergeräte fürdas VDW-Bohrverfahren einsetzbar.Grosse Beweglichkeit verschafft die Mäklerschwenk-einrichtung, mit der der Mast um +/- 90° gedreht undanschließend in der gewünschten Position arretiert werden kann.Die angegebenen Maximalwerte (Tiefe und Durchmesser)hängen neben dem geeigneten Trägergerät auch von denanstehenden Bodenverhältnissen ab.

RG 16 T (DKS 40/60), Chester (UK)

Kombination von max. Tiefe und max. Durchmesser nur nach Rücksprache !Please consult RTG before using max. depth and max. diameter simultaneously !

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RG 18 S RG 22 S RG 25 S18 m 22 m 23,5 m59 ft 72.2 ft 77 ft

813 mm 813 mm 1.000 mm32 in 32 in 39 in

DKS 100/200-02 DKS 100/200-02 DKS 150/300

RG 25 S (DKS 150/300), Kopenhagen (Denmark)

RG 18 S RG 22 S RG 25 S

Base carrierRestricted site conditions call for powerful as well ascompact pieces of plant. Due to their swivel-mounted stiff mast and their highhydraulic power output, the RTG rigs are ideally suited asbase machines for the VDW drilling technique.The swivel-mounted mast, which enables the mast to beturned sideways by up to +/- 90° and allows it to besubsequently arrested in its required position, provides ahigh degree of manoeuvrability. The stated maximum values for drilling depth and boreholediameter depend on both the most suitable base machineand the prevailing ground conditions.

RG 19 T (DKS 60/80), Riga (Latvia)

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ZubehörVDW-Bohrantrieb Der Doppelkopfantrieb besteht aus zwei koaxialangeordneten Drehantrieben, die einzeln hydraulischangetrieben werden und beim Abbohren mit gegenläufigenDrehrichtungen betrieben werden.Relativverschiebung:Der Bohrschneckenstrang kann über einen Hydraulikzylinderrelativ zum Bohrrohrstrang um 300 mm verschoben werden.Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, mit vor- odernacheilender Bohrschnecke zu arbeiten. Um dieRelativverstellung vollständig nutzen zu können, müssen dieLängen der beiden Bohrstränge exakt auf einanderabgestimmt werden.

Technische Daten (Auszug)Technical specifications (extract)

DKS DKS DKS DKS 50/100 T 50/100 S 100/200-02 150/300

RohrDrill casingMax. Drehmoment 80 kNm 100 kNm 200 kNm 274 kNmMax. torque 59,005 lbf-ft 73,760 lbf-ft 147,510 lbf-ft 202,092 lbf-ftMax. Drehzahl 39 1/min 39 1/min 20 1/min 22 1/minMax. speedSchneckeAugerMax. Drehmoment 50 kNm 50 kNm 100 kNm 152 kNmMax. torque 36,880 lbf-ft 36,880 lbf-ft 73,760 lbf-ft 112,110 lbf-ftMax. Drehzahl 65 1/min 65 1/min 40 1/min 29 1/minMax. speedGesamtgewicht 5.300 kg 5.300 kg 7.600 kg 10.063 kgOverall weight 11,680 lb 11,680 lb 16,760 lb 22,185 lb

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Spülkopf Beim Betoniervorgang wird der Beton von einemBetonierschlauch über den Spülkopf in die Hohlseele derBohrschnecke gepumpt. Der Spülkopfdurchmesser von 4"ermöglicht die Verwendung von Beton mit einemMaximalkorn von 16 mm (Rundkorn).

VDW Rotary driveThe double head rotary drive consists of two coaxiallymounted rotary drives, which are each hydraulically drivenand operated in counter-rotating directions during the drillingprocess. Longitudinal adjustment deviceA hydraulic cylinder attached to the rotary heads facilitates avertical movement of the continuous flight auger of around300 mm (11.8 in) relative to the casing tube. This relativemovement enables drilling processes with the auger beingadvanced ahead of the casing, or with the casing beingadvanced to the auger. The possibility of relative movementcan only be utilized when the detailed length of auger andcasing are harmonized with each other.

Attachments

Flushing head In the concreting process concrete is pumped from a flexibleconcrete hose through a flushing head into the hollow stemof the auger. A 4" inner diameter of the flushing head allowsthe use of a maximum aggregate grain size of 16 mm /0.6 in(round grain).

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Spülkopf

Drehteller

– Anschluss an Kardangelenk oben– Anschluss an Bohrrohr mit

Konusschrauben

Bohrrohr mit Schneidschuh

– Anschluss an Drehteller mitKonusschrauben

– Angeschweißter Schneidring– Rohrlänge abhängig von Bohrtiefe– für Außendurchmesser

305 / 406 / 508 / 610 / 710 / 813 mm– größere Außendurchmesser auf Anfrage,

z.B. 880 und 1.000 mm

Innenliegende Bohrschnecke

– Rohrschusslängen (Standard):4 / 6 / 8 / 10 m(andere Längen auf Anfrage)

– Schneckenverbinder 6-kt oder SOB– Hohlseele zum Betonieren

Ø 100 mm

Rohrführung

Schneckenanfänger– mit Flachzähnen für leichte Böden– mit Rundschaftmeißeln für harte Böden

und Beton

Doppelkopfantrieb mit Längenausgleich

Flushing head

Casing drive adapter

– Connection to cardanic joint at top – Connection to drill casing by conical

casing screws

Drill casing with cutting shoe

– Connection to casing drive adapter byconical casing screws

– Weld-on cutting shoe– Casing length dependent on drilling depth– for outside diameters

305 / 406 / 508 / 610 / 710 / 813 mm(12 / 16 / 20 / 24 / 28 / 32 in)

– larger outside diameters on request, e.g. 880 and 1.000 mm (35 and 39 in)

Continuous flight auger

– Lengths of auger sections (standard): 4 / 6 / 8 / 10 m (13 / 20 / 26.2 / 32.8 ft)(other lengths on request)

– Connection of auger sections by hex orCFA auger pins

– Hollow stem for placing concrete dia 100 mm (4 in)

Casing guide

Starter auger– with flat teeth for soft soils – with round shank chisels for hard soils

and concrete

Double head rotary drive with longitudinal adjustment device

Auswurfschüttensystem

Die Arbeitssicherheit und die Sauberkeitder Arbeitsstelle werden durch denEinsatz eines teleskopierbarenSchüttensystems deutlich erhöht.Der in der Schnecke hochgeförderteBoden wird am oberen Ende desBohrstranges in die Schütte (1)ausgeworfen und fällt innerhalb derSchütteimerkette (2) auf den Boden.

Spoil discharge chute system

Safety and cleanliness at the work stationare significantly increased by the use of atelescopic spoil chute system. The drill spoil, which is conveyedupwards by the continuous flight auger, isdischarged at the top of the casing stringinto the spoil discharge chute (1) andthen falls to the ground in a controlledand safe manner through a series oftelescoping spoil chutes (2).

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Bohrausrüstung Drilling equipment

Zubehör

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Attachments

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RG 16 T (DKS 60/80), München (Germany)

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Technische Änderungen ohne Vorankündigung undVerpflichtung gegenüber früher gelieferten Gerätenvorbehalten. Die abgebildeten Geräte könnenSonderausstattungen haben. Technische Daten ohneBerücksichtigung des Wirkungsgrades. Irrtum undDruckfehler vorbehalten.

Technical Specifications are subject to change withoutprior notice and incurring responsibility for machinespreviously sold. The shown machines may have specialequipment. Technical data do not consider power losses.Error and misprints reserved.

BAUER-Straße 1D-86529 SchrobenhausenTel. +49 (0)8252/97-0Fax +49 (0)8252/97-1135e-mail: [email protected]

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