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Dokumentenidentifikation DE69314402T2 12.02.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0580264
Titel Verstellbare Absperrvorrichtung für die Grabenabschnitte von Schlitzwänden
Anmelder Beheermaatschappij Verstraeten B.V., Oostburg, NL
Erfinder Verstraeten, Alexander Julien, B-8300 Knokke-Heist, BE
Vertreter Türk, Gille, Hrabal, Leifert, 40593 Düsseldorf
DE-Aktenzeichen 69314402
Vertragsstaaten BE, DE, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 23.07.1993
EP-Aktenzeichen 932021900
EP-Offenlegungsdatum 26.01.1994
EP date of grant 08.10.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.02.1998
IPC-Hauptklasse E02D 5/18

Beschreibung[de]

Für die Herstellung von Schlitzwänden im Untergrund sind verschiedene Methoden bekannt. Nach der Offenbarung der NL-A-87.02430 umfaßt ein solches Verfahren folgende Arbeitsschritte:

- Aushub eines ersten Schachtes mit Hilfe eines Baggers;

- Aushub eines zweiten Schachtes mit Hilfe dieses Baggers, wobei dieser zweite Schacht im Vergleich zu dem ersten Schacht in einem Abstand versetzt ist, welcher in etwa der größten Längenabmessung des Baggers entspricht;

- Aushub mit Hilfe des Baggers der Schlitzwand, welche zwischen dem ersten und zweiten Schacht liegt; und

- Befüllung des so hergestellten Grabenabschnittes der Schlitzwand mit einer härtbaren Masse.

Der verwendete Bagger ist ein Schlitzwandschneidgerät, mit dessen Hilfe ein erster Schacht mit rechteckigem Querschnitt ausgehoben wird, wonach anschließend im Vergleich zu dem ersten Schacht seitlich versetzt ein zweiter Schacht mit rechteckigem Querschnitt ausgehoben wird, der seitlich gegenüber dem ersten Schacht versetzt angeordnet ist. Anschließend wird der Grabenabschnitt der dazwischenliegende Schlitzwand mit Hilfe des Schlitzwandschneiders ausgehoben. Um eine durchgehende Wand zu erreichen, ist es von größter Wichtigkeit, daß der so hergestellte Grabenabschnitt der Schlitzwand die ausgebaggerten Schächte an ihren beiden Seiten verbindet. Wenn also der zwischen den beiden Schächten liegende Grabenabschnitt der Schlitzwand ausgehoben wird, muß eine Überlappung in der Hauptrichtung der Wand entstehen und daher darf die Ablenkung in der senkrecht zu der Wand, die ausgehoben werden muß, verlaufenden Richtung nur gering sein. Für die Messung dieser Ablenkung in senkrechter Richtung zu der auszuhebenden Wand werden Inklinometer verwendet, wie sie in der weiter oben erwähnten NL-A-87.02430 beschrieben sind. Die Genauigkeit dieser Inklinometer reicht nicht aus, um sicherzustellen, daß die benachbarten Grabenabschnitte der Schlitzwände ein ausreichendes Widerlager in einer Richtung bilden, die senkrecht zur Ebene der Wand verläuft. Um ein ausreichendes Widerlager herzustellen, muß jede der Schlitzwände eine größere Wandstärke als wirklich notwendig haben. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der erforderlichen Dicke der Wand und der Genauigkeit, mit der die Position dieser Wand in großer Tiefe gemessen werden kann.

Aus der JP-A-59-130.290 ist ein Verfahren bekannt, das es erlaubt, diese Nachteile zu überwinden und mit dessen Hilfe eine Schlitzwand hergestellt werden kann, deren benachbarte Grabenabschnitte untereinander nur eine sehr geringe Ablenkung in einer Richtung aufweisen, die senkrecht zu der im Boden anzubringenden Schlitzwand verläuft.

Nach diesem Verfahren werden der erste und der zweite Schacht mit Hilfe eines Baggers mit kreisförmigem Querschnitt ausgehoben, welcher als Bohrkopf ausgelegt ist, und anschließend wird der zwischen dem ersten und zweiten Schacht liegende Grabenabschnitt mit Hilfe eines zweiten Baggers ausgehoben, an dessen Seiten rohrförmige Führungselemente angebracht sind, welche beim Baggern von den Wänden des ersten und zweiten Schachtes geführt werden.

Beim Aushub des Grabenabschnittes mit Hilfe des Baggers, welcher während des Aushubs von dem ersten und zweiten Schacht geführt wird, die vorher in den Boden eingebracht worden sind, wird sichergestellt, daß selbst in großer Tiefe der so hergestellte Grabenabschnitt der Schlitzwand einwandfrei an diese beiden vorher ausgehobenen Schächte anschließt. Zu diesem Zweck ist es selbstverständlich notwendig, daß der erste und der zweite Schacht absolut senkrecht in den Boden eingebracht werden, und dies kann mit Hilfe einer per se bekannten Bohrvorrichtung erreicht werden.

Für das Ausbaggern des nächsten Grabenabschnittes muß der erste Schacht dieses nächsten Grabenabschnittes frei von der härtbaren Masse sein, die in den vorhergehenden Grabenabschnitt einer Schlitzwand eingefüllt wurde. Zu diesem Zweck wird vor der Befüllung des vorausgehenden Grabenabschnittes mit einer härtbaren Masse der zweite Schacht von dem benachbarten Grabenabschnitt mit Hilfe eines Stützrohres abgetrennt, welches in diesem zweiten Schacht in der Weise befestigt wird, wie dies in der DE-A-1.484.545 beschrieben ist, und anschließend werden der neu ausgehobene Grabenabschnitt und der erste Schacht mit einer aushärtenden Masse befüllt. Auf diese Weise wird der zweite Schacht des vorausgehenden Grabenabschnittes freigehalten, um das rohrförmige Führungselement des Baggers während des Aushubes des benachbarten Grabenabschnittes aufzunehmen.

Wenn dieses Stützrohr gute abdichtende Eigenschaften haben soll, so entstehen beim Einführen und Herausziehen des Rohres aus dem zweiten Schacht ganz erhebliche Reibungskräfte, welche die Tiefe des Schachtes begrenzen, in dem das Stützrohr angeordnet werden soll.

Eine Lösung für dieses Problem wird in der DE-B-1.634.323 offenbart, aus der eine verstellbare Absperrvorrichtung bekannt ist, die zwei bogenförmige Elemente enthält, welche mittels eines leiterartigen Spreizmechanismus miteinander verbunden sind. Diese Absperrvorrichtung kann in zusammengeklapptem Zustand in den zweiten Schacht eingeführt und anschließend mit Hilfe des leiterartigen Spreizmechanismus in eine rohrartige Schließ- oder Abdichtposition ausgeklappt werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verstellbare Absperrvorrichtung der vorgenannten Art vorzuschlagen, welche leichter in einen zweiten Schacht eines ausgehobenen Grabenabschnittes eingeführt und aus ihm herausgezogen werden kann.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel dadurch verwirklicht, daß die verstellbare Absperrvorrichtung ein Stützrohr aufweist, dessen Durchmesser kleiner ist, als der Durchmesser des zweiten Schachtes, und dieses Stützrohr an wenigstens einer seiner Seiten mit einem aufblasbaren Körper versehen ist, welcher sich mindestens über ein Viertel des Rohrumfanges erstreckt und der mittels einer Flüssigkeit oder mit Luft aufgeblasen werden kann.

Ein solches Stützrohr kann in einfacher Weise nach dem Ausbaggern eines ersten Grabenabschnittes in den zweiten Schacht eingeführt werden, wobei der aufblasbare Körper gegen den nächsten auszuhebenden Grabenabschnitt gerichtet ist. Durch Befüllen des aufblasbaren Körpers mit einer Flüssigkeit oder mit Luft wird das gegenüberliegende Ende des Rohres in einer Schließ- oder Abdichtposition gegen dene ersten zu verschließenden Grabenabschnitt gepreßt. Dieser Abschnitt wird dann mit einer härtbaren Masse befüllt und nach dem Aushärten dieser Masse wird die Flüssigkeit oder die Luft aus dem aufblasbaren Körper abgelassen, so daß das Stützrohr leicht entfernt werden kann. Anschließend kann der nächste Grabenabschnitt ausgehoben werden, während ein Führungselement des Baggers in den Schacht eingeführt wird, aus dem das Stützrohr entfernt wurde. Nachstehend werden Ausführungsarten eines erfindungsgemäßen Stützrohres mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erklärt. In diesen Zeichnungen ist folgendes dargestellt:

Die Fig. 1 zeigt eine Skizze, welche die Probleme bei der Verbindung von aufeinanderfolgenden Grabenabschnitte darstellt;

Die Fig. 2 zeigt das Verfahren und die Vorrichtung für das Ausbaggern oder Ausbohren des ersten und zweiten Schachtes eines Grabenabschnittes einer Schlitzwand;

Die Eig. 3 zeigt das Verfahren und die Vorrichtung für das Ausbaggern eines zwischen zwei Schächten angeordneten Grabenabschnittes einer Schlitzwand;

Die Fig. 4 zeigt die Befüllung des ersten Grabenabschnittes der Schlitzwand mit einer härtbaren Masse in Gegenwart eines Stützrohres im zweiten Schacht dieses Grabenabschnittes;

Die Fig. 5 zeigt das Ausbaggern des zweiten Grabenabschnittes;

Die Fig. 6 zeigt eine erste Ausführungsart eines Stützrohres; und

Die Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsart dieses Stützrohres.

Die Fig. 1 zeigt einen ersten Grabenabschnitt A in durchgezogenen Linien und einen anschließenden Grabenabschnitt B in gestrichelten Linien. Die Tiefe L einer solchen Schlitzwand liegt zum Beispiel 100 m unter der Erdgleiche O. Die Dicke D des Grabenabschnittes beträgt zum Beispiel 1 m, während in einer Tiefe von 100 m die Überlappung d der beiden Grabenabschnitte der Schlitzwände mindestens 50 cm betragen muß, um ein Druckfundament herzustellen, das wasserdicht ist. In diesem Fall darf der Ablenkwinkel α höchstens 0,3º betragen und diese extrem kleine Ablenkung ist mit den derzeit verfügbaren Meßgeräten nicht meßbar. Um jedoch trotzdem eine Überlappung von wenigstens 50 cm zu erreichen, müssen die Dicke D des Grabenabschnittes der Schlitzwand und damit der zulässige Ablenkwinkel α erhöht werden.

Die Fig. 2 zeigt den Umstand, in dem zwei Schächte 8 in einem Abstand 9 ausgebohrt worden sind, während ein dritter Schacht 8 mit Hilfe einer Bohrvorrichtung 1 gebohrt wird. Die bereits ausgebohrten Schächte 8 werden mit einer Stützflüssigkeit 4, wie zum Beispiel Bentonit ausgegossen. Die Bohrvorrichtung 1 enthält eine per se bekannte Mitnehmerstange, an deren unterem Ende ein Bohrkopf 3 befestigt ist. Die Mitnehmerstange hängt an einer Heißscheibe 5, welche mit Hilfe eines Kabels 6 an der Bohrvorrichtung 1 aufgehängt ist. Der Bohrkopf 3 hat ein Gewicht von etwa 35 Tonnen, wobei über das Kabel 6 eine vertikale Hubkraft von etwa 10 bis 15 Tonnen auf den Bohrkopf ausgeübt wird, so daß dieser Bohrkopf in der Art eines Lotes mit einem Gewicht von etwa 20 bis 25 Tonnen von der Bohrvorrichtung 1 herabhängt. Die von dem Bohrkopf 3 gelockerte Erde wird in klassischer Weise zusammen mit der in dem bereits gebohrten Loch vorhandenen Stützflüssigkeit 4 an die Oberfläche befördert. In einem Abscheider 7 wird die Stützflüssigkeit 4 von der an die Oberfläche transportierten Erdmasse abgetrennt und anschließend kann die Stützflüssigkeit 4 wieder in den auszubaggernden Schacht zurückgeleitet werden. Auf diese Weise können absolut senkrecht verlaufende Bohrlöcher in einer Tiefe von mehr als 100 m in den Boden eingebracht werden.

Die Fig. 3 zeigt, wie der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schächten 8 liegende Grabenabschnitt einer Grabenabschnitt 11 mit Hilfe eines Schlitzwandschneiders 10 ausgehoben wird. Der Schlitzwandschneider, oder eine ähnliche Aushubvorrichtung, wie zum Beispiel ein Greifer, ist an seinen jeweiligen Seiten mit rohrförmigen Führungselementen 12 ausgestattet, welche einen Durchmesser haben, der so beschaffen ist, daß diese Führungselemente 12 sie mit etwas Spiel 14 in einem Schacht 8 bewegt werden können. Die Führungselemente 12 erstrecken sich an gegenüberliegenden Seiten des Baggers 10 in Richtung der auszuhebenden Erdmasse, wobei die herausragenden Teile 13 der Führungselemente 12 vorzugsweise eine konische Form haben, so daß sie in geeigneter Weise in den Schächten 8 bewegt werden können. Die herausragenden Teile 13 sind mit einem Gewicht beschwert, so daß der Schlitzwandschneider 10 in den Boden gezogen wird. Eines der Führungsrohre 12 ist an dem Bagger 10 mittels einer Konstruktion 16 in Form eines Parallelogramms befestigt, so daß das seitliche Spiel ausgeglichen werden kann. Mit Hilfe von Federn 17 wird das über das Parallelogramm 16 an dem Bagger 10 befestigte Führungsrohr 12 an Gummiblöcken 18 festgehalten, die an dem Bagger montiert sind, so daß sowohl ein positives als auch ein negatives Spiel ausgeglichen werden kann. Der Bagger 10 ist mittels eines Kabels an der Bohrvorrichtung 1 aufgehängt. Es ist nicht notwendig, den Bagger 10 mittels eines an seinem Schleppende montierten Rohres in den Boden zu stoßen. An dem Bagger 10 sind Pumpen 19 montiert, um die mit der Erdmasse vermengte Stützflüssigkeit auszustoßen, welche an einen Abscheider 7 geleitet wird. Die Schächte 8, in denen die Führungsrohre 12 sitzen, wurden in einer etwas größeren Tiefe ausgehoben, als die gewünschte Tiefe des in den Boden einzubringenden Grabenabschnittes der Schlitzwand, um so die herausragenden Teile 13 der Führungsrohre 12 dann aufzunehmen, wenn der Schlitzwandschneider 10 die gewünschte Tiefe erreicht hat.

Wie in der Fig. 3b gezeigt, ist der Durchmesser der Schächte 8 größer, als die Dicke 15 des Grabenabschnittes 11, wobei die Dicke 15 selbstverständlich der Breite des Baggers 10 entspricht.

Da der Bagger 10 während des Aushubs des Grabenabschnittes 11 mittels der Führungsrohre 12 geführt wird, wird automatisch eine perfekte Ausrichtung des Grabenabschnittes 11 mit den auf seinen beiden Seiten vorhandenen Schächten 8 erreicht. Die maximale Ablenkung wird durch das Spiel 14 zwischen der äußeren Wand eines Führungsrohres 12 und der Wand des Schachtes 8 bestimmt.

Nach dem Ausbaggern des Grabenabschnittes 11, wie es vorstehend beschrieben wurde, wird ein Stützrohr 20 in dem zweiten Schacht 8 angeordnet, wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist. Dieses Stützrohr 20 dient dazu, den zweiten Schacht 8 offen zu halten, während die aus dem ersten Schacht 8 und dem anschließenden Grabenabschnitt 11 bestehende Bohrung mit der härtbaren Masse 22 befüllt wird. Als härtbare Masse kann zum Beispiel ein Betongemisch eingesetzt werden, welches wahlweise mit einer weiteren Verstärkung versehen wird. Die während des Aushubs in dem Grabenabschnitt der Schlitzwand vorhandene Stützflüssigkeit 4, wird durch die härtbare Masse 22 ausgeschwemmt oder abgepumpt.

Das Stützrohr 20 (siehe Fig. 6) besteht aus einem Metallrohr, welches wenigstens über ein Viertel seines Umfangs einen aufblasbaren Körper 21 umfaßt, der zusammen mit der Wand des Stützrohrs 20 eine dehnbare Kammer bildet, welche unter Druck mit Luft oder einer Flüssigkeit befüllt werden kann. Das Stützrohr 20 ist in einem Schacht so befestigt, daß der aufblasbare Körper 21 an demr nachfolgenden Grabenabschnitt 11 anliegt. Auf diese Weise wird das Stützrohr 20 an der Innenwand des Schachtes 8 festgehalten.

Nachdem die härtbare Masse 22 zumindest teilweise ausgehärtet ist, wird das Stützrohr aus dem Schacht 8 entfernt, nachdem die für das Aufblasen des Körpers verwendete Luft oder Flüssigkeit abgesaugt wurde. Anschließend wird, wie in der Fig. 5 gezeigt, der anschließende Grabenabschnitt 11 in der gleichen Weise ausgehoben, wie es in der Fig. 3 dargestellt wurde. Der so hergestellte anschließende Grabenabschnitt einer Schlitzwand schließt sich perfekt an die vorausgehenden Grabenabschnitt an, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Dies bedeutet daher, daß die Dicke des Grabenabschnittes nicht größer sein muß, als die notwendige Dicke d, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist. Als Ergebnis kann eine deutliche Einsparung von Material erreicht werden. Außerdem ist weiterhin ein wesentlicher Vorteil darin zu sehen, daß die Gesamtlänge des Baggers in Richtung des Grabenabschnittes der Schlitzwand eingesetzt werden kann, da eine Überlappung in der seitlichen Richtung, wie sie in der Fig. 4 der NL-A-87.02430 gezeigt ist, nicht mehr erforderlich ist.

Schließlich zeigt die Fig. 7 eine zweite Ausführungsart des Führungsrohres 20. An der einen Seite dieses Führungsrohres 20 ist ein aufblasbarer Körper 21 angeordnet, während an der gegenüberliegenden Seite dieses aufblasbaren Körpers sich nach außen erstreckende Montagerippen 24 angeordnet sind, zwischen die eine Dichtlippe 23 angeordnet werden kann, welche in axialer Richtung gleiten kann. Wenn das Stützrohr 20 aus einem Schacht 8 entfernt wird, kann diese Dichtlippe 23 in der härtbaren Masse 22 des vorausgehenden Grabenabsachnittes der Schlitzwand verbleiben und anschließend in die härtbare Masse 22 eingeführt werden, welche in den nächsten Grabenabschnitt einer Schlitzwand eingefüllt wird.


Anspruch[de]

1. Verstellbare rohrförmige Absperrvorrichtung für auszubaggernde Grabenabschnitte für den den Einsatz in einem Verfahren für die Herstellung von tiefen Schlitzwänden im Erdreich, welches folgende Schritte umfaßt:

- Ausbaggern eines ersten Schachtes (8) mit einem kreisförmigem Querschnitt;

- Ausbaggern eines zweiten Schachtes (8) mit einem kreisförmigem Querschnitt, welcher gegenüber dem ersten Schacht in einem Abstand (9) versetzt angeordnet ist, der in etwa der größten Längenabmessung des Baggers entspricht, welcher für das

- Ausbaggern des Grabenabschnitt (11) verwendet wirdr welcher zwischen dem ersten und zweiten Schacht (8) liegt, wobei der Bagger an seinen Seiten mit rohrförmigen Führungselementen (12) ausgerüstet ist, die während des Aushubs der Wände des ersten und zweiten Schachtes (8) geführt werden;

- Abtrennung des zweiten Schachtes (8) von dem benachbarten Grabenabschnitt, welcher aus dem ersten Schacht (8) und dem benachbarten Grabenabschnitt (11) besteht, mit Hilfe der rohrförmigen Absperrvorrichtung (20), welche in den zweiten Schacht (8) eingeführt und dort befestigt werden kann; und

- Auffüllen des benachbarten Grabenabschnittes (8, 11) mit einer härtbaren Masse (22),

die verstellbare rohrförmige Absperrvorrichtung ein Stützrohr (20) mit einem Durchmesser enthält, der kleiner ist, als der Durchmesser des zweiten Schachtes und daß dieses Stützrohr (20) an wenigstens einer seiner Seiten mit einem aufblasbaren Körper (21) versehen ist, der sich über mindestens ein Viertel des Rohrumfangs erstreckt und mit einer Flüssigkeit oder Luft aufgeblasen werden kann.

2. Rohrförmige verstellbare Absperrvorrichtung nach Anspruch 1,

das Stützrohr (20) an der dem aufblasbaren Körper (21) gegenüberliegenden Seite mit sich nach außen erstreckenden Montagerippen (24) für die Anordnung von axial gleitenden Dichtlippen (23) aufweist.







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