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Dokumentenidentifikation DE19915759A1 05.08.1999
Titel Soil-Jet-Verbau
Anmelder Ed. Züblin AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Weber, Klaus, Dr., 72336 Balingen, DE
DE-Anmeldedatum 08.04.1999
DE-Aktenzeichen 19915759
Offenlegungstag 05.08.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.08.1999
IPC-Hauptklasse E02D 5/18
IPC-Nebenklasse E02D 17/20   E02D 29/02   
Zusammenfassung Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung einer Verbauwand als Soil-Jet-Verbau. Im ersten Arbeitsschritt werden Säulen aus unbewehrtem Beton oder Injektionssäulen mit dem Düsenstrahlverfahren in einem geplanten Abstand hergestellt. Zwischen den Säulen erfolgt die Herstellung von injizierten Lamellen. Die Lamellen bilden eine Ausfachung und schließen kraftschlüssig an die Säule an. Am Kopf jeder Säule wird in einem dritten Arbeitsschritt ein Ankerzugglied angeschlossen und erforderlichenfalls vorgespannt. Im Falle eines einfach verankerten Verbausystems ist damit die Verbauherstellung abgeschlossen, so daß der Erdaushub bis zur geplanten Baugrubensohle in einem Arbeitsgang erfolgen kann. Das Tragverhalten einer derart hergestellten Verbauwand ist vergleichbar mit beispielsweise einer Bohrpfahlwand mit Spritzbetonausfachung. Die einwirkenden Lasten auf die aus den Injektionslamellen bestehende Ausfachung werden über Gewölbewirkung auf die Säulen übertragen.
Die unbewehrten Säulen werden durch das Zugglied stabilisiert.
Zusätzlich können aber in die Injektionssäule oder andere unbewehrte Säulen noch Bewehrungskörbe oder Stahlprofile eingebracht werden.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung einer Verbauwand als Soil-Jet-Verbau.

Stand der Technik

Bei der Sicherung von Geländesprüngen kommen heutzutage verschiedene Verbausysteme zum Einsatz. Je nach Aufgabenstellung werden Trägerbohlwände, Spundwände, Pfahlwände oder Schlitzwände hergestellt. Die Systeme sind frei auskragend oder ein- oder mehrfach verankert. Eine neuere Entwicklung im Bereich der Verbauwände sind Dichtwände mit eingestellter Spundwand, die ein vergleichbares Tragverhalten wie Spundwände haben. Werden bei Spezialtiefbauprojekten Geländesprünge unmittelbar neben bestehenden Gebäuden geplant, müssen die Gebäudefundamente gesichert werden.

Dies erfolgt in verstärktem Maße unter Einsatz des Düsenstrahlverfahrens, bei dem Feinanteile des anstehenden Bodens ausgespült und durch Zement ersetzt werden. Die mit der Aushärtung entstehenden massiven Unterfangungskörper nehmen die Fundamentlasten direkt auf und werden erforderlichenfalls horizontal gestützt bzw. verankert.

Andererseits wird das Düsenstrahlverfahren für die Herstellung von Injektionslamellen eingesetzt, wobei der Schneidstrahl beim Ziehen des Gestänges in einer Richtung verbleibt, oder leicht hin- und herbewegt wird.

Durch Düsenstrahlverfahren hergestellte Bodenvermörtelungskörper weisen gegenüber konventionellen Stahlbetonbauteilen stark eingeschränkte Anwendungsbereiche auf, was vor allem durch die fehlende Zugfestigkeit der Bodenvermörtelungskörper begründet.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ohne Verwendung der bekannten Stahl- oder Stahl/Betonstrukturen einen Verbau zu erhalten, welcher ähnliche Festigkeit aufweist wie die bekannten Konstruktionen.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 stehenden Merkmale gelöst. Wesentlich ist dabei eine neuartige Anwendung des Düsenstrahlverfahrens und der Stabilisierung von Betonsäulen durch axiale Zusammendrückung.

Im ersten Arbeitsschritt werden Injektionssäulen mit dem Düsenstrahlverfahren in einem geplanten Abstand hergestellt. Oder es werden Säulen aus unbewehrtem Beton hergestellt. Zwischen den Säulen erfolgt die Herstellung von injizierten Lamellen. Die Lamellen bilden eine Ausfachung und schließen kraftschlüssig an die Injektionssäule oder die Säule aus unbewehrtem Beton an. Am Kopf jeder Säule wird in einem dritten Arbeitsschritt ein Ankerzugglied angeschlossen und erforderlichenfalls vorgespannt. Im Falle eines einfach verankerten Verbausystems ist damit die Verbauherstellung abgeschlossen, so daß der Erdaushub bis zur geplanten Baugrubensohle in einem Arbeitsgang erfolgen kann.

Das Tragverhalten einer derart hergestellten Verbauwand ist vergleichbar mit beispielsweise einer Bohrpfahlwand mit Spritzbetonausfachung. Die einwirkenden Lasten auf die aus den Injektionslamellen bestehende Ausfachung werden über Gewölbewirkung auf die Säulen übertragen.

Die unbewehrten Säulen werden durch das Zugglied stabilisiert.

Der Querschnitt einer nicht verankerten oder falsch verankerten Säule würde durch den Druck des Erdreichs auf die Ausfachungen, der über Gewölbewirkung an die Säulen weitergeleitet wird, aufreißen und zum Versagen der Verbaukonstruktion führen.

Die am Kopf der Säule angeschlossene Verankerung weist erfindungsgemäß in einem derart steilen Winkel nach unten, daß bei einer senkrecht auf die Wand wirkenden Kraft über die schräge Verankerung bedeutende Kraftanteile entstehen, die komprimierend auf den Injektionssäulenkörper wirken, wodurch dieser sich gegen ein Auseinanderbrechen in Längsrichtung verfestigt. Selbstverständlich ist es bei höchsten Anforderungen an die aufzunehmenden Kräfte auch möglich, zusätzlich Mittel in die Säulen einzubringen, die in der Lage sind, Biege- und Zugbelastungen aufzunehmen, z. B. GEWI®-Stäbe, Stahlprofile oder Bewehrungskörbe; z. B. nach Herstellung des Vermörtelungskörpers durch Einbau in den noch nicht verfestigten Körper. Im Falle der Verwendung solcher zusätzlicher Armierungen kann dann der Winkel zwischen Verankerungsglied und Verbauwand vergrößert werden, so daß nur geringere Kräfte komprimierend auf den Pfahl einwirken müssen und das Verankerungsglied wirtschaftlich optimiert werden kann. Gleichzeitig erhöhen sich natürlich dafür die Kosten für Armierungen in der Injektionssäule, so daß von Fall zu Fall entschieden werden muß, welche Variante günstiger anzuwenden ist.

Eine weitere Methode, um eine Injektionssäule gegen Zerbrechen zu stabilisieren, ist, sie gegen den Erddruck zu neigen. Dieser wird dann über die Injektionslamellen mit ihrer Gewölbewirkung an die Säule weitergeleitet und stabilisiert sie durch Zusammendrücken.

Die unterschiedlichen Arten der Stabilisierung von Injektionssäulen lassen sich auch kombinieren.

Für die Herstellung der Ausfachung der Injektionslamellen läßt sich vorzugsweise ein Kopf mit zwei Düsen verwenden, die in einem Winkel von etwa 150° angeordnet sind. Eine Herstellung der Ausfachung durch Überschneiden zweier gerader Injektionslamellen in einem Winkel ist dann unnötig.

Die Injektionslamellen lassen sich, wenn nötig, nachträglich durch Einsenken von Bewehrungen verfestigen.

Die Figuren zeigen schematisch ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt im Grundriß die in etwa senkrecht stehenden Injektionssäulen, von denen Injektionslamellen ausgehen, die sich im Bereich zwischen den Säulen überlappen. Die Säulen sind, vom Kopfbereich schräg nach unten führend, verankert.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine verankerte Injektionssäule mit Injektionsausfachung. Bezugszeichenliste 1 Säule

2 Injektionslamelle

3 Verankerung

4 Ausfachung


Anspruch[de]
  1. 1. Verbauwand zur Sicherung von Geländesprüngen, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens aus den folgenden Teilen besteht:
    1. a) Säulen aus vermörteltem Boden oder unbewehrtem Beton, die in Säulenrichtung durch komprimierend wirkende Kräfte verfestigt werden
    2. b) mit den Säulen verbundenen Injektionslamellen aus vermörteltem Boden zwischen den Säulen
  2. 2. Verbauwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Säule zusätzliche Bewehrungsglieder, wie z. B. GEWI®-Stäbe, Stahlprofile oder Bewehrungskörbe enthält.
  3. 3. Verbauwand nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionslamellen von den Säulen ausgehend, sich zwischen den Säulen überlappend unter einem solchen stumpfen Winkel schneiden, daß der auf die Injektionslamellen wirkende Erddruck gewölbeartig aufgefangen und an die Säulen weitergeleitet wird.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung von Verbauwänden nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Injektionssäulen oder Säulen aus unbewehrtem Beton und dazwischen liegende, mit diesen Säulen verbundene Injektionslamellen durch Bodenvermörtelung hergestellt werden, und
    1. a) die Injektionssäulen durch in Längsrichtung der Säulen wirkende komprimierende Kräfte, die durch Spannglieder/Verankerungsglieder im Kopfbereich der Säulen erzeugt werden, in ihrer Festigkeit gegen Zerreißen stabilisiert werden oder
    2. b) die Stabilisierung der Säulen durch Einbringen von Bewehrungsstrukturen oder Stahlprofilen erreicht wird, oder
    3. c) die Stabilisierung der Säulen durch Neigung derselben gegen den Erddruck erreicht wird, der über die Injektionslamellen mit ihrer Gewölbewirkung an sie weitergeleitet wird, oder
    4. d) die Stabilisierung der Säule durch eine Auswahl aus den oben aufgeführten Methoden a) bis c) erreicht wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Injektionslamellen im noch nicht ausgehärteten Zustand ebenfalls Bewehrungsstrukturen oder Stahlprofile abgesenkt werden.
  6. 6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit fortschreitendem Aushub mehrere Verankerungslagen auch in tieferen Bereichen der Säule eingebaut werden.
  7. 7. Verfahren zum Herstellen einer Verbauwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfachung durch einen Düsenkopf hergestellt wird, dessen Düsen in einem Winkel von etwa 150° angeordnet sind und unter eben diesem Winkel den Boden vermörteln.






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