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Dokumentenidentifikation DE4315837C2 13.01.2000
Titel Verfahren und Vorrichtung zur segmentweisen Herstellung von Schlitzwänden im Tiefbau
Anmelder MFS Maschinenfabrik GmbH & Co. KG, 26384 Wilhelmshaven, DE
Erfinder Fischer, Hermann, 2940 Wilhelmshaven, DE
Vertreter Herrmann-Trentepohl und Kollegen, 44787 Bochum
DE-Anmeldedatum 12.05.1993
DE-Aktenzeichen 4315837
Offenlegungstag 17.11.1994
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.01.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.01.2000
IPC-Hauptklasse E02D 5/18

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur segmentweisen Herstellung von Schlitzwänden im Tiefbau. Außerdem betrifft die Erfindung Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Schlitzwände dienen im Tiefbau u. a. zur Sicherung von Baugruben und entstehen abschnittsweise in Segmenten. Jedes Segment wird in einem von der Oberfläche aus im anstehenden Gebirge ausgehobenen Schlitz, der bis zur Endtiefe der Schlitzwand reicht und zunächst ausgehoben wird, hergestellt. Anschließend wird nach Einbringen der Bewehrung der Schlitz mit härtendem Baustoff aufgefüllt, wobei es sich in der Regel um Beton handelt. Kennzeichnend für die Herstellung von Schlitzwänden in der Ortbetonherstellung sind demnach zwei Herstellungphasen, von denen die erste Phase das Ausheben des Schlitzwandabschnittes unter Abstützung durch die ausbauende Suspension, beispielsweise in Form einer Bentonitaufschlämmung ausmacht, an die sich die zweite Phase anschließt, in der nach dem Bewehren das Einfüllen des härtenden Baustoffes unter gleichzeitiger Verdränkgung der Suspension erfolgt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf diese zweite Phase.

Die segmentweise Herstellung der Schlitzwände ergibt sich u. a. daraus, daß das Verhältnis der horizontalen Länge zur Tiefe der Schlitzwand in den meisten Fällen den Ablauf der beiden Phasen in einem Zuge für eine gegebene Schlitzwand nicht gestattet. Deswegen müssen in der Praxis die Querseiten der Schlitzwandsegmente im Schlitz abgeschalt werden. Das geschieht mit Hilfe von Rohren, wobei es im Einzelfall von der Schlitzwandbreite und/oder der Anschlußfuge abhängt, ob man die Abschalung mit einem zylindrischen oder einem im Querschnitt polygonalen Rohr oder mit mehreren, über die Schlitzwandbreite nebeneinander angeordneten Abschalungsrohren, die dann normalerweise zu einer Einheit zusammengefaßt sind, abschalt. Die Erfindung läßt sich auf diese Möglichkeiten anwenden.

Der Werkstoff der Rohre, die für diese Abschalungen verwendet werden, verbindet sich bei dem Härten des Baustoffes bzw. des Betons zunehmend fest mit dem Baustoff der Schlitzwand. Da man die Schalrohre aus verschiedenen Gründen nicht als verlorene Schalung einsetzt, müssen die Schalrohre aus Metall, insbesondere aus Stahl bestehen und gezogen werden. Bei weitgehend ausgehärtetem Baustoff ist das unmöglich, weil die Haftkräfte des Baustoffes an den Rohren nicht mehr mit den von dem zum Ziehen der Rohre verwendeten hydraulischen Hubvorrichtungen erzeugten Hebekräften überwunden werden können. Man zieht deswegen die Schalrohre in einem sorgfältig gewählten zeitlichen Abstand vom Einbringen des Baustoffes, nämlich wenn der Baustoff zwar eine hinreichende Standfestigkeit entwickelt hat, seine Haftkräfte aber noch nicht das volle Maß angenommen haben, das das Ziehen der Schalrohre unmöglich macht. In der Praxis erfolgt das Ziehen der Schalrohre z. B. erst nachdem ein Zeitraum von 4 bis 6 Stunden nach dem Betonieren vergangen ist.

Eine weitere Voraussetzung für das erfolgreiche Herstellen von Schlitzwänden in der beschriebenen Weise ergibt sich aus dem Ausbau des herzustellenden Schlitzes durch die beschwerte Flüssigkeit bzw. Suspension im Zusammenhang mit der Verminderung der unvermeidlichen Lärmbelästigung der Umgebung der Baustelle. Dies führt in der Regel dazu, daß tagsüber der Schlitz ausgehoben und nachmittags bereits betoniert werden muß. Einerseits wird dann ein Teil der Lärmbelästigung auf die Tagesstunden verlegt, in denen sie weniger stört, andererseits läßt sich nur so verhindern, daß etwa durch Sedimentieren der Suspension Fehler der Schlitzwand auftreten oder gar Einsturzgefahr besteht. Diese Arbeitsweise setzt dann allerdings voraus, daß abends und/oder noch während der Nacht die Schalrohre gezogen werden. Auch dieser Vorgang ist jedoch mit u. U. erheblichem Lärm verbunden, weil die Schalrohre außer mit der Hebevorrichtung mit einem Kran manipuliert werden, wenn sie gezogen werden. Das führt zu sehr erheblichen Schwierigkeiten mit den Anliegern. Wenn man jedoch deren Beschwerden Rechnung trägt und versucht, das Ziehen der Schalrohre in die Morgenstunden des folgenden Tages zu verlegen, kann dies zu festsitzenden Schalrohren, Überlastungen der Zugvorrichtung mit Erdbewegungen am Schlitzwandrand und im Ergebnis zum Verlust der Schalrohre führen, der nicht hingenommen werden kann.

Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand aus Beton ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 34 04 073 A1 bekannt. Als Schalelement wird bei diesem Verfahren ein einstückiges Schalrohr verwendet, das mit einem Fugenband versehen ist, wobei sich das Fugenband beim Ziehen des Schalrohres von diesem löst und in der Schlitzwand verbleibt. Das Fugenband dient dabei hauptsächlich zu einer Abdichtung des bereits betonierten Segments gegenüber der abstützenden Suspension.

Darüber hinaus ist aus der GB 21 79 083 A ein kegelförmiges, aus mehreren Teilen zusammengesetztes Pfahlrohr bekannt, wobei die Kupplung der Teilrohre ein Längsspiel in axialer Richtung ermöglicht. Dieses Rohr wird zur Bildung eines kegeligen Pfahlrohres verwendet, wobei das Pfahlrohr abschnittsweise entsprechend der Teilrohre wieder aus dem Pfahlloch entfernt werden kann. Aufgrund der kegeligen Form und der nicht glatten Oberfläche des Pfahlrohres, ist dieses jedoch für die Abschalung von Betonschlitzwandsegmenten nicht verwendbar.

Die Erfindung geht deshalb einen anderen, von den bisherigen Herstellungsverfahren abweichenden Weg, dessen Grundgedanke im Anspruch 1 wiedergegeben ist. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird das Lösen der Schalrohre auf einzelne Rohrzüge verkürzt, deren Längen so bemessen werden können, daß sich jeder Rohrzug auch bei hartem Baustoff von diesem lösen läßt. Hierbei werden die Rohrzüge einzeln bewegt und sobald sie sich von dem Baustoff gelöst haben nach oben gezogen, worauf der folgende Rohrzug gelöst und seinerseits nach oben gehoben wird. Indem man erfindungsgemäß die Rohrzüge miteinander kuppelt, kann man wie bisher jedes Schalrohr in einem Zuge ziehen und aus der Schlitzwand herausheben. Das Kupplungsspiel wird dabei genutzt, um den erforderlichen Bewegungsspielraum bereitzustellen, der für das Ziehen jedes einzelnen Rohrzuges bereitgestellt wird.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie die Verlegung der Arbeiten, mit denen die Schalrohre aus der Schlitzwand herausgehoben werden auf eine günstige Tageszeit erlaubt, da der Ziehvorgang von dem Härten des Betons nach Erreichen der Standfestigkeit des Schlitzwandsegmentes unabhängig ist. Deswegen ermöglicht die Erfindung das Ziehen und Herausheben der Schalrohre bei dem eingangs beschriebenen Phasenablauf in der Weise, daß es auf die Tageszeit verlegt wird, die für diese damit verbundenen Arbeiten anders als die Abend- und Nachtzeit unbedenklich ist. Außerdem wird durch die Verlegung dieser Arbeiten in die reguläre Arbeitszeit eine Verbesserung der Rentabilität erreicht, da die Abend- und Nachtstunden nicht mehr gesondert vergütet werden müssen.

Vorzugsweise wird erfindungsgemäß das Kupplungspiel durch die Gewichtsbelastung der Kupplungen eingestellt bzw. verbraucht. Dadurch ist es möglich, die Rohrkupplung beim Einhängen der Schalrohre zusammenzufahren und bis zum Ziehen der Schalrohre zu belassen.

Um einzelne Rohrzüge von den Haftkräften des erhärteten Baustoffes zu lösen, bedarf es eines relativ geringen Hubes. Hierbei dienen auch die Rohrkupplungen zum Abschalen der Schlitzwand, was eine Vereinfachung der Schalrohre zur folge hat.

Da man das Kupplungsspiel konstruktiv vorgibt und daher seine Größe kennt, kann man ohne unmittelbare Beobachtung der Kupplungen in der Schlitzwand beim Einhängen der Schalrohre durch Messen der Rohrlänge und deren Vergleich mit der Schlitzwandtiefe feststellen, ob alle Kupplungen ihr Kupplungsspiel aufgebraucht haben.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung im folgenden beispielsweise anhand von Ausführungsformen der Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens im Zusammenhang mit den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines in abgebrochener Darstellung und Seitenansicht wiedergegebenen zylinderischen Schalrohres mit geöffneter Kupplung,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 mit geschlossener Kupplung nach Verbrauch des Kupplungsspieles und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in der Fig. 2 entsprechender Darstellung.

Das in Fig. 1 wiedergegebene Schalrohr 1 ist auf mehrere Rohrzüge 2, 3 aufgeteilt. Die Rohrzüge sind mit Hilfe einer Kupplung 4 zu einem Schalrohr mit ausreichender Länge zusammenzuschließen. Jede Rohrkupplung besteht aus zwei Kupplungshälften 5, 6, von denen die obere als Muffe ausgebildet ist, während die untere einen von der Muffe übergriffenen Zapfen bildet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 handelt es sich um eine Revolverkupplung, welche demzufolge auf der inneren Mantelfläche 7 auf einem Teilkreis in vorzugsweise gleichen Abständen angeordnete Konsolen trägt, von denen die Konsolen 8, 9 im oberen Teil der Fig. 1 sichtbar sind. Diese Konsolen wirken mit jeweils einer Konsole 10 bis 12 zusammen, welche auf dem Außenmantel 14 des Zapfens 6 ihrerseits auf einem Teilkreis um gleiche Abstände gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die Konsolen 8, 9 und die Konsolen 10 bis 12 weisen Steuerkanten 15, 16, denen Steuerkanten 17, 18 entsprechen auf. Werden durch Absenken des Rohrzuges 2 bei aufstehendem Rohrzug 3 die Kupplungshälften 5, 6 zusammengebracht, so gleiten die Konsolen 10 bis 12 auf den Steuerkanten 15 und 16 der Konsolen 8 und 9 und spuren die Rohrkupplung 1 ein, bis sich die oberen Tragkanten 19, 20 unter den unteren Tragkanten 20 bis 22 der unteren Konsolen befinden. Eine Drehung des oberen Rohrzuges 2 um einen Winkelbetrag, der die Kanten 19, 20 unter die Kanten 20 bis 22 verbringt, führt beim anschließenden Anheben des Rohres 2 dazu, daß die Kupplung geschlossen wird. Hierbei stützen sich die Tragkanten 19, 20 auf den Konsolenkanten 20 bis 22 ab.

Um eine unzulässige Rückdrehung der Rohre zu vermeiden, werden Nocken 23, 24 der oberen Konsolen 8, 9 in Kulissen 25, 26 eingebracht. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um Rundbolzen, die in Langlöcher eingreifen.

Sobald sich die Nocken in den Kulissen befinden können die Kupplungshälften 5, 6 zusammengefahren werden, soweit das Bewegungsspiel in der Kupplung reicht. Es ist gegeben durch den Anschlag der Nocken 23, 24 am oberen und am unteren Ende 27, 28 der jeweiligen Kulisse 25. Wird die Kupplung zusammengefahren, so wandert der Nocken 25 an das untere Ende 28 der Kulisse, während beim Auseinanderfahren der Kupplung unter Ausnutzung des gesamten Bewegungsspieles der Nocken bis an das obere Ende 27 der Kulisse geführt wird.

Die obere Kupplungshälfte ist ebenso wie der zugeordnete Rohrzug 2 zylindrisch. Ihre Muffenform ermöglicht einen gleichmäßigen Schalrohrdurchmesser bei zusammengefahrenen Kupplungen und umlaufende Schweißnaht 29 zur Verbindung der nach innen ausgeklinkten Stirnseite der Kupplungshälfte 5. Ein Aussteifungsring 30 sorgt dafür, daß die Trennkräfte einwandfrei übertragen werden. Die untere Kupplungshälfte 6 ist entsprechend gestaltet, wobei die umlaufende Schweißnaht 31 einen Bund 32 mit dem oberen Ende des nach unten folgenden Rohrzuges verbindet und die zylinderische Zapfenfläche 14 ihrerseits an einem Bund 33 endet.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 dient zur Abformung einer flachen Fuge an der Schmalseite eines Schlitzwandsegmentes und besteht aus drei miteinander zu einer Einheit durch eine Lasche 34 verbundenen Schalrohren 35 bis 37. Jedes Schalrohr hat einen eigenen Zapfen 38 bis 40, der in diesem Fall mit den Kulissenführungen 41 bis 43 zusammenwirkt, die als Langlöcher verwirklicht sind, welche die Zapfen radial durchsetzen. Die in die Kulissen eingreifenden Nocken sind als Rundbolzen 44 ausgebildet, die an Rohreinsätzen 45 in den Schalrohren 35 bis 37 befestigt sind. Sie dienen gleichzeitig dem Zusammenhalt des Rohrzuges bei verbrauchtem Kupplungsspiel.

Auch bei dieser Ausführungsform ergibt sich das Kupplungsspiel aus der Länge der Kulissen. Jedoch sind die Kupplungen ohne Rückdrehung lediglich durch Entfernen der Nocken zu lösen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur segmentweisen Herstellung von Schlitzwänden im Tiefbau mit Abschalung der Stirnseiten der Schlitzwandsegmente durch Schalrohre und Einbringen von härtendem Baustoff sowie Verdrängen einer Suspension aus dem Schlitz, unter Verwendung von in gekuppelte Rohrzüge unterteilten Schalrohren mit einem in Längsrichtung begrenzten Längsspiel in der Kupplung ihrer Rohrzüge, wobei beim Einbringen der Schalrohre mit auseinandergefahrenen, zusammenhängenden Kupplungen der Rohrzüge nach Erreichen des Schlitzgrundes durch den untersten Rohrzug die Kupplungsspiele durch teleskopartiges Zusammenfahren der Kupplungen der Rohrzüge aufgebraucht und bis zum Ziehen der Schalrohre bei standfesten Baustoffen belassen werden, wobei die übergreifenden Teile der zusammengefahrenen Rohrkupplungen zur Abschalung des Schlitzwandsegmentes mit verwendet werden, und wobei beim Ziehen des Schalrohres die Rohrzüge sich nacheinander von oben nach unten in Bewegung setzen, bevor der zusammenhängende Rohrzug als ganzes in Bewegung gesetzt wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem entlang seiner Länge in mehrere Rohrzüge (2, 3) unterteilten Schalrohr mit gleichmäßigem Schalrohrdurchmesser, wobei die Rohrzüge (2, 3) über teleskopierbare Rohrkupplungen (4) miteinander verbunden sind, deren teleskopierbare Länge das Kupplungsspiel in Längsrichtung begrenzt, wobei als Außenteleskop der Rohrkupplung (4) das untere Ende (5) eines Rohrzuges und als Innenteleskop ein das obere Ende des unteren, anschließenden Rohrzuges (3) bildender Zapfen (6) dient, wobei Rohrende (5) und Zapfen (6) mit einer Kupplung (4) verbunden sind, die eine Längsführung (23-26) über ihr Längsspiel aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (4) aus wenigstens einer an der Innenseite (7) des übergreifenden Teleskoprohres (5) angeordneten Tragkonsole (8, 9) und einer an der Außenseite (14) des übergriffenen Zapfens (6) befestigten Stützkonsole (10 bis 12) besteht und daß das Kupplungsspiel durch die Länge einer Führung (23 bis 26) gegeben ist, die aus wenigstens einem Nocken (23, 24) und einer Kulisse (25, 26) besteht, in die der Nocken (23, 24) eingreift.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissen (25, 26) in den Zapfen (6) und die Nocken (23, 24) in den übergreifenden Teleskopen (5) angeordnet sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissen als koaxiale Langlöcher (25, 26) und die eingreifenden Nocken (23, 24) als Rundbolzen ausgebildet sind, wobei obere und untere Rundungen der Langlöcher das Kupplungsspiel begrenzen.
  6. 6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils eine Kupplungshälfte mit den Nocken (44) in den Kulissen (43) abstützt.






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