PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60029187T2 31.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001109973
Titel Schlitzwand mit erweitertem, geräumten Unterteil
Anmelder Cementation Foundations Skanska Ltd., Rickmansworth, Hertfordshire, GB
Erfinder SHOTTON, Gilbert, Peter, Flackwell Heath, Bucks HP10 9NA, GB;
PAYNE, Ron, Iver, Bucks SL0 9QT, GB
Vertreter Stenger, Watzke & Ring Patentanwälte, 40547 Düsseldorf
DE-Aktenzeichen 60029187
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.06.2000
EP-Aktenzeichen 009422262
WO-Anmeldetag 29.06.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/GB00/02507
WO-Veröffentlichungsnummer 2001002651
WO-Veröffentlichungsdatum 11.01.2001
EP-Offenlegungsdatum 27.06.2001
EP date of grant 05.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse E02D 5/18(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse E02D 17/13(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft die Stabilisierung von Konstruktionen im Erdreich und insbesondere jedoch nicht ausschließlich, Methoden zur Stabilisierung sowie Werkzeuge zur Verwendung mit solchen Methoden.

Ein bekanntes Verfahren zur Errichtung einer unterirdischen Wand ist die Aushebung eines Grabens und das anschließende Füllen des Grabens mit Stahlbeton zur Ausbildung der Wand. Häufig wird auch die Stabilisierung des die Wand umgebenden Erdreichs durch Reduzierung der Möglichkeit einer Senkung und Verankerung der Wand im Erdreich gewünscht.

Ein bekanntes Verfahren hierfür ist die Ausführung der Wand mit einer Verbreiterung an ihrem unteren Ende unterhalb der Erdgleiche. Ein Vorschlag hierzu findet sich in Riepel, DE 2 008 575, wo eine unterirdische Wand mit einer Verbreiterung beschrieben wird, die sich über die gesamte Länge der Wand erstreckt. (Tatsächlich werden dort zwei solche Verbreiterungen dargestellt, eine über der anderen und beide über der Basis der Wand). Ein anderer, ähnlicher Vorschlag ist der von Kajima Kensetsu, JP 59-145822, der eine konventionelle Konstruktion mit einer unterirdischen Wand mit einer Verbreiterung an ihrer Basis aufweist. Die Verbreiterung kann nur über eine Seite der Wand oder symmetrisch über beide Seiten der Wand hinausragen.

Zur Ausbildung solcher Wände muss man den Graben ausheben und anschließend eine an diesem entlang verlaufende räumliche Verbreiterung herstellen, ehe Beton zur Ausbildung der Wand eingefüllt wird. Im Fall von Riepel, besitzen die verbreiterten Räume einen Kreisquerschnitt in Form eines kreisförmigen Sektors von weniger also 60° mit nach oben weisender Spitze. Im Fall von Kajima Kensetsu hat die Verbreiterung (wiederum im lotrechten Querschnitt) die Form einer flachen Basis mit von ihr aufsteigenden Seiten, die zunächst lotrecht und danach abgebogen oder abgewinkelt verlaufen, bis sie allmählich auf die Wanddicke konvergieren. Diese räumlichen Verbreiterungen werden augenscheinlich mittels eines lotrechten Bohrers ausgebildet, der an seinem unteren Ende Mittel aufweist, die zur Ausbildung der Verbreiterung gespreizt werden können. (Diese Technik ähnelt der gut bekannten Technik der Ausbildung eines Pfahls mit einer Verbreiterung an seiner Basis.) Die Verlängerung dieser Verbreiterung erfolgt augenscheinlich durch wiederholtes Absenken des Bohrers in den Graben in kurzen Abständen am Graben entlang oder durch Querbewegung des Bohrers am Graben entlang.

Allgemeine Aufgabenstellung der gegenwärtigen Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten Methode und Vorrichtung zur Errichtung einer unterirdischen Wand mit einer unterirdisch unter ihr verlaufenden Verbreiterung.

Erfindungsgemäß handelt es sich um eine Methode zur Stabilisierung des Erdreichs durch Einbau einer Schlitzwand, an deren unteren Ende sich ein geräumter, mit Beton gefüllter Hohlraum befindet, wobei die Methode das Ausheben eines Grabens und die Herstellung eines Hohlraums an diesem durch Unterräumen umfasst, ein Werkzeug mit Aushubmitteln in den Graben abgesenkt wird, die so betätigt werden können, dass sie das auszuhebende Erdreich erfassen und selber in ständiger Umdrehung gehalten werden können und das so erfasste Erdreich ausgehoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte, kontinuierliche Aushebebewegung um eine Achse erfolgt, die im wesentlichen parallel zur Sohle des Grabens verläuft.

Erfindungsgemäß handelt es sich des weiteren um ein Werkzeug zum Ausheben eines Hohlraums in einem Graben für eine nach der obigen Methode einzubauende Schlitzwand, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Werkzeug um ein kontinuierlich um eine im wesentlichen parallel zur Sohle des Grabens verlaufende Achse drehbares Werkzeug zum Aushub des so gefassten Erdreichs handelt, das so in Richtung der besagten Achse eingreift und auf einem Dreharm um die besagte Achse schwenkbar so montiert ist, dass der ausgehobene Bereich auf eine Breite erweitert werden kann, die größer als die Breite des Grabens ist.

Das Werkzeug umfasst vorzugsweise: einen Einstellarm; einen Tragarm, der schwenkbar an einem ersten Punkt angelenkt ist, der sich an oder in dichter Nähe eines Endes des besagten Einstellarms befindet; ein von dem besagten Tragarm getragenes Schneidwerkzeug, das schwenkbar auf diesem an einem zweiten Punkt montiert ist, der sich an oder in dichter Nähe des von dem Einstellarm entfernt liegenden Endes des besagten Tragarms befindet; eine in einer relativen Lage zu dem besagten Tragarm befestigte oder mit diesem integrierend ausgeführte Platte, die in oder parallel zu der Ebene verläuft, die von dem besagten Tragarm bestrichen wird, während sich dieser um den besagten ersten Punkt dreht; und Mittel zur Bewegung der besagten Platte, die eine Schwenkbewegung des Tragarms um den besagten ersten Punkt bewirken, so dass eine gesteuerte Bewegung des besagten Schneidwerkzeugs über einen bogenförmigen Pfad ermöglicht wird.

Im Allgemeinen ist der Einstellarm ein länglich ausgeführtes Glied, so dass die Verwendung des Unterräumwerkzeugs in Tiefen von mehreren Metern oder Dekametern unter der Erdgleiche möglich ist. Länge und Konstruktion des Einstellarms wählt man in Abhängigkeit von den Bedingungen, unter denen das Werkzeug eingesetzt werden muss.

Das Schneidwerkzeug ist vorteilhafterweise kreisförmig ausgeführt.

Das Mittel zur Bewegung der besagten Platte, so dass der Tragarm um den besagten ersten Punkt verschwenkt wird, ist vorzugsweise ein starres oder halbstarres Gestänge, das zwischen (a) einem Verbindungspunkt mit der eigentlichen Platte und (b) einer Position dicht an der Achse des Einstellarms und auf der Seite des besagten ersten Punkts gegenüber dem besagten zweiten Drehpunkt verläuft, wenn der Tragarm so eingestellt ist, dass er als Verlängerung des Einstellarms wirkt. Wenn also der Einstellarm nach unten in das Erdreich verläuft, ist das eine Ende des Gestänges mit der Platte verbunden, während das andere Ende des Gestänges mit einem Punkt über dem entfernten (unteren) Ende des Einstellarms verbunden ist. Ein geeignetes Gestänge kann mit einem hydraulischen Kolben ausgeführt sein.

Die Platte ist vorzugsweise von dreieckiger Form; noch stärker bevorzugt wird eine Scheibe in Form eines gleichseitigen Dreiecks.

Der Drehpunkt zwischen dem Tragarm und dem besagten Einstellarm – im Nachfolgenden „Erster Punkt" genannt – kann durch den Körper der besagten Platte hindurch verlaufen. Eine günstige Lage des besagten Ersten Punkts kann eine Lage im Mittelpunkt oder in dichter Nähe des Mittelpunkts des Dreiecks sein, wenn die Platte dreieckig ist.

Die beschriebene Anordnung gestattet es, das Werkzeug so zu betätigen, dass durch Unterräumung ein Hohlraum mit kreisförmigem Querschnitt in der Ebene des Schneidwerkzeuges (die häufig der lotrechten Ebene entspricht) gebildet wird. Falls erwünscht, können andere Formen der Anlenkung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Einstellarm benutzt werden; diese gestatten Abänderungen der Geometrie des unter Verwendung des Werkzeug gebildeten Hohlraums.

Bei einer Ausführungsform hat der Tragarm eine feste Länge; bei anderen Ausführungsformen lässt sich seine Länge verändern. Diese Längenänderung gestattet auch die Ausbildung unterschiedlicher Geometrien des herzustellenden Hohlraums, falls erwünscht (entweder während eines einzelnen Unterräumvorgangs, oder zur Generierung von Hohlräumen mit unterschiedlichen Abmessungen in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen entweder am gleichen Standort oder an unterschiedlichen Standorten).

Bei der Benutzung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs wird der Einstellarm wie gewünscht eingestellt, beispielsweise am Boden eines Grabens, der typisch von 3 bis 50 Meter unter der Erdgleiche liegen kann. Der Einstellarm wird vorzugsweise mit einer Führung gesichert – z.B. einer rohrförmigen Konstruktion, durch die der Einstellarm und die anderen Bauteile des Werkzeugs eingeführt werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Erläuterung der Möglichkeiten für ihre Realisierung, wird jetzt beispielsweise auf die beiliegenden Zeichnungen wie folgt verwiesen:

Zeichnung 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Graben, in dem eine Schlitzwand nach dieser Erfindung installiert ist; und

Zeichnung 2 zeigt eine Seitenansicht durch den Graben auf Zeichnung 1 während seiner Ausführung mit einem Werkzeug zum Unterräumen gemäß dieser Erfindung in seiner Lage im Graben.

Auf den Zeichnungen sieht man eine Schlitzwand 1 von 6 m Breite, die an ihrer Basis mit einer trommelförmigen Verankerung 2 gesichert ist, deren Breite die der Wand 1 auf jeder Seite um 500 mm übersteigt. Die Breite der Verankerung beträgt fünf Meter – über einen Wandabschnitt von ca. 500 mm an den Wandstößen 3 fehlt die Verankerung.

Auf Zeichnung 2 sieht man ein Werkzeug 4 zum Unterräumen auf der Sohle des Grabens 10. Eine rohrförmige Führung 11 wird zum Einstellen des Werkzeugs 4 innerhalb des Grabens benutzt. Werkzeug 4 besteht aus einem länglichen Einstellarm 5; einem Tragarm 6; einer starren, dreieckigen Platte 7; einem kreisförmige Schneidwerkzeug 8; und einem hydraulischen Kolben 9. Tragarm 6 und Platte 7 sind miteinander verbunden; sie sind wie dargestellt am Punkt P1 des unteren Endes von Arm 5 wie dargestellt drehbar befestigt. Schneidwerkzeug 8 ist so am Tragarm 6 montiert, dass es um den Punkt P2 drehen kann. Der Hydraulikkolben 9 ist mittels eines starren Verbindungsglieds 12 mit einer der Dreieckspitzen der Platte 7 verbunden.

Ist das Werkzeug im Gebrauch, wird der Hydraulikkolben 9 so betätigt, dass der Arm 6 und damit das Schneidwerkzeug 8 um den Punkt P1 drehen können. Durch diese Drehbewegung wird das Werkzeug 8 gegenüber der Achse von Arm 5 verstellt; eine Position des Werkzeugs 8 in enger Nähe zu seiner äußersten Bewegungsgrenze ist mit 8b gekennzeichnet. Das Schneidwerkzeug 8 wird hydraulisch betätigt. Die gerade beschriebene Drehbewegung führt zur Ausbildung eines Hohlraums mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt. Wird der Arm 5 nach einem ersten Schneidvorgang angehoben, dann erhält der Hohlraum eine fassförmige Form; mit dem weiteren Heben neigt der Hohlraum zu einer abgeplatteten Form.

Die Bedienung des Schneidwerkzeugs 8 erfolgt auf konventionelle Art und Weise, z.B. in Gegenwart von Bohrflüssigkeit und unter Entfernung der Trümmer durch das Führungsglied 11.

Die Zufuhr von Beton in den Hohlraum kann durch ein (nicht dargestelltes) Sieb erfolgen. Falls erwünscht, kann der Beton mit konventioneller Bewehrung – z.B. Stahlstäbe oder Stahlgeflecht – armiert werden.


Anspruch[de]
Methode zur Stabilisierung des Erdreichs durch Einbau einer Schlitzwand, an deren unterem Ende sich ein geräumter, mit Beton gefüllter Hohlraum befindet, wobei die Methode das Ausheben eines Grabens (10) und danach die Herstellung eines Hohlraums (2) an diesem durch Unterräumen umfasst, indem ein Werkzeug mit Aushubmitteln in den Graben abgesenkt wird, die so betätigt werden können, dass sie das auszuhebende Erdreich erfassen und selber in ständiger Umdrehung gehalten werden können und das so erfasste Erdreich ausgehoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte, kontinuierliche Aushebebewegung um eine Achse erfolgt, die im wesentlichen parallel zur Sohle des Grabens verläuft. Werkzeug zum Herstellen eines Hohlraums in einem Graben durch Unterräumen für eine nach der Methode in Anspruch 1 einzubauende Schlitzwand, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Werkzeug um ein kontinuierlich um eine im wesentlichen parallel zur Sohle des Grabens verlaufende Achse drehbares Schneidwerkzeug (8) zum Aushub des so gefassten Erdreichs handelt, das so in Richtung der besagten Achse eingreift und auf einem Arm (6) um die besagte Achse schwenkbar so montiert ist, dass der ausgehobene Bereich auf eine Breite erweitert werden kann, die größer als die Breite des Grabens ist. Werkzeug gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug einen Einstellarm (5); einen Tragarm (6), der schwenkbar an einem ersten Punkt (P1) angelenkt ist, der sich an oder in dichter Nähe eines Endes des besagten Einstellarms befindet; ein von dem besagten Tragarm getragenes Schneidwerkzeug (8), welches schwenkbar auf diesem an einem zweiten Punkt (P2) montiert ist, der sich an oder in dichter Nähe des von dem Einstellarm entfernt liegenden Endes des besagten Tragarms befindet; eine in einer relativen Lage zu dem besagten Tragarm befestigte oder mit diesem integrierend ausgeführte Platte (7), die in oder parallel zu der Ebene verläuft, die von dem besagten Tragarm bestrichen wird, während sich dieser um den besagten ersten Punkt dreht; und Mittel (9) zur Bewegung der besagten Platte aufweist, die eine Schwenkbewegung des Tragarms um den besagten ersten Punkt bewirken, so dass eine gesteuerte Bewegung des besagten kreisförmigen Schneidwerkzeugs über einen bogenförmigen Pfad ermöglicht wird. Werkzeug gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Einstellarm ein längliches Glied ist. Werkzeug gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Schneidwerkzeug kreisförmig ist. Werkzeug gemäß Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Mittel (9) zur Bewegung der besagten Platte derartig, dass der Tragarm um den besagten ersten Punkt verschwenkt wird, vorzugsweise als starres oder halbstarres Gestänge (12) ausgeführt ist, das zwischen (a) einem Verbindungspunkt mit der eigentlichen Platte und (b) einer Position dicht in der Nähe an der Achse des Einstellarms und auf der Seite des besagten ersten Punkts gegenüber dem besagten zweiten Drehpunkt verläuft, wenn der Tragarm so eingestellt ist, dass er als Verlängerung des Einstellarms wirkt. Werkzeug gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Gestänge mit einem Hydraulikkolben ausgeführt sein kann. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Platte dreieckig ist. Werkzeug gemäß Anspruch 8, bei dem die besagte Platte die Form eines gleichseitigen Dreiecks hat. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte erste Punkt (P1) durch den Körper der besagten Platte hindurch verläuft. Werkzeug gemäß Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte erste Punkte im Mittelpunkt oder in dichter Nähe des Mittelpunkts des Dreiecks liegt, wenn die Platte dreieckig ist. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 3–11, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Tragarm (6) eine feste Länge hat. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Tragarm (6) eine veränderbare Länge hat.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com