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Verfahren zum Absenken eines von einer Spundwand eng umschlossenen Hohlkörpers sowie Spundwand zum Durchführen des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absenken eines von einer Spundwand eng umschlossenen, an beiden Stirnseiten offenen Hohlkörpers, z. B. eines Schachtrohres, in einen eine harte bzw. wasserundurchlässige Schicht aufweisenden Boden, wobei die Spundwand aus in Umfangsrichtung nebeneinander
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Verfahrens.
Ein Hohlkörper, z. B. ein aus Beton oder anderem Werkstoff bestehendes Schachtrohr, wird bekanntlich übertage abschnittweise hergestellt und dann in der Weise abgesenkt, dass man innerhalb des in den Boden eingelassenen Teilstückes das Material des Bodens durch Kiespumpen, Greifbecher oder auf an- dere Weise entfernt, so dass das Teilstück infolge seines Eigengewichtes und-falls überhaupt nötig - einer auf das Teilstück aufgebrachten Last selbsttätig im Boden absinkt. Das absatzweise Aufbringen weiterer Teilstücke und das Entfernen von Bodenmaterial wird dann so lange wiederholt, bis der Schacht im Boden die erforderliche oder gewünschte Tiefe erreicht hat.
Je nach der Beschaffenheit und der Tiefe des Schachtes kann es vorkommen, dass von einer bestimm - ten Absenktiefe an die Reibung zwischen Schachtaussenwandung und Boden zu gross wird, als dass das aus einzelnen Teilstücken zusammengesetzte Schachtrohr noch allein durch sein Eigengewicht absinken könnte. In solchen Fällen führt man zwischen Schachtaussenwandung und Boden ein Schmiermittel ein, z. B. eine thixotrope Flüssigkeit.
Stösst beim Absenken der Hohlkörper mit einem Teil seiner unteren Stirnfläche auf eine harte bzw. wasserundurchlässige Bodenschicht oder kommt er auch nur in die Nähe einer solchen Schicht, so besteht die'Gefahr eines sogenannten Grundbruches, d. h. die Gefahr, dass die über der genannten Schicht liegende, vom'Hohlkörper bereits durchfahrene, wasserführende Schicht während des Auspumpens des Wassers aus dem Schacht unter der unteren Kante des Schachtrohres hindurch in das Schachtinnere eindringt.
Zur Verhinderung derartiger Grundbrüche ist es bekannt, um den abzusenkenden Hohlkörper einen Mantel herumzulegen ; in ebenfalls bekannter Weise besteht ein solcher Mantel aus in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten, in Absenkrichtung vortreibbaren Spundwandelementen, die in ihrer Gesamtheit eine den Hohlkörper umschliessende Spundwand bilden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Absenkverfahren der eingangs genannten Art durch die Vereini- gung von inbestimmter Reihenfolge vorzunehmenden und in bestimmtem Zusammenhang stehenden Arbeitsvorgängen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Aufeinanderfolge der einzelnen, an sich bekannten Verfahrensschritte : dass man den Hohlkörper zusammen mit der Spundwand durch an sich bekanntes Entfernen des am unteren Ende des Hohlkörpers befindlichen Bodenmaterials so weit absenkt, bis der untere Rand des Hohlkörpers auf der harten bzw.
wasserundurchlässigen Schicht aufsitzt, wobei man zur Herabsetzung der Reibung zwischen Boden und Spundwand und zur gleichzeitigen Erhöhung der Reigung zwischen Spundwand und Hohlkörper ein Schmiermittel zwischen den Boden und die Spundwand einführt, wonach man durch Einpressen eines Schmiermittels zwischen Hohlkörper und Spundwand den Umfang der letzteren
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so vergrössert, dass die Spundwand zwischen die innere und die äussere Schmiermittelschicht eingebettet wird, und man nun die Spundwand bzw. einzelne Spundwandelemente so weit in die harte bzw. wasserundurchlässige Schicht hineintreibt, bis das Innere des Hohlkörpers vollständig gegen die obere Bodenschicht abgedichtet ist, worauf man durch an sich bekannten Abbau der harten bzw. wasserundurchlässigen Schicht am Grunde des Hohlkörpers den letzteren bis zur gewünschten Tiefe absenkt.
Die aus einzelnen Spundwandelementen zusammengesetzte Spundwand zum Durchführen desVerfah- rens kennzeichnet sich dadurch, dass am einen zweier benachbarter Snundwandelemente mittels Nieten eine über die ganze Höhe der Elemente sich erstreckende Platte befestigt ist, wobei durch einen im Bereich des benachbarten Spundwandelementes in Längsrichtung des letzteren verlaufenden Schlitz im Abstand voneinander angeordnete, an diesem benachbarte Element befestigte Niete hindurchtreten, deren Köpfe die Platte mit Gleitspiel führen.
Die Zeichnung zeigt schematisch die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und Teile der dazu benützten Vorrichtung.
Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch den unteren Teil eines teilweise abgesenkten Schachtrohres kurz vor seinem Auftreffen auf eine harte Schicht. Fig. 2 ist in grösserem Massstabe ein Ausschnitt aus Fig. 1 vor dem Vortrieb der Spundwand für sich allein. Fig. 3 zeigt den gleichen Ausschnitt wie Fig. 2, aber nach dem Einzelvortrieb der Spundwand. Fig. 4 ist ein Horizontalschnitt durch eine erste beispielsweise Ausfuh- rungsform der gegenseitigen Verbindung zweier benachbarter Spundwandelemente und Fig. 5 zeigt in einem der Fig. 4 entsprechenden Schnitt ein zweites Beispiel der gegenseitigen Verbindung zweier benachbarter Spundwandelemente.
Wie Fig. l zeigt hat der bereits abgesenkte Teil des Schachtes oder Caissons 1 Kanäle 2, die übertage auf nicht dargestellte Weise an eineSpeisungsvorrichtung für ein Schmiermittel, z. B. thixotrope Flüssigkeit, Öl usw. angeschlossen sind. Unter der Ausmündung der Kanäle 2 an der Aussenwandung 4 des Schachtes ist am Schacht 1 eine sich an die Wandung 5 der Bodenschicht 6 anlehnende Dichtung 7, z. B. eine Membrane befestigt. Der Schacht 1 ist von einer Spundwand 8 umgeben, die-übertage bei der Betonierung des Schachtes 1 als Aussenschalung dient. Über dem unteren Ende der Spundwand 8 (Fig. l und 2) münden in der Schachtwandung verlaufende Kanäle 9 in einen Ringraum 10 des Schachtes l.
Durch die Kanäle 10 wird im gegebenen Moment von einer auf nicht dargestellte Weise übertage angeordneten Vorrichtung (gegebenenfalls der gleichen Vorrichtung, die die Kanäle 2 speist) ein Schmiermittel, z. B. thixotrope Flüssigkeit oder Öl in den Ringraum 10 eingeführt. Der Ringraum 10 ist nach unten durch eine am Schacht 1 befestigte, sich an dieinnenseite der Spundwand 8 anlehnende Dichtung 11, z. B. eine Membrane abgeschlossen.
Die Spundwand 8 ist aus einzelnen, vertikal verschiebbar miteinander verbundenen Spundwandelementen 12 zusammengesetzt. Im Beispiel nach Fig. 4 greift je ein Wulst 13 der Längskante der Elemente 12 in eine Rille 14 des benachbarten Spundwandelementes. Eine Dichtung 15 sorgt für dichten Abschluss der Fugen zwischen benachbarten Elementen 12. Zwischen den beiden Wulsten 13 besteht zu einem weiter unten beschriebenen Zweck ein Spiel 16. Das Ankleben der Spundwand am Schacht wird durch die Anbringung einer Schicht 27 z. B. aus Bitumen von Anfang an verhindert.
Im Beispiel gemäss Fig. 5 ist am einen zweier benachbarter Spundwandelemenre 12 mittels Nieten 17 eine über die ganze Höhe der Elemente 12 sich erstreckende Platte 18 befestigt, die im Bereiche des benachbarten Spundwandelementes 12 einen in Längsrichtung des letzteren verlaufenden Schlitz 19 hat, durch welchen im Abstand voneinander angeordnete, an diesem benachbarten Elemente 12 befestigte Nieten 20 hindurchtreten, deren Köpfe 21 die Platte 18 mit Gleitspiel führen. Die Nieten 20 haben im Schlitz 19 seitliches Spiel, das dem gleichen Zweck dient, wie das Spiel 16 in Fig. 4.
Der dichte Abschluss zwischen benachbarten Spundwandelementen 12 erfolgt durch eine zwischen benachbarte Kanten der Elemente 12 eingesetzte Dichtung 22.
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bung nur so weit geht, als für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist :
Angenommen, der Schacht oder Caisson 1 sei bereits auf weiter oben beschriebene Weise auf die in Fig. l gezeigte Tiefe im Boden 6 abgesenkt. Dies geschah unter Zufuhr von Schmiermittel durch die Kanäle 2, so dass die dadurch entstandene Schmiermittelschicht 23 zwischen Boden 6 und Schacht- bzw. Spundwandaussenfläche das Absinken des bereits aufbetonierten Schachtteiles l durch sein Eigengewicht in der wasserführenden Lockergesteinschicht 6 erleichterte. Bei diesem Absenken ging dieSpundwand 8 infolge der Reibung zwischen ihr und der Schachtaussenwandung mit.
Fig. 1 und 2
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halten den Moment fest, wo der teilweise abgesenkte Schacht 1 mit seiner unteren Kante in die Nähe einer harten Schicht 24 z. B. aus gewachsenem Fels, angelangt ist. Da durch diese harte Schicht kein
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wie folgt vermieden :
Durch die Kanäle 9 führt man Schmiermittel zwischen die Schachtaussenwandung und die Spundwand 8, so dass sich nun die Spundwand zwischen der äusseren Schmiermittelschicht 23 und einer inneren Schmiermittelschicht 25 befindet (Fig. 3). Während nun der Schacht 1 vorläufig stehen bleibt, treibt man die einzelnen Spundwandelemente 12 in der Lockergesteinschicht 6 durch Rammen, Pressen od. dgl. vor, bis sie auf der harten Schicht 24 aufsetzen (Fig. 3).
Nunmehr ist das Schachtinnere durch die Spundwand 8 von der umgebenden wasserführenden Schicht 6 völlig abgeschlossen und ein Grundbruch bei weiterem Vortrieb des Schachtes 1 vermieden. Man baut nun im Schachtinneren die harte Schicht 24 durch geeignete Mittel, wie z. B. Sprengen, Presslufthämmer od. dgl. bis nahe an dieSpundwand 8 ab, worauf der Schacht durch sein Eigengewicht infolge der durch die Schmiermittelschicht 25 stark verringerten Reibung weiter absinkt, während die Spundwand 8 stehen bleibt.
Der untere Teil 26 der Schachtaussenwandung ist nach unten erweitert. Dadurch werden die Spund- wandelemente 12 bei ihrem Vortrieb in die Lage der Fig. 3 nach aussen abgelenkt, so dass sie sich ausserhalb desDurchmessers der Schachtunterkante auf der Schicht 24 abstätzen, was für das Absenken des Schachtes l in der Schicht 24 von Wichtigkeit ist. Bei dieser Ablenkung der Elemente 12 nach aussen erweitert sich der Umfang der Spundwand 8, was dank dem Spiel 16 (Fig. 4) bzw. demseitlichen Spiel der Nieten 20 in den Schlitzen 19 (Fig. 5) möglich ist, wobei die Wirkung der Dich - tungen 15 bzw. 22 erhalten bleibt.
Da der alleinige Vortrieb der Spundwandelemente 12 zwischen den beiden Schmierschichten 23 und 25 erfolgt, geschieht dies praktisch ohne Reibung und ohne Knickgefahr für die meistsehr langen Spundwandelemente 12.
Da die einzelnen Spundelemente 12 inUmfangsrichtung des Schachtes sehr schmal sind, kann die Spundwand sich auch auf einer unregelmässigen Oberfläche der harten Schicht 24 überall gut anlegen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Absenken eines von einer Spundwand eng umschlossenen, an beiden Stirnseiten of- fenen Hohlkörpers, z. B. eines Schachtrohres, in einen eine harte bzw. wasserundurchlässige Schicht aufweisenden Boden, wobei die Spundwand aus in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten, in Absenkrichtung einzeln vortreibbarenSpundwandelementen besteht, gekennzeichnet durch dieAufein- anderfolge der einzelnen, an sich bekannten Verfahrensschritte, nämlich dass man den Hohlkörper zusammen mit der Spundwand durch an sich bekanntes Entfernen des am unteren Ende des Hohlkörpers befindlichen Bodenmaterials so weit absenkt, bis der untere Rand des Hohlkörpers auf der harten bzw.
wasserundurchlässigen Schicht aufsitzt, wobei man zur Herabsetzung der Reibung zwischenBoden und Spundwand und zur gleichzeitigen Erhöhung der Reibung zwischen Spundwand und Hohlkörper ein Schmiermittel zwischen den Boden und die Spundwand einführt, wonach man durch Einpressen eines Schmiermittels zwischen Hohlkörper und Spundwand den Umfang der letzteren so vergrössert, dass die Spundwand zwischen die innere und die äussere Schmiermittelschicht eingebettet wird, und man nun dieSpundwand bzw. einzelne Spundwandelemente so weit in die harte bzw. wasserundurchlässige Schicht hineintreibt, bis das Innere des Hohlkörpers vollständig gegen die obere Bodenschicht abgedichtet ist, worauf man durch an sich bekannten Abbau der harten bzw : wasserundurchlässigen Schicht am Grunde des Hohlkörpers den letzteren bis zur gewünschten Tiefe absenkt.