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Die Erfindung betrifft ein Dränageelement für die Entwässerung des Erdbodens, welches an mindestens einer der beiden Breitseiten durch Filterflächen bedeckte Öffnungen für den Wasserdurchtritt in den Innenraum aufweist, wobei der Innenraum am unteren Ende durch eine Abflussrinne begrenzt ist.
Die Bodenentwässerung und-bewässerung bzw. das Austrocknen von Abwässern wird im allgemeinen mittels aus Filterkörpern hergestellter Dränrohrnetze durchgeführt. Zur dauerhaften Grundwassersenkung bei Gebieten mit hohem Grundwasserniveau, unter diesen Landepisten sowie sonstige mit Belägen versehene Flächen, oder zur Bodenbewässerung von Flächen wird ein an die Wasserab- leitungs- oder Wasserzuleitungskanäle angeschlossenes Dränrohrnetz verlegt. Über dem Dränrohrnetz muss bis zur Bodenoberfläche oder bis nahe zu dieser ein aus sandigem Schotter (Kies) oder eventuell Steinsplitt bestehender Filterkörper eingebaut werden. Der Filterkörper bildet zusammen mit dem Dränrohr die Filter- und Austrotknerstruktur bzw. Anlage.
Bei dieser wird das Grundwasser durch den Filterkörper in das Dränrohrnetz bzw. von hier in den Kanal geführt. Bei der Bewässerung oder der Austrocknung von Abwässern gelangt das in das Dränrohrsystem geführte Wasser bzw. Abwasser durch eine Filter-Trocknerschicht in den Boden. Eine häufige Erscheinung, insbesondere bei der Bodenbewässerung oder der Austrockung von Abwässern ist, dass die die Filterstruktur bildende sandige Kies- bzw. Steinsplittschicht in Abhängigkeit von dem Verunreinigungsgrad schnell verschmutzt und verstopft wird. Bei einer Verstopfung der Filter-Trocknerstruktur wird ein vollständiges Austauschen des Systems erforderlich. In diesem Fall wird das Gebiet aufgeschlossen, und das die Filterkörper bildende verschmutzte Filtermaterial sowie die Dränrohre werden ausgetauscht.
Sehr oft muss der grosse Massen darstellende und zur Ausgestaltung der Filterstruktur erforderliche Sandkies bzw. Splitt aus grossen Entfernungen mit grossem Kostenaufwand an die Einbaustelle transportiert werden. Dieser Umstand führt nicht nur zu einer Verlangsamung der Arbeit, sondern auch zu einer bedeutenden Erhöhung der Kosten. Ein Nachteil der bisher bekannten Verfahren besteht darin, dass neben dem grossen Kostenaufwand beim Einbau der Filterstrukturen bzw. Anlagen auch mit einer umfangreichen Erdarbeit gerechnet werden muss.
Obwohl in der letzten Zeit die Erdarbeiten in erhöhtem Masse mechanisiert wurden, was eine Verminderung der Kosten zur Folge hatte, konnte jedoch die Mechanisierung die bei der Arbeit im tiefen Arbeitsgraben auftretenden Unfallgefahren nicht beseitigen. Aus diesem Grunde müssen auch bei der mechanisierten Arbeit die Arbeitsgräben ausgepölzt werden, wodurch die Arbeit weiter erschwert und die Kosten weiter erhöht werden.
Die Arbeit wird auch durch den Umstand erschwert, dass das System mit dicht angeordneten Sammel-bzw. Kontrollschichten versehen werden muss.
Obwohl bei der Verwirklichung der Bodenent-bzw.-bewässerung und Abwasseraustrocknersysteme als allgemeines Bestreben die zeitgemässe Mechanisierung der Erdarbeit sowie die Verwendung synthetischer oder aus Kunststoff gefertigter Dränrohre an Stelle der üblichen Dränrohre ist, weicht die herkömmliche Technologie auch heute nicht von den herkömmlichen Bauverfahren ab.
Bekanntlich gilt die "Maulwurf-Dränage", bei der auf mechanischem Wege in der geforderten Tiefe ein Filtersystem ausgebaut wird, zur Zeit bereits als herkömmliche Technologie. Dieses Verfahren weist zwar einen minimalen Bedarf an Material auf, ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass es nur bei sehr wenigen Bodenarten verwendet werden kann und darüber hinaus eine sehr kurze Lebensdauer aufweist. Eine regelmässige Neuanordnung ist mit grossen Kosten verbunden.
Es wurden bereits Dränageelemente vorgeschlagen, die einen gerippten, mit einer Filterfläche bedeckten Kern aufweisen, dessen unteres Ende als Rinne mit Öffnungen ausgebildet ist. Diese Dränageelemente müssen aber mit einem Filtermaterial versehen werden, was kosten- und arbeitsaufwendig ist und überdies auch nur zur Dränage von Fahrbahnen und Wänden angewendet werden kann.
Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Dränageelementes, das in gleicher Weise bei der Bodenent-bzw.-bewässerung, weiterhin beim Austrocknen von Abwässern verwendet werden kann und bei dem herkömmliches Filter-Trocknermaterial nicht benötigt wird und das darüber hinausgehend in grossen Mengen einfach und leicht vorgefertigt, in grossen Mengen geliefert bzw. transportiert werden kann und dabei ein. leichtes Gewicht und ein geringes Volumen aufweist.
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Ausgehend von einem Dränageelement der eingangs genannten Art, besteht das Wesentliche eines erfindungsgemässen Elementes darin, dass es aus zwei durch Abstandelemente getrennte Seitenplatten besteht, wobei die Abflussrinne als eine Verbindung beider Seitenplatten ausgebildet ist, dass das Dränageelement an einem Seitenrand mit Verbindungsrillen und am andern gegenüberliegenden Seitenrand mit Verbindungsprofilen für eine Steckverbindung des Dränageelementes an andere daneben angeordnete Dränageelemente oder an daneben angeordnete Anschlusselemente versehen ist, und dass der Innenraum zwischen den beiden Seitenplatten oben durch eine Kappe abgedeckt ist.
Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung weist die Kappe eine Revisions-, Abluft- und Reinigungsöffnung auf.
Die erfindungsgemässen Dränageelemente werden in einem auf mechanischem Wege mittels einer Schrämmaschine ausgeführten Arbeitsgraben unter dem Schutz der Platten der Schrämmaschine ohne besondere Auspölzung durch einfaches Ineinanderfügen angeordnet. Der Ausbau des Systems erfolgt fortschreitend von dem als tiefsten vorgesehenen Punkt von unten nach oben.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen näher beschrieben, wobei Fig. 1 ein senkrechter Längsschnitt, Fig. 2 der Vertikalschnitt entlang der Linie II-II in Fig. l ; Fig. 3 der Horizontalschnitt entlang der Linie III-III des erfindungsgemässen Dränageelementes ; Fig. 4 der Vertikalschnitt eines erfindungsgemässen Kreuzstückes, Fig. 5 der Horizontalschnitt entlang der Linie V-V des Kreuzstückes nach Fig. 4 ist. Fig. 6 zeigt den Längsschnitt des das in Fig. 1 dargestellte Dränageelement seitlich abschliessenden Absperrprofils, Fig. 7 den Querschnitt des in Fig. 6 dargestellten Absperrprofils, Fig. 8 die Draufsicht der zum erfindungsgemässen Dränageelement gehörenden Abdeckkappe. Fig. 9 ist der Schnitt der dargestellten Abdeckkappe entlang der Linie IX-IX.
Fig. 10 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel zur Entwässerung eines Gebietes als Prinzipskizze im Vertikalschnitt, Fig. 11 einen Schnitt des in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispieles entlang der Linie XI-XI. Fig. 12 zeigt ein Beispiel zur Bodenentwässerung von Verkehrsanlagen mit Sohlensickerrinnen als Prinzipskizze im Vertikalschnitt, Fig. 13 die Anwendung des erfindungsgemässen Dränageelementes als Abfangsickerrine im Prinzip-Vertikalschnitt, Fig. 14 ist eine Prinzipanordnung eines weiteren Ausführungsbeispieles zur Stabilisierung von Böschungen von Erdwerken im Vertikalriss, Fig. 15 eine Prinziplösung der Isolierung eines Gebäudes gegen Bodenfeuchtigkeit im Vertikalschnitt und Fig. 16 eine Ausführung der Stütz- und Futterwandisolierung im Vertikalschnitt als Prinzipskizze.
Das in den Fig. l bis 3 dargestellte erfindungsgemässe Dränageelement --1-- besteht aus zwei zueinander parallelen aus Kunststoff gefertigten Seitenplatten --11--. Der gegenseitige Abstand der beiden Seitenplatten --11-- wird durch Abstandselemente --12--, beim Ausführungsbeispiel durch Stäbe gesichert. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Stäbe --12-- mit Bohrungen versehen, in welche Kunststoffzapfen eingeführt werden können. Die Seitenplatten --11-- sind an ihrem unteren Ende abgerundet und bilden eine Abflussrinne --13--, welche somit die beiden zueinander parallelen Seitenplatten vereint.
Bei mindestens einer der Seitenplatten bei dem Ausführungsbeispiel jedoch bei beiden, sind durch die Filterfläche --14-- bedeckte gitterartige Öffnungen für den Wasserdurchtritt in den Innenraum ausgebildet. Die Filterflächen --14-- werden stets in Abhängigkeit von dem Wasserdurchlässigkeits-Koeffizienten K des Bodens ausgewählt. Die Seitenränder der Seitenplatten --11-- sowie der Abflussrinne --13-- sind auf der einen Seite mit einer Verbindungsrille, auf der andern Seite mit einem in diese Verbindungsrille passenden vorspringenden Verbindungsprofil für eine Steckverbindung --15-- des Dränageelementes an andere daneben angeordnete Dränagelemente versehen.
An die Steckverbindung --15-- des Elementes --1-- kann somit entweder ein weiteres Element - oder ein in den Fig. 4, 5 dargestelltes Kreuzstück (Kreuzprofil) --2-- oder ein in den Fig. 6, 7 dargestelltes Stirnabschlussprofil --3-- angeschlossen werden.
Das Kreuzstück --2--, das beim Bau eines Dränagenetzes die Kreuzung der einzelnen Abschnitte eines solchen Netzes gewährleistet, ist in seinem Querschnitt dem in Fig. 2 dargestellten Vertikal-
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Seitenränder in allen vier Anschlussrichtungen mit einer Steckverbindung --15-- versehen sind. Das Kreuzstück --2-- ist ausserdem auch mit einem das Profil von oben abschliessenden und in der Figur nicht dargestellten Deckel versehen.
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Das Stirnabschlussprofil --3--, das je nach Bedarf die Seitenöffnung des Dränageelementes - abschliesst ist ebenfalls aus Kunststoff gefertigt und in die Steckverbindung --15-- passend ausgeführt, wobei sie einfach einschiebbar ist.
Schliesslich ist das Dränageelement --1-- mit einer in Fig. 8 und 9 dargestellten Abdeckkappe - von oben abgeschlossen. Die Abdeckkappe --4-- ist mit einer durch einen Deckel --41-- abschliessbar ausgebildeten Schau- und Reinigungsöffnung --42-- versehen.
Die Filterfläche --14--, die die gitterartigen Öffnungen der Seitenplatten --11-- abschliesst, besteht vorteilhafterweise aus einem industriellen Kunststoffgewebe oder aus porösem Kunststoff.
Die Filterfläche --14-- wird entweder mittels der Abstandelemente --12-- an den Seitenplatten - befestigt oder ist mit den aus Kunststoff gefertigten Seitenplatten einstückig ausgeführt.
Um eine Bodenentwässerung durchzuführen, wird mit Hilfe einer Erdschrämmaschine bei deren ununterbrochenem Vordringen, vorteilhafterweise von dem tiefstgelegenen Punkt des geplanten Abschnittes ausgehend, ein Arbeitsgraben geöffnet. In diesem Arbeitsgraben wird unter dem Schutz der Schutzplatten der Erdschrämmaschine ein erstes Dränageelement --1-- eingebracht, an welches bei Vorwärtsdringen der Erdschrämmaschine mittels der Steckverbindung --15-- das nächstfolgende Dränageelementes --1-- angeschlossen wird. Dieser Vorgang wird so lange ununterbrochen fortgesetzt, bis das Ende des geplanten Abschnittes erreicht ist.
Im Falle einer grösseren Grabentiefe wird in die obere Öffnung des bereits verlegten Dränageelementes-l-ein weiteres Element-l-durch einfaches Einstecken eingesetzt, d. h. die Elemente - können etagenartig übereinander angeordnet werden. In diesem Falle wird jedoch das Ende der Abflussrinne des oberen Elementes-l-durchbrochen, damit das sich im oberen Element--1-- ansammelnde Wasser in das untere Element-l-abfliessen und von dort durch die Abflussrinne - abgeleitet werden kann.
Nach Ausbau der Abschnitte mit den in den Plänen festgelegten Längen kann an die Steckverbindung --15-- des letzten Elementes --1-- ein Kreuzstück --2-- angeschlossen und der Abschnitt in der Querrichtung ausgebaut und so ein Netz hergestellt werden.
Ist der Endabschnitt fertiggestellt, so wird in die Steckverbindung --15-- des das letzte Glied bildenden Elementes --1-- ein Abschlussprofil --3-- eingeschoben und der Abschnitt hiedurch abgeschlossen.
Mit dem Fortschreiten der Arbeit werden die oben offenen Elemente --1-- durch die Kappen - abgeschlossen und die herausgegrabene Erde wird wieder zurückgeschüttet, wobei die Kappen - abgedeckt werden.
In festgelegten Abständen wird über den mit den Deckeln --41-- abgeschlossenen Schauöffnungen --42-- der Kappen --4-- ein einfaches Hydrantgussstück angeordnet und dadurch die Schauöffnung --42-- im Gelände bezeichnet und der Zugang zwecks Beobachtung der Funktion der Dränageelemente gesichert.
Nachstehend werden einige Beispiele der Verwendung des erfindungsgemässen Dränageelementes näher dargelegt :
Beispiel 1 : Entwässerung eines Gebietes durch ein Sickerdränagenetz.
Die andauernde Senkung des Grundwasserniveaus in Gebieten mit hohem Grundwasserstand, wie Landepisten und mit Belag versehenen Flächen, kann wie folgt gelöst werden : Dränageelemente --1-- werden unter Zwischenfügung von Kreuzstücken --2-- netzartig in der in Fig. 10 und 11 dargestellten Weise in den durch die physikalischen Kennwerte des Bodens bestimmten Abständen eingebaut. Der Vorteil dieses Systems besteht neben der schnellen und kontinuierlichen Einbaubarkeit in der guten Belüftung sowie regelmässigen Kontrollierbarkeit auch darin, dass das Wasser aus den homogenen und aus Schichten bestehenden (sandwichartigen) Böden in zuverlässiger Weise abgeleitet wird.
Zur Verwirklichung werden keine breiten Arbeitsgräben und Auspölzungen, zur Ausbildung der Filterkörper keine grosse Mengen von Sandkies und nicht zuletzt beim Bau keine arbeitsaufwendigen Saug- und Sammeldränrohrsysteme in grossen Mengen benötigt.
Das Netz kann an jedem beliebigen Punkt durch Öffnen des Stirnabschlussprofils --3-- angezapft und die angesammelten Gewässer können in einen Vorfluter abgeleitet werden.
Die in den Fig. 10 und 11 dargestellte Anordnung eignet sich auch vorzüglich zur Bewässerung
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des Grundbodens und zur Abfuhr entsprechend vorbereiteter und behandelter Abwässer. Das für die Bewässerung oder für die Austrocknung vorgesehene Wasser kann an jedem beliebigen Punkt des Netzes durch Öffnen der Stirnplatte eines Dränageelementes eingeführt werden.
Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Systems ist, dass es sich an die Wasseraufnahmefähig- keit der verschiedenen Böden bei einem eventuellen Aufstauen gut anpasst. Nötigenfalls erfolgt näm- lich das Austrocknen auf der ganzen Fläche. Einen weiteren Vorteil bedeutet auch der Umstand, dass bei einem Rückgang der Austrocknungskapazität zufolge der Verstopfung der Filterflächen - lediglich die Abdeckkappen --4-- ausgebaut werden müssen. Hienach folgt das mit einem starken Wasserstrahl erfolgende Abwaschen der Filterflächen --14--. Der abgewaschen Schlamm wird herausgehoben oder durch Spülung aus dem System entfernt, worauf die Anlage nach Aufsetzen der Abdeckkappen --4-- weiter betrieben werden kann.
Beispiel 2 : Bodenentwässerung von Verkehrsanlagen, Erdwerken durch eine Sohlensickerrinne (Fig. 12).
Die wirtschaftliche Trassenführung von Verkehrsanlagen bedingt oftmals, die Bahn in einem Einschnitt zu bauen. Aus diesem Grunde werden durch Öffnen des Einschnittes häufig verschiedene Bodenarten mit auf verschiedenen Niveaus befindlichem Grund- und Schichtwasser durchschnitten.
Diese müssen jedoch im Interesse der Sicherheit der Fahrbahnkonstruktion und des Verkehrs ferngehalten werden. Der Schutz einer solchen Bahnkonstruktion wird durch den Einbau einer sogenannten Sohlensickerrinne gelöst.
Auf Grund der physikalischen Kennwerte des Bodens werden am Fuss der Böschung in der Spurlinie des Grabens die Dränageelemente --1-- der Filterkörper gemäss der in Fig. 2 dargestellten Anordnung eingesenkt. Dadurch wird in homogenen und in Böden mit sandwichartigem Aufbau die Wasserströmung mit Sicherheit unterbrochen, der Pegel des Wasserspiegels gesenkt und das aufgegangene Wasser aus dem Einschnitt herausgeführt.
Wird die Sohlensickerrinne in einem Arbeitsgraben mit einem Niederschlagwasserkanal angeordnet, so wird mittels der auf die wassergebende Wandfläche des Arbeitsgrabens aufgesetzten Filter- flächen --14-- das Wasser abgeleitet. In dieser Weise kann an Stelle von kostenaufwendigem Sandkies und Splitt eine Bodenrückfüllung erfolgen.
Die in der Längsrichtung der Sohlensickerrinne erfolgende Aneinanderreihung von Dränageele- menten --1-- geschieht in der bereits beschriebenen Weise und die Abflussrinne --13-- der auf eine untere Reihe gesetzten oberen Reihe wird an einer beliebigen Stelle geöffnet, so dass das durch die ganze Fläche einsickernde Wasser in die Abflussrinne --13-- des unteren Dränageelementes - gelangen kann. Die Abdeckung mittels der Profile erfolgt in der Weise, dass die geöffnete Schauöffnung --42-- im Inneren eines Hydrantkastens mit einer Kunststoffkappenabdeckung --41-- angeordnet wird. Auf diese Weise kann die regelmässige optische Kontrolle der Sickerrinne gesichert werden.
Neben den erwähnten Vorteilen des Systems ist von ausserordentlicher Wichtigkeit, dass es die in einem tiefen Arbeitsgraben vorzunehmenden unfallgefährlichen Arbeiten vollkommen erübrigt.
Der schnelle und kontinuierliche Bau schliesst die Gefährdung der Stabilität der Böschung durch einen Arbeitsgraben aus. Bei einer derartigen Bodenentwässerung werden umfangreiche Erdarbeiten, Arbeitsgrabenauspölzungen, grosse Mengen von Sandkies und Dränröhren sowie Schächte vollkommen überflüssig.
Beispiel 3 : Bodenentwässerung von Verkehrsanlagen durch Auffangsickerrinnen (Fig. 13).
Es kommt häufig vor, dass das Grundwasser an der Oberfläche einer Einschnittböschung austritt. Tiefer liegt bereits wasserundurchlässiger Boden. Demgemäss muss der Schutz der Böschung gesichert werden. In diesem Fall wird mit sämtlichen Vorteilen mittels des beschriebenen Systems in der Spurlinie der Auffanggräben eine Auffang- bzw. Unterbrecher-Sickerrinne vorgesehen. Die Anordnung ist aus Fig. 13 ersichtlich.
Beispiel 4 : Stabilisierung der Erdarbeit von Verkehrsfahrbahnen mittels Trocknerrippen (Fig. 14).
Im Falle, dass die Böschungs-Stabilität und die Bodenentwässerung eines Einschnittes zusammen gesichert werden müssen, wird an die im Beispiel 2 beschriebene Sohlensickerrinne eine aus Dräna- geelementen --1-- aufgebaute Trocknerrippe angeschlossen. Die durch die Rippen gesammelten Wasser werden in der in Fig. 12 dargestellten Weise nach Öffnen des Stirnabsperrprofils --3-- mittels
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eines Rohres in die aus den Dränageelementen --1-- hergestellte Sohlensicherrinne geleitet.
Beispiel 5 : Wasserisolierung von Bauwerken (Fig. 15).
Der Schutz von Bauwerken gegen Grundwasser bedingt eine ausserordentlich komplizierte und materialaufwendige Arbeit. Hier sind Feuchtigkeits- und Wasserisolierung, die Isolierung schützende Ausmauerung, die Ausgestaltung des Filterkörpers der Rippensickerrinne, die Bereitstellung von Dränrohren usw. anzuführen. Bei Verwendung der in Fig. 15 dargestellten Anordnung können alle vorgenannten Arbeiten entfallen. Durch Über- und Nebeneinanderreihen der Filterkörper kann das Problem der Feuchtigkeits- und Wasserisolierung mit voller Sicherheit einfach und schnell gelöst werden.
Zu dieser Lösung sind die Fertigung und der Einbau von Längselementen erforderlich, die mit einer Filterfläche (mit einem Fenster) lediglich auf ihrer an der zu entwässernden Erdwand zu liegen kommenden Seite ausgestattet ist.
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angeordnet, können sie auch als einseitige Verschalung angewandt werden.
Ihr Vorteil besteht darin, dass die aus körnigem Material herstellbare Rücksickerrinne samt Abzugsrinne entfallen kann. Das einseitige Verschalungsmaterial kann erspart werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dränageelement für die Entwässerung des Erdbodens, welches an mindestens einer der beiden Breitseiten durch Filterflächen bedeckte Öffnungen für den Wasserdurchtritt in den Innenraum aufweist, wobei der Innenraum am unteren Ende durch eine Abflussrinne begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dränageelement (1) aus zwei durch Abstandelemente (12) getrennte Seitenplatten (11) besteht, wobei die Abflussrinne (13) als eine Verbindung beider Seitenplatten (11)
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andern gegenüberliegenden Seitenrand mit Verbindungsprofilen für eine Steckverbindung des Dränageelementes (1) an andere daneben angeordnete Dränageelemente oder an daneben angeordnete Anschlusselemente (2,3) versehen ist, und dass der Innenraum zwischen den beiden Seitenplatten (11) oben durch eine Kappe (4)
abgedeckt ist.