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Die Erfindung betrifft ein unterirdisches Hohlraumbauwerk mit einer Deckplatte, die auf
Bohrpfählen und bzw. oder Wänden aufruht, einem Boden, einer wasserdurchlässigen Wand, an der das umgebende Erdreich anliegt und einem an diese anschliessenden durchgehenden Hohl- raum.
Eine solche Anordnung hat den Zweck, bei unterirdischen Hohlraumbauten, die vorhandenen
Erd- und Wasserdrücke aufzunehmen und den Nutzraum, wie z. B. Fahrbahnen, zu schützen.
Aus der US-PS Nr. 4, 486, 986 ist ein Bauwerk bekanntgeworden, welches den Zweck hat, das Fundament vor Feuchtigkeit zu schützen. Eine wasserdurchlässige, aus Hohlformsteinen aufge- baute Wand dieses Bauwerkes grenzt an das Erdreich an, wobei das aus dem Erdreich in die von den Hohlräumen der Bausteine gebildete durchgehende Wand eintritt und dort nach unten sickert. Die Grundschar, der die Wand bildenden Hohlformsteine ist mit Durchbrechungen ausge- bildet, aus welchen das Sickerwasser in die Schüttung des Fundaments eintreten und dort über
Drainagerohre abfliessen kann. Dieses bekannte Bauwerk sieht somit Massnahmen vor, welche einer Ableitung des Grundwassers dienen, so dass das Bauwerk nach wie vor so dimensioniert werden muss, dass es sowohl die vorhandenen Erd- als auch Wasserdrucke aufnehmen kann.
Es ist ferner bekannt, bei Tunnelbauten, insbesondere bei solchen, die im Tagbau erstellt werden, Konstruktionselemente vorzusehen, die nicht nur eine Deckplatte mit darüber geschüttetem Erdreich tragen, sondern auch den seitlichen Erd- und Wasserdruck aufnehmen. Dazu verwendet man Bohrpfähle, Ortbetonwände, Schlitzwände od. gl. Diese klassische Baumethode birgt jedoch eine Reihe von Nachteilen in sich. Es müssen beispielsweise die Bohrpfähle so stark dimensioniert werden, dass sie nicht nur der Druckbelastung der Deckplatte standhalten, sondern auch dem seitlichen Erddruck und darüber hinaus auch den Wasserdruck aufnehmen müssen. Daraus resultiert eine unwirtschaftliche Baumethode, weil meist die Anzahl der Bohrpfähle vermehrt angeordnet ist, um allen Belastungen begegnen zu können.
Es wäre daher denkbar, die seitlichen Drücke einfach fernzuhalten, dann wären die Bohrpfähle nur auf Druck zu dimensionieren. Dies würde jedoch bedeuten, dass ein zusätzliches wasserabschirmendes Bauwerk an der Aussenseite zur Aufnahme der seitlichen Drücke errichtet werden müsste. Die daraus sich ergebenden hohen Kosten sind jedoch in keiner Weise vertretbar und daher scheidet diese Baumethode aus.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein unterirdisches Hohlraumbauwerk zu schaffen, das es erlaubt, auch die seitlichen Drücke wirksam aufzunehmen, ohne dass zusätzliche Massnahmen ergriffen werden müssen, wie Überdimensionierung, Stützwände u. dgl. Erfindungsgemäss wird dies bei einem Hohlraumbauwerk der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, dass der Hohlraum an der dem Nutzraum des Bauwerkes zugekehrten Seite von einer wasserundurchlässigen Wand begrenzt ist. Hiedurch wird erreicht, dass sich in dem durchgehenden Hohlraum das eintretende Grundwasser ansammeln kann und der sich aus der aufgebauten Wassersäule ergebende Wasserdruck als zusätzliche Stützkraft wirkt und somit eine insgesamt verminderte Belastung der gesamten Tragkonstruktion erzielt wird.
Bei einem Hohlraumbauwerk in Form eines Tunnels, dessen beide Seitenwände in erfindungsgemässer Weise ausgebildet sind, kann zur Vermeidung einer Unterbrechung des Grundwasserstromes in weiterer Ausgestaltung der Erfindung so vorgegangen werden, dass unter dem Boden des Bauwerkes - in an sich bekannter Weise - ein Sickerkörper angeordnet ist, der die beiden Hohlräume des Tunnels miteinander verbindet.
Eine technisch konstruktiv besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Hohlraumbauwerkes kann darin bestehen, dass die wasserdurchlässige Wand tragend ausgebildet und mit z. B. durch gleichmässig verteilt angeordnete Sickerrohre wasserdurchlässig ausgebildet ist und die wasserundurchlässige, den Hohlraum gegen den Nutzraum trennende Wand durch Führungsplatten und dem Nutzraum zugekehrte Verkleidungselemente gebildet ist.
Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 ein unterirdisches Hohlraumbauwerk in Form einer Seitenwand eines Tunnels im Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie A/A der Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Tunnelhälfte dargestellt. An der Aussenseite der Tunnelwandung sind senkrecht Bohrpfähle --1-- angeordnet. Sie sind etwa mit kreisrundem Querschnitt versehene Säulen, die als tragende Einheit dienen und in gleichmässigen Abständen
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angeordnet sind. Zwischen diesen Bohrpfählen-l-sind Freiräume vorhanden, die mit wasserdurchlässigen Wänden --2-- verschlossen sind. Die wasserdurchlässigen Wände --2-- haben gleichmässig verteilt eine Anzahl von Sickerrohren --3-- an sich bekannter Art eingebettet.
An die nun durch Bohrpfähle-l-und wasserdurchlässigen Wände --2-- erstellte Wandung grenzt ein Hohlraum --4-- an, der durch in gewissem Abstand angeordnete Führungsplatten --5-- bzw. innere Verkleidungselemente --6-- dicht abgeschlossen ist. Die Führungsplatten --5-- und die inneren Verkleidungselemente --6-- sind in den Boden --8-- eingefügt und weisen eine Isolierung --12-- auf. Die Oberseite ist mit einer Deckplatte --7-- abgeschlossen und bildet somit die Tunnelröhre als Nutzraum --11--. Das Bauwerk ist noch mit einer Erdreichbeschüttung --9-- versehen. Die Pfeile 10 zeigen an, aus welcher Richtung Erddruck und Wasserandrang zu erwarten sind.
Die Fig. 2 zeigt nun den in Fig. 1 angeführten Schnitt A-A in vergrösserter Darstellung.
Auch hier sind die Bohrpfähle --1-- zu ersehen, die nun durch die Schnittdarstellung als runde Querschnitte zu erkennen sind. In gewissen Abständen angeordnet stellen sie einen Teil des
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die Bogenwölbung nach aussen weist. In den wasserdurchlässigen Wänden --2-- sind nun die Sickerrohre --3-- eingefügt. Die Bohrpfähle-l-und die wasserdurchlässigen Wände --2-- bilden eine Wandung einerseits, während in einem gewissen Abstand anderseits Führungsplatten - und innere Verkleidungselemente --6-- einen dichten Hohlraum --4-- bilden. Die Erd- beschüttung --9-- und der Wasserandrang üben einen Druck gemäss Pfeile 10 in Richtung der Bohrpfähle --1-- und den wasserdurchlässigen Wänden --2-- aus.
Während nun der Erddruck von den Bohrpfählen-l--aufgenommen wird, kann das Wasser in den angrenzenden Hohlraum --4-- einfliessen, da die Wände --2-- durchlässig gestaltet sind. Der Wasserdruck wirkt nun auf alle Seiten der Wandung und hebt die statische Belastung auf, da der Hohlraum --4-- mit Wasser gefüllt ist.
Der Nutzraum --11-- ist direkt vom Hohlraum --4-- abgegrenzt und weist eine Isolierung - auf. Dies ist insofern notwendig, damit das Wasser in den Nutzraum --11-- nicht eindringen kann.
Da nun die vorhin erwähnte Anordnung nicht nur an einer Seite des Nutzraumes angeordnet ist, sondern auch an der gegenüberliegenden Seite vorhanden ist, wird durch einen Sicker- körper --13-- eine Verbindung der beidseitig vorgesehenen Hohlräume --4-- (nicht eingezeichnet) hergestellt, der zur Kommunikation des Wasserspiegels dient. Damit ist gewährleistet, dass stets der Grundwasserstrom ungehindert kommunizieren kann.
Wesentlich ist, dass die auftretenden Drücke, nämlich Erddruck und Wasserandrang nicht nur von den tragenden Elementen aufgenommen werden müssen, sondern getrennt getragen werden.
Der Erddruck wirkt zwar nach wie vor auf das äussere Tragwerk, der Wasserdruck jedoch wird durch die Trennung auf das innere Verkleidungselement geführt. Der Vorteil besteht nun darin, dass die tragenden Elemente nicht mehr so stark auf Biegung, sondern überwiegend auf Druck beansprucht werden. Daraus folgt, dass eine überdimensionierte Anordnung eingespart werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Unterirdisches Hohlraumbauwerk mit einer Deckplatte, die auf Bohrpfählen und bzw. oder Wänden aufruht, einem Boden, einer wasserdurchlässigen Wand, an der das umgebende Erdreich anliegt und einem an diese anschliessenden durchgehenden Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (4) an der dem Nutzraum (11) des Bauwerkes zugekehrten Seite von einer wasserundurchlässigen Wand (5, 6) begrenzt ist.