AT511725B1 - Fundierung zur einleitung vertikaler und horizontaler kräfte in den untergrund - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fundierung zur Einleitung vertikaler und horizontaler Kräfte in den Untergrund, mit Spundwandelementen als Stützelemente, die im Boden zur Abtragung der Last eingeschlagen sind. Jeweils die Oberkante (2) der Spundwandelemente bildet über ein an den Spundwandelementen befestigtes Tragstück ein Auflager. Das Tragstück umfasst eine Winkelschiene (3) mit einem ersten Schenkel (4) und zumindest einem zweiten Schenkel (5), deren erster Schenkel (4) mit den Seitenwänden der Spundwandelemente verbunden ist. Die Oberkante des ersten Schenkels (4) liegt oberhalb der Oberkanten (2) der Spundwandelemente und zumindest ein zweiter Schenkel (5) ist im rechten Winkel dazu angeordnet, wobei der zweite Schenkel (5) in Richtung Spundwand (1), diese damit überdeckend, oder von dieser abgewandt ausgerichtet ist, und wobei der zweite Schenkel (5) mit einem Überbaufertigteil (6) verbunden ist. Die Verbindung zwischen erstem Winkelschienenschenkel und den Spundwandelementen sind Schweißverbindungen. Im Überbaufertigteil ist ein Stahlband vorgesehen, welches breiter ist als der zweite Schenkel, wobei die Verbindung zwischen zweitem Schenkel und Stahlband eine Schweißverbindung ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 511 725 B1 2013-04-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Fundierung zur Einleitung vertikaler und horizontaler Kräfte in den Untergrund, mit Spundwandelementen als Stützelemente, die im Boden zur Abtragung der Last eingeschlagen sind, wobei jeweils die Oberkante der Spundwandelemente über ein an den Spundwandelementen befestigtes Tragstück ein Auflager bildet, wobei das Tragstück eine Winkelschiene mit einem ersten Schenkel und zumindest einem zweiten Schenkel umfasst, deren erster Schenkel mit den Seitenwänden der Spundwandelemente verbunden ist.

[0002] Es ist bekannt Spundwandelemente als tragende Elemente in Fundierungen beispielsweise für Brücken zu verwenden. Beim Einschlagen bzw. Einrütteln der Spundwandelemente entstehen über die gesamte Länge der Spundwand Abweichungen in der Höhe der einzelnen Elemente, sowie quer zur Längsrichtung der Spundwand, wobei beispielsweise konvexe Biegungen zu einer oder beiden Seiten der Spundwand auftreten können. Diese teils gröberen Abweichungen von mehreren Zentimetern müssen ausgeglichen werden bei der Montage des Überbaus, da hier sehr geringe Toleranzbereiche vorgesehen sind. Im Stand der Technik gibt es einige aufwändige Konstruktionen, welche diesen Abweichungsausgleich bewerkstelligen, die jedoch durch Ihre Konstruktion den Aufbau beispielsweise einer Brücke stark verlangsamen und dadurch auch die Entstehungskosten erhöhen. Beispielsweise zeigt die DE 29 03 785 C3 ein Brückenauflager am Kopf einer Spundwand, welches die entstehenden Abweichungen ausgleicht und eine Verbindung zwischen Brückenüberbau und Spundwand herstellt, um die auftretenden Kräfte in den Untergrund zu leiten. Es werden dabei Winkelschienen unterhalb der Oberkante der Spundwand an diesen befestigt und darüber wird ein Hohlraum über der Oberkante ausgebildet - entweder durch ein separates Bauteil oder durch eine Ausnehmung in einem Überbaufertigteil - welcher dann gegebenenfalls mit Mörtel ausgegossen werden kann. Im einfachsten Fall des Aufbaus, bei welchem der Hohlraum nicht verfüllt wird, können horizontale Kräfte nicht über die Spundwände abgeleitet werden. Der Herstellungsaufwand der Teile ist groß und der Aufbau der Brücke ist zeitaufwändig. Ein großer Hohlraum wird benötigt, um über die gesamte Länge der Spundwand die Abweichungen auszugleichen. Dies ist eine wesentliche Schwachstelle dieser Konstruktion im einfachsten Aufbau. Wenn der Hohlraum mit Mörtel verfüllt wird dann werden zwar auch horizontale Kräfte in die Spundwand geleitet, jedoch ist der Aufwand beim Aufbau der Brücke gleich um ein vielfaches höher. Die Winkelschienen dienen in diesem Fall praktisch nur mehr als Schalung für den Hohlraum. Dieser muss aufwändig ausgegossen werden, wobei unverfüllte Hohlräume übrig bleiben können und die Abdichtung des Hohlraums nach unten hin schwierig und aufwändig ist.

[0003] Die DE 3239485 A1 zeigt ein Verbindungselement zwischen einem Wandelement bzw. einer Trennwand und einer Decke bei Gebäuden. Der Wandaufbau ist hier grundsätzlich anders als bei einer Spundwand. Eine Spundwand im Brückenbau wird im Allgemeinen durch vertikales Einrütteln der einzelnen wannen- bzw. wellenförmigen Spundwandelemente in den Untergrund gebildet. Aufgrund von Unterschieden im Untergrund entstehen bei jedem einzelnen Spundwandelement Abweichungen in vertikaler Richtung von mehreren Zentimetern. Gleichzeitig gibt es in horizontaler Richtung Abweichungen in Form von konvexen oder konkaven Biegungen der Spundwand zur Seite hin, welche ebenfalls mehrere Zentimeter betragen. Durch den wellenförmigen Aufbau der Wand hat diese auch keine ebene Wandfläche, an welcher dann vollflächig Winkelleisten befestigt werden können.

[0004] Bei einem herkömmlichen Wandelement, wie in der DE 3239485 A1 beschrieben, treten viel geringere Abweichungen in vertikaler Richtung auf und praktisch gar keine in horizontaler Richtung in Form von konvexen oder konkaven Biegungen. Außerdem bietet das Wandelement eine glatte Seitenfläche zur Befestigung von Winkelprofilen. Auch wenn hier ein Toleranzausgleich in vertikaler Richtung durch Verlängerung der Schenkellängen erzielt wird, so bleibt weiterhin das Problem des Ausgleichs von horizontalen Abweichungen in Form von Biegungen der Spundwand.

[0005] Es ist also Ziel der vorliegenden Erfindung eine Fundierung zu schaffen welche sich 1 /6 österreichisches Patentamt AT511 725 B1 2013-04-15 durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet und welche schnell und damit Kosten sparend aufgestellt werden kann.

[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Oberkante des ersten Schenkels oberhalb der Oberkanten der Spundwandelemente liegt, und dass zumindest ein zweiter Schenkel im rechten Winkel dazu angeordnet ist, wobei der zweite Schenkel in Richtung Spundwand, diese damit überdeckend, oder von diesen abgewandt, ausgerichtet ist, und dass der zweite Schenkel mit einem Überbaufertigteil verbunden ist, und dass ferner die Verbindung zwischen erstem Schenkel der Winkelschiene und den Spundwandelementen geschweißte Verbindungen sind, und dass im Überbaufertigteil ein Stahlband vorgesehen ist, welches breiter ist als der zweite Schenkel, wobei die Verbindung zwischen zweitem Schenkel und Stahlband eine geschweißte Verbindung ist. Es wird nur eine einzige Winkelschiene benötigt welche ausreicht um sowohl horizontale, wie auch vertikale Kräfte in die Spundwand zu leiten. Der Ausgleich der Abweichungen der Spundwandelemente wird in vertikaler Richtung durch das Überragen der Winkelschiene nach oben erreicht. Bei der Befestigung der Schiene werden diese Abweichungen ausgeglichen. Die horizontalen Abweichungen, wie Schräglage oder Biegungen der Spundwand und damit der Winkelschiene, werden durch die Befestigung an dem Uberbaufertigteil ausgeglichen. Durch diese Konstruktion wird es möglich beispielsweise kleine Brücken innerhalb von nur ca. 14 Stunden zu errichten, was bisher mehrere Tage oder Wochen in Anspruch genommen hat. Dadurch werden Arbeitszeiten und nötige Absperrungszeiten in der Umgebung der entstehenden Brücke minimiert, was die Errichtungskosten wesentlich senkt.

[0007] Das im Überbaufertigteil eingelegte Stahlband kann einfach bei der Herstellung in die Schalung eingelegt werden. Durch seine Breite ermöglicht es die Abweichungen der Winkelschiene in horizontaler Richtung auszugleichen. Vom Materialaufwand und dem Herstellungsaufwand ist das Stahlband wesentlich kostengünstiger als beispielsweise U-Profilkonstruktionen oder Hohlräume im Überbaufertigteil, wie dies der Stand der Technik beispielsweise vorsieht.

[0008] Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist an der dem ersten Schenkel der Winkelschiene gegenüberliegenden Seitenwand der Spundwandelemente eine Leiste im oberen Bereich nach oben überstehend montiert, wobei ein die Oberkanten der Spundwandelemente überragender zweiter Schenkel der Winkelschiene auf der Leiste aufliegt, und wobei die Winkelschiene zusammen mit der Leiste den Kopfbereich der Spundwandelemente vollständig einhüllt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die vertikalen Kräfte über den ersten Schenkel der Winkelschiene und über die Leiste genau mittig in die Spundwand eingeleitet werden können. Der Ausgleich der vertikalen Abweichungen wird wieder durch Überragen der Winkelschiene sowie der Leiste erreicht. Der horizontale Abweichungsausgleich erfolgt im Überlappungsbereich des zweiten Schenkels der Winkelschiene und der Oberkante der Leiste. Die Leiste kann gegebenenfalls mit der Winkelschiene anschließend verbunden werden.

[0009] Als ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es vorgesehen, dass der an der Seitenwand der Spundwandelemente montierte erste Schenkel der Winkelschiene in Fortsetzung der Seitenwand über den zweiten Schenkel hinaus nach oben als Platte zur Begrenzung einer straßenbaulichen Rampe gegenüber einem zu errichtenden Bauwerk, beispielsweise einer Brücke, ausgebildet ist. An den Randseiten der Brücke dient dieser verlängerte erste Schenkel der Winkelschiene gleichzeitig als eine Schalung für die Errichtung der straßenbaulichen Rampe welche zur Brücke führt. Die Länge des Schenkels kann dabei so gewählt werden, dass der endgültige Straßenbelag der Rampe mit der Oberkante des Schenkels abschließt.

[0010] Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass die Leiste an Ihrer Oberkante einen im wesentlichen rechtwinkelig abstehenden Schenkel umfasst, welcher mit dem zweiten Schenkel der Winkelschiene einen Überlappungsbereich aufweist, und dass die Verbindungen zwischen abstehendem Schenkel der Leiste und zweitem Schenkel der Winkelschiene in diesem Überlappungsbereich angeordnet sind. Dies ermöglicht einen einfachen Verbindungsbereich zwischen der Winkelschiene und der Leiste an der gegenüberliegenden Seite der Spundwand.

[0011] Ferner ist es ein weiteres Merkmal der Erfindung dass die Verbindungen der Winkelschiene und der Leiste zu den Spundwandelementen, sowie zueinander, geschweißt sind. 2/6 österreichisches Patentamt AT 511 725 B1 2013-04-15

Alternativ dazu ist es ein Merkmal der Erfindung, dass die Verbindungen der Winkelschiene und der Leiste zu den Spundwandelementen, sowie zueinander, Schraubverbindungen sind. Durch den besonders raschen Aufbau der Spundwandelemente und die rasch herzustellenden Verbindungen zum Brückenüberbau kann die Errichtungszeit der Brücke drastisch gesenkt werden.

[0012] Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, dabei zeigen [0013] Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer möglichen Ausführungsform der

Erfindung, [0014] Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der

Erfindung und [0015] Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der

Erfindung.

[0016] Fig. 1 zeigt den oberen Abschnitt einer aus Spundwandelementen aufgebauten Spundwand 1, welche in einem Untergrund als tragendes Element beispielsweise einer Brücke eingeschlagen ist. Spundwandelemente können durch Einrütteln rasch in den Untergrund getrieben werden, beim Errichten der Spundwand 1 ergeben sich jedoch Abweichungen entlang der Spundwand in horizontaler Richtung und an der Oberkante 2 der Spundwand 1 aufgrund der unterschiedlich weit im Untergrund steckenden Spundwandelemente. Zum Ausgleich dieser Abweichungen sowie zum Überleiten der Kräfte des Bauwerks in die Spundwand 1 ist ein Tragstück in Form einer Winkelschiene 3 vorgesehen. Die Winkelschiene 3 ist mit einem ersten Schenkel 4 an der Spundwand 1 befestigt, wobei die Oberkante des ersten Schenkels 4 die Oberkante 2 der Spundwand 1 auf der gesamten Länge überragt. An der Oberkante des ersten Schenkels 4 ist ein zweiter Schenkel 5 im wesentlichen rechtwinkelig angeordnet. Es kann sich der zweite Schenkel 5 auch zu jeder Seite hin erstrecken, wodurch die Winkelschiene als T-Profil ausgebildet wäre. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist der zweite Schenkel 5 in die von der Spundwand 1 abgewandte Seite. Auf diesen zweiten Schenkel 5 wird nun ein Überbaufertigteil 6 platziert. In dem Überbaufertigteil 6 ist ein Stahlband 7 mit Bewährungen 8 eingegossen. Das Stahlband 7 ist breiter ausgebildet als der zweite Schenkel 5 wodurch beim Einrichten des Überbaufertigteils 6 die horizontalen Abweichungen der Spundwand 1 ausgeglichen werden und das Überbaufertigteil 6 anschließend mittels des Stahlbands 7 mit dem zweiten Schenkel 5 der Winkelschiene 3 verbunden wird. In dieser Ausführungsform sind alle Verbindungen vorzugsweise Schweißverbindungen.

[0017] In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ragt der zweite Schenkel 5 der Winkelschiene 3 in Richtung der Spundwand 1 und überragt diese vollständig. Eine Leiste 9 ist an der gegenüberliegenden Seite der Spundwand 1 am oberen Ende angeordnet und die Leiste 9 überragt die Oberkante 2 der Spundwand 1. Der zweite Schenkel 5 liegt auf der Oberkante der Leiste 9 auf und ist gegebenenfalls an dieser befestigt. Der Ausgleich der horizontalen Abweichungen erfolgt durch Anordnen und Fixieren der Leiste 9 auf welcher der zweite Schenkel 5 der Winkelschiene 3 aufliegt. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Kräfte des Überbaus gleichmäßig mittig in die Spundwand 1 abgeführt werden.

[0018] Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist der erste Schenkel 4 der Winkelschiene 3 nach oben hin verlängert bis zu einer Oberkante 12. Dieser verlängerte Schenkel 4 dient als Schalung für die straßenbauliche Rampe 13 welche bis zur Oberkante 12 des Schenkels 4 heranreicht. Die Verbindung zwischen der Leiste 9 und dem zweiten Schenkel 5 der Winkelschiene 3 erfolgt in einem Überlappungsbereich welcher durch einen von der Leiste 9 abstehenden Schenkel 10 und dem Ende des zweiten Schenkels 5 gebildet wird. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für geschraubte Verbindungen 10. Natürlich kann die Verbindung zwischen Leiste 9 und Winkelschiene 3 auch wie in Fig. 2 gezeigt ausgestaltet sein. 3/6