CH484331A - Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung der Böschung eines rutschenden oder kriechenden Hanges - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung der Böschung eines rutschenden  oder kriechenden Hanges    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und  eine Vorrichtung zur Sicherung der Böschung eines  rutschenden oder kriechenden Hanges. Je nach der  Scherfestigkeit des Erdreichs können ungeschützte     Erd-          böschungen    mit grösserer oder kleinerer Böschungsnei  gung und Böschungshöhe ausgeführt werden. über  schreitet die Böschungshöhe ein zulässiges Mass oder  wird die Böschungsneigung zu steil gewählt, so kann dies  infolge zu     geringer    Standsicherheit dazu führen, dass ein  rutschender oder kriechender Hang entsteht.

   In der  Nähe des kritischen Wertes für die Standsicherheit tre  ten zuerst Kriechbewegungen auf, bei welchen das Erd  reich mit konstanter Geschwindigkeit, die Zentimeter  beträge pro Jahr ausmachen kann, zu Tal fliesst. Ausser  diesen     Kriechbewegungen    können bei noch ungünstige  ren     Stabilitätsbedingungen        Rutschungen    auftreten, bei  denen mehr oder weniger grosse Erdschollen und kom  pakte     Erdreichmengen    abgetragen werden.

   Aber selbst  bei anfänglich richtig dimensionierten Böschungen kön  nen     Rutschungen    oder     Kriechbewegungen    durch nach  träglich eintretende, ungünstige hydrologische Umstände  wie beispielsweise durch Zunahme des     iGrundwasser-          spiegels    verursacht werden. In diesem Zusammenhang  spielt auch die Verwitterung des Gesteins eine wesent  liche Rolle, wenn nämlich das verwitterte Gestein eine  im Verhältnis zum Ausgangsgestein undurchlässige  Masse bildet, die nach Erreichen einer kritischen Dicke  abrutscht. Dieser letztgenannte Vorgang kann nach Art  und Umfang durch die Bildung von     Porenwasserüber-          drücken    ein beträchtliches Ausmass erreichen.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver  fahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren  Hilfe Böschungen entweder von vornherein höher und/  oder steiler angelegt werden können oder erst nachträg  lich aufgetretene Rutsch- oder Kriechbewegungen zum  Stillstand gebracht werden können.  



  Erfindungsgemäss ist hierfür vorgesehen, dass in den  Hang von der Böschungsseite her eine Dränagebohrung  mit einer leichten Neigung gegen die Horizontale einge-    bracht wird und dass in der Bohrung eine Verankerung  verlegt wird. Zweckmässig beträgt die Neigung der  Bohrung weniger als          25  gegenüber der Horizontalen.  Durch das als Brunnen wirksam werdende Bohrloch  kann dem Erdreich des zu sichernden Hanges Feuch  tigkeit entzogen werden. Eine besonders gute Wirkung  kann dann auftreten, wenn die Bohrung mit fortschrei  tender Bohrungstiefe im Erdreich ansteigt, so dass ein  natürlicher Ablauf des entzogenen Wassers gewährleistet  ist.

   In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein,  dass für die in der Bohrung zu verlegende Verankerung  entweder ein Zuganker in das ohne weitere Auskleidung  bleibende Bohrloch eingeführt oder dass die Bohrung  mit einem Filterrohr ausgestattet wird, das auf Zug be  ansprucht werden kann und in Form von an seinem  Umfang angreifenden Haftspannungen die Schubkräfte  im Erdreich aufnehmen kann. Ein     d:        rartiges    Filterrohr  kann aus Stahl, Kunststoff oder Aluminium bestehen und  kann zahlreiche Perforierungen aufweisen.

   Beide Mass  nahmen können zur weiteren Erhöhung der     Standfistig-          keit    des Hanges auch in Kombination angewendet wer  den, indem zusätzlich zu dem auf Zug beanspruchten  und als Auskleidung der Bohrung dienenden Filterrohr  ein Zuganker in das Filterrohr eingebracht wird. Ferner  können vom Filterrohr aus und durch dieses hindurch  erhärtende Bindemittel, insbesondere Zement oder Ze  mentmörtel in das die Bohrung umgebende Erdreich  ausgepresst werden.  



  Bei einer bevorzugten Ausführungsform können  mehrere Dränagebohrungen nebeneinander, vorzugs  weise in gleichem Abstand voneinander ausgeführt wer  den und mit     einem    aus Metall bestehenden oder wenig  stens elektrisch leitfähig gemachten Filterrohr ausgeklei  det werden.     Di:    se Filterrohre können in abwechselnder  Folge als Kathoden und die diesen     benachbarten    Filter  rohre als Anoden an einer Gleichstromquelle angeschlos  sen werden, die zweckmässig eine Spannung von weniger  als<B>100</B> V, vorzugsweise eine Spannung von 30 bis 80 V  hat.

   Weitere Einzelheiten und zweckmässige Weiterbil-           dungen    ergeben sich aus den nachstehend     beschriebanen     Ausführungsbeispielen der Erfindungen, welche teilweise  in der Zeichnung dargestellt sind.  



  Es zeigen:       Fig.    1 einen Querschnitt durch einen an einer Bö  schung     abgesicherten    Hang     und          Fig.    2 diesen Hang ausschnittsweise in der Ansicht  von oben,       Fig.    3 einen Querschnitt durch einen anderen Hang,  der durch einen Erdanker mit äusserer     Ankerplatte    ge  sichert ist, während       Fig.    4 einen horizontalen Querschnitt durch diesen  Erdhang und die Anordnung mehrere Ankerplatten und  ihrer zugehörigen Verankerungen in der Draufsicht  zeigt.  



       Fig.    5 zeigt ausschnittsweise eine     überlastsicherung     für eine solche Verankerung.  



  In den zu schützenden Hang nach     Fig.        1.    und 2  werden von der Böschungsseite her mehrere Dränage  bohrungen 1 bzw. 2 so eingebracht, dass sie     annähernd     horizontal oder mit einer kleinen, bis zu   25  gegen  die Horizontale nach oben oder unten gerichteten Nei  gung verlaufen. Wie     Fig.    2 zeigt, werden diese Bohrun  gen in etwa gleichen Abständen, deren Grösse von der  jeweiligen Bodenbeschaffenheit abhängt, ausgeführt. In  diese Dränagebohrungen werden nach Beendigung des  Bohrvorganges Filterrohre F eingebracht, die als Brun  nen wirksam werden und dabei dem Boden Feuchtigkeit  entziehen.

   Die Filterrohre bestehen in bekannter Weise  aus Stahl,     Kunststoff    oder Aluminium und weisen an  ihrem Mantel zahlreiche Perforationslöcher auf oder  können mindestens teilweise aus Siebgewebe bestehen  oder ein solches Siebgewebe enthalten.  



  Um den Wasserentzug aus der Böschung zu steigern,  ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgese  hen, dass die aus Metall bestehenden oder wenigstens  elektrisch leitfähig gemachten Filterrohre F in alternie  render Folge an die     Klemmen    einer Gleichstromquelle  mit weniger als 100 V Spannung, vorzugsweise mit einer  Spannung zwischen 30 und 80 V angeschlossen werden.  Dieser Anschluss erfolgt in der Weise, dass jeweils die  in den     Bohrlöchern    1 liegenden Filterrohre als Anoden  verwendet und an der Gleichstromquelle angeschlossen  werden, während die in den Bohrlöchern 2 verlegten  Filterrohre als Kathoden dienen. Hierdurch wird in an  sich bekannter Weise zusätzlich ein     elektroosmotischer     Wasserentzug bewirkt.

   Von besonderem Vorteil ist es  hierbei, wenn die als Anoden wirksamen, in den Bohr  löchern 1 verlegten Filterrohre aus Stahl oder Alu  minium bestehen. In diesem Falle wird nämlich um  diese Rohre herum eine Zone elektrochemisch verfestig  ten Bodens geschaffen, was sich wegen der     stabförmigen     Ausdehnung der Bohrung sehr günstig auf die Stabilisie  rung des Hanges auswirkt. Die Verfestigung kann weiter  hin dadurch gesteigert werden, dass zusätzlich in die  Filterrohre, vor allem in die als Anoden wirkenden  Rohr eine sich nach dem Austritt aus diesen Rohren ver  festigende oder erhärtende Flüssigkeit unter Druck ein  gepresst wird. In diesem Falle kann unter der Wirkung  des elektrischen Stromes die     Eindringzone    der verfesti  genden Flüssigkeiten vergrössert werden.  



  Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel  erweist es sich als     vorteilhaft,    wenn das     Filterrohr    F  aus zugfestem Material besteht und daher die     über-          tragung    von     Zugkräften    möglich macht. Wird nämlich  die Bohrung 1 bzw. 2 bis-in standfeste     Partien    der Bö-         schung    oder des Erdreiches     vorgetrieben,    so kann da  durch in einfacher Weise eine Verankerung des locke  ren Bodens, der sich in der     Nähe    der Böschungsober  fläche befindet,     erreicht    werden.

   Hierzu reicht es in  vielen Fällen aus, in der aus     Fig.    3 ersichtlichen Weise  auf das an der     Böschungsoberfläche    vorstehende Ende  der eingesetzten Filterrohre F jeweils eine Ankerplatte       anzusetzen.    Die Ankerplatten     können    eine Grösse von  etwa 1 m x 1 m haben und werden je nach den     Scher-          festigkeitseigcnschaften    des Erdreiches an der zu si  chernden Böschung in der aus     Fig.    4 ersichtlichen Weise  mit Abstand so nebeneinander verlegt und jeweils mit  einem Filterrohr F oder einem nicht dargestellten,

   an  stelle eines Filterrohres in die ohne Auskleidung blei  bende Bohrung eingebrachten     Schubankerstab    verbun  den, dass sich zwischen diesen als Sicherungselemente  wirksamen Ankerplatten Gewölbe ausbilden können. Bei  grösseren Böschungsflächen empfiehlt es sich, diese Si  cherungselemente rasterförmig mit Abstand voneinander  anzuordnen.  



  Mit Rücksicht auf die Überbelastungen, denen die       Zugankerstäbe    oder die auf Zug beanspruchten Drä  nagerohre F bei einer solchen Böschungsverankerung  durch kriechende Bodenformationen ausgesetzt sein kön  nen, wird die Grösse der Ankerplatten so knapp gewählt,  dass ohne Überschreitung der höchst zulässigen Zugkraft  in den     Verankerungselementen    der Boden erforderli  chenfalls an den Ankerplatten 3 vorbei     grundbruchartig     in der aus     Fig.    4 ersichtlichen Weise an den Zwischen  zonen Z der Platten heraustreten kann. Auf diese Weise  wird eine gute Überlastungssicherung erzielt.

   Denn, wenn  auch zwischen den einzelnen     Verankerungselementen     zeitweise Erdreich austritt, so bleibt doch die dauernde  Tragfähigkeit der Verankerung gewährleistet. Beim     An-          spannen    der Verankerung und gegebenenfalls beim Aus  pressen der Primärbohrungen     konsolidiert    der Boden  um diese Primärbohrungen herum und kann den dabei  auftretenden     Porenwasserüberdruck    in die Sekundär  bohrungen entspannen.  



  Wenn die Zugkräfte, die ein nach den     Fig.    3     bzw.    4  verlegtes und mit einer Ankerplatte 3 versehenes Filter  rohr F zu übertragen imstande ist, nicht ausreichen,  so können zur     Steigerung    der     Zugwiderstandsfähigkeit          Zugankerstäbe    in das Filterrohr     eingelegt    und mit er  härtendem Bindemittel     verpresst    werden.

   Die Kraft  übertragung des zugfest im Erdreich beispielsweise mit  Widerhaken oder dergleichen verankerten Teiles der       Zugankerstäbe    erfolgt dann bei Bewegung des     Erd-          reiches    selbsttätig     in    Form von Haftspannungen, die  unmittelbar in den Boden eingeleitet werden.  



  Unter Ausnutzung dieser Möglichkeit ist bei dem  in     Fig.    3 dargestellten Ausführungsbeispiel in das Filter  rohr F ein     Zugankerstab    A eingeführt und an seinem  vordersten, aus dem Ende des Filterrohres F vorstehen  den Ende durch eine     Erstinjektion    mit Zement oder  einem anderen erhärtenden     Bindemittel    in der durch  dichte     Schraffur    verdeutlichten     Kopfankerzone    K fest  verankert. Sobald das Injektionsgut an dieser Kopfzone  erhärtet ist, wird der     Zugankerstab    A mit einer sich  gegen die Ankerplatte 3 abstützenden bekannten Vor  richtung vorgespannt, wobei er sich elastisch dehnt.

    Durch eine Zweitinjektion wird der bisher nicht um  mantelte Teil mit einer Zone Z umschlossen und kraft  schlüssig mit dem umliegenden Boden verbunden. Nach  dem Aushärten dieser Zone Z wird die     Vorspannung     gelöst. Durch das Bestreben des Ankerstabes, zurück-           zufedern,    werden am Umfang der     Zweitinjektionszone     Z Haftspannungen aktiviert, die auf dem grössten Teil  der Ankerstablänge verteilt sind, was sich bei rutschen  den oder kriechenden Massen besonders vorteilhaft  auswirkt.  



  Wenn eine Anordnung von Ankerplatten auf der  Böschungsoberfläche nicht erwünscht ist, so kann eine       Ausreisssicherung    der oben geschilderten Art, entweder  als Filterrohre oder     Zugankerstäbe    oder deren Kombi  nation ausgebildeten Zugelemente in der Weise erfolgen,  dass auf die zu sichernde Böschung anstelle einer aus  Beton bestehenden Ankerplatte ein flexibler Verbau 4  grossflächig in der aus     Fig.    5 ersichtlichen Weise auf  gebracht wird. Dort ist mit 8 ein     Zugankerstab    bezeich  net, welcher an seinem aus der Böschung vorstehenden  und durch den Verbau 4 hindurchtretenden Ende ein  Schraubgewinde 9 trägt.

   Zwischen diesem Zuganker und  dem     Verbau    4 ist eine     überlastsicherung    vorgesehen,  welche aus einem     Hohlzylinder    5 z. B. aus Stahl aus  einem in dessen Innenraum hineinragenden Kolben 7  besteht, welcher sich gegen eine auf das Gewinde 9  aufgeschraubte Mutter abstützt. Der zwischen der Stirn  fläche des Kolbens 7 und dem Boden des Zylinders  verbleibende Zylinderraum 6 ist mit einem Medium  gefüllt, das erst von     einer    bestimmten Druckspannung  ab zu fliessen beginnt, beispielsweise Blei.

   Wenn dieser  Wert erreicht wird, kann das Medium durch eine in der  Nähe des Zylinderbodens angeordnete Drosselbohrung  11 entweichen, wobei der Kolben 7 in den Zylinder  raum 6 um den bei 12 angedeuteten Dehnweg     nachrut-          schen    kann. Nach Erschöpfen dieses     Überlastdehnweges     ist es in     einfacher    Weise möglich, den     Zugankerstab    8  zu verlängern und eine neue     Überlastsicherung    unter  Auffüllen des Zylinderraumes 6 einzubauen. Der Vor  teil gegenüber der in     Fig.    4 dargestellten Anordnung mit  Ankerplatten besteht darin, dass kein Durchfliessen des  Bodens möglich ist und dass ausserdem die Überlast  sicherung einstellbar ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Sicherung der Böschung eines rut schenden oder kriechenden Hanges, dadurch gekenn zeichnet, dass in den Hang (H) von der Böschungsseite her eine Dränagebohrung (1, 2) mit einer leichten Nei gung gegen die Horizontale eingebracht wird, und dass in der Bohrung eire Verankerung verlegt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Neigung der Bohrung weniger als -!- 25 gegenüber der Horizontalen (H) beträgt. 2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (1, 2) mit der Bohrungstiefe ansteigt. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veranke rung in die Bohrung (1, 2) ein auf Zug beanspruchbares Filterrohr (F) eingeführt wird. 4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das Filterrohr (F) aus Siebgewebe oder einem perforierten Rohrkörper mit Siebgewebe besteht. 5. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das Filterrohr (F) aus Stahl, Kunst stoff oder Aluminium besteht. 6. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die ohne Auskleidung bleibende Bohrung (1, 2) ein oder mehrere Zugankerstäbe (A) eingeführt werden. 7.

   Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass zusätzlich zu dem auf Zug bean- spruchbaren, als Auskleidung der Bohrung (1, 2) die nenden Filterrohr (F) in das Filterrohr ein Zugankerstab (A) eingeführt wird. B. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass von dem in die Bohrung (1, 2) einge führten Filterrohr (F) aus und durch dieses hindurch erhärtende Bindemittel, insbesondere Zement oder Ze mentmörtel, in das die Bohrung umgebende Erdreich ausgepresst werden. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass mehrere Bohrungen (1, 2) neben einander, jedoch in einem vorzugsweise gleichen Ab stand voneinander ausgeführt und je mit einem aus Me tall bestehenden oder wenigstens elektrisch leitfähig ge machten Filterrohr ausgekleidet werden und dass die Filterrohre in abwechselnder Folge als Kathoden und als Anoden an eine Gleichstromsquelle angeschlossen werden. 10. Verfahren nach Unteranspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die Spannung der Gleichstromsquelle 30 bis 80 V beträgt. 11.

   Verfahren nach Unteranspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die als Anode wirkenden Filterrohre aus Stahl oder Aluminium bestehen. 12. Verfahren nach den Unteransprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in das Erdreich des Hanges (N) von oben her wenigstens annähernd senkrecht An odenprofilstäbe (P) eingetrieben und an die Gleichstrom quelle angeschlossen werden. PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Zylinder ausgebildeter Stützkörper (5) und ein in diesen eingreifender Kolben (7) vorgesehen sind, der zur Kupp lung mit dem aus der Böschung vorstehenden Ende eines in die Bohrung (1, 2) eingeführten Filterrohres (F) oder Zugankerstabes (A) vorgesehen ist.

   UNTERANSPRÜCHE 13. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderinnenraum (6) des Stützkörpers (5) mit einem unter Druck flüssig werden den Medium, insbesondere mit Blei gefüllt ist. 14. Vorrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe des Bodens des Stütz körpers (5) eine Durchtrittsbohrung (11) für das Me dium vorgesehen ist. 15.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass eine für das eingeführte Filterrohr oder den oder mehrere eingeführte Zugankerstäbe vor gesehene Ankerplatte so dimensioniert ist, dass das Erd reich grundbruchartig an der eingebauten Platte vor beigleiten kann. 16. Vorrichtung nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte eine Grösse von etwa 1 m x 1 m hat.