CH650542A5

CH650542A5 - Verfahren zur herstellung einer sekantenwand aus betonpfaehlen und nach dem verfahren hergestellte sekantenwand.

Info

Publication number: CH650542A5
Application number: CH2814/81A
Authority: CH
Inventors: Walter Graf
Original assignee: Grund & Tiefbau Ag
Priority date: 1981-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1985-07-31
Also published as: FR2504953A1; IT1228134B; DE3214243A1; IT8220682A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sekantenwand aus im Boden aneinandergereiht angeordneten Betonpfählen. Die Erfindung betrifft ferner eine nach dem Verfahren hergestellte Sekantenwand.

Wenn Betonpfähle mit kreisförmiger Querschnittsfläche so nebeneinander gesetzt sind, dass sich die kreisförmigen Querschnittsflächen überschneiden, so liegen die beiden Schnittpunkte der Kreise auf einer Sekante. Unter dem von dieser Anordnung der Betonpfähle hergeleiteten Begriff Sekantenwand versteht man demnach eine Wand aus mit Randzonen ineinandergreifenden Betonpfählen, die im Boden versenkt sind, um beispielsweise die Funktion einer Baugrubensicherung oder einer Hangstabilisierung zu übernehmen.

Nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung einer solchen Sekantenwand werden eine Reihe von Betonpfählen in gleichmässigen Achsabständen, die jeweils grösser als der Durchmesserund kleiner als der zweifache Durchmesser eines Betonpfahls sind, im Boden versenkt angeordnet. Diese sogenannten Ortbetonpfähle werden beispielsweise mit Hilfe eines in den Boden vorgetriebenen Bohrrohrs hergestellt, aus dessen Innerem das Erdmaterial herausgeholt wird, wobei das Bohrrohr mit nach unten fortschreitender Wegnahme des Erdmaterials weiter in das Erdreich bis zur gewünschten Tiefe vorgetrieben wird. Das Bohrrohr wird dann beim Einfüllen des Betons wieder gezogen, so dass der fertige Betonpfahl vom gewachsenen Boden umgeben ist. Wenn anschliessend in die Zwischenräume zwischen den fertiggestellten Betonpfählen weitere Betonpfähle derart eingefügt werden sollen, dass sich die Querschnitte überschneiden, so müssen von den zuerst hergestellten Betonpfählen kreisbogenförmig begrenzte Partien über die ganze Höhe des Betonpfahls weggearbeitet werden. Dies bereitet keine grossen Schwierigkeiten, wenn die Überschneidung gering ist und beispielsweise 10 cm beträgt. Das Ausmass der notwendigen Überschneidung hängt u. a. von der auftretenden statischen Belastung der Wand ab. Wenn jedoch eine wesentlich grössere Überschneidung notwendig ist, stellt das Wegarbeiten dieser seitlichen Partien der Betonpfähle eine ziemlich schwierige, zeitaufwendige und in bezug auf den Verschleiss der dafür einzusetzenden Werkzeuge auch kostspielige Arbeit dar. Ausserdem besteht die Gefahr, dass in dem von Natur aus spröden Beton bei dieser Bearbeitung Risse entstehen, die möglicherweise gar nicht erkennbar sind, insbesondere wenn die beispielsweise zur Hangabsicherung dienende Selcantenwand nach Fertigstellung nicht auf einer Seite freigelegt wird, wie das bei einer zur Baugrubensicherung dienenden Wand der Fall ist. Auch können mit Betonmilch etwas überdeckte Risse später nicht erkannt werden, und die Stabilität ist dadurch in jedem Fall beeinträchtigt.

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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand daher darin, die im Falle einer notwendigen grösseren Überschneidung der Betonpfähle unwirtschaftliche und in bezug auf die Sicherheit auch mit unkontrollierbaren Risiken verbundene Methode durch ein anderes Verfahren zu ersetzen, das eine Sekanten wand mit grosser «Überschneidung» ohne unwirtschaftlichen Aufwand an Kosten und Zeit herzustellen erlaubt und eine hohe Sicherheit bietet, verdeckte Herstellungsmängel zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angeführten Massnahmen gelöst.

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass beim Einfügen von Ortbetonpfählen zwischen im Abstand voneinander bereits angeordneten Betonpfählen das bislang mit sehr kostenaufwendigem Werkzeugeinsatz durchzuführende Wegarbeiten von Beton über die ganze Höhe der mit Überschneidung anzuordnenden Betonpfähle gänzlich wegfällt, was besonders bei einer geforderten grossen Überschneidung von beispielsweise 30 cm im Hinblick auf die Zeit- und auch Kosteneinsparung für das sonst einzusetzende teure Bohrwerkzeug ins Gewicht fällt. Statt Beton muss in diesem Fall nur das zuvor zwischen dem Bohrrohr und dem vorfabrizierten Betonpfahl eingebrachte Füllmaterial wieder weggeführt werden, welches zweckmässig aus 4 bis 8 mm grossen Steinen bestehender Rollkies ist, der von selbst ohne Verdichtungsarbeit eine optimale Lagerungsdichte einnimmt und damit die Funktion erfüllt, das Nachstürzen von Erdreich beim Ziehen der Bohrrohrs zu verhindern.

Wenn die Bodenbeschaffenheit es erlaubt, können natürlich auch unter Verzicht auf die Verwendung eines Bohrrohrs nur Bohrungen im Abstand voneinander im Boden abgeteuft werden, in die dann die vorfabrizierten Betonpfähle hineingesetzt werden, woraufhin dann der Zwischenraum zwischen der Bohrungswand und dem vorfabrizierten Betonpfahl jeweils mit Auffüllmaterial verfüllt wird.

Damit der für die nachträglich zu versetzenden Ortbetonpfähle einzubringende Frischbeton mit den zuvor versetzten, vorfabrizierten Betonpfählen einen innigen Verbund eingehen kann, werden in bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorfabrizierte Betonpfähle verwendet, die an den Oberflächen ihrer beiden konkaven Seitenflächen Vertiefungen und/oder Erhöhungen aufweisen, durch die eine Verzahnung mit den Ortbetonpfählen bewirkt wird, beispielsweise können die konkaven Seitenflächen Aussparungsnischen aufweisen, in die der Frischbeton eintritt, oder an den konkaven Seitenflächen ist Waschbeton vorgesehen,

wodurch sich eine sehr rauhe Oberfläche ergibt. Einen derartigen Effekt kann man auch durch die Verwendung von Streckmetall an den Seitenflächen erreichen.

Während bei dem bisher bekannten Verfahren zur Herstellung einer Sekantenwand wegen des notwendigen Wegarbeitens von kreisbogenförmig begrenzten Partien des Betonpfahls über dessen gesamte Höhe ein solcher Betonpfahl nicht armiert sein konnte, können nach dem neuen Verfahren ausschliesslich armierte Betonpfähle verwendet werden. Der vorfabrizierte Betonpfahl mit konkaven Seitenflächen benötigt schon für den Transport vom Herstellungsort bis zur Baustelle und zum Aufrichten und Versetzen in die Bohrung einer Armierung. Die nachträglich hergestellten Ortbetonpfähle können wie bis anhin schon jede gewünschte Armierung erhalten.

Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung einer Sekanten wand anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anzahl im Abstand voneinander jeweils in eine Bohrung hineingestellte, vorfabrizierte Betonpfähle, in Draufsicht;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die fertigerstellte Sekantenwand, bestehend aus vorfabrizierten Betonpfählen und Ortbetonpfählen zwischen je zwei vorfabrizierten Betonpfählen;

Fig. 3 ausschnittweise eine Vorderansicht der fertigge-5 stellten Sekantenwand;

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen vorfabrizierten Betonpfahl, in grösserem Massstab.

Für die Herstellung der Sekanten wand werden in einem 10 ersten Verfahrensschritt in gleichmässigen Abständen L voneinander Bohrungen 1 in den Boden abgeteuft. Dies kann bei geeigneter Bodenbeschaffenheit mit Hilfe von Bohrwerkzeugen, wie beispielsweise einem Drillbohrer, erfolgen. Bei nachrutschendem Boden wird ein Bohrrohr 2 verwendet, aus 15 dessen Innerem das Erdmaterial herausgefördert wird, so dass das Bohrrohr 2 allmählich bis zur gewünschten Tiefe in den Boden getrieben werden kann. In jedes Bohrrohr 2 wird ein vorfabrizierter, armierter Betonpfahl 3 hineingesetzt. Dieser in Fig. 4 in grösserem Massstab im Querschnitt darge-20 stellte Betonpfahl 3 ist armiert, damit er transportiert und mit Hilfe eines Krans aufgerichtet und in das Bohrloch versetzt werden kann. Die Armierung besteht beispielsweise aus einer Anzahl achsparallel verlaufender Armierungseisen 4 und aus horizontal angeordneten gebogenen und aussen um die 25 Armierungseisen 4 herumgeführten Armierungseisen 5. Jeder vorfabrizierte Betonpfahl 3 weist einander gegenüberliegend zwei konkav ausgebildete Seitenflächen 6 auf. Der Krümmungsradius jeder dieser Seitenflächen 6 ist gleich dem Radius des jeweils benachbart herzustellenden Ortbeton-30 pfahls 7, der anschliessend in dem Zwischenraum zwischen je zwei vorfabrizierten Betonpfählen 3 erstellt wird.

Die vorfabrizierten Betonpfähle 3 besitzen ferner um 90° zu den konkaven Seitenflächen versetzt parallel einander gegenüberliegende, ebene Seitenflächen 8, welche jeweils auf einer Sehne eines Kreises liegen, der der Innenwandung des Bohrrohrs 2 entspricht. Dieser Kreis berührt somit die vier Längsseitenkanten des Betonpfahls 3.

Nachdem in der ersten Verfahrensstufe gemäss Fig. 1 in 40 sämtliche in dem Boden abgeteuften Bohrungen 1 bzw. in die Rohre 2 je ein vorfabrizierter Betonpfahl 3 hineingestellt worden ist, wird der verbleibende Hohlraum zwischen dem vorfabrizierten Betonpfahl 3 und dem Bohrrohr 2 bzw. der Bohrungswandung mit einem Auffüllmaterial 9 verfüllt. 4s Hierfür wird zweckmässig Rollkies oder Sand verwendet. Aus runden Steinen von 4 bis 8 mm Durchmesser bestehender Rollkies nimmt eine optimale Lagerungsdichte ein und muss demnach nicht verfestigt werden, um das Nachrutschen von Erdmaterial zu verhindern, wenn anschliessend so die Bohrrohre 2 gezogen werden. Vor den ebenen Seitenflächen 8 des vorfabrizierten Betonpfahls 3 kann auch ein anderes Auffüllmaterial, wie beispielsweise Beton, eingebracht werden, da an diesen Stellen das Auffüllmaterial nicht wieder entfernt werden muss. Die Reduzierung des Quer-S5 schnitts des vorfabrizierten Betonpfahls 3 an diesen beiden von den ebenen Seitenflächen 8 gebildeten Seiten erfolgt insbesondere zur Einsparung von Transportgewicht.

Die vorfabrizierten Betonpfähle 3 besitzen ferner an den konkav ausgebildeten Seitenflächen 6 eine Vertiefungen 60 und/oder Erhöhungen aufweisende Oberfläche. In Fig. 4 ist eine aufgerauhte Oberfläche an den konkaven Seitenflächen 6 angedeutet. Zu diesem Zweck besitzen die Seitenflächen 6 beispielsweise eine aus Waschbeton bestehende Oberfläche. Ferner können in den Seitenflächen 6 auch Aussparungsni-65 sehen vorgesehen sein, die von dem Frischbeton der nachfolgend erstellten Ortbetonpfähle 7 ausgefüllt werden. Mit der gleichen Wirkung kann man auch über die ganze konkave Seitenfläche 6 Streckmetall anordnen. Man erreicht auf diese

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Weise eine Verzahnung der Oberfläche des vorfabrizierten Betonpfahls 3 mit dem anschliessend erstellten Ortbetonpfahl 7, der dadurch einen innigen Verbund mit dem vorfabrizierten Betonpfahl eingehen kann.

Bei der anschliessenden Erstellung der Ortbetonpfähle 7 werden zwischen je zwei bereits versetzten vorfabrizierten Betonpfählen 3 Bohrungen abgeteuft, wobei in der gleichen bereits beschriebenen Weise je nach Bodenbeschaffenheit die Bohrung mit oder ohne Hilfe eines Bohrrohrs abgeteuft wird. Dabei wird das vor den beiden konkaven Seitenflächen 6 der beiden benachbarten vorfabrizierten Betonpfähle 3 befindliche Auffüllmaterial 9 gleichzeitig mit dem übrigen Erdmaterial weggefördert. Der für die Ortbetonpfähle 7 eingebrachte Frischbeton geht an den mit Vertiefungen und/oder Erhöhungen versehenen konkaven Seitenflächen 6 der vorfabrizierten Betonpfähle 3 einen innigen Verbund ein. Die Ort-5 betonpfähle 7 sind ebenfalls armiert und enthalten auf einem Kreis achsparallel angeordnete Armierungseisen 10 und um diese aussen herum gelegte ringförmige Armierungseisen 11. Nach dem Erhärten des Betons ist im Boden oder Erdreich eine vollständig armierte Sekantenwand hergestellt, die ins-io besondere bei grosser Überschneidung der Pfahlquerschnitte weniger Aufwand an Zeit und Kosten erfordert als eine nach dem bisher bekannten Verfahren hergestellte Sekantenwand.

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1 Blatt Zeichnungen

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650542 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung einer Selcantenwand aus im Boden aneinandergereiht angeordneten Betonpfählen, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden zweiten Betonpfahl der Sekantenwand in gleichmässigen Abständen voneinander Bohrungen (1,2) abgeteuft werden und in jede dieser Bohrungen ein vorfabrizierter, armierter Betonpfahl (3) mit zwei achsparallel einander gegenüberliegenden, konkav ausgebildeten Seitenflächen (6) hineingestellt wird, deren Krümmungsradius dem Radius des anschliessend jeweils benachbart hergestellten Betonpfahls (7) entspricht, dass der verbleibende Hohlraum der Bohrung (1,2) mit einem schüttfähigen Auffüllmaterial (9) verfüllt wird und dass anschliessend zwischen je zwei vorfabrizierten Betonpfählen (3) Ortbetonpfähle (7) erstellt werden, wobei das vor den konkaven Seitenflächen (6) der vorfabrizierten Betonpfahle (3) befindliche Auffüllmaterial (9) weggefördert wird und der für die Ortbetonpfähle (7) eingebrachte Frischbeton mit den vorfabrizierten Betonpfählen (3) an deren konkaven Seitenflächen (6) einen innigen Verbund eingeht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen für die vorfabrizierten Betonpfähle (3) mittels eines Bohrrohrs (2) abgeteuft werden und in das Bohrrohr (2) ein mit seinen die beiden konkaven Seitenflächen (6) begrenzenden vier Längsseitenkanten gegen die Bohrrohrinnenwand anliegender, vorfabrizierter Betonpfahl (3) hineingestellt wird und dass nach Verfüllen des verbleibenden Hohlraums mit einem schüttfähigen Auffüllmaterial (9) das Bohrrohr (2) wieder gezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die zwischen den konkaven Seitenflächen (6) jeweils benachbarter, vorfabrizierter Betonpfähle (3) zu erstellenden Ortbetonpfähle (7) Bohrungen mit Hilfe eines Bohrrohrs (2) abgeteuft werden, aus dem das Erdreich und das vor den konkaven Seitenflächen (6) der vorfabrizierten Betonpfähle (3) befindliche Auffüllmaterial (9) herausgefördert wird, und dass Frischbeton in das Bohrrohr (2) eingebracht und das Bohrrohr wieder gezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorfabrizierte Betonpfähle (3) mit einer vorgespannten Armierung oder mit einer Schlaffarmierung (4,5) verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen je zwei benachbarten, vorfabrizierten Betonpfählen (3) erstellten Ortbetonpfähle (7) als armierte Betonpfähle erstellt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorfabrizierte Betonpfähle (3) mit einer Verzahnung mit den Ortbetonpfählen (7) bewirkenden, Vertiefungen und/ oder Erhöhungen aufweisenden Oberflächen an den konkaven Seitenflächen (6) verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vorfabrizierte Betonpfähle (3) mit Aussparungsnischen oder mit Waschbeton oder mit Streckmetallgittern an den konkaven Seitenflächen (6) verwendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorfabrizierte Betonpfähle (3) mit jeweils zu den konkaven Seitenflächen (6) um 90° versetzt, parallel einander gegenüberliegenden ebenen Seitenflächen (8) verwendet werden, welche jeweils auf einer Sehne eines die vier Längsseitenkanten des Betonpfahls (3) berührenden Kreises liegen.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Auffüllmaterial (9) zum Verfüllen der den vorfabrizierten Betonpfahl (3) aufnehmenden Bohrung (1,2) Rollkies oder Sand verwendet wird.

10. Sekantenwand aus im Boden aneinandergereiht angeordneten Betonpfählen, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zweite Betonpfahl der Wand ein vorfabrizierter, armierter Betonpfahl (3) mit zwei achsparallel einander gegenüberliegenden und konkav ausgebildeten Seitenflächen (6) ist, deren Krümmungsradius gleich dem Radius der zu beiden Seiten benachbarten Ortbetonpfähle (7) ist, welche mit dem zwischen je zwei Ortbetonpfählen angeordneten vorfabrizierten Betonpfahl (3) an dessen konkaven Seitenflächen (6) in innigem Verbund stehen.

11. Sekantenwand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vorfabrizierten Betonpfähle (3) jeweils eine vorgespannte Armierung oder eine Schlaffarmierung (4,5) aufweisen.

12. Sekantenwand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortbetonpfähle (7) jeweils eine Armierung (10,11) aufweisen.