Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Einrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.
In Gebieten mit relativ hohem Grundwasserspiegel, z.B. im Abflussbereich eines Sees, ist es notwendig, die Bauwerke auf Pfählen zu errichten. In jüngerer Zeit werden zu diesem Zweck Betonpfähle verwendet. Früher war es üblich, die Bauwerke auf Holzpfähle abzustützen. Zum Vermeiden von Beschädigungen der Holzpfähle wurde darauf geachtet, dass diese sich vollständig im Grundwasser befanden. Dadurch wurde der Zutritt von Sauerstoff zu den Pfählen verhindert und es konnte kein Zersetzungsvorgang stattfinden. Hervorgerufen durch Gewässerkorrekturen, wie Entwässerung und Trockenlegung von Gebieten, wurde der Grundwasserspiegel abgesenkt, so dass in gewissen Gebieten sich der obere Teil der Holzpfähle nicht mehr im Grundwasser befindet und somit Beschädigungen durch Zersetzungsprozesse ausgesetzt ist.
Die Beschädigung des oberen Teiles der Holzpfähle hat zur Folge, dass sich Teile der Bauwerke absenken, wobei Risse im Bauwerk entstehen.
Bisher war es üblich, die Holzpfähle durch Betonpfähle zu ersetzen. Dieses bekannte Vorgehen ist jedoch mit sehr grossem Aufwand und entsprechend hohen Kosten verbunden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben und eine Einrichtung zu schaffen, die gestatten, den beschädigten Teil von Holzpfählen zu ersetzen, wobei mit Sicherheit vermieden wird, dass sich das Bauwerk absenkt.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 5 angeführten Merkmale gekennzeichnet.
Die Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 die Seitenansicht eines nur schematisch dargestellten Bauwerkes und den oberen Teil eines dieses Bauwerk abstützenden Holzpfahles,
Fig. 2 die Seitenansicht des Holzpfahles gemäss der Fig. 1, an welchem Pfahl ein Teil der erfindungsgemässen Einrichtung befestigt ist,
Fig. 3 die Ansicht einer Stützplatte der erfindungsgemässen Einrichtung,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Randbereiches mit der Schneide einer Schneidplatte der erfindungsgemässen Einrichtung,
Fig. 5 eine ähnliche Darstellung wie die Fig. 2, wobei jedoch ein oberer Teil des Holzpfahles mittels der Schneidplatte abgetrennt ist,
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 5 und
Fig. 7 den oberen Teil des instand gestellten Holzpfahles in der Seitenansicht.
Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil eines Bauwerkes 1, das auf einem in das Erdreich eingeschlagenen Holzpfahl 2 abgestützt ist. Vom Holzpfahl 2, der je nach Beschaffenheit des Baugrundes 10 bis 20 Meter oder länger sein kann, ist nur der obere Abschnitt dargestellt. Das Bauwerk 1 ist selbstverständlich auf eine Vielzahl von Holzpfählen 2 abgestützt und jeder Holzpfahl 2 ist auf die nachstehend beschriebene Weise zu behandeln. Zur Zeit nach der Erstellung des Bauwerkes 1 befand sich der Grundwasserspiegel auf der durch die strichpunktierte Linie 3 angegebenen Höhe. Der Holzpfahl 2 befand sich demnach vollständig im Grundwasser, welches den Zutritt von Sauerstoff zum Holzpfahl 2 verhinderte, wodurch der Holzpfahl auf Jahrzehnte oder Jahrhunderte vor Fäulnis bzw.
Zersetzung geschützt gewesen wäre, wenn nicht durch beispielsweise eine Gewässerkorrektur, der Grundwasserspiegel auf die durch die strichpunktierte Linie 4 angedeutete Höhe abgesunken wäre.
Das Absenken des Grundwasserspiegels auf die mit der Linie 4 angegebene Höhe hatte zur Folge, dass Sauerstoff zum oberen Teil des Holzpfahles 2 gelangen konnte. Dies ermöglichte das Verfaulen bzw. Zersetzen des über den abgesenkten Grundwasserspiegel hinausragenden Teiles des Pfahles 2 von aussen nach innen. Dadurch wird die Tragfähigkeit des Holzpfahles 2 verringert. Dies führt vorerst zu Rissbildungen im Bauwerk 1 und mit der Zeit zum Einsturz des Bauwerkes. In der Fig. 1 sind die angefaulten bzw. bereits zersetzten Bereiche 5 des Holzpfahles 2 schraffiert dargestellt.
Die Fig. 2 zeigt denselben Abschnitt des Holzpfahles 2 wie die Fig. 1, welcher Abschnitt freigelegt worden ist. Während dem Durchführen des nachstehend beschriebenen Verfahrens wird der Grundwasserspiegel in der Baugrube künstlich so weit abgesenkt, dass der in der Fig. 2 dargestellte Abschnitt des Holzpfahles 2 sich oberhalb des künstlich abgesenkten Wasserspiegels befindet.
Auf zwei gegenüberliegenden Seiten des oberen Abschnittes des Holzpfahles 2 ist je eine Stützplatte 6, 7 angelegt worden, die mittels Spannschrauben 8 gegen den Holzpfahl 2 gepresst werden. Die eine 6 der Stützplatten ist in der Fig. 3 in der Ansicht dargestellt und besitzt die Löcher 9 für den Durchtritt der Spannschrauben 8. In der unteren Hälfte der Stützplatte 6 ist ein quer zu ihrer Längsachse verlaufender Schlitz 10 vorhanden. Die Länge des Schlitzes ist zumindest gleich gross wie der Durchmesser des Holzpfahles 2. An beiden Endbereichen des Schlitzes 10 ist je eine sich im wesentlichen senkrecht von der Stützplatte 6 wegerstreckende U-förmige Führungsschiene 11 angeschweisst. Die beiden Endbereiche des Schlitzes 10 der Stützplatte 7 sind entsprechend erweitert, damit sich die Führungsschienen 11 durch die Stützplatte 7 hindurch erstrecken können.
Dadurch wird die Klemmwirkung der Stützplatten 6 und 7 auf den oberen Abschnitt des Holzpfahles 2 nicht beeinträchtigt.
Das obere Ende der Stützplatten 6 und 7 kann direkt an der Unterseite 12 des Bauwerkes 1 anliegen oder es sind vorzugsweise, wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, zwischen dem oberen Ende der Stützplatten 6 bzw. 7 und der Unterseite 12 des Bauwerkes zum besseren Verteilen der Stützkräfte je ein Holzbalken 13 und ein T-Profil 14 angeordnet.
Zu beachten ist, dass der oben genannte obere Abschnitt 17 des Holzpfahles 2 den bereits beschädigten Teil 15 und den noch intakten Teil 16 umfasst. Nachdem die oben beschriebenen Massnahmen getroffen worden sind, wird eine Schneideplatte 18 in die Führungsschienen 11 eingesetzt und mit Hilfe einer hydraulischen Presse 19 durch den noch intakten Teil 16 des Holzpfahles 2 hin durchgepresst, wobei das sich oberhalb der Schneideplatte 18 befindliche Stück des Holzpfahles 2 vom restlichen Teil des Stützpfahles abgetrennt worden ist.
Die Schneide 20 der Schneidplatte 18 ist asymmetrisch ausgebildet, d.h. die eine Schrägfläche 21 ist wesentlich grösser als die andere Schrägfläche 22, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist. Dies bewirkt, dass beim Hindurchpressen der Schneideplatte 18 durch den Holzpfahl 2 die durch die grössere Schrägfläche 21 verursachte, nach oben gerichtete Kraftkomponente grösser ist als die durch die kleinere Schrägfläche 22 nach unten gerichtete Kraftkomponente, so dass die resultierende Komponente eine nach oben gerichtete Kraft ist, welche auf die Schneidplatte 18 und über die Führungsschienen 11 auf die Stützplatten 6 und 7 einwirkt. Dies hat zur Folge, dass die Holzbalken 13 an die Unterseite 12 des Bauwerkes 1 angepresst werden und dass das Bauwerk somit über die Stützplatten 6 und 7 und den noch intakten Teil des Holzpfahles 2 abgestützt ist.
Die Schneide 20 der Schneidplatte 18 kann auch nur die Schneidfläche 21 aufweisen, wodurch sich eine noch grössere, nach oben gerichtete Kraftkomponente ergibt.
Danach wird das durch die Schneideplatte 18 vom Holzpfahl 2 abgetrennte obere Stück, das sich zwischen den Stützplatten 6 und 7 befindet, entfernt. Dieser Zustand ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. In der Schnittdarstellung der Fig. 6 ist die Schneidplatte 18 von oben sichtbar, und es ist deutlich erkennbar, dass im mittleren Bereich der Schneidplatte 18 eine Anzahl Löcher vorhanden sind. Durch diese Löcher 23 werden nach dem Entfernen des vom restlichen Teil des Holzpfahles 2 abgetrennten Stückes Stäbe 24 in den verbleibenden Teil des Holzpfahles 2 eingeschlagen, wobei ein Teil dieser Stäbe 24 über die Schneidplatte 18 nach oben vorsteht. Die Stäbe 24 können in ihrem unteren Bereich mit einem Holzschraubengewinde versehen sein. In diesem Falle werden diese Stäbe 24 nicht eingeschlagen, sondern in den Holzpfahl 2 eingeschraubt.
Nachdem zwei nur in der Fig. 6 gezeichnete Schalungsbretter 5 zwischen die Schneidplatte 18 und die Unterseite 12 des Bauwerkes 1 eingesetzt worden sind, wird der durch die Stützplatten 6, 7, die Schalungsbretter 25, die Schneidplatte 18 und die Unterseite 12 des Bauwerkes 11 begrenzte Raum mit Beton oder Mörtel ausgefüllt. Die Stäbe 24 dienen dabei als Armierungsstäbe. Diese werden vorzugsweise durch nicht dargestellte Aufsätze bis fast zur Unterseite 12 des Bauwerkes verlängert.
Nach dem Abbinden des eingefüllten Betons oder Mörtels werden die Stützplatten 6, 7 durch Lösen der Spannschrauben 8, die Schalungsbretter 25, die Holzbalken 13 und die T-Profile 14 entfernt. Die Schneidplatte 18 verbleibt zwischen dem unteren restlichen Teil des Holzpfahles 2 und dem auf die oben beschriebene Weise hergestellten Betonklotz 26, siehe Fig. 7. Um jeglicher Korrosion der Schneidplatte 18 zuvorzukommen, wird diese vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt.
Wenn alle Holzpfähle 2 unter dem Bauwerk 1 auf die oben beschriebene Weise behandelt worden sind, wird das zuvor ausgehobene Erdreich wieder eingefüllt und der künstlich abgesenkte Grundwasserspiegel steigt von selbst wieder auf die durch die Linie 4 angedeutete Höhe an, so dass sich der Holzpfahl 2 wieder vollständig im Grundwasser befindet. Damit ist er keinerlei Zersetzungsprozessen mehr ausgesetzt.
Die in der Fig. 2 schematisch dargestellte Presse 19 umfasst einen Arbeitszylinder 27, der an einer Platte 28 befestigt ist, die über Stangen 29 lösbar mit der Stützplatte 7 verbunden ist. Im Arbeitszylinder ist ein nicht dargestellter Kolben verschiebbar angeordnet. Am Ende der aus dem Arbeitszylinder 27 herausragenden Kolbenstange 30 ist ein Greifer 31 zum Erfassen der Schneidplatte 18 montiert. Über eine nicht dargestellte Leitung wird dem Arbeitszylinder 27 von einer nicht gezeichneten Druckquelle aus Drucköl zugeführt, so dass auf die Schneidplatte 18 eine Kraft von bis zu einigen hundert KN einwirken kann.
Beim Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens wird die Belastung auf dem Holzpfahl andauernd aufrechterhalten. Das Bauwerk wird deshalb bei jedem Verfahrensschritt voll unterstützt und kann sich nicht absenken und wird nicht beschädigt.
The invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1 and a device according to the preamble of patent claim 5.
In areas with a relatively high groundwater level, e.g. in the drainage area of a lake, it is necessary to erect the structures on piles. More recently, concrete piles have been used for this purpose. In the past, it was common to support the structures on wooden posts. To avoid damaging the wooden piles, care was taken to ensure that they were completely in the groundwater. This prevented oxygen from entering the piles and no decomposition process could take place. Caused by water corrections, such as drainage and draining of areas, the groundwater level was lowered so that in some areas the upper part of the wooden piles is no longer in the groundwater and is therefore exposed to damage from decomposition processes.
Damage to the upper part of the wooden piles causes parts of the structures to sink, causing cracks in the structure.
So far, it has been common to replace wooden posts with concrete posts. However, this known procedure involves a great deal of effort and correspondingly high costs.
It is an object of the invention to provide a method and to provide a device which allows the damaged part of wooden piles to be replaced, it being avoided with certainty that the structure is lowered.
The method according to the invention is characterized by the features stated in the characterizing part of patent claim 1.
The device according to the invention is characterized by the features stated in the characterizing part of patent claim 5.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, for example. Show it
1 is a side view of a structure shown only schematically and the upper part of a wooden pile supporting this structure,
2 shows the side view of the wooden pile according to FIG. 1, to which pile part of the device according to the invention is fastened,
3 shows the view of a support plate of the device according to the invention,
4 shows a side view of the edge region with the cutting edge of a cutting plate of the device according to the invention,
5 is a representation similar to FIG. 2, but with an upper part of the wooden pile being separated by means of the cutting plate,
Fig. 6 is a section along the line VI-VI of Fig. 5 and
Fig. 7 shows the upper part of the repaired wooden pile in a side view.
Fig. 1 shows schematically part of a building 1, which is supported on a wooden pile 2 hammered into the ground. Only the upper section of the wooden pile 2, which can be 10 to 20 meters or longer, depending on the nature of the building ground. The structure 1 is of course supported on a plurality of wooden posts 2 and each wooden post 2 is to be treated in the manner described below. At the time after construction 1 was completed, the groundwater table was at the height indicated by the dash-dotted line 3. The wooden pile 2 was therefore completely in the groundwater, which prevented the entry of oxygen to the wooden pile 2, causing the wooden pile to decay or centuries before rotting or
Decomposition would have been protected if the groundwater level had not dropped to the level indicated by the dash-dotted line 4, for example by a water correction.
The lowering of the water table to the level indicated by line 4 resulted in oxygen being able to reach the upper part of the wooden pile 2. This made it possible for the part of the pile 2 protruding beyond the lowered groundwater level to decompose or decompose from the outside inwards. This reduces the load-bearing capacity of the wooden pile 2. For the time being, this leads to the formation of cracks in building 1 and, over time, to the building collapsing. In Fig. 1 the rotten or already decomposed areas 5 of the wooden pile 2 are shown hatched.
Fig. 2 shows the same section of the wooden pile 2 as Fig. 1, which section has been exposed. During the implementation of the method described below, the groundwater level in the construction pit is artificially lowered so that the section of the wooden pile 2 shown in FIG. 2 is above the artificially lowered water level.
On two opposite sides of the upper section of the wooden pile 2, a support plate 6, 7 has been created, which are pressed by means of clamping screws 8 against the wooden pile 2. One of the 6 support plates is shown in the view in FIG. 3 and has the holes 9 for the passage of the tensioning screws 8. In the lower half of the support plate 6 there is a slot 10 running transversely to its longitudinal axis. The length of the slot is at least as large as the diameter of the wooden pile 2. A U-shaped guide rail 11, which extends essentially perpendicularly from the support plate 6, is welded to both end regions of the slot 10. The two end regions of the slot 10 of the support plate 7 are expanded accordingly so that the guide rails 11 can extend through the support plate 7.
As a result, the clamping effect of the support plates 6 and 7 on the upper section of the wooden pile 2 is not impaired.
The upper end of the support plates 6 and 7 can rest directly on the underside 12 of the structure 1 or, as shown in FIG. 2, are preferably between the upper end of the support plates 6 and 7 and the underside 12 of the structure better distribution of the supporting forces each a wooden beam 13 and a T-profile 14 arranged.
It should be noted that the above-mentioned upper section 17 of the wooden pile 2 comprises the part 15 which has already been damaged and the part 16 which is still intact. After the measures described above have been taken, a cutting plate 18 is inserted into the guide rails 11 and pressed with the aid of a hydraulic press 19 through the still intact part 16 of the wooden pile 2, the piece of the wooden pile 2 located above the cutting plate 18 from remaining part of the support pile has been separated.
The cutting edge 20 of the cutting plate 18 is asymmetrical, i.e. one inclined surface 21 is significantly larger than the other inclined surface 22, as shown in FIG. 4. This means that when the cutting plate 18 is pressed through the wooden pile 2, the upward force component caused by the larger inclined surface 21 is greater than the force component directed downwards by the smaller inclined surface 22, so that the resulting component is an upwardly directed force , which acts on the cutting plate 18 and on the guide rails 11 on the support plates 6 and 7. The consequence of this is that the wooden beams 13 are pressed against the underside 12 of the structure 1 and that the structure is thus supported via the support plates 6 and 7 and the still intact part of the wooden pile 2.
The cutting edge 20 of the cutting plate 18 can also have only the cutting surface 21, which results in an even greater, upward force component.
Then the upper piece, which is separated from the wooden post 2 by the cutting plate 18 and is located between the support plates 6 and 7, is removed. This state is shown in FIGS. 5 and 6. 6, the cutting plate 18 is visible from above, and it can be clearly seen that there are a number of holes in the central region of the cutting plate 18. Through these holes 23, after removing the piece of bars 24 separated from the remaining part of the wooden pile 2, the remaining part of the wooden pile 2 is hammered in, a portion of these bars 24 projecting upward above the cutting plate 18. The rods 24 can be provided with a wood screw thread in their lower region. In this case, these rods 24 are not hammered in, but screwed into the wooden pile 2.
After two formwork boards 5, only shown in FIG. 6, have been inserted between the cutting plate 18 and the underside 12 of the structure 1, this is delimited by the support plates 6, 7, the formwork boards 25, the cutting plate 18 and the underside 12 of the structure 11 Room filled with concrete or mortar. The bars 24 serve as reinforcing bars. These are preferably extended to almost the underside 12 of the building by attachments, not shown.
After the filled concrete or mortar has set, the support plates 6, 7 are removed by loosening the clamping screws 8, the shuttering boards 25, the wooden beams 13 and the T-profiles 14. The cutting plate 18 remains between the lower remaining part of the wooden pile 2 and the concrete block 26 produced in the manner described above, see FIG. 7. In order to prevent any corrosion of the cutting plate 18, it is preferably made of stainless steel.
When all wooden piles 2 under the structure 1 have been treated in the manner described above, the previously excavated soil is refilled and the artificially lowered groundwater level rises again automatically to the height indicated by line 4, so that the wooden pile 2 again completely located in the groundwater. This means that it is no longer exposed to any decomposition processes.
The press 19 shown schematically in FIG. 2 comprises a working cylinder 27 which is fastened to a plate 28 which is detachably connected to the support plate 7 via rods 29. A piston, not shown, is arranged displaceably in the working cylinder. At the end of the piston rod 30 protruding from the working cylinder 27, a gripper 31 is mounted for gripping the cutting plate 18. Via a line, not shown, the working cylinder 27 is supplied with pressure oil from a pressure source, not shown, so that a force of up to a few hundred KN can act on the cutting plate 18.
When performing the procedure described above, the load on the wooden pile is maintained continuously. The building is therefore fully supported in every process step and cannot sink and is not damaged.