Die Erfindung betrifft eine Stützmauer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung nach Anspruch 2.
Stützmauern werden seit vielen Jahren mit verschiedenen Systemen erstellt. Es gibt sehr viele Systeme:
Schwergewichtsmauern, Winkelstützmauern, vorfabrizierte Elementmauern, Mauern aus Kastenprofilen und Einzelelementen, Steinkorb-Mauern, Stützmauern aus bewehrter Erde, wie Polsterwand oder Textomur usw. Bei allen diesen Systemen ist das Vorgehen mehr oder weniger das folgende:
- Aushub des Böschungsmaterials, welches für die Erstellung der Mauer notwendig ist (im Bauzustand)
- Erstellen der Fundation
Erstellen der Mauer, sei es Schwergewichtsmauer,
Winkelstützmauer oder vorfabrizierte Mauer aus
Kastenprofilen oder Einzelelementen, Textomur usw.
- Evtl. Auffüllung des Mauerkörpers mit Erdmaterial, je nach Art der Stützmauer
- Hinterfüllung hinter der Mauer
- Humusierung der Oberfläche
- usw.
Beim Verfahren gemäss der Erfindung ist das Vorgehen wesentlich vereinfacht sowie umweltschonender und wirtschaftlicher als oben angegeben.
Die statische Wirkungsweise einiger der oben aufgezählten Stützmauer-Systeme ist die folgende:
- Bei den Schwergewichtsmauern besteht das stabilisierende Gewicht aus dem eingebrachten Beton.
- Bei Winkelstützmauern besteht das stabilisierende Gewicht aus Beton und Erdmaterial. Zuerst muss das Erdmaterial entfernt werden, dann wird die Mauer erstellt und anschliessend muss das Erdmaterial - häufig nicht dasselbe Material - wieder aufgefüllt werden. Meistens werden auch wasserdurchlässiges Material und Drainage angeordnet.
- Bei den aus vorfabrizierten Elementen zusammengesetzten Kastenmauern besteht das stabilisierende Gewicht aus den Beton-Elementen und aus Auffüllmaterial, welches am Ort eingebracht wird, wo das anstehende Erdreich vorgängig entfernt wurde.
- Bei Polsterwand oder Textomur besteht das stabilisierende Gewicht aus Erdmaterial.
Zuerst wird das Erdmaterial ausgehoben, anschliessend werden die zur Herstellung der Mauer nötige Armierung und Geotextil zusammen mit dem nötigen Erdmaterial lageweise eingebracht und verdichtet.
Beim hier vorgestellten Verfahren gemäss der Erfindung bleibt das Erdreich zwischen den Tragrippen unangetastet, dort wo es ist, wird Teil der Tragkonstruktion und bildet zusammen mit den Tragrippen das stabilisierende Gewicht, welches die Stabilität der Mauer sichert.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht einer Tragrippe aus Ortsbeton nach der Erfindung,
Fig. 2 Querschnitt eines Erdschlitzes,
Fig. 3 Querschnitt der Tragrippe nach Fig. 1,
Fig. 4 Querschnitt durch vorfabriziertes Element mit Nuten zur Montage von Wandelementen nach Fig. 1,
Fig. 5 Draufsicht auf das Mauersystem mit Ortsbeton-Tragrippen und vorfabrizierten Wandelementen,
Fig. 6 Seitenansicht einer Tragrippe aus vorfabrizierten Elementen,
Fig. 7 Querschnitt der Tragrippe nach Fig. 6,
Fig. 8 Seitenansicht einer Tragrippe aus vorfabrizierten Elementen, L-förmig ausgebildet,
Fig. 9 Querschnitt der Tragrippe nach Fig. 8,
Fig. 10, 12 Seitenansicht einer Tragrippe mit bzw. ohne L-förmiger Ausbildung aus vorfabrizierten Elementen, abgestellt auf Fundament aus Ortsbeton, mit durch massiven Beton aufgefülltem Zwischenraum zwischen Element und Erdreich,
Fig.
11, 13 Querschnitt der Tragrippe nach Fig. 10 bzw. nach Fig. 12,
Fig. 14, 16 Seitenansicht einer Tragrippe mit bzw. ohne L-förmiger Ausbildung aus vorfabrizierten Elementen, abgestellt auf Fundament aus Sickerbeton, mit durch Sickerbeton aufgefülltem Zwischenraum zwischen Element und Erdreich,
Fig. 15, 17 Querschnitt der Tragrippe nach Fig. 14 bzw. nach Fig. 16,
Figur 18 Seitenansicht einer Tragrippe aus Ortsbeton bzw. vorfabrizierten Elementen mit Ortsbeton-Wandelement,
Fig. 19 Seitenansicht einer Tragrippe aus L-förmig ausgebildeten vorfabrizierten Elementen mit Ortsbeton-Wandelement,
Fig. 20 Seitenansicht einer aufgestockten Stützmauer gemäss der Erfindung,
Fig. 21 Perspektivische Gesamtansicht einer Stützmauer nach der Erfindung.
Die in der Folge beschriebene Stützmauer, die auch als Rippenmauer bezeichnet werden kann, besteht aus der Tragkonstruktion, welche sich in
- Tragrippen 2a, 2b, 2c und
- Wandelementen 3a, 3b
unterteilen lässt.
Die Tragrippen 2a, 2b, 2c der Mauer werden aus vertikalen Beton-Scheiben gebildet, welche senkrecht zur Ebene des Hanges im Erdreich abgeteuft werden. Die Abmessungen und Form der Tragrippen 2a, 2b, 2c werden den örtlichen Gegebenheiten und der statischen Beanspruchung angepasst.
An diese Tragrippen 2a, 2b, 2c werden horizontale Wandelemente 3a aus vorfabrizierten, balkenartigen Betonkörpern oder Wandelemente 3b aus Ortsbeton befestigt, welche den Erddruck auf die Tragrippen 2a, 2b, 2c übertragen und zusammen mit denselben eine kastenförmige Stützmauer bilden.
Die Tragrippen 2a, 2b, 2c werden entweder im Ortsbeton-Verfahren (2a) oder aus vorfabrizierten Elementen (2b, 2c) oder teils aus Ortsbeton und teils aus vorfabrizierten Elementen erstellt.
Beim Ortsbeton-Verfahren werden die Tragrippen 2a im vorgängig ausgehobenen Schlitz 1 erstellt. Durch das Einbringen des Betons in den Erdschlitz 1 wird eine ausgezeichnete Verbindung zwischen Erdreich und Tragrippe 2a geschaffen.
Falls die Tragrippe 2b, 2c aus vorfabrizierten Elementen oder teilweise aus vorfabrizierten Elementen und teilweise aus Ortsbeton erstellt werden, werden die vorfabrizierten Tragrippen 2b, 2c mit einer massiven Beton-Füllung 7 oder einer Sickerbeton-Füllung 6 oder anderen Materialien in den Erdschlitz 1 hineingebunden, so dass ein guter Verbund zwischen Tragrippe 2b, 2c und Erdreich gewährleistet wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Tragrippe 2c kann aus vorfabrizierten Elementen bestehen, welche, um Gewicht zu sparen, je als eine L-förmige Scheibe ausgebildet werden.
Es ist auch denkbar, die Tragrippe 2b, 2c aus vorfabrizierten Elementen herzustellen, welche in den Boden hineingerammt, hineinvibriert oder eingespült werden. Diese Elemente können eventuell mit Injektion noch zusätzlich in das Erdreich hineingebunden werden.
Wie auch immer die Erstellung der Tragrippen 2a, 2b, 2c vorgenommen wird, sie sind im Erdreich fest verankert.
Der Erddruck, welcher durch die Wandelemente 3a, 3b auf die Tragrippen 2a, 2b, 2c übertragen wird, erzeugt um den äusseren Fusspunkt der Tragrippen 2a, 2b, 2c ein Kippmoment, welches die Tendenz hat, die Mauer umzukippen.
Diesem Kippmoment wirkt das Gewicht der Tragrippen 2a, 2b, 2c und das mit der Tragrippen 2a, 2b, 2c verbundene Erdreich entgegen. Das Gewicht der Tragrippe 2a, 2b, 2c und das umliegende, mitwirkende Erdreich erzeugen das stabilisierende Moment, welches die Stabilität der Mauer gewährleistet.
Die Dimension der Tragrippen 2a, 2b, 2c werden bestimmt, indem Gleitsicherheit, Kippsicherheit und Grundbruchsicherheit, usw. gewährleistet werden. Abmessungen und gegenseitiger Abstand der Tragrippen sind das Produkt einer erdstatischen Berechnung.
Der Grundgedanke des hier vorgestellten Verfahrens liegt darin, dass die Ausführung der Mauer mit möglichst wenig Beeinträchtigung der Umwelt, mit möglichst wenig Erdbewegungen und mit möglichst wenig Zerstörung der anstehenden Vegetation im Bereich der Stützmauer erfolgt.
Der grosse Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass die Tragrippen 2a, 2b, 2c in Erdschlitzen 1 erstellt werden. Das umliegende Erdreich wird nicht entfernt, nicht ausgehoben.
Weil die vorgestellte Stützmauer in der Regel keine geschlossene Mauer darstellt, ist sie durchlässig und kann sich selbst entwässern.
Eine zusätzliche Entwässerung der Stützmauer erfolgt je nach Bedarf durch die Sickerbeton-Füllung 6, welcher im Wandschlitz neben den Elementen, oder als Fundament 8 der Tragrippen 2b, 2c eingebracht wird. Es ist auch möglich, unter den Wandelementen eine Entwässerung, z.B. aus Drainageröhren, anzubringen.
Die zwischen den Tragrippen 2a, 2b, 2c und unmittelbar hinter der Mauerflucht anstehende Vegetation - Bäume, Sträucher, usw. - und sogar Gebäudeteile werden durch die Erstellung der Mauer nicht oder nur in kleinem Masse beeinträchtigt.
Ein weiterer Vorteil des hier vorgestellten Verfahrens liegt darin, dass bei labilen, rutschgefährdeten Hängen oder Böschungen der - durch den Bau von herkömmlichen Mauern bedingte - Aushub, der im Bauzustand die Stabilität des Hanges oder der Böschung gefährden würde, wegfällt.
Das Erdreich wird - ausser dem Erdschlitz 1 für die Erstellung der Tragrippe 2a, 2b, 2c - nicht ausgehoben. Bevor die Stützmauer fertiggestellt wird, wirkt die Tragrippe 2a, 2b, 2c bereits als stabilisierendes Element im Hang, in der Böschung oder vor einem Gebäude.
Die Tragrippe 2a, 2b, 2c können so angeordnet werden, dass sie gefährdete Objekte wie Gebäude, grosse erhaltungswürdige Bäume usw., sogar stützen und deren Stabilität noch erhöhen.
Die vorgestellte Stützmauer eignet sich auch zur Stabilisierung von Rutschhängen und Böschungen.
Die Wandelemente 3a werden mit Erdmaterial aufgefüllt oder hinterfüllt. Die Stützmauer kann somit bepflanzt werden, womit sie sich der Landschaft gut anpassen kann.
Erdschlitze können ohne die stützende Wirkung von Bentonit oder ohne eine Stützkonstruktion nur bis zu einer gewissen Tiefe ausgeführt werden. Wenn eine Stützmauer so hoch sein muss, dass der Erdschlitz - ohne Bentonit oder andere Stützkonstruktion - in einer Etappe nicht ausgeführt werden kann, so wird sie in zwei oder mehrere Etappen erstellt.
Nach einer besonderen Ausführungsform kann die Stützmauer als aufgestockte Rippenmauer gemäss der Figur 20 erstellt werden.
In der ersten Etappe - bis zur ausführbaren Tiefe der Erdschlitze, je nach Bodenart - wird der erste, untere Teil der Stützmauer, die sogenannte primäre Stützmauer, wie einleitend beschrieben erstellt. Zu diesem Zweck wird der obere Teil des Hanges oder der Böschung bis zu der Tiefe abgetragen, von wo aus die primäre Tragrippe 2a, 2b, 2c ausgeführt werden kann. Nun wird die primäre Stützmauer erstellt.
In einer zweiten Etappe werden auf die primären Tragrippen 2a, 2b, 2c die sekundären Tragrippen 9 aus vorfabrizierten Elementen oder Ortsbeton montiert, eingebaut, und so die sekundäre Stützmauer erstellt.
Je nach Stabilitätsverhältnissen können die sekundären Tragrippen 9 von der Mauerflucht nach hinten versetzt werden.
Primäre und sekundäre Stützmauern ergeben dann zusammen die aufgestockte Rippenmauer.
Es ist auch denkbar, dass auf die primäre Rippenmauer eine andere Stützmauerart - zum Beispiel eine mit Geotextil armierte Mauer, Polsterwand, aus Steinkörben gebildete Stützmauer oder andere Mauer - aufgestockt wird.
Verzeichnis der Elemente
1 Erdschlitz
2a Tragrippe aus Ortsbeton
2b Tragrippe aus vorfabrizierten Elementen
2c Tragrippe aus vorfabrizierten Elementen, L-förmig ausgebildet
3a Wandelement aus balkenartigen, vorfabrizierten Elementen
3b Wandelement aus Ortsbeton
4 Vorfabrizierte Auflagescheibe zur Montage der Wandelemente
5 Massives Betonfundament für vorfabrizierte Tragrippen
6 Sickerbeton-Füllung
7 Massive Beton-Füllung
8 Fundament aus Sickerbeton für vorfabrizierte Tragrippen
9 Sekundäre Tragrippe
10 Geotextil oder Geogitter
The invention relates to a retaining wall according to the preamble of claim 1 and a method for its production according to claim 2.
Retaining walls have been built using various systems for many years. There are many systems:
Heavyweight walls, angular retaining walls, prefabricated element walls, walls made of box sections and individual elements, stone basket walls, retaining walls made of reinforced earth, such as upholstery wall or Textomur etc. In all these systems, the procedure is more or less the following:
- Excavation of the embankment material, which is necessary for the construction of the wall (under construction)
- Creation of the foundation
Building the wall, be it heavyweight wall,
Angular retaining wall or prefabricated wall
Box profiles or individual elements, Textomur etc.
- Possibly. Filling the wall body with earth material, depending on the type of retaining wall
- Backfilling behind the wall
- Humusization of the surface
- etc.
In the method according to the invention, the procedure is considerably simplified and is more environmentally friendly and economical than stated above.
The static mode of action of some of the retaining wall systems listed above is as follows:
- In the case of the heavyweight walls, the stabilizing weight consists of the inserted concrete.
- With angled retaining walls, the stabilizing weight consists of concrete and earth material. First the earth material has to be removed, then the wall is built and then the earth material - often not the same material - has to be refilled. In most cases, water-permeable material and drainage are also arranged.
- In the case of the box walls made up of prefabricated elements, the stabilizing weight consists of the concrete elements and filler material, which is brought in at the location where the soil has been removed beforehand.
- With upholstered walls or Textomur, the stabilizing weight consists of earth material.
First the earth material is excavated, then the reinforcement and geotextile necessary for the construction of the wall are inserted and compacted in layers along with the necessary earth material.
In the method according to the invention presented here, the soil between the support ribs remains untouched, where it is, becomes part of the support structure and, together with the support ribs, forms the stabilizing weight, which ensures the stability of the wall.
The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing:
Show it:
1 side view of a supporting rib made of in-situ concrete according to the invention,
2 cross section of an earth slot,
3 cross section of the support rib of FIG. 1,
4 cross section through prefabricated element with grooves for mounting wall elements according to FIG. 1,
5 top view of the wall system with in-situ concrete support ribs and prefabricated wall elements,
6 side view of a support rib made of prefabricated elements,
7 cross section of the support rib of FIG. 6,
8 side view of a support rib made of prefabricated elements, L-shaped,
9 cross section of the support rib of FIG. 8,
10, 12 side view of a support rib with or without an L-shaped design made of prefabricated elements, placed on a foundation made of in-situ concrete, with a space between element and soil filled up by solid concrete,
Fig.
11, 13 cross section of the supporting rib according to FIG. 10 or according to FIG. 12,
14, 16 side view of a support rib with or without an L-shaped design made of prefabricated elements, placed on a foundation made of seepage concrete, with the space between element and soil filled up with seepage concrete,
15, 17 cross section of the support rib according to Fig. 14 and Fig. 16,
FIG. 18 side view of a supporting rib made of in-situ concrete or prefabricated elements with in-situ concrete wall element,
19 side view of a support rib made of L-shaped prefabricated elements with in-situ concrete wall element,
20 side view of an extended retaining wall according to the invention,
Fig. 21 Overall perspective view of a retaining wall according to the invention.
The retaining wall described below, which can also be called a rib wall, consists of the supporting structure, which can be found in
- Supporting ribs 2a, 2b, 2c and
- Wall elements 3a, 3b
can be divided.
The supporting ribs 2a, 2b, 2c of the wall are formed from vertical concrete disks, which are sunk in the ground perpendicular to the plane of the slope. The dimensions and shape of the support ribs 2a, 2b, 2c are adapted to the local conditions and the static load.
Horizontal wall elements 3a made of prefabricated, beam-like concrete bodies or wall elements 3b made of in-situ concrete are fastened to these supporting ribs 2a, 2b, 2c, which transmit the earth pressure to the supporting ribs 2a, 2b, 2c and together with them form a box-shaped retaining wall.
The supporting ribs 2a, 2b, 2c are created either using the in-situ concrete method (2a) or from prefabricated elements (2b, 2c) or partly from in-situ concrete and partly from prefabricated elements.
In the in-situ concrete method, the support ribs 2a are created in the previously excavated slot 1. By placing the concrete in the earth slot 1, an excellent connection between the soil and the support rib 2a is created.
If the supporting ribs 2b, 2c are made from prefabricated elements or partly from prefabricated elements and partly from in-situ concrete, the prefabricated supporting ribs 2b, 2c are bound into the earth slot 1 with a solid concrete filling 7 or a seepage concrete filling 6 or other materials, so that a good bond between support rib 2b, 2c and soil is guaranteed.
A preferred embodiment of the support rib 2c can consist of prefabricated elements which are each designed as an L-shaped disk in order to save weight.
It is also conceivable to produce the support rib 2b, 2c from prefabricated elements which are rammed into the floor, vibrated in or washed in. These elements can also be tied into the soil with injection.
However the support ribs 2a, 2b, 2c are created, they are firmly anchored in the ground.
The earth pressure, which is transmitted through the wall elements 3a, 3b to the support ribs 2a, 2b, 2c, generates a tilting moment around the outer base point of the support ribs 2a, 2b, 2c, which has the tendency to tip over the wall.
This tipping moment is countered by the weight of the support ribs 2a, 2b, 2c and the soil connected to the support ribs 2a, 2b, 2c. The weight of the support rib 2a, 2b, 2c and the surrounding, active soil create the stabilizing moment, which ensures the stability of the wall.
The dimensions of the support ribs 2a, 2b, 2c are determined by guaranteeing sliding resistance, tipping resistance and security against breakage, etc. The dimensions and mutual spacing of the supporting ribs are the product of an earth static calculation.
The basic idea of the method presented here is that the wall is constructed with as little environmental impact as possible, with as little earth movement as possible and with as little destruction of the vegetation in the area of the retaining wall as possible.
The great advantage of the method is that the support ribs 2a, 2b, 2c are created in earth slots 1. The surrounding soil is not removed, not excavated.
Because the retaining wall presented is generally not a closed wall, it is permeable and can drain itself.
Additional drainage of the retaining wall takes place, as required, through the seepage concrete filling 6, which is introduced in the wall slot next to the elements or as the foundation 8 of the supporting ribs 2b, 2c. It is also possible to have drainage under the wall elements, e.g. from drainage pipes.
The vegetation - trees, shrubs, etc. - between the supporting ribs 2a, 2b, 2c and immediately behind the escaping the wall and even parts of the building are not affected or only to a small extent by the construction of the wall.
Another advantage of the method presented here is that in the case of unstable, slippery slopes or embankments, the excavation - due to the construction of conventional walls - which would jeopardize the stability of the slope or embankment in the construction state, is eliminated.
Except for the earth slot 1 for the creation of the support rib 2a, 2b, 2c, the soil is not excavated. Before the retaining wall is completed, the support rib 2a, 2b, 2c already acts as a stabilizing element on a slope, in the slope or in front of a building.
The support rib 2a, 2b, 2c can be arranged in such a way that they even support endangered objects such as buildings, large trees worth preserving, etc. and increase their stability.
The retaining wall presented is also suitable for stabilizing slippery slopes and embankments.
The wall elements 3a are filled with earth material or backfilled. The retaining wall can thus be planted, with which it can adapt well to the landscape.
Earth slots can only be made to a certain depth without the supportive effect of bentonite or without a support structure. If a retaining wall has to be so high that the earth slot - without bentonite or other supporting structure - cannot be made in one stage, it will be created in two or more stages.
According to a special embodiment, the retaining wall can be constructed as a raised rib wall according to FIG. 20.
In the first stage - down to the feasible depth of the earth slots, depending on the type of soil - the first, lower part of the retaining wall, the so-called primary retaining wall, is constructed as described in the introduction. For this purpose, the upper part of the slope or embankment is removed to the depth from where the primary supporting rib 2a, 2b, 2c can be carried out. Now the primary retaining wall is built.
In a second stage, the secondary support ribs 9 made of prefabricated elements or in-situ concrete are assembled and installed on the primary support ribs 2a, 2b, 2c, and the secondary retaining wall is thus constructed.
Depending on the stability conditions, the secondary support ribs 9 can be moved backwards from the wall alignment.
Primary and secondary retaining walls then together form the raised rib wall.
It is also conceivable that another type of retaining wall is added to the primary rib wall - for example a wall reinforced with geotextile, upholstered wall, retaining wall formed from stone baskets or another wall.
List of items
1 earth slot
2a supporting rib made of in-situ concrete
2b support rib made of prefabricated elements
2c support rib made of prefabricated elements, L-shaped
3a wall element made of beam-like, prefabricated elements
3b wall element made of in-situ concrete
4 prefabricated washer for mounting the wall elements
5 Solid concrete foundation for prefabricated support ribs
6 infiltration concrete filling
7 Solid concrete filling
8 Foundation made of seepage concrete for prefabricated support ribs
9 Secondary rib
10 geotextile or geogrid