CH710977A2 - Stützkonstruktion und Verfahren zur Erstellung einer Stützkonstruktion. - Google Patents

Abstract

Es ist eine Stützkonstruktion (1), insbesondere zum Einsatz im Bahn-, Strassen- und Wegebau, sowie zur Terrassierung und Terraingestaltung, beschrieben, welche eine Anordnung von Mikropfählen (2, 2´, 2´´) umfasst, die in einem Horizontalabstand (a) voneinander im Untergrund (U) verankert sind. Berg- und/oder talseitig der Mikropfähle (2, 2´, 2´´) ist eine Bewehrung (3, 3´) montiert, welche die Bereiche zwischen den Mikropfählen (2, 2´, 2´´) überbrückt. Eine Schicht Spritzbeton (4) umschliesst wenigstens die Bewehrung (3, 3´) im Wesentlichen vollständig. Ein Volumen (11) zwischen der Schicht Spritzbeton (4) und dem bergseitig angrenzenden Untergrund (B) ist mit einem Hinterfüllmaterial (15) aufgefüllt. Weiter ist auch ein Verfahren zur Erstellung der beschriebenen Stützkonstruktion (1) beschrieben.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Stützkonstruktion sowie ein Verfahren zur Erstellung einer derartigen Stützkonstruktion, insbesondere im Bahn-, Strassen- und Wegebau, sowie zur Terrassierung und Terraingestaltung.

[0002] Im Bahn-, Strassen- und Wegebau, sowie bei der Terrassierung und Terraingestaltung sind oftmals tal- und/oder bergseitige Stützkonstruktionen erforderlich, beispielsweise um Bankette zu sichern, Böschungen und Hänge zu stabilisieren, usw. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Varianten von stabilisierenden Stützkonstruktionen und Bankettsicherungen bekannt. Bei Geländesprüngen kommen beispielsweise Winkelstützwände zum Einsatz. Eine derartige Winkelstützwand, die oft auch als Winkelstützmauer bezeichnet wird, besteht aus einer Fundamentplatte, auch Fundamentsporn genannt, und der eigentlichen Wand, die im Wesentlichen senkrecht zur Fundamentplatte angeordnet ist. Die Herstellung der Winkelstützwand erfolgt in der Regel vor Ort in einer Schalung. Alle Teile einer Winkelstützwand werden aus Stahlbeton hergestellt und sind biegesteif miteinander verbunden. Ihre Stabilität erhält die Winkelstützwand durch das auf der Fundamentplatte lastende Erdreich. Damit sie ihre Stützfunktion erfüllen kann, muss die Fundamentplatte einer Winkelstützwand daher relativ gross ausgebildet sein. Dies und die Anforderungen an die Frostbeständigkeit bzw. Korrosionsbeständigkeit bedingen eine relativ grosse Baugrube und einen damit verbundenen grossen Aushub, der beim Errichten der Fundamentplatte anfällt. Auch die oftmals als Stützkonstruktionen eingesetzten Schwergewichtsmauern ruhen auf grossflächigen Fundamenten, welche aus Korrosionsschutzgründen tiefer als die Frosteindringtiefe angeordnet sein müssen. Daher ist auch hier eine relativ grosse Baugrube erforderlich und fällt demgemäss ein grosser Aushub an. Für die Herstellung der relativ grossflächigen Fundamente müssen schwere Schalelemente transportiert werden, und es ist in der Regel schweres Gerät für seine Erstellung erforderlich. Wegen der grossflächigen Fundamente und der dafür erforderlichen Mengen an Beton sind Winkelstützwände und Schwergewichtswände relativ teuer und aufwendig in der Herstellung.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diesen Nachteilen der Stützkonstruktionen des Stands der Technik abzuhelfen. Es soll eine Stützkonstruktion bereitgestellt werden, welche kostengünstiger und schneller erstellt werden kann. Auf grossen Aushub soll verzichtet werden können. Auf schweres Gerät, beispielsweise einen Kran, soll verzichtet werden können.

[0004] Die Lösung dieser und weiterer Aufgaben besteht in einer Stützkonstruktion, welche die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale aufweist. Ein zur Lösung der geschilderten Aufgaben geeignetes Verfahren zur Herstellung einer Stützkonstruktion, zeichnet sich wenigstens durch die im unabhängigen Verfahrensanspruch angeführten Merkmale aus. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.

[0005] Durch die Erfindung wird eine Stützkonstruktion, insbesondere zum Einsatz im Bahn-, Strassen- und Wegebau, sowie zur Terrassierung und Terraingestaltung, vorgeschlagen, welche eine Anordnung von Mikropfählen umfasst, die in einem Horizontalabstand voneinander im Untergrund verankert sind. Berg- und/oder talseitig der Mikropfähle ist eine Bewehrung montiert, welche die Bereiche zwischen den Mikropfählen überbrückt. Eine Schicht Spitzbeton umschliesst wenigstens die Bewehrung im Wesentlichen vollständig. Ein Volumen zwischen der Schicht Spritzbeton und dem bergseitig angrenzenden Untergrund ist mit einem Hinterfüllmaterial aufgefüllt.

[0006] Die erfindungsgemässe Stützkonstruktion zeichnet sich durch einen geringen Installationsbedarf aus. Im Gegensatz zu den bekannten Schwergewichtsmauern und Winkelstützmauern erfordert die vorgeschlagene Stützkonstruktion keinen Aushub bis auf Frostschutztiefe. Es ist bloss eine Mikropfahlfundation erforderlich. Dadurch fällt deutlich weniger Aushub an. Auf schweres Gerät, Kräne, auf aufwendige Transporte beispielsweise von schweren Schalelementen, kann verzichtet werden. Die vorgeschlagene Stützkonstruktion benötigt weniger Beton, ist kostengünstig und dauerhaft. Sie ist deutlich schneller erstellbar und hinsichtlich Form und Geometrie variabel.

[0007] Mikropfähle im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Pfähle mit kleinem Durchmesser von beispielsweise etwa 150 mm bis 350 mm. Sie werden als Druckpfähle sowie als Zugpfähle zur Einleitung von Lasten in den Untergrund bzw. den Baugrund angewandt. Die Länge der Mikropfähle richtet sich nach den Baugrundeigenschaften. Die Mikropfähle werden in den Baugrund eingebohrt und dort beispielsweise mit Zementmörtel ausinjiziert und nachverpresst. Sie leiten die Lasten mittels Mantelreibung in den Untergrund ein. Beispielsweise können als Mikropfähle Stahlprofile unterschiedlicher Geometrien, wie z.B. Eisenbahnschienen, HEB-Träger bzw. Breitflanschträger, Rohre, etc., zum Einsatz kommen. Alternativ können die Mikropfähle auch als Stabanker mit Vorinjektion ausgebildet sein. Als Stahlqualitäten kommen beispielsweise S235, S355, B500, S670 usw. zum Einsatz. Der Bohrdurchmesser für die Mikropfähle richtet sich vor allem nach der Beschaffenheit des Untergrunds, nach den statischen Anforderungen und nach den Korrosionsschutzbestimmungen, die für die Stützkonstruktion erfüllt sein müssen. Das Injektionsgut ist auf Zementbasis aufgebaut und kann Zuschlagsmittel als Korrosionsschutz aufweisen. Für die Bewehrung kann handelsüblicher Bewehrungsstahl zum Einsatz kommen. Ein Beispiel dafür ist Stahl der Qualität B500 als Netz- und Stabarmierung. Die Bewehrung kann tal- und/oder bergseitig der Mikropfähle montiert sein. Der Bewehrungsgrad und die Bewehrungsausbildung können den statischen Anforderungen an die Stützkonstruktion angepasst sein. Die Bewehrung kann auch noch durch im Spritzbeton enthaltene Stahl- und Kunststofffasern verstärkt sein. Der Spritzbeton kann im Trocken- oder Nassspritzverfahren aufgebracht sein. Je nach den Korrosionsschutzanforderungen der Stützkonstruktion kann die chemisch/physikalische Zusammensetzung des Spritzbetons variieren. Die Schicht Spritzbeton umschliesst wenigstens die Bewehrung im Wesentlichen vollständig. Üblicherweise umschliesst die Schicht Spritzbeton auch die Mikropfähle. Die axiale Länge der Mikropfähle und deren Überdeckung mit Spritzbeton sind dabei derart bemessen, dass die Mikropfähle bis knapp unter die Oberfläche der Stützkonstruktion reichen. Als knapp unterhalb im Sinne der Erfindung wird dabei ein Abstand des freien Endes eines Mikropfahls zur Oberfläche der Stützkonstruktion angesehen, der wenigstens etwa 10 mm beträgt. Es versteht sich jedoch, dass in alternativen Ausführungsvarianten die Mikropfähle von der Schicht Spritzbeton wenigstens zum Teil ausgespart sein können. Die Mikropfähle können dann frei vor bzw. hinter der Schicht Spritzbeton angeordnet sein. Als Hinterfüllmaterial können schliesslich beispielsweise Erde, Steine, Schotter, Geröll, Kies und Gemenge der genannten Materialien zum Einsatz kommen.

[0008] Eine Ausführungsvariante der Stützkonstruktion kann auch eine verlorene Schalung aufweisen, die bergseitig der Mikropfähle und der Bewehrung montiert ist. Die verlorene Schalung, welche wegen der üblicherweise nur einseitigen Zugängigkeit als eine einhäuptige Schalung ausgebildet sein kann, trennt die Lage Spritzbeton, die sich im Wesentlichen senkreckt zur einhäuptigen Schalung erstreckt, von dem Hinterfüllmaterial. Die einhäuptige Schalung kann durch bergseitig angebrachte Abstützböcke stabilisiert sein, um die Kräfte aus dem Frischbetondruck abzutragen. In der Regel reicht jedoch eine Befestigung der einhäuptigen Schalung an den Mikropfählen aus, den Frischbetondruck aufzunehmen. Für die einhäuptige Schalung können Holzelemente, beispielsweise Schaltafeln, Grobspanplatten (OSB-Platten) und dergleichen, Drainagematten, Bleche usw. zur Anwendung kommen. Der Arbeitsschritt der Demontage der Schalung kann entfallen, wodurch die Bauzeit noch weiter verkürzt werden kann.

[0009] Die Mikropfähle der Stützkonstruktion können voneinander einen Horizontalabstand aufweisen, der 1 m bis 3 m, vorzugsweise etwa 2 m, beträgt. Der Abstand der Mikropfähle hängt von der Beschaffenheit des Untergrunds, von der gewünschten Form und Geometrie der Stützkonstruktion und von den statischen Anforderungen an die Stützkonstruktion ab.

[0010] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung können die Mikropfähle mit einer horizontal verlaufenden Ebene im Untergrund, in der Regel der Mikropfahlfundation, einen Winkel von 60° bis 90° einschliessen. Dabei sind die Mikropfähle bei Winkeln kleiner als 90° zum bergseitigen Untergrund hin geneigt. Die Mikropfähle dienen vor allem der Ableitung der einwirkenden Vertikalkräfte aus der Stützkonstruktion in den Baugrund. Darüber hinaus können die Mikropfähle auch Schubkräfte aufnehmen und so die globale Hangstabilität des Untergrunds erhöhen.

[0011] Eine weitere Ausführungsvariante der Stützkonstruktion kann zwischen den Mikropfählen und der Bewehrung wenigstens eine Distanzleiste aufweisen. Die Distanzleiste kann die statische Breite der Bewehrung erhöhen und kann sich beispielsweise in Form von Abstandhaltern aus verschiedenen Materialien, vorwiegend Kunststoff, vorteilhaft auf den Korrosionsschutz auswirken.

[0012] In einer weiteren Ausführungsvariante der Stützkonstruktion kann die Bewehrung mit wenigstens einer Lage von Rückankern verbunden sein, die gegenüber einer Längserstreckung der Mikropfähle um einen Winkel von 5° bis 45°, vorzugsweise etwa 15°, geneigt und vom bergseitigen Untergrund wegweisend im Untergrund verankert sind. Die Rückanker können zwischen den einzelnen Mikropfählen oder auch in direkter Nachbarschaft zu den Mikropfählen angeordnet sein. Im Volumenbereich, der von der Hinterfüllung eingenommen wird, kann jeder Rückanker mit einem Schutzrohr vor mechanischen Beschädigungen geschützt sein. Die Rückanker können als Stahl- oder Kunststoffanker, beispielsweise GFK-Stabanker mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet sein. Insbesondere GFK-Stabanker weisen eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine hohe Zugfestigkeit, ein geringes Gewicht und eine leichte Biegbarkeit auf. Zudem sind sie relativ einfach zu versetzen. Der Bohrungsdurchmesser und der Durchmesser des Rückankers richten sich nach den statischen Anforderungen des Untergrunds und nach den jeweiligen Korrosionsschutzbestimmungen. Die Rückanker können beispielsweise auch als verzinkte Seilanker ausgebildet sein, die jeweils in einem Schutzrohr angeordnet sind. Jeder Rückanker ist mittels eines Ankerkopfs in den Spritzbetonbereich eingebettet. Beispielsweise kann ein Ankerkopf als eine Ankerplatte mit Mutter oder als eine Seilschlaufe um einen Mikropfahl ausgebildet sein. Die Rückanker dienen vor allem zur Einleitung der einwirkenden Horizontalkräfte aus der Spritzbetonwand in den Baugrund. Darüber hinaus erhöhen die Rückanker auch die globale Hangstabilität des Untergrunds.

[0013] In einer Ausführungsvariante der Stützkonstruktion können die Rückanker an und/oder zwischen den Mikropfählen angeordnet sein und einen Horizontalabstand voneinander aufweisen, der 1 m bis 3 m, vorzugsweise etwa 2 m beträgt.

[0014] Abhängig von der vertikalen Höhe der Stützkonstruktion können keine, eine, zwei oder mehrere Lagen von Rückankern angeordnet sind. Dabei können die Lagen von Rückankern voneinander einen Vertikalabstand von 1 m bis 3 m, vorzugsweise etwa 1,7 m, aufweisen. Bis zu einer Höhe der Stützkonstruktion von 0,5 m sind in der Regel keine Rückanker erforderlich. Bei einer vertikalen Höhe der Stützkonstruktion von bis zu 2 m können ein oder zwei vertikal übereinander angeordnete Lagen von Rückankern angeordnet sein. Bei einer Höhe der Stützkonstruktion von bis zu 4 m können zwei bis drei Lagen von Rückankern vorgesehen sein. Bei Höhen der Stützkonstruktion von bis zu 6 m können drei bis vier Lagen von Rückankern angeordnet sein. Als Faustregel kann die Aussage getroffen werden, dass je zwei Meter an Höhenzunahme der Stützkonstruktion bzw. der Bewehrung wenigstens eine zusätzliche Lage an Rückankern erforderlich ist. Die Rückanker der verschiedenen Lagen müssen nicht exakt übereinander angeordnet sein. In einer Ausführungsvariante der Erfindung können die Rückanker der verschiedenen Lagen auch versetzt zueinander angeordnet sein.

[0015] Eine Ausführungsvariante der Stützkonstruktion kann vorsehen, dass die Schicht Spritzbeton eine senkrecht zu ihrer vertikalen Erstreckung gemessene Dicke von 10 cm bis 40 cm, vorzugsweise etwa 15 cm bis 20 cm, aufweist. Die Spritzbetonschicht kann auch noch mit einem Korrosionsschutz versehen sein. Die Spritzbetonoberfläche kann auch noch beispielsweise durch Bürsten, Taloschieren oder Stocken nachbehandelt oder mit einem Überzug versehen sein.

[0016] Die erfindungsgemässe Stützkonstruktion eignet sich insbesondere für Abstützungen im Bahn-, Strassen- und Wegebau, sowie zur Terrassierung und Terraingestaltung. Dabei können auch optional Leitplanken, Absturzsicherungen, Blendmauerwerke, Kordons, Steinverkleidungen, Drainagesysteme und dergleichen bauliche Elemente mit der Stützkonstruktion kombiniert werden.

[0017] Ein durch die Erfindung vorgeschlagenes Verfahren zur Erstellung einer Stützkonstruktion, insbesondere im Bahn-, Strassen- und Wegebau, sowie zur Terrassierung und Terraingestaltung, weist die folgenden Verfahrensschritte auf: <tb>a)<SEP>Eine Anordnung von Mikropfählen wird in einem Horizontalabstand von 1 m bis 3 m, vorzugsweise 2 m, voneinander im Untergrund verankert. <tb>b)<SEP>Abhängig von einer geplanten Höhe der Stützkonstruktion werden eine oder mehrere Lagen von Rückankern im Untergrund verankert, wobei die Rückanker gegenüber einer Längserstreckung der Mikropfähle um einen Winkel von 5° bis 45°, vorzugsweise 15°, geneigt und an und/oder zwischen den Mikropfählen und vom bergseitigen Untergrund weg geneigt angeordnet werden. Bei Bedarf können die Verfahrensschritte a) und b) auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. <tb>c)<SEP>Danach wird berg- und/oder talseitig der Mikropfähle eine Bewehrung montiert, welche die Bereiche zwischen den Mikropfählen überbrückt. <tb>d)<SEP>Bergseitig hinter der Bewehrung wird eine einhäuptige Schalung montiert. Bei Bedarf können die Verfahrensschritte c) und d) auch in umgekehrter Reihenfolg durchgeführt werden. <tb>e)<SEP>Danach wird eine Schicht Spritzbeton aufgetragen, welche wenigstens die Bewehrung im Wesentlichen vollständig umschliesst. <tb>f)<SEP>Schliesslich wird in ein von der Schicht Spritzbeton und dem bergseitig angrenzenden Untergrund begrenztes Volumen Hinterfüllmaterial eingebracht.

[0018] Das erfindungsgemässe Verfahren zur Erstellung einer Stützkonstruktion ist einfach und schnell durchführbar. Dabei kann die Verankerung der Mikropfähle im Untergrund vor oder nach der Verankerung der Rückanker erfolgen. Auch die Montage der Bewehrung kann vor oder nach der Erstellung der einhäuptigen Schalung durchgeführt werden. Zum Unterschied von den Verfahren des Stands der Technik zur Erstellung von Schwergewichts- und Winkelstützmauern ist nur ein geringer Aushub, insbesondere für die Mikropfahlfundation, erforderlich. Dabei braucht jedoch nicht bis auf Frostschutztiefe ausgehoben werden. Das Verfahren kann in der Regel ohne schweres Gerät, beispielsweise ohne Kran und dergleichen, durchgeführt werden. Es sind deutlich weniger Transporte erforderlich, da beispielsweise auf schwere Schalelemente verzichtet werden kann. Das Verfahren ist schnell und kostengünstig durchführbar und erlaubt die Erstellung einer dauerhaften Stützkonstruktion, deren Form und Geometrie einfach variiert und dem Gelände angepasst werden kann. Der im Trocken- oder im Nassverfahren aufgebrachte Spritzbeton kann derart aufgetragen werden, dass nur die Bewehrung mit der erforderlichen Überdeckung in den Spritzbeton eingebettet ist, die Mikropfähle aber im Wesentlichen ausgespart bleiben. Diese sind dann weitgehend frei vor bzw. hinter der Schicht Spritzbeton angeordnet. Üblicherweise wird der Spritzbeton jedoch derart aufgebracht, dass die Mikropfähle und die Bewehrung mit der nötigen Überdeckung eingebettet sind.

[0019] In der Regel stellt die einhäuptige Schalung eine verlorene Schalung dar, die in die Stützkonstruktion integriert ist. Eine alternative Verfahrensführung kann jedoch vorsehen, dass die einhäuptige Schalung vor dem Einbringen des Hinterfüllmaterials demontiert wird. Die kann insbesondere bei relativ niedrigen Höhen der Stützkonstruktion von Vorteil sein.

[0020] Indem in einer weiteren Verfahrensvariante die Mikropfähle derart im Untergrund verankert werden, dass sie mit einer horizontal verlaufenden Ebene im Untergrund einen Winkel von 60° bis 90° einschliessen, wobei die Mikropfähle bei Winkeln kleiner als 90° zum bergseitigen Untergrund hin geneigt sind, können die Mikropfähle die Vertikalkräfte aus der Spritzbetonwand sehr gut ableiten. Darüber hinaus können die Mikropfähle auch Schubkräfte aufnehmen und so die globale Hangstabilität erhöhen.

[0021] In einer Verfahrensvariante können die Rückanker in einem horizontalen Abstand von 1 m bis 3 m, vorzugsweise 2 m, voneinander im Untergrund verankert werden. Bei dieser Anordnung können die Rückanker Horizontalkräfte aus der Spritzbetonwand sehr gut in den Untergrund einleiten und auch die globale Hangstabilität verbessern.

[0022] Eine weitere Verfahrensvariante kann vorsehen, dass abhängig von einer vertikalen Höhe der Stützkonstruktion zwei oder mehrere Lagen von Rückankern im Untergrund verankert werden, die voneinander einen Vertikalabstand von 1 m bis 3 m, vorzugsweise etwa 1,7 m, aufweisen können. Durch die grössere Anzahl von Lagen von Rückankern können Horizontalkräfte aus der Spritzbetonwand noch besser in den Untergrund abgeleitet werden und wird die Stabilität der Stützkonstruktion noch weiter verbessert. Dabei können die Rückanker der verschiedenen Lagen auch versetzt zueinander angeordnet sein.

[0023] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von beispielsweisen Ausführungsvarianten einer Stützkonstruktion. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer schematischer Darstellung: <tb>Fig. 1<SEP>eine teilweise aufgeschnittene Stützkonstruktion gemäss der Erfindung; <tb>Fig. 2<SEP>einen Querschnitt einer Stützkonstruktion mit einem Aufbau analog zu Fig. 1 ; und <tb>Fig. 3<SEP>eine vergrösserte Darstellung eines bodennahen Abschnitts der Stützkonstruktion gemäss Fig. 2 .

[0024] Eine Ausführungsvariante einer Stützkonstruktion gemäss der Erfindung ist in Fig. 1 gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Derartige Stützkonstruktionen 1 kommen beispielsweise für Abstützungen im Bahn-, Strassen- und Wegebau, sowie zur Terrassierung und Terraingestaltung zur Anwendung. Dabei können optional auch Leitplanken, Absturzsicherungen, Blendmauerwerke, Kordons, Steinverkleidungen, Drainagesysteme und dergleichen bauliche Elemente mit der Stützkonstruktion 1 kombiniert werden. In Fig. 1 ist dies beispielsweise durch eine Absturzsicherung in Form eines Geländers 20 angedeutet. Aus der teilweise aufgeschnittenen Darstellung der Stützkonstruktion 1 in Fig. 1 ist deren Aufbau ersichtlich. Die Stützkonstruktion 1 umfasst eine Anzahl von Mikropfählen 2, 2 ́, 2 ́ ́, die in einem horizontalen Abstand a voneinander im Untergrund U verankert sind. Der horizontale Abstand a der Mikropfähle 2 voneinander beträgt etwa 1 m bis 3 m, typischerweise etwa 2 m. Üblicherweise sind die horizontalen Abstände a voneinander benachbarten Mikropfählen 2, 2 ́ bzw. 2 ́, 2 ́ ́ etwa gleich gross. Je nach der Geländebeschaffenheit und nach der Geometrie der Stützkonstruktion 1 können die Abstände a benachbarter Mikropfähle auch verschieden gross sein.

[0025] Tal- und bergseitig ist an den Mikropfählen 2 eine Bewehrung 3, 3 ́ montiert, welche die Bereiche zwischen den Mikropfählen 2 überbrückt. Die Bewehrung kann auch nur talseitig oder auch nur bergseitig montiert sein. Die in Fig. 1 nicht näher dargestellte Befestigung der Bewehrung 3, 3 ́ an den Mikropfählen 2 kann auf konventionelle Art erfolgen. Beispielsweise wird dazu einfacher Draht verwendet.

[0026] Je nach der Höhe der Stützkonstruktion 1 weist diese eine oder mehrere Lagen von Rückankern 7, 7 ́, 8, 8 ́, 8 ́ ́ auf, die mit den Mikropfählen 2 einen spitzen Winkel β einschliessen und im bergseitigen Untergrund B verankert sind. Einander benachbarte Rückanker jeder Lage 7, 7 ́ bzw. 8, 8 ́ bzw. 8 ́, 8 ́ ́ weisen voneinander einen horizontalen Abstand h auf, der etwa 1 m bis 3 m, typischerweise etwa 2 m beträgt. Üblicherweise sind die horizontalen Abstände h voneinander benachbarten Rückankern etwa gleich gross. Je nach der Geländebeschaffenheit und nach der Geometrie der Stützkonstruktion 1 können die Abstände h benachbarter Rückanker auch verschieden gross sein. Die Rückanker 7, 8 können in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Mikropfählen 2 oder auch in den Bereichen zwischen den Mikropfählen 2, 2 ́, 2 ́ ́ angeordnet sein. Benachbarte Lagen von Rückankern 7, 8 weisen voneinander jeweils einen vertikalen Abstand v von etwa 1 m bis etwa 3 m, typischerweise etwa 1,7 m auf. Die Anzahl der Lagen von Rückankern hängt von der vertikalen Höhe der Stützkonstruktion 1 ab. Bis zu einer Höhe der Stützkonstruktion 1 von 0,5 m sind in der Regel keine Rückanker erforderlich. Bei einer vertikalen Höhe der Stützkonstruktion 1 von bis zu 2 m können ein oder zwei vertikal übereinander oder versetzt angeordnete Lagen von Rückankern angeordnet sein. Bei einer Höhe der Stützkonstruktion 1 von bis zu 4 m können zwei bis drei Lagen von Rückankern vorgesehen sein. Bei Höhen der Stützkonstruktion 1 von bis zu 6 m können drei bis vier Lagen von Rückankern angeordnet sein. Als Faustregel kann die Aussage getroffen werden, dass je zwei Meter an Höhenzunahme der Stützkonstruktion 1 bzw. der Bewehrung wenigstens eine zusätzliche Lage an Rückankern erforderlich ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rückanker 7, 8 im Wesentlichen exakt übereinander angeordnet. In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung können die Rückanker der verschiedenen Lagen auch versetzt zueinander angeordnet sein. Die Rückanker 7, 8 sind über Ankerköpfe 10 mit der Bewehrung 3, 3 ́ verbunden. Beispielsweise besteht ein derartiger Ankerkopf 10 aus einer Ankerplatte und einer Mutter, die nach dem Aufstecken der Ankerplatte auf das freie Ende des Rück-ankers aufgeschraubt wird. Zur Befestigung der Rückanker 7, 8 an den Mikropfählen kann beispielsweise auch eine Seilschlaufe zum Einsatz kommen. Dabei kann die Bewehrung 3, 3 ́ mit fixiert werden.

[0027] Die Darstellung in Fig. 1 zeigt, dass die Stützkonstruktion 1 auch noch eine einhäuptige Schalung 5 aufweisen kann, welche bergseitig hinter der Bewehrung 3, 3 ́ angeordnet ist und im dargestellten Fall eine verlorene Schalung bildet. Die Rückanker 7, 7 ́; 8, 8 ́, 8 ́ ́ sind durch die einhäuptige Schalung 5 hindurch geführt. Die einhäuptige Schalung 5 kann in nicht näher dargestellter Weise bergseitig abgestützt sein. Beispielsweise können dafür Abstützböcke zum Einsatz kommen. Die einhäuptige Schalung 5 dient zur Aufnahme der Kräfte des in weiterer Folge aufgetragenen Spritzbetons. Alternativ kann die einhäuptige Schalung auch mit der Bewehrung 3, 3 ́ und/oder mit den Mikropfählen 2 und/oder mit den Rückankern 7, 8 verbunden sein. Die einhäuptige Schalung 5 muss nicht notwendigerweise als eine verlorene Schalung ausgebildet sein. In alternativen Ausführungsvarianten der Stützkonstruktion kann die Schalung nach dem Auftragen einer Spritzbetonschicht auch wieder entfernt werden.

[0028] Die Anordnung aus Mikropfählen 2, Rückankern 7, 8, und Bewehrung 3, 3 ́ ist in eine Schicht Spritzbeton 4 eingebettet. Der Spritzbeton 4 kann in einem Trocken- oder Nassspritzverfahren aufgetragen werden. Seine spezifische Zusammensetzung und seine Eigenschaften können sich nach den jeweiligen Korrosionsschutzanforderungen richten. Die Überdeckung der Bewehrung 3, 3 ́ mit dem Spritzbeton 4 richtet sich nach den statischen Anforderungen an die Stützkonstruktion 1. Die Schicht Spritzbeton 4 weist eine senkrecht zu ihrer vertikalen Erstreckung gemessene Dicke t auf, die etwa 10 cm bis etwa 40 cm, vorzugsweise etwa 15 cm bis etwa 20 cm, beträgt.

[0029] Ein Volumen 11 zwischen der Schicht Spritzbeton 4 und dem bergseitigen Untergrund B ist mit einem Hinterfüllmaterial gefüllt, welches in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 15 angedeutet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel grenzt das Hinterfüllmaterial 15 nicht unmittelbar an die Schicht Spritzbeton 4 an, sondern befindet sich noch die als eine verlorene Schalung ausgebildete einhäuptige Schalung 5 dazwischen. Es wurde jedoch bereits darauf hingewiesen, dass die einhäuptige Schalung 5 vor dem Einbringen des Hinterfüllmaterials 15 auch entfernt werden kann. Als Hinterfüllmaterial 15 können beispielsweise Erde, Steine, Schotter, Geröll, Kies und Gemenge der genannten Materialien zum Einsatz kommen.

[0030] Fig. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Stützkonstruktion 1 welche bis auf die Anzahl von Lagen Rückanker analog zu der Stützkonstruktion gemäss Fig. 1 aufgebaut ist. Fig. 3 zeigt einen untergrundnahen Bereich der Stützkonstruktion 1 aus Fig. 2 in vergrössertem Massstab. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen jeweils gleiche Elemente und Bestandteile wie in der Darstellung in Fig. 1 . Ein Mikropfahl 2 ist derart im Untergrund U verankert, dass er mit einer horizontal verlaufenden Ebene E einen Winkel a einschliesst, der etwa 60° bis ca. 90° beträgt. Bei Neigungswinkeln a kleiner als 60° ist der Mikropfahl 2 in Richtung des bergseitigen Untergrunds B geneigt. Der Mikropfahl 2 wird in den Untergrund U bzw. Baugrund eingebohrt und dort beispielsweise mit Zementmörtel ausinjiziert und nachverpresst. Der Mikropfahl 2 leitet die Vertikalkräfte aus der Spritzbetonwand 4 den Untergrund ein. Beispielsweise können als Mikropfähle 2 Stahlprofile unterschiedlicher Geometrien, wie z.B. Eisenbahnschienen, HEB-Träger bzw. Breitflanschträger, Rohre, etc., zum Einsatz kommen. Alternativ können die Mikropfähle auch als Stabanker mit Vorinjektion ausgebildet sein.

[0031] Weiter zeigt Fig. 2 beispielsweise drei übereinander angeordnete Rückanker 7, 8, 9, die mit dem Mikropfahl 2 einen spitzen Winkel β einschliessen, der etwa 5° bis 45°, vorzugsweise etwa 15° beträgt. Die Rückanker 7, 8,9 sind dabei derart im bergseitigen Untergrund B verankert, dass ihre freien Enden vom Untergrund B wegweisen. Die übereinander angeordneten Rückanker 7, 8, 9 gehören zu übereinander angeordneten Lagen von Rückankern, deren Zahl sich nach der vertikalen Höhe der Stützkonstruktion 1 richtet. Der vertikale Abstand v von zwei übereinander angeordneten benachbarten Rückankern 7, 8 bzw. 8, 9 beträgt etwa 1 m bis etwa 3 m, typischerweise etwa 1,7 m. Im Volumenbereich, der von der Hinterfüllung 15 eingenommen wird, kann jeder Rückanker 7, 8, 9 mit einem Schutzrohr 12 vor mechanischen Beschädigungen geschützt sein. Jeder Rückanker ist mittels eines Ankerkopfs 10 in die Schicht Spritzbeton 4 eingebettet. Die vergrösserte schematische Darstellung in Fig. 3 zeigt beispielsweise einen Ankerkopf 10, der eine Ankerplatte mit Mutter umfasst. Die Rückanker 7, 8, 9 können als Stahl- oder Kunststoffanker, beispielsweise GFK-Stabanker mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet sein. Insbesondere GFK-Stabanker weisen eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine hohe Zugfestigkeit, ein geringes Gewicht und eine leichte Biegbarkeit auf. Zudem sind sie relativ einfach zu versetzen. Der Bohrungsdurchmesser und der Durchmesser der Rückanker 7, 8, 9 richten sich nach den statischen Anforderungen des Untergrunds und nach den jeweiligen Korrosionsschutzbestimmungen. Die Rückanker können beispielsweise auch als verzinkte Seilanker ausgebildet sein, die jeweils in einem Schutzrohr angeordnet sind. Die Rückanker 7, 8, 9 dienen vor allem zur Einleitung der einwirkenden Horizontalkräfte aus der Spritzbetonwand 4 in den Baugrund. Darüber hinaus erhöhen die Rückanker auch die globale Hangstabilität des bergseitigen Untergrunds B.

[0032] Die erfindungsgemässe Stützkonstruktion eignet sich insbesondere für Abstützungen im Bahn-, Strassen- und Wegebau, sowie zur Terrassierung und Terraingestaltung. Dabei können auch optional Leitplanken, Absturzsicherungen, Blendmauerwerke, Kordons, Steinverkleidungen, Drainagesysteme und dergleichen bauliche Elemente mit der Stützkonstruktion kombiniert werden.

[0033] Die vorstehende Beschreibung von konkreten Ausführungsbeispielen der Erfindung dient nur zur Erläuterung der erfindungswesentlichen Aspekte und ist nicht als einschränkend zu betrachten. Vielmehr wird die Erfindung durch die Patentansprüche und die sich dem Fachmann erschliessenden und vom allgemeinen Erfindungsgedanken umfassten Äquivalente definiert.

Claims (15)

1. Stützkonstruktion, insbesondere im Bahn-, Strassen- und Wegebau, sowie zur Terrassierung und Terraingestaltung, umfassend eine Anordnung von Mikropfählen (2, 2 ́, 2 ́ ́), die in einem Horizontalabstand (a) voneinander im Untergrund (U) verankert sind, eine berg- und/oder talseitig der Mikropfähle (2, 2 ́, 2 ́ ́) montierte Bewehrung (3, 3 ́), welche die Bereiche zwischen den Mikropfählen (2, 2 ́, 2 ́ ́) überbrückt, eine Schicht Spitzbeton (4), welche wenigstens die Bewehrung (3, 3 ́) im Wesentlichen vollständig umschliesst, sowie ein Hinterfüllmaterial (15), welches ein Volumen (11) zwischen der Schicht Spritzbeton (4) und dem bergseitig angrenzenden Untergrund (B) auffüllt.

2. Stützkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bergseitig der Mikropfähle (2, 2 ́, 2 ́ ́) und der Bewehrung (3, 3 ́) eine verlorene einhäuptige Schalung (5) montiert ist, welche die Lage Spritzbeton (4), die sich im wesentlichen senkreckt zur einhäuptigen Schalung (5) erstreckt, von dem Hinterfüllmaterial (15) trennt.

3. Stützkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einander benachbarte Mikropfähle (2, 2 ́ bzw. 2 ́, 2 ́ ́) einen Horizontalabstand (a) voneinander aufweisen, der 1 m bis 3 m, vorzugsweise etwa 2 m, beträgt.

4. Stützkonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropfähle (2, 2 ́, 2 ́ ́) mit einer horizontal verlaufenden Ebene € im Untergrund (U) einen Winkel (α) von 60° bis 90° einschliessen, wobei die Mikropfähle (2, 2 ́, 2 ́ ́) bei Winkeln kleiner als 90° zum bergseitigen Untergrund (B) hin geneigt sind.

5. Stützkonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mikropfählen (2, 2 ́, 2 ́ ́) und der Bewehrung (3, 3 ́) wenigstens eine Distanzleiste montiert ist.

6. Stützkonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung (3, 3 ́) mit wenigstens einer Lage von Rückankern (7, 7 ́; 8, 8 ́, 8 ́ ́; 9) verbunden ist, die gegenüber einer Längserstreckung der Mikropfähle (2) um einen Winkel (β) von 5° bis 45°, vorzugsweise etwa 15°, geneigt und vom bergseitigen Untergrund (B) wegweisend im Untergrund verankert sind.

7. Stützkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückanker (7, 7 ́; 8, 8 ́ 8 ́ ́; 9) an und/oder zwischen den Mikropfählen (2, 2 ́, 2 ́ ́) angeordnet sind und jeweils einen Horizontalabstand (h) voneinander aufweisen, der 1 m bis 3 m, vorzugsweise etwa 2 m beträgt.

8. Stützkonstruktion nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einer vertikalen Höhe der Stützkonstruktion (1) zwei oder mehrere Lagen von Rückankern (7, 7 ́; 8, 8 ́, 8 ́ ́; 9) angeordnet sind, die voneinander einen Vertikalabstand (v) von 1 m bis 3 m, vorzugsweise etwa 1,7 m, aufweisen.

9. Stützkonstruktion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Meter an Höhenzunahme der Stützkonstruktion (1) wenigstens eine zusätzliche Lage an Rückankern (7, 8, 9) angeordnet ist.

10. Stützkonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht Spritzbeton (4) eine senkrecht zu ihrer vertikalen Erstreckung gemessene Dicke (t) von 10 cm bis 40 cm, vorzugsweise etwa 15 cm bis 20 cm, aufweist.

11. Verfahren zur Erstellung einer Stützkonstruktion, insbesondere im Bahn-, Strassen-und Wegebau, sowie zur Terrassierung und Terraingestaltung, bei dem a) eine Anordnung von Mikropfählen (2, 2 ́, 2 ́ ́) in einem Horizontalabstand (a) von 1 m bis 3 m, vorzugsweise 2 m, voneinander im Untergrund (U) verankert werden; b) abhängig von einer geplanten Höhe der Stützkonstruktion (1) eine oder mehrere Lagen von Rückankern (7, 7 ́; 8, 8 ́, 8 ́ ́; 9) im Untergrund verankert werden, wobei die Rückanker (7, 7 ́; 8, 8 ́, 8 ́ ́; 9) gegenüber einer Längserstreckung der Mikropfähle (2, 2 ́ 2 ́ ́) um einen Winkel (β) von 5° bis 45°, vorzugsweise 15°, geneigt und an und/oder zwischen den Mikropfählen (2, 2 ́, 2 ́ ́) und vom bergseitigen Untergrund (B) weg geneigt angeordnet werden, wobei die Verfahrensschritte a) und b) auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können; c) danach berg- und/oder talseitig der Mikropfähle (2, 2 ́, 2 ́ ́) eine Bewehrung (3, 3 ́) montiert wird, welche die Bereiche zwischen den Mikropfählen (2, 2 ́, 2 ́ ́) überbrückt; d) bergseitig hinter der Bewehrung (3, 3 ́) eine einhäuptige Schalung (5) montiert wird, wobei die Verfahrensschritte c) und d) auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können; e) eine Schicht Spritzbeton (4) aufgetragen wird, welche die Bewehrung (3, 3 ́) und die Mikropfähle (2, 2 ́, 2 ́ ́) im Wesentlichen vollständig umschliesst; f) in ein von der Schicht Spritzbeton (4) und dem bergseitig angrenzenden Untergrund (B) begrenztes Volumen (11) Hinterfüllmaterial (15) eingebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einhäuptige Schalung (5) vor dem Einbringen des Hinterfüllmaterials (15) demontiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropfähle (2, 2 ́, 2 ́ ́) derart im Untergrund (U) verankert werden, dass sie mit einer horizontal verlaufenden Ebene (E) im Untergrund (U) einen Winkel (α) von 60° bis 90° einschliessen, wobei die Mikropfähle (2, 2 ́, 2 ́ ́) bei Winkeln kleiner als 90° zum bergseitigen Untergrund (B) hin geneigt sind.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückanker (7, 7 ́; 8, 8 ́, 8 ́ ́; 9) in einem horizontalen Abstand (h) von 1 m bis 3 m, vorzugsweise 2 m, voneinander im Untergrund verankert werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einer vertikalen Höhe der Stützkonstruktion (1) zwei oder mehrere Lagen von Rückankern (7, 8, 9) im Untergrund verankert werden, die voneinander einen Vertikalabstand (v) von 1 m bis 3 m, vorzugsweise etwa 1,7 m, aufweisen.