DE10052272A1 - Tiefbauwerk, insbesondere Tunnel - Google Patents

Abstract

Bei einem in offener Bauweise erstellten Tiefbauwerk, insbesondere Tunnel, mit den Bauwerksinnenraum seitlich begrenzenden Spundwänden aus Stahl sowie einer den Innenraum nach unten begrenzenden Sohle und oben abschließenden Abdeckung, jeweils aus Beton, sind zwischen Sohle und Abdeckung feuerfeste Betonsäulen als zu den Spundwänden redundante und/oder zusätzliche feuerfeste Abstützung der Abdeckung angeordnet, um eine hohe Brandbelastbarkeit zu gewährleisten.

Description

Die Erfindung betrifft ein in das Erdreich eingebettetes, in offener Bauweise erstelltes Tiefbauwerk, insbesondere einen Tunnel, mit in das Erdreich eingetriebenen Spundwänden aus Stahl, einer zwischen den Spundwänden als untere Begrenzung eines Bauwerksinnenraumes angeordneten Sohle aus Beton oder ähnlich feuerfestem Material, sowie einer von den Spundwän­ den getragenen, den Bauwerksinnenraum nach oben abdeckenden, belastbaren bzw. mit Erdreich überdeckten Abdeckung.

Als Unterführungen an Straßen und Bahnhöfen vorgesehene Tun­ nel oder unterhalb von Straßenzügen verlaufende Tunnel von U- und S-Bahnen werden regelmäßig in offener Bauweise er­ stellt, wobei zunächst die späteren Längswände des jeweili­ gen Tunnels bildende Spundwände in das Erdreich eingetrieben werden, die während des Tunnelbaus als Absicherung der für den Tunnel vorgesehenen Baugrube gegenüber dem seitlichen Erdreich dienen. Zwischen den Spundwänden wird nach entspre­ chender Ausschachtung der Baugrube eine mit Bewehrungen ver­ sehene Betonsohle hergestellt, welche einerseits den Tun­ nelinnenraum nach unten abgrenzt und abdichtet und anderer­ seits auch als Abstandshalter für die Spundwände dient. Nach oben wird der Tunnel durch eine von den Spundwänden getrage­ ne Abdeckung abgeschlossen, deren Tragfähigkeit regelmäßig für hohe statische und dynamische Lasten ausgelegt sein muß. Beispielsweise kann die Abdeckung eine Straße oder ein Ei­ senbahngleis sowie das gegebenenfalls zwischen Straße und Eisenbahngleis vorgesehene Erdreich tragen.

Trotz eines regelmäßig hohen Aufwandes zur Vermeidung von Brandfällen in Tunneln kann der Eintritt eines solchen Un­ falles nicht ausgeschlossen werden. Deshalb muß die Tragfä­ higkeit eines Tunnels auch bei und nach einem Brand sicher gewährleistet sein.

In diesem Zusammenhang sind die regelmäßig aus Stahl beste­ henden Spundwände kritisch, da die Belastbarkeit von Stahl und sonstigen Eisen-Baumaterialien unter großer Hitze deut­ lich abnimmt und nach einer Glühphase deutlich vermindert bleibt.

Aus diesem Grunde werden die Spundwände bei Bauwerken der eingangs angegebenen Art bisher durch eine Schutzabdeckung aus einem unter Hitze aufschäumenden und damit als Wärmeiso­ lator wirkenden Material geschützt. Die Anbringung entspre­ chender Überzüge ist jedoch sehr personalaufwändig und teuer und in neuerer Zeit infolge höherer Brandbelastungskurven in den Brandschutzvorschriften nicht mehr ausreichend.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, neue Möglichkeiten zur Gewährleistung der Feuersicherheit der eingangs genannten Tiefbauwerke aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor bzw. an den Spundwänden zwischen Sohle und Abdeckung feuer­ feste Betonsäulen, insbesondere Stahlbetonsäulen, als zu den Spundwänden redundante und/oder zusätzliche feuerfeste Ab­ stützung der Abdeckung angeordnet sind.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die hohe Brandbelastbarkeit und Druckfestigkeit von Betonteilen aus­ zunutzen, indem Betonsäulen für die vertikale Abstützung der Abdeckung bei verminderter oder gar verschwindender Trag­ kraft der Spundwände vorgesehen und die hochbelastbare, feu­ erfeste Sohle des Bauwerkes als Fundament der Betonsäulen eingesetzt werden.

Dabei nutzt die Erfindung mit Vorteil die Tatsache, daß die Spundwände zur Erhöhung ihrer Biegesteifigkeit Wellenform mit alternierend aufeinanderfolgenden, jeweils in Vertikal­ richtung erstreckten Spundwandbergen und -tälern aufweisen und die Betonsäulen ohne Beschränkung des Freiraum-Profiles des Tunnels bzw. Tiefbauwerkes innerhalb der vertikalen Tä­ ler auf der Innen- bzw. Luftseite der Spundwände unterge­ bracht werden können.

Hierbei können die Betonsäulen gleichzeitig dazu dienen, so­ genannte Spundwandschlösser, d. h. etwa mittig der Flanken der Spundwandtäler angeordnete formschlüssige Verbindungen zwischen umgeschlagenen Rändern rinnenförmiger Spundwand- Segmente, aus denen die Spundwände zusammengesetzt sind, ab­ zudichten.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen zusätzlichen Säulen zwi­ schen Abdeckung und Sohle können also neben ihrer Tragfunk­ tion auch die Funktion von Abdichtungen für die Spundwand­ schlösser übernehmen und dementsprechend herkömmliche Ab­ dichtmaßnahmen erübrigen.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzug­ te Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben wird.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen schematisierten Querschnitt eines in offener Bauweise erstellten Tunnels,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt eines Spundwandabschnittes entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 ein Schnittbild der Übergangsbereiches zwischen ei­ ner Säule und der Sohle des Tunnels entsprechend den Ausschnitt III in Fig. 1.

Der in Fig. 1 schematisiert dargestellte Tunnel besteht im wesentlichen aus seitlichen Spundwänden 1 aus Stahl, einer den Tunnelinnenraum nach unten begrenzenden Sohle 2 aus Be­ ton sowie einer den Tunnelinnenraum nach oben begrenzenden Abdeckung 3, ebenfalls aus Beton.

Die Spundwände 1 bestehen gemäß Fig. 2 aus rinnenförmigen Stahlsegmenten 1' mit unter Bildung hinterschnittener Profi­ le umgeschlagenen Rändern 1". Dabei greifen die Ränder 1" aneinander angrenzender Stahlsegmente 1' der Spundwände 1 formschlüssig unter Bildung sogenannter Spundwandschlösser ineinander, derart, daß in Längsrichtung einer Spundwand 1 aufeinanderfolgende Segmente 1' alternierend in Vertikal­ richtung erstreckte Spundwandtäler bzw. -berge bilden, wobei jeweils ein der Innen- bzw. Luftseite einer Spundwand 1 zu­ gewandtes Spundwandtal auf der Außen- bzw. Erdseite der je­ weiligen Spundwand 1 einen Spundwandberg darstellt.

Beim Bau eines Tunnels werden zunächst die Spundwandsegmente 1' unter Bildung der Spundwände 1 in das Erdreich eingetrie­ ben. Sodann wird Erdreich zwischen den Spundwänden ausgegra­ ben, wobei die Spundwände 1 die auf diese Weise erstellte Baugrube seitlich gegen das angrenzende Erdreich sichern. Soweit erforderlich, können die Spundwände 1 durch in das angrenzende Erdreich eingesetzte Anker 4 gegen den Druck des Erdreiches gesichert werden. Nach hinreichender Ausschach­ tung der Baugrube zwischen den Spundwänden 1, welche sich regelmäßig bis in eine Tiefe erstrecken, die die Tiefe der Baugrube deutlich übersteigt, wird die Betonsohle 2, in der Regel mit Ortsbeton, hergestellt. Mittels Dübel od. dgl., die entsprechenden Öffnungen der Spundwände durchsetzen und in die Sohle 2 eingebettet sind, kann eine hochbelastbare Ver­ bindung zwischen der Sohle 2 und den Spundwänden 1 gewähr­ leistet werden.

Nachfolgend wird die Abdeckung 3, die in der Regel aus vor­ gefertigten Betonteilen besteht, auf die Oberränder der Spundwände 1 aufgelegt. Die Last der Abdeckung 3 sowie die Lasten einer gegebenenfalls über der Abdeckung 3 vorgesehe­ nen Überdeckung bzw. dort vorgesehener überdeckender Bauwer­ ke, z. B. Gleisanlagen von Bahnhöfen, wird also von den Spundwänden 1 aufgenommen und unmittelbar oder über die mit den Spundwänden 1 verbundene Sohle 2 auf den Untergrund ab­ getragen.

Die Besonderheit der Erfindung liegt nun darin, daß in luft­ raumseitigen Tälern der Spundwände 1 Betonsäulen 5 angeord­ net sind. Zur Herstellung der Betonsäulen 5 werden zunächst in den für die Betonsäulen 5 vorgesehenen luftseitigen Täler der Spundwände 1 Bewehrungen 6 aus Stahlstäben od. dgl. ange­ ordnet, die miteinander durch Bewehrungsdrähte gitterartig verbunden sein können und aus der Sohle 2 herausragende Be­ wehrungsstäbe 7 überlappen, wobei wiederum durch Bewehrungs­ drähte od. dgl. eine Verbindung zwischen den sohlenseitigen Bewehrungsteilen 7 und den säulenseitigen Bewehrungsstäben 6 erzeugt werden kann.

Gegebenenfalls können auch aus den die Abdeckung 3 bildenden Betonplatten Bewehrungsteile herausstehen, die ebenfalls mit der säulenseitigen Bewehrung 6 verbunden werden können.

Sodann wird auf der Luftseite der Spundwand vor den für die Betonsäulen 5 vorgesehenen Spundwandtälern eine Verschalung angeordnet, die zusammen mit den vorgenannten Spundwandtä­ lern säulenförmige Hohlräume umschließt, die nachfolgend, durch entsprechende vorgefertigte Öffnungen in der Abdeckung 3 mit Ortsbeton ausgegossen werden.

Nach dem Abbinden des Betons kann die vorgenannte Verscha­ lung wieder entfernt werden.

Claims (5)

1. In offener Bauweise erstelltes Tiefbauwerk, insbesondere Tunnel, mit in das Erdreich eingetriebenen Spundwänden (1) aus Stahl, einer zwischen den Spundwänden (1) als untere Be­ grenzung eines Bauwerksinnenraumes angeordneten Sohle (2) aus Beton oder ähnlich feuerfestem Material, sowie einer von den Spundwänden getragenen, den Bauwerksinnenraum nach oben abdeckenden, belastbaren bzw. mit Erdreich überdeckten Ab­ deckung (3), dadurch gekennzeichnet, daß vor bzw. an den Spundwänden (1) zwischen Sohle (2) und Abdeckung (3) feuerfeste Betonsäulen (5), insbesondere Stahlbetonsäulen, als zu den Spundwänden (1) redundante und/oder zusätzliche feuerfeste Abstützung der Abdeckung (3) angeordnet sind.

2. Tiefbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spundwände (1) Wellenform mit alternierend aufeinan­ derfolgenden, jeweils in Vertikalrichtung erstreckten Spund­ wandbergen und -tälern aufweisen und die Betonsäulen (5) in­ nerhalb der vertikalen Täler auf der Innen- bzw. Luftseite der Spundwände (1) angeordnet sind.

3. Tiefbauwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest teilweise aus Ortsbeton hergestellten Be­ tonsäulen (5) zwischen Segmenten (1') der Spundwände (1) ausgebildete Spundwandschlösser abdichten.

4. Tiefbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonsäulen (5) mit eingebetteten Bewehrungen verse­ hen sind, wobei aus der Sohle (2) herausstehende sohlensei­ tige Bewehrungen (7) und/oder aus der Abdeckung (3) herauss­ stehende abdeckungsseitige Bewehrungen und den Betonsäulen (5) zugeordnete säulenseitige Bewehrungen (6) einander über­ lappen.

5. Tiefbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (3) im Bereich der Betonsäulen (5) vorge­ fertigte Öffnungen zur Einbringung von Ortsbeton zur Her­ stellung der Säulen (5) aufweisen.