DE10101668A1

DE10101668A1 - Flexibel anwendbare Konstruktion zur Erstellung von Stützbauwerken und Geländeterassierungen

Info

Publication number: DE10101668A1
Application number: DE2001101668
Authority: DE
Inventors: Harald Kern
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2003-01-09
Also published as: DE10201374A1; DE10201374B4

Abstract

Mit der vorgestellten Konstruktions- und Verfahrensweise können Terrassierungen erstellt werden, die auch den hohen Ansprüchen in heiß-trockenen Klimazonen gerecht werden. Ideal ist felsiger Untergrund (Karstgebiete, verschiedene Gesteinshochländer, Waditerrassierungen, Flutwasserlandwirtschaft, Steinoasen etc.) und mit Trockenmauern terrassierte Gebiete oder solche, die auf diese Weise terrassiert gewesen sind. DOLLAR A Anwendung kann die Konstruktion - zur Schaffung von Geländeterrassierungen - generell in erosionsgefährdeten Gebieten aller Klimazonen finden, ist jedoch im Einzelfall auf die vorhandenen Materialien, Untergrund und die geologischen und klimatischen Voraussetzungen zu prüfen. DOLLAR A Als Überflutungsschutz kann die Konstruktion in Gebirgsregionen eingesetzt werden. Die Konstruktion kann auch im Verkehr- und Wasserbau zur Errichtung von Stützwänden, Verkehrs- und Staudämmen, Ufermauern, Brückenwiderlagern, Lärmschutzwänden, Lawinenverbauten etc. Verwendung finden. DOLLAR A Mit der vorgestellten Konstruktion wird durch die Verbindung traditioneller Methoden und der innovativen Anwendungsform bestehender und langzeiterprobter Baustoffe (Geotextil, Drehtgeflecht) ein Gesamttragwerk vorgestellt, das aus den Bauteilen Geotextil, Laschen aus Geotextil zur Aufnahme von Erd- oder Gesteinsmaterial, Befestigungsmitteln, insbesonderes solche, wie aus dem Lawinenverbau bekannt, Distanzstücken und Drahtgeflecht zur Bildung eines Zwischenraumes zur Aufnahme von Lockergestein besteht.

Description

Die Erfindung ist in folgenden technischen Gebieten einsetzbar: Zur Erstellung von Geländeterrassierungen (Erfüllung der klimatischen Erfordernisse auch in heiß-trockenen Klimazonen), als Flutwasser- und Erosionschutz, zur Errichtung von Stützwänden, Verkehrs- und Staudämmen, Ufermauern, Brückenwiderlagern, Lärmschutzwänden, Lawinenverbauten, etc.
Terrassenwände für Geländeterrassierungen werden traditionell in der Trockenmauerwerksbauweise errichtet (Stiftung Umwelteinsatz Schweiz 1996; Raba 1996; Glaser, Hassler 1997). Dabei erfüllt das Trockenmauerwerk zum einen eine statisch- konstruktive Funktion als Schwergewichtskonstruktion, zum anderen wirkt das Trockenmauerwerk mikroklimabeeinflussend. Beispielsweise wird durch Oberflächentemperaturunterschiede Luftfeuchtigkeit entzogen, oder ein thermischer Massenspeicher geschaffen; beides wirkt sich positiv auf Pflanzenwachstum und Klima aus (Laureano 1998; Cantelli 1994). Geländeterrassierungen wirken als Isolator auf Gesteinsoberflächen (Klimakontrolle) (Nicod 1992), halten Flutwasser auf der Terrassenebene zurück und speichern Wasser in der Terrassenfüllung zwischen (Evenari 1982).
Terrassenwände gehören der Familie der Stützbauwerke an. Im Verkehrs- und Wasserbau werden verschiedene Verfahren angewendet:

- Beton- und Betongitterkonstruktionen (Winkelstützwände, Formsteine, Pflanztröge),
- Gabionenbauwerke (Drahtgeflechtkörbe mit Lockergesteinfüllung als Schwergewichtskonstruktion) (Branzanti M., Agostini R 1981),
- System "Bewehrte Erde" mit Geotextil- oder Zugankerkonstruktionen (Ballenwand, Plattenwand) (Schlosser F., Guilloux A. 1981; Herold A., Magnus M. 1998; Beyer 1998; DVWK 1993).

Ein Laufmeter traditionell erbauter Trockenmauerwerksterrassenwand wiegt ca. eine Tonne, die durchschnittliche Tagesleistung eines erfahrenen Trockenmaurers liegt bei ca. zwei Laufmetern (Stiftung Umwelteinsatz Schweiz 1996).
Modernen Stützbauwerke zeigen folgende Nachteile auf:
Beton- und Betongitterkonstruktionen erfüllen die hydrologischen und klimatischen Parameter traditionell erbauter Trockenmauerwerksterrassenwände nicht, oder nur bedingt. Diese Konstruktionen sind schwer (hoher Transportenergieaufwand), weisen einen hohen Wasser- und Energieverbrauch bei der Herstellung auf und sind im Gelände schwer flexibel einsetzbar. Gablonenbauwerke erfüllen die hydrologischen und klimatischen Parameter traditionell erbauter Trockenmauerwerksterrassenwände nur bedingt. Diese Konstruktionen sind schwer und sind im Gelände kaum flexibel einsetzbar.
Das System "Bewehrte Erde" mit Geotextil- oder Zugankerkonstruktionen im herkömmlichen Sinne erfüllt die hydrologischen und klimatischen Parameter traditionell erbauter Trockenmauerwerksterrassenwände nicht. Diese Konstruktionen sind im Gelände kaum flexibel einsetzbar.
Geotextil ist in unabgedecktem Zustand einem schnellen Alterungsprozess unterworfen (UV- Strahlung).
Gemeinsamkeit der modernen und traditionellen Konstruktionen ist, daß sie in der Herstellung und Ausführung sehr aufwendig sind und die hydrologischen und klimatischen Parameter traditioneller Trockenmauerwerkskonstruktionen nicht, oder nur sehr bedingt erfüllen.
Diese Mängel sind konstruktionsbedingt. Hinzu kommt die ästhetisch fragliche Erscheinung moderner Bauweisen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Terrassenwände und Stützbauwerke rationell zu erstellen. Dabei sollen hydrologische und klimatische Parameter traditioneller Trockenmauerwerkskonstruktionen mit geringsten Aufwand Beachtung finden.
Konstruktive und rationelle Mängel traditioneller und moderner Bauweisen sollen eliminiert werden.
Hierbei soll die Konstruktion ein ästhetisch ansprechendes Gesamtbild ergeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in Anspruch 1 ausgeführte Konstruktion gelöst und in den Ansprüchen 2-5 weiter ausgeführt.
Die Konstruktion ist in den Fig. 1-4 schematisch in unterschiedlichen Ausführungsformen dargestellt. Fig. 1-4 zeigen einen horizontalen und vertikale Systemschnitte, worin (I) eine Lasche (Stütze), (II) eine "Vorderwand" aus Geotextil, (II') eine Einklappung der "Vorderwand", (III) eine Befüllung mit Erd- oder Gesteinsmaterial, (IV) Distanzstücke, (V) Drahtgeflecht, (VI) eine Lockergesteinfüllung bzw. -schichtung, (VII) eine Befüllung mit Erd- oder Gesteinsmaterial, (VIII) eine Fußpunktausbildung, (IX) Abdeckplatten und (X) Befestigungsmittel, insbesondere solche, wie aus dem Lawinenverbau bekannt, darstellen. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß im Gegensatz zu herkömmlichen Stützwandkonstruktionen das Geotextil senkrecht "gestellt" wird. Dieses ist kraftschlüssig mit Laschen (Stützen) (I) aus demselben Material verbunden, welche gegenüber der geotextilen "Vorderwand" (II) an der Unterseite länger sind (überstehen).
Am Berührungspunkt mit der Geländeoberfläche ist dieser Überstand horizontal nach Innen eingeklappt. Die Laschen erhalten ihre Standfestigkeit durch die Befüllung mit - anzustrebend in Situ gelagertem - Erd- oder Gesteinsmaterial (III). Zuvor werden an den Nahtstellen Distanzstücke (IV) eingebracht, die auch als Montagehilfe dienen können. Die Distanzstücke dienen zur Befestigung des Drahtgeflechts (V) an der Vorderseite der Gesamtkonstruktion. Der sich ergebende Raum zwischen Geotextil und Drahtgeflecht dient der Aufnahme der Lockergesteinfüllung bzw. Schichtung (VI).
Der weitere Ablauf hängt nun von den zu errechneten Parametern und der Hangneigung ab und den natürlichen Gegebenheiten ab.

A. Anwendung für beispielsweise geringe Hangneigung, errechnete Standfestigkeit ohne Lockergesteingegendruck

Befüllung der Zwischenräume (VII) (die Kurven der textilen Vorderwand ergeben sich) - Ausbildung des Fußpunktes (VIII) für Lockergesteinfüllung - Montage Drahtgeflecht - Lockergesteinfüllung (evtl. geschichtet)- Abdeckplatten (IX).
(Fig. 1, 2)

B. Anwendung für beispielsweise starke Hangneigung, errechnete Standfestigkeit mit Lockergesteingegendruck

Temporäre Befestigung der Laschen hangseitig mit Befestigungsmitteln, ähnlich wie im Lawinenverbau üblich (verdübeln) (X) - Befüllen der Laschen - Ermittlung der Kurven der textilen Vorderwand - Ausbildung des Fußpunktes für Lockergesteinfüllung - Befüllung der Zwischenräume - Montage Drahtgeflecht - Lockergesteinfüllung (evtl. geschichtet) - Abdeckplatten. (Fig. 4)

C. Anwendung für beispielsweise nicht tragenden Untergrund und starke Hangneigung, errechnete Standfestigkeit mit Lockergesteingegendruck

Das Geotextil der textilen Vorderwand steht gegenüber den Laschen vor und wird am Fußpunkt entsprechend der Geländeneigung eingeklappt. Sonst wie in B. beschrieben. (Kombination aus Fig. 3 und 4)

D. Anwendung für beispielsweise nicht tragenden Untergrund

Das Geotextil der textilen Vorderwand steht gegenüber den Laschen vor und wird am Fußpunkt entsprechend der Geländeneigung eingeklappt (II'). Sonst wie in A. beschrieben. (Fig. 3)

E. Anwendung für errechnete Standfestigkeit ohne Lockergesteingegendruck, UV- Schutz und Schutz gegen mechanische Verletzung des Geotextils beispielsweise durch Begrünung möglich, oder Ausführung als Unterwasser- oder Untertagebauwerk

Distanzstücke, Drahtgeflecht und Lockergesteinfüllung bzw. -schichtung entfallen. Das Geotextil der textilen Vorderwand steht gegenüber den Laschen vor und wird am Fußpunkt entsprechend der Geländeneigung eingeklappt.
Gegenüber den bekannten Bauweisen weist die Konstruktion folgende Vorteile auf:
Mit der vorgestellten Konstruktion wird durch die Verbindung traditioneller Methoden und der innovativen Anwendungsform bestehender und langzeiterprobter Baustoffe (Geotextil, Drahtgeflecht, Naturbaustoffe) ein Gesamttragwerk vorgestellt, welches die positiven Eigenschaften der einzelnen Bauteile ideal ausnützt und diese in ihrer Anordnung und Kombination zu einer neuen Qualität zusammenführt (Synergistischer Effekt). In statischem Sinne ergänzen diese sich in vorteilhafter Weise wie folgt:
Geotextil wird auf Zug beansprucht. Die Füllung innerhalb der Laschen unterstützt die Konstruktion als Schwergewichtsbauwerk. Die Füllung der Zwischenraume der einzelnen Laschen ergänzt diese, es ergibt sich eine Verzahnung im Schwalbenschwanzprinzip (Druck und Gegendruck).
Die Lockergesteinfüllung ergibt ein Schwergewichtsbauwerk, das Druck und Schub aufnimmt und wird durch Distanzstücke und Drahtgeflecht gehalten, welche Zug aufnehmen. Die Gesamtkonstruktion kann als "Idealtragwerk" bezeichnet werden.
Die Lockergesteinfüllung erfüllt die hydrologisch - klimatischen Kriterien der traditionellen Tockenmauerwerksbauweise und dient als UV-Schutz für das Geotextil.
Die Stärke der Lockergesteinfüllung kann jedoch auf ein in diesem Sinne notwendiges Maß reduziert werden (Gewichtsreduzierung, dadurch weniger Energieaufwand) und muß nicht in der arbeits- und wartungsintensiven Trockenmauerwerksbauweise erstellt werden.
Die Tragstruktur der Konstruktion ist industriell mit geringem Energieaufwand herstellbar und bildet eine Leichtgewichtskonstruktion. Dadurch, und daß ein größtmöglicher Anteil in Situ vorzufindenden Material statisch wirksam gemacht wird, minimiert sich der Transportenergieaufwand.
Die Konstruktion ist aus einfachsten, langlebigen Materialien zusammengesetzt und ist leicht und rationell zu errichten.
Für die erfindungsgemäße Konstruktion ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten:
Mit der vorgestellten Konstruktions- und Verfahrensweise lassen sich Terrassierungen erstellen, die auch den hohen Voraussetzungen in heiß-trockenen Klimazonen gerecht werden. Ideal ist felsiger Untergrund (Karstgebiete, verschiedene Gesteinshochländer, Waditerrassierungen, Flutwasserlandwirtschaft, Steinoasen, etc.) und mit Trockenmauern terrassierte Gebiete, oder solche, die auf diese Weise terrassiert gewesen sind. Anwendung kann die Konstruktion - zur Schaffung von Geländeterrassierungen - generell in erosionsgefährdeten Gebieten aller Klimazonen finden, ist jedoch im Einzelfall auf die vorhandenen Materialien, Untergrund und die geologischen und klimatischen Voraussetzungen zu prüfen.
Als Überflutungsschutz kann die Konstruktion in Gebirgsregionen eingesetzt werden. Die Konstruktion kann auch im Verkehrs- und Wasserbau zur Errichtung von Stützwänden, Verkehrs- und Staudämmen, Ufermauern und -befestigungen, Brückenwiderlagern, Lärmschutzwänden, Lawinenverbauten, etc. Verwendung finden. Literaturnachweis Stiftung Umwelteinsatz Schweiz (Hrsg.): "Trockenmauern", Ott Verlag und Druck AG, Thun 1996
A. Raba: "Historische und landschaftsökologische Aspekte einer inneralpinen Terrassenlandschaft am Beispiel von Ramosch", Univ. Diss. Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg 1 Breisgau, 1996
Glaser, Hassler: "Gochsheim und seine Trockenmauern", Verlag Regionalkultur, Ubstadt-Weiher, 1997
Laureano P.: "Proper Use of Natural Sources" in Human Evolution, Vol. 13, S. 3842, 1998
Cantelli C.: "Misconosciute funzioni dei muretti a secco" in Umanesimo della Pietra, Vol. 9, Martina Franca 1994
Nicod J.: "Muretti e terrazze di coltura nelle regione carsiche mediterranee" in Itinerari Speliologici S. 10-17, Editrice Apulia, Castellana 1992
Evenari M.: "Ökologisch-landwirtschaftliche Forschungen im Negev; Analyse eines Wüsten- Ökosystems", Technische Hochschule Darmstadt 1982
Branzanti M., Agostini R.: "Gablonenbauten", in Mitteilungen der Schweizerischen Gesellschaft für Boden- und Felsmechanik Vol. 103, S. 85-90, Lausanne, Zürich 1981
Schlosser F., Guilloux A.: "Prinzipien und Theorie der Bewehrten Erde", in Mitteilungen der Schweizerischen Gesellschaft für Boden- und Felsmechanik Vol. 103, S. 65-84, Lausanne, Zürich 1981
Beyer H.: "Wirkungsweise von Geokunststoffen in ungebundenen Schichten des Straßenbaus" in Geotechnik 21 Vol. 4, S. 299-304, 1998
Herold A., Magnus M.: "Planung und Ausführung einer begrünten Steilwand in der Bauweise kunststoffbewehrte Erde" in Geotechnik 21 Vol. 4, S. 305-309, 1998
DVWK Guidelines for Water Management: "Application of Geotextiles in HydraulicEngineering" Vol. 306, S. 1-30, Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbh, Bonn 1993

Claims

1. Konstruktion zur Erstellung von Stützbauwerken und Geländeterrassierungen, gekennzeichnet dadurch, daß die Konstruktion aus den Bauteilen
Geotextil
Laschen aus Geotextil zur Aufnahme von Erdstoff
Distanzstücken
Drahtgeflecht zur Bildung eines Zwischenraumes zur Aufnahme von Lockergestein
besteht, und diese wie folgt zueinander angeordnet sind:
das Geotexil ist kraftschlüssig mit den Laschen aus Geotextil zur Aufnahme von Erd- oder Gesteinsmaterial verbunden.
Das Geotextil erhält seine Standfestigkeit durch Befüllung der Laschen und bildet entweder eine senkrechte textile Wand oder durch entsprechende Neigung der Verbindungslinie Geotextil - Lasche aus Geotextil eine geneigte textile Wand.
Durch die Befüllung der Zwischenraume der einzelnen Laschen mit Erd- oder Gesteinsmaterial ergibt sich eine Verzahnung im Schwalbenschwanzprinzip (Druck und Gegendruck).
Die Laschen stehen gegenüber der geotextilen "Vorderwand" an der Unterseite über. Am Berührungspunkt mit der Geländeoberfläche wird dieser Überstand nach Innen eingeklappt.
An den Verbindungsstellen der Laschen und des Geotextils sind Distanzstücke aus verwitterungsbeständigem Material angebracht (nach Bedarf auch am Geotextil innerhalb der Zwischenräume). Diese können auch als Montagehilfe dienen.
An den Distanzstücken wird Drahtgeflecht angebracht, welches den vorderen Abschluß der Konstruktion bildet.
Der entstehende Raum zwischen Geotextil und Drahtgeflecht dient der Aufnahme der Lockergesteinfüllung bzw. -schichtung (oder anderer Baustoffe hoher thermischer Speicherkapazität, z. B. Betonrecyclingmaterial).

2. Konstruktion nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß insbesondere bei Geländeneigung die Konstruktion aus den Bauteilen
Geotextil
Laschen aus Geotextil zur Aufnahme von Erd- oder Gesteinsmaterial
Befestigungsmitteln, insbesondere solche, wie aus dem Lawinenverbau bekannt
Distanzstücken
Drahtgeflecht zur Aufnahme von Lockergestein
besteht, und diese wie folgt zueinander angeordnet sind:
Der eingeklappte Überstand der Laschen wird vor der Befüllung mit Erd- oder Gesteinsmaterial mit Befestigungsmitteln, insbesondere solcher, wie aus dem Lawinenverbau bekannt, befestigt.

3. Konstruktion nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß insbesondere zur Erhöhung der Standfestigkeit und bei Anwendung bei starker Geländeneigung und nicht tragendem Untergrund die Konstruktion aus den Bauteilen
Geotextil
Laschen aus Geotextil zur Aufnahme von Erdstoff
Befestigungsmitteln, insbesondere solche, wie aus dem Lawinenverbau bekannt
Distanzstücken
Drahtgeflecht zur Aufnahme von Lockergestein
besteht, und diese wie folgt zueinander angeordnet sind:
Das Geotextil der textilen Vorderwand steht gegenüber den Laschen vor und ist am Fußpunkt entsprechend der Geländeneigung eingeklappt.
Der eingeklappte Überstand der Laschen wird vor der Befüllung mit Erd- oder Gesteinsmaterial mit Befestigungsmitteln, insbesondere solcher, wie aus dem Lawinenverbau bekannt, befestigt.

4. Konstruktion nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß insbesondere zur Erhöhung der Standfestigkeit und bei Anwendung bei nicht tragendem Untergrund die Konstruktion aus den Bauteilen
Geotextil
Laschen aus Geotextil zur Aufnahme von Erdstoff
Distanzstücken
Drahtgeflecht zur Aufnahme von Lockergestein
besteht, und diese wie folgt zueinander angeordnet sind:
Das Geotextil der textilen Vorderwand steht gegenüber den Laschen vor und wird am Fußpunkt entsprechend der Geländeneigung eingeklappt.

5. Konstruktion nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß insbesondere UV-Schutz und Schutz gegen mechanische Verletzung des Geotextils beispielsweise durch Begrünung des Textils oder bei Ausführung als Unterwasser- oder Untertagebauwerk gegeben sind, die Konstruktion aus den Bauteilen
Geotextil
Laschen aus Geotextil zur Aufnahme von Erdstoff
besteht, und diese wie folgt zueinander angeordnet sind:
Das Geotextil der textilen Vorderwand steht gegenüber den Laschen vor und ist am Fußpunkt entsprechend der Geländeneigung eingeklappt.
Das Geotexil ist kraftschlüssig mit den Laschen aus Geotextil zur Aufnahme von Erd- oder Gesteinsmaterial verbunden.
Das Geotextil erhält seine Standfestigkeit durch Befüllung der Laschen und bildet entweder eine senkrechte textile Wand oder durch entsprechende Neigung der Verbindungslinie Geotextil - Lasche aus Geotextil eine geneigte textile Wand.
Durch die Befüllung der Zwischenraume der einzelnen Laschen mit Erd- oder Gesteinsmaterial ergibt sich eine Verzahnung im Schwalbenschwanzprinzip (Druck und Gegendruck).