DE102005017092A1 - Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden und einer Schlitzwandfräsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden und einer Schlitzwandfräsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden, bei dem mindestens ein Fräsrad einer Schlitzwandfräse durch einen Antrieb in eine Drehbewegung versetzt wird, die Schlitzwandfräse in den Boden eingebracht wird, wobei Bodenmaterial abgeräumt und ein Frässchlitz hergestellt wird und der Frässchlitz mit einer abbindbaren Suspension aufgefüllt wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Frässchlitz in einem spitzen Winkel in den Boden eingebracht wird und dass die Schlitzwandfräse in dem spitzen Winkel durch eine Linearführungseinrichtung geführt und vorangetrieben wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Schlitzwandfräsvorrichtung und eine Unterfangung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem mindestens ein an einer Schlitzwandfräse angeordnetes Fräsrad durch einen Antrieb in Drehbewegung versetzt wird, die Schlitzwandfräse in den Boden eingebracht wird, wobei Bodenmaterial abgeräumt und ein Frässchlitz hergestellt wird, und der Frässchlitz mit einer abbindbaren Suspension aufgefüllt wird.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Schlitzwandfräsvorrichtung zum Herstellen einer Schlitzwand gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5. Eine derartige Schlitzwandfräsvorrichtung besteht aus einem Trägergerät und einer Schlitzwandfräse, die an diesem Trägergerät mittels einer Linearführungseinrichtung verschiebbar geführt ist.
  • Schlitzwandfräsen dienen dazu, senkrechte Untergrundabdichtungen in einen Boden einzubringen, so genannte Schlitzwände. Mit diesen Abdichtungen soll etwa verhindert werden, dass das sich im Boden befindliche Grundwasser in ein von den Schlitzwänden umschlossenes Gebiet eindringen kann. Hierzu wird eine Schlitzwand durch die Wasser führenden Bodenschichten bis auf eine wasserundurchlässige Bodenschicht gefräst. Somit können beispielsweise Baugruben vor eindringendem Grundwasser abgedichtet werden, oder entlang von Gewässern das Absickern von Wasser in die Umgebung verhindert werden.
  • Diese Verfahren benötigen eine wasserundurchlässige Bodenschicht, zu welcher die Schlitzwand hinuntergefräst wird. Ist eine solche Bodenschicht nicht vorhanden, oder in für Schlitzwände nicht erreichbare Tiefe, so muss mit einem aufwändigen Verfahren eine horizontale Bodenplatte oder eine Dichtsohle erstellt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schlitzwandfräsvorrichtung anzugeben, mit welcher Schlitzwände für Unterfangungen, Gewässerabsicherungen oder Baugrubenabschließungen besonders effizient erstellt werden können.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Schlitzwandfräsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5, und einer Unterfangung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden ist dadurch gekennzeichnet, dass der Frässchlitz in einem spitzen Winkel in den Boden eingebracht wird und dass die Schlitzwandfräse in einem spitzen Winkel durch eine Linearführungseinrichtung geführt und vorangetrieben wird.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, Frässchlitze nicht mehr nur senkrecht in den Boden zu fräsen, sondern den Frässchlitz in einem spitzen Winkel zum Boden in diesen einzubringen. Dies bietet gegenüber dem herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass zur Abdichtung nicht mehr zwangsläufig eine wasserundurchlässige Bodenschicht durch den Frässchlitz erreicht werden muss. Durch die Möglichkeit eine Schlitzwand in einem spitzen Winkel in den Boden einzubringen, können jetzt auch Axiale auf eine einfache Weise abgedichtet werden, indem schräge Schlitzwände so in den Boden eingebracht werden, dass sie eine dichte Unterfangung bilden. Dies bietet gegenüber dem herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass, wenn keine wasserundurchlässige Bodenschicht in Reichweite der Schlitzwände ist, keine komplexe Unterschalung des abzudichtenden Areals mehr notwendig ist.
  • Grundsätzlich ist es möglich, zur Ausrichtung der Linearführungseinrichtung eine feste Grundkonstruktion zu verwenden. Ein besonders flexibles Verfahren kann aber dadurch erreicht werden, indem zur Ausrichtung der Linearführungseinrichtung in einem spitzen Winkel zum Boden ein Trägergerät genutzt wird. Ein Trägergerät ist bei einer Schlitzwandfräse meist ohnehin bereits vorhanden. Dieses Verfahren bietet insofern einen Vorteil gegenüber dem Benutzen einer festen Stützeinrichtung, da meist nicht nur eine Schlitzwand in den Boden eingebracht wird, sondern eine ganze Reihe. Somit muss das Stützgestell nicht für jede Schlitzwandfräsung neu aufgebaut werden und nach beendetem Fräsen wieder abgebaut werden.
  • Bei der Herstellung eines Frässchlitzes kann die Gewichtskraft der Schlitzwandfräse genutzt werden, um einen ausreichenden Druck auf den zu fräsenden Boden zu erreichen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch vor allem bei einer Schlitzwand, die nicht senkrecht, sondern in einem spitzen Winkel in den Boden gefräst wird, am Trägergerät der Schlitzwandvorrichtung einen Stellantrieb vorzusehen. Durch diesen Stellantrieb kann der Druck auf den zu fräsenden Untergrund variiert werden, um die Schlitzwandfräsvorrichtung den Eigenschaften des Bodens anzupassen. Dies ist besonders deswegen notwendig, da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht die gesamte Gewichtskraft der Schlitzwandfräsvorrichtung auf die zu fräsende Oberfläche einwirkt, und die einwirkende Kraft so unter Umständen nicht ausreichend groß sein kann. Eine mögliche Ausführungsform des Stellantriebs kann ein Seilzugmechanismus sein.
  • Bei einem besonders bevorzugten Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden weist das Trägergerät mit Linearführungseinrichtung einen Mast auf, welcher mit einer hydraulischen Stelleinrichtung in einem spitzen Winkel zum Boden ausgerichtet wird. Somit können mit einem Trägergerät Schlitzwände in verschiedenen Winkeln in den Boden eingebracht werden. Dadurch kann ein Trägergerät mit Linearführungseinrichtung zum Fräsen von Schlitzwänden in unterschiedlichen Winkeln in den Boden genutzt werden, wodurch eine erhöhte Flexibilität dieses Verfahrens erreicht wird.
  • Eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräsvorrichtung zum Herstellen einer Schlitzwand ist dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungseinrichtung mit der Schlitzwandfräse in einem spitzen Winkel zum Boden anordbar ist und dass die Linearführungseinrichtung zum Führen und Einbringen der Schlitzwandfräse in dem spitzen Winkel in den Boden ausgebildet ist.
  • Ein Grundgedanke der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung ist es, Schlitzwandfräsen so in den Boden einzubringen, dass sie Schlitzwände unter einem spitzen Winkel zum Boden ausfräsen.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Trägergerät, an dem die Linearführungseinrichtung verschiebbar geführt ist, in einem spitzen Winkel zum Boden ausrichtbar. Hierdurch ist es möglicht, die Linearführungseinrichtung in einem spitzen Winkel zum Boden auszurichten, damit das die Schlitzwandfräse in diesem Winkel in den Boden fräst.
  • Eine besonders bevorzugte Schlitzwandfräsvorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass am Trägergerät ein Stellantrieb zum Verfahren der Linearführungseinrichtung in Fräsrichtung vorgesehen ist. Durch diesen Stellantrieb ist es möglich, den Druck, der auf der abzufräsenden Fläche liegt, nicht nur durch die Gewichtskraft der Schlitzwandfräsvorrichtung zu erzeugen. Es ist möglich, diesen Druck durch den Stellantrieb sowohl größer als auch geringer als die Gewichtskraft der Schlitzwandfräsvorrichtung einzustellen. Ein solcher Stellantrieb kann durch einen Seilzugmechanismus realisiert sein.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung besitzt diese am Trägergerät mindestens einen Mast mit einer hydraulischen Stelleinrichtung, um das Einstellen eines spitzen Winkels zwischen der Linearführungseinrichtung und dem Boden zu ermöglichen. Durch diese Stütze ist es möglich, verschiedene Winkel, die sich je nach Verwendungszweck unterscheiden können, einzustellen. Somit ist ein erweiterter Einsatzbereich der Schlitzwandfräsvorrichtung gegeben.
  • Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Schlitzwandfräsverfahren mit der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung ausgeführt.
  • Nach der Erfindung ist eine Unterfangung im Boden mit einer Schlitzwand vorgesehen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass eine erste Schlitzwand in einem spitzen Winkel in den Boden erstellt ist und eine zweite Schlitzwand in den Boden erstellt ist, welche mit der ersten Schlitzwand unter Umschließung eines darüber liegenden Bodenbereichs in Verbindung steht. Durch diese Unterfangung ist es nun möglich, auch Bodenareale gegenüber Grundwasser abzudichten, ohne die Schlitzwände bis auf eine wasserundurchlässige Schicht zu fräsen. Auch wird durch eine solche erfindungsgemäße Unterfangung eine komplizierte Unterbauung eines Bodenareals zur Abdichtung gegenüber Grundwasser, wenn keine wasserundurchlässige Schicht vorhanden ist, überflüssig.
  • Besonders vorteilhaft ist ferner, wenn die zweite Schlitzwand der Unterfangung ebenfalls in einem spitzen Winkel in den Boden erstellt ist und wenn beide Schlitzwände eine im Querschnitt V-förmige Unterfangung bilden. Unterfangungen dieser Art sind besonders gut geeignet dazu, länglich verlaufende Gewässer gegenüber dem umgebenden Boden abzudichten. Solche länglichen Gewässer können beispielsweise Flüsse oder Kanäle sein. Eine erfindungsgemäße Unterfangung ist ebenfalls dazu geeignet, Straßen, Dämme etc. mit deren Fundamenten vor eindringendem Grundwasser besonders einfach zu schützen.
  • Die Erfindung wird weiter anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung beim Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 2 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Unterfangung.
  • In 1 ist eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung 1 abgebildet. Die Schlitzwandfräsvorrichtung 1 weist ein als raupengetriebenes Baufahrzeug ausgebildetes Trägergerät 7 auf. Am Trägergerät 7 ist ein doppelter, horizontaler Ausleger 9 befestigt. An dem doppelten horizontalen Ausleger 9 ist eine dreieckige Basisplatte 10 angebracht, welche das Verbindungsstück zum Mast 4 mit der Linearführungseinrichtung 2 bildet.
  • An der dreieckigen Basisplatte 10 ist der Mast 4 gelenkig befestigt. Weiter ist zum Einstellen des gewünschten spitzen Winkels der Schlitzwandfräsvorrichtung 1 zum Boden eine hydraulische Stelleinrichtung 6 vorhanden. Die Enden der hydraulischen Stelleinrichtung 6 sind mit dem Mast 4 und der dreieckigen Basisplatte 10 verbunden. An dem zum Boden gerichteten Ende des Mastes 4 befindet sich eine gelenkig angebrachte Auflageeinrichtung 11, um der Schlitzwandfräsvorrichtung 1 mehr Stabilität zu geben und das Trägergerät 7 zu entlasten. Durch diese Auflageeinrichtung 11 wird das auf das Trägergerät 7 einwirkende Kippmoment verringert.
  • Im zum Boden gewandten Bereich des Mastes 4 befindet sich eine weitere Stelleinrichtung 5. Diese Stelleinrichtung 5 dient zum Verfahren der Linearführungseinrichtung 2 in Richtung des Frässchlitzes und in Gegenrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Stelleinrichtung 5 durch einen Seilzugmechanismus realisiert. Die Linearführungseinrichtung 2 ist einmal mittels eines Schlittenelements 12 verschiebbar an dem Mast 4 befestigt. Die zweite Befestigung der Linearführungseinrichtung 2 am Mast 4 ist durch eine Halte- und Brechvorrichtung 13 realisiert.
  • An dem Schlittenelement 12 ist ein Drehantrieb 14 für die Linearführungseinrichtung 2 angebracht. Die Linearführungseinrichtung 2 besteht aus mehreren miteinander befestigten Rohren. Durch das Anbringen von zusätzlichen Rohren kann der Frässchlitz der Schlitzwandfräsvorrichtung 1 bis in die gewünschte Tiefe vorangetrieben werden. Das Ansetzen von zusätzlichen Rohren an die Linearführungseinrichtung 2 erfolgt unter Zuhilfenahme des Drehantriebes 14. Um nach dem Erreichen der gewünschten Tiefe die Linearführungseinrichtung 2 beim Herausziehen dieser aus dem Boden wieder auseinanderzubauen, wird die Halte- und Brechvorrichtung 13 genutzt. Am unteren Ende der Linearführungseinrichtung 2 befindet sich die Schlitzwandfräse 3. Diese Schlitzwandfräse 3 weist mehrere Fräsräder auf, die sich sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn bewegen können. Zur Energieversorgung der Schlitzwandfräse 3 dient der Innenraum der Rohre der Linearführungseinrichtung 2. Durch diesen Innenraum kann auch die abbindbare Suspension und/oder der anfallende Abraum befördert werden.
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäße Unterfangung 20, die einen Bodenbereich 21 gegenüber dem restlichen Boden 22 abgrenzt. Die Unterfangung 20 wird von zwei Schlitzwänden 23, 24, gebildet, die in einem spitzen Winkel in den Boden 22 eingebracht sind. Die beiden Schlitzwände 23, 24 stehen so in Verbindung, dass sie im Querschnitt ein V bilden. Beim Anfertigen dieser Unterfangung 20 muss darauf geachtet werden, dass der Frässchlitz der zweiten Schlitzwand 24 erst dann mit der Schlitzwand 23 in Verbindung steht, wenn die Schlitzwand 23 ausgehärtet ist.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine erfindungsgemäße Unterfangung besonders effizient erstellt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden, bei dem – mindestens ein Fräsrad einer Schlitzwandfräse durch einen Antrieb in eine Drehbewegung versetzt wird, – die Schlitzwandfräse in den Boden (8) eingebracht wird, wobei Bodenmaterial abgeräumt und ein Frässchlitz hergestellt wird und – der Frässchlitz mit einer abbindbaren Suspension aufgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass der Frässchlitz in einem spitzen Winkel in den Boden (8) eingebracht wird und – dass die Schlitzwandfräse in dem spitzen Winkel durch eine Linearführungseinrichtung (2) geführt und vorangetrieben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungseinrichtung (2) unter Zuhilfenahme eines Trägergerätes (7) in dem spitzen Winkel zum Boden (8) ausgerichtet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungseinrichtung (2) durch einen am Trägergerät (7) befindlichen Stellantrieb (5), insbesondere einen Seilzugmechanismus verfahren wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergerät (7) mit Linearführungseinrichtung (2) mit einem Mast (4) versehen ist, welcher mit einer hydraulischen Stelleinrichtung (6) in dem spitzen Winkel zum Boden (8) ausgerichtet wird.
  5. Schlitzwandfräsvorrichtung zum Herstellen einer Schlitzwand, insbesondere mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit – einem Trägergerät (7) und – einer Schlitzwandfräse (3), die an einem Trägergerät (7) mittels einer Linearführungseinrichtung (2) verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Linearführungseinrichtung (2) mit der Schlitzwandfräse (3) in einem spitzen Winkel zum Boden (8) anordbar ist und – dass die Linearführungseinrichtung zum Führen und Einbringen der Schlitzwandfräse (3) in dem spitzen Winkel in den Boden (8) ausgebildet ist.
  6. Schlitzwandfräsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergerät (7), an dem die Linearführungseinrichtung (2) verschiebbar geführt ist, in einem spitzen Winkel zum Boden (8) ausrichtbar ist.
  7. Schlitzwandfräsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Trägergerät (7) ein Stellantrieb (5), insbesondere ein Seilzugmechanismus, zum Verfahren der Linearführungseinrichtung (2) in Fräsrichtung vorgesehen ist.
  8. Schlitzwandfräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen eines spitzen Winkels zwischen der Linearführungseinrichtung (2) und dem Boden (8) am Trägergerät (7) mindestens ein Mast (4) mit einer hydraulischen Stelleinrichtung (6) vorgesehen ist.
  9. Unterfangung im Boden mit einer Schlitzwand, welche insbesondere nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, – dass eine erste Schlitzwand (23) in einem spitzen Winkel in den Boden (22) erstellt ist und – dass eine zweite Schlitzwand (24) in den Boden (22) erstellt ist, welche mit der ersten Schlitzwand unter Umschließung eines darüber liegenden Bodenbereiches (21) in Verbindung steht.
  10. Unterfangung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, – dass die zweite Schlitzwand (24) in einem spitzen Winkel in den Boden (22) erstellt ist und – dass beide Schlitzwände (23, 24) eine im Querschnitt V-förmige Unterfangung (20) bilden.
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