DE19648648A1

DE19648648A1 - Method of stabilising and raising tower-like structures positioned at an angle

Info

Publication number: DE19648648A1
Application number: DE19648648A
Authority: DE
Inventors: Bertold Domasch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 1997-04-24

Abstract

Tower-like structure in inclined position is stabilised and raised by a method in which wedges of reinforced concrete (4) with a wedge angle of 5 to 12 degrees and parallel sides are inserted both sides of the sloping side of the structure under the foundation (2). Preferably two wedges are used at the same time, but in displaced planes, at an angle of 100-180 degrees to one another about 2 m below the foundations, using a hydraulic or mechanical technique (5) which allows them to be advanced, without shock, and at a rate of not more than 1 mm/sec. Wedges may be produced on site using rapid-setting additives in successive sections or may be prefabricated and transported to site.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung und Hebung von in Schräglage befindlichen Bauwerken.The invention relates to a method for stabilizing and lifting in an inclined position existing buildings.

Bauwerke, deren Vertikalachse durch äußere Einflüsse oder auf Grund ungeeigneter Bodenverhältnisse bei der Erstellung aus der Lotrechten geraten ist und die daher beschädigt werden können oder einzustürzen drohen, erfordern zu ihrer Sanierung ein geeignetes Verfahren. Bekannt sind in diesem Zusammenhang Methoden, die im wesentlichen dicht unterhalb des Fundamentbodens Bodenmaterial entnehmen, um so das Bauwerk zumindest teilweise wieder aufzurichten.Buildings whose vertical axis is caused by external influences or due to unsuitable ones Soil conditions in the creation is out of vertical and therefore can be damaged or threaten to collapse require renovation suitable procedure. In this context, methods are known which are used in Remove soil material substantially directly below the foundation floor, so that Erecting the structure at least partially.

Dies soll z. B. nach der DE-OS 40 00 647 in der Weise geschehen, daß etwa in Bauwerks neigungsrichtung verlaufende, z. B. mit Hilfe einer Druckluft-Schlagbohrmaschine erzeugte Bohrlöcher oder z. B. nach der DE-OS 40 27 181 allgemein unterhalb des Fundaments des Bauwerks horizontal verlaufende Hohlräume kleinen Durchmessers geschaffen werden oder z. B. gemäß der DE-OS 40 28 323 auf der der Neigung entgegengesetzten Seite des Bau werks Erdbodenmaterial entnommen wird und durch Nachfließen des Untergrunds in die Hohlräume eine gewünschte Neigungsänderung bzw. Vertikalstellung des Bauwerks herbei geführt werden soll. This is said to B. happen according to DE-OS 40 00 647 in such a way that approximately in the building inclining direction, z. B. generated with the help of a pneumatic impact drill Wells or z. B. according to DE-OS 40 27 181 generally below the foundation of Building horizontally extending cavities of small diameter are created or e.g. B. according to DE-OS 40 28 323 on the opposite side of the building factory soil material is removed and by flowing the underground into the Cavities a desired change in inclination or vertical position of the structure should be performed.

Insbesondere Unterhöhlungen des Fundaments solcher Bauwerke bergen große Gefahren in sich und führen zu einer weiteren Erhöhung ihrer Instabilität.Undermining the foundations of such structures is particularly dangerous in themselves and lead to a further increase in their instability.

Durch die Anordnung von Gegengewichten kann man allenfalls eine weitere Zunahme der Schräglage bremsen und verzögern, aber nicht vollständig verhindern. Der äußere Anblick in Betracht kommender und zu schützender Baudenkmäler wird durch entsprechende Maßnahmen beeinträchtigt.By arranging counterweights one can at most increase the Braking and decelerating at an angle, but not preventing it completely. The outside sight in Appropriate and to be protected monuments is considered Measures affected.

Die bisher bekannten Verfahren und Maßnahmen sind nicht in der Lage, die Erhaltung entsprechend gefährdeter Bauwerke, - als bekanntestes Beispiel kann hier der "schiefe Turm von Pisa" angeführt werden - zu gewährleisten.The previously known methods and measures are not able to preserve them correspondingly endangered buildings, - the best known example is the "leaning tower of Pisa "- to ensure.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem eine Verdichtung und Versiegelung der Erdstruktur unter dem Fundament des Bauwerks erzielt werden kann, wobei gleichzeitig mit der Anwendung des Verfahrens Gefahren für dieses Bauwerk selbst ausgeschlossen werden können und dessen Schräglage schließlich minimiert oder ganz beseitigt werden kann.The invention was therefore based on the object of finding a method with which one Densification and sealing of the earth structure achieved under the foundation of the building can be, at the same time as the application of the method risks for this Building itself can be excluded and its inclination finally can be minimized or completely eliminated.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in geringem Abstand unterhalb des Bauwerksfundaments zwei aus Stahlbeton bestehende, gegenüberliegend und in versetzten Ebenen ENa und ENb angeordnete Keile mittels hydraulischer Pressen und in einem Winkel zueinander von etwa 100° bis 180° in das Erdreich eingetrieben. Der Schubansatz erfolgt also seitlich der Richtung der Schräglage. Optimale Tiefe des Keilansatzes, Keil- und Einschubwinkel lassen sich entsprechend dem Neigungswinkel des Bauwerks sowie der geologischen Struktur des Untergrunds des Bauwerks in an sich bekannter Weise ermitteln und berechnen.According to the method of the invention are a short distance below the Building foundations two made of reinforced concrete, opposite and in offset Wedges arranged at levels ENa and ENb using hydraulic presses and at an angle to each other from about 100 ° to 180 ° driven into the ground. The thrust approach takes place that is to the side of the direction of the inclination. Optimal depth of the wedge approach, wedge and Insertion angles can be adjusted according to the angle of inclination of the building and the Determine the geological structure of the subsurface of the structure in a manner known per se and calculate.

Erfindungsgemäß werden die einzusetzenden Stahlbetonkeile an Ort und Stelle in vorbereiteten und gesicherten Baugruben, deren Sohle in der errechneten Einschubtiefe angelegt ist, etappenweise angesetzt und mittels Vorschubtechnik, z. B. hydraulischer Pressen, gleichzeitig und erschütterungsfrei unterhalb des Fundaments in das Erdreich eingeschoben. Ist ein gefertigter Teilbereich der Keile eingeschoben, wird der nachfolgende Keilabschnitt gefertigt oder werden vorgefertigte Teile angesetzt usw., bis die erforderliche und angestrebte Einschubtiefe erreicht ist.According to the reinforced concrete wedges to be used in place prepared and secured construction pits, the sole of which is in the calculated insertion depth is laid out in stages and by means of feed technology, e.g. B. hydraulic Press into the ground simultaneously and vibration-free below the foundation inserted. If a finished section of the wedges is inserted, the next one will be Wedge section manufactured or prefabricated parts are attached, etc., until the required and the desired insertion depth has been reached.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Größe der Baugruben in Grenzen gehalten werden. Die Betonkeile verdichten und heben das Erdreich erschütterungsfrei zugleich mit dem Fundament des Bauwerks, sie werden in dem Maße eingeschoben, bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist. Dies ist ohne negative Nachwirkung sofort erkennbar. Ein etwaiges plötzliches Zurückkippen des Objekts aufgrund einer Havarie der Vortriebstechnik kann ausgeschlossen werden, und auch der Vortrieb kann nicht außer Kontrolle geraten. Die Keile verbleiben ständig unterhalb des Fundaments, sie stützen gleichzeitig das Bauwerk und können nach längeren Zeiträumen bei Bedarf noch weiter eingetrieben werden. Im Zusammenhang mit der Herstellung der Keilkörper können in diese Dränage-, Auffüll- und Beobachtungsrohre eingearbeitet werden. Keilspitzen und Druckflächen sind in an sich bekannter Weise mit Stahleinlagen verstärkt. With the method according to the invention, the size of the construction pits can be kept within limits will. The concrete wedges compact and lift the soil at the same time without vibration the foundation of the building, they are inserted to the extent required Result is achieved. This can be seen immediately without any negative aftereffects. Any the object can suddenly tip back due to an accident in the tunneling technology excluded, and the tunneling cannot get out of control. The wedges always remain below the foundation, they also support the structure and can be driven in even further after longer periods of time. In connection with the production of the wedge body can drainage, filling and Observation tubes can be incorporated. Wedge tips and pressure surfaces are in themselves known way reinforced with steel inserts.

Ober- und Unterseite der Keilsegmente werden mit 8 bis 10 mm dicken Stahlplatten belegt und übergangslos verschweißt, damit ein geringer Reibungswiderstand gewährleistet ist. Der Keilwinkel soll mindestens 5, höchstens aber 12 betragen. Die Seitenschenkel verlaufen parallel. Die Keilbreite sollte etwa ein Drittel des Bauwerksdurchmessers betragen. Als Vorschubtechnik können Aggregate Verwendung finden, wie sie z. B. bei der Anlage von Straßenunterführungen eingesetzt werden. Bei Bedarf müssen mehrere solcher Aggregate miteinander gekoppelt werden, z. B. in an sich bekannter Weise nach der DE-OS 30 23 892.The top and bottom of the wedge segments are covered with 8 to 10 mm thick steel plates and seamlessly welded to ensure low frictional resistance. Of the Wedge angle should be at least 5, but at most 12. The side legs run parallel. The wedge width should be about a third of the building diameter. As feed technology, aggregates can be used, such as z. B. in the creation of Road underpasses are used. If necessary, several such aggregates be coupled together, e.g. B. in a conventional manner according to DE-OS 30 23 892.

Die Vorschubgeschwindigkeit wird so gewählt, daß sie nicht mehr als 1 mm/sec beträgt. Im Zusammenhang mit dem Ansetzen weiterer Keilsegmente sind automatisch Phasen zu verzeichnen, in denen sich das verdichtete und gehobene Erdreich beruhigen, setzen oder aufreißen kann. Das Anheben des Erdreichs mit dem darüberliegenden Bauwerk erfolgt dadurch im wesentlichen geschmeidig. Nach erfolgter Aktion wird das gehobene Erdreich vor dem Bauwerk abgetragen und begradigt. Die in diesem Zusammenhang notwendigen Auf wendungen sind verhältnismäßig gering.The feed rate is selected so that it is not more than 1 mm / sec. in the In connection with the application of further wedge segments, phases are automatically closed record in which the compacted and raised soil calm down, settle or can tear open. The soil with the structure above is raised thereby essentially supple. After the action has taken place, the raised soil is in front removed from the building and straightened. The necessary in this context Turns are relatively small.

Um angesichts des enormen Gegendrucks die erforderliche Stabilität zu gewährleisten, wird in den Baugruben dem Keileinschub gegenüberliegend je eine Gegendruckwand aus Stahl beton errichtet. Deren Dimensionierung und Berechnung richtet sich nach den zu erwarten den Drücken. Die eingesetzte Vorschubtechnik muß hinsichtlich ihrer Ausführung und ihren Abmessungen nach in Bezug auf ihre einzelnen Sektionen absolut identisch d. h. baugleich sein.In order to ensure the required stability in view of the enormous back pressure, A steel counter-pressure wall is located opposite the wedge insert in the construction pits concrete erected. Their dimensioning and calculation depends on the expected the pressures. The feed technology used must be in terms of their design and their Dimensions absolutely identical in terms of their individual sections d. H. identical in construction be.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand von Zeichnungen gemäß den Fig. 1 bis näher erläutert werden. Dabei zeigenThe method according to the invention will be explained in more detail with reference to drawings according to FIGS. 1 to. Show

Fig. 1 einen Schnitt durch das schiefstehende turmartige Bauwerk aus der geneigten Richtung und an Hand des beispielhaft skizzierten Schiefen Turms von Pisa; Figure 1 is a section through the crooked tower-like structure from the inclined direction, and with reference to the example outlined the Leaning Tower of Pisa.

Fig. 2 die schematische Darstellung des geneigten Bauwerks gemäß Fig. 1 in der Drauf sicht und bei einem Einschubwinkel von 120°; Fig. 2 is a schematic representation of the inclined structure of Figure 1 in plan view and at an insertion angle of 120 °.

Fig. 3 Einzelheiten der Keilvortriebseinheiten, an einem Keilelement dargestellt. Fig. 3 details of the wedge jacking units, shown on a wedge element.

Das turmartige Bauwerk 1 mit seinem Fundament 2 ist in Pfeilrichtung NW geneigt und vom Erdreich ER umgeben skizziert. In einer geeigneten Entfernung von z. B. 3 bis 5 m von dem Fundament des Bauwerks 1 werden rechts und links und in einem Winkel von 100 bis 180° zum Bauwerk 1 zwei bautechnisch gesicherte Baugruben 3 in der Richtung NW in das Erd reich ER eingelassen.The tower-like structure 1 with its foundation 2 is inclined in the direction of the arrow NW and outlined by the earth ER. At a suitable distance from e.g. B. 3 to 5 m from the foundation of the building 1 right and left and at an angle of 100 to 180 ° to the building 1 two structurally secured building pits 3 in the direction NW in the earth ER rich.

Die Sohlen EN der Baugruben 3a und 3b weisen jeweils ein unterschiedliches Niveau mit einer Differenz von etwa 0,5 bis 1 Meter auf. Von den Sohlen der Baugruben 3a und 3b ausgehend werden die Stahlbetonkeile 4a und 4b in einer Tiefe von 1,5 bis 2,5 Meter unter dem Fundamentfuß 2 und damit unter das Bauwerk 1 mittels ebenfalls in den Baugruben 3a und 3b stationierter Vorschubtechnik 5a und 5b wie beschrieben in das Erdreich ER eingeschoben. Der Schnittpunkt der Einschubrichtungen der beiden Keile 4a und 4b sollte im wesentlichen unter der Vertikalachse VA des schiefstehenden Bauwerks 1 liegen.The soles EN the pits 3 a and 3 b each have a different level with a difference of about 0.5 to 1 meter. Starting from the soles of the construction pits 3 a and 3 b, the reinforced concrete wedges 4 a and 4 b are at a depth of 1.5 to 2.5 meters below the foundation foot 2 and thus under the structure 1 by means of the construction pits 3 a and 3 b stationed feed technology 5 a and 5 b inserted as described in the soil ER. The point of intersection of the insertion directions of the two wedges 4 a and 4 b should lie essentially below the vertical axis VA of the building 1 which is at an angle.

Der Einschub ET der beiden Keile 4a und 4b erfolgt exakt horizontal.The insertion of the two wedges 4 a and 4 b takes place exactly horizontally.

Die in den Baugruben 3a und 3b der Richtung des Keileinschubs entgegengesetzt errichtete und aus Stahlbeton bestehende Gegendruckwand 6 gewährleistet in anbetracht der aufzuwendenden enormen Schubkräfte die erforderliche Stabilität.The counterpressure wall 6 , which is constructed in the construction pits 3 a and 3 b in the opposite direction to the wedge insertion and is made of reinforced concrete, ensures the required stability in view of the enormous shear forces to be applied.

Beim Einschub ET drückt das verdichtete Erdreich ER überwiegend in Richtung Erdober fläche. Das sich hebende, unter dem Fundament 2 befindliche Erdreich ER hebt das Bauwerk 1 in der Weise, wie auch die Keile 4a und 4b (z. B. in einem Winkel von 120°) ausgerichtet und vorgetrieben werden.When ET is inserted, the compressed soil ER mainly pushes towards the surface of the earth. The rising ER under the foundation 2 lifts the building 1 in the same way as the wedges 4 a and 4 b (z. B. at an angle of 120 °) are aligned and driven.

Durch den gleichzeitigen Einschub der einander gegenüberliegenden Keile 4a und 4b kon zentriert sich der Einschubdruck in Richtung Bauwerk 1. Erweist es sich als notwendig, den Vorschub der Keile 4a und 4b soweit voranzutreiben, daß sich die Keilspitzen ggf. über schneiden, so ist durch das unterschiedliche Sohlenniveau der Baugruben trotzdem eine Kollision ausgeschlossen.Due to the simultaneous insertion of the opposing wedges 4 a and 4 b, the insertion pressure is centered in the direction of the building 1 . If it proves necessary to advance the wedges 4 a and 4 b so far that the wedge tips may intersect, a collision is nevertheless ruled out due to the different level of the excavation pits.

BezugszeichenlisteReference list

1 Bauwerk
2 Fundament
3 Baugruben
4 Kelle
5 Vorschubtechnik
6 Gegendruckwand
ER Erdreich
ET Einschubtiefe
NW Neigungswinkel
VA Vertikal-Achse
EN Baugrubensohle. 1 building
2 foundation
3 construction pits
4 ladles
5 feed technology
6 counter pressure wall
ER soil
ET insertion depth
NW inclination angle
VA vertical axis
EN construction pit sole.

Claims

1. A method for stabilizing and lifting of inclined structures, in particular for correcting the vertical axis of a tower-like structure, characterized in that on both sides of the sloping side of the structure below the foundation wedges made of reinforced concrete with a wedge angle of 5 to 12 ° and running in parallel Side legs are inserted into the ground.

2. The method according to claim 1, characterized in that two wedges at the same time Time, but in offset planes, at an angle of 100 to 180 ° to each other in the Soil about 2 m below the foundation using known hydraulic Feed technology can be inserted.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that for advancing the wedges a hydraulic or mechanical feed technology is used, the one uniform feed movement free of jerky and jerky pulses guaranteed and which does not exceed a feed rate of 1 mm / sec.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the insertion of the Wedges from suitably prepared and secured construction pits with different designs formed sole levels in which a stable, counteracting the thrust direction Pressure wall made of reinforced concrete is erected.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the wedges on site in the Construction pit made of reinforced concrete in stages and in particular using quick bind the additives are made that after insertion of a manufactured part new piece is put on and pushed in after the setting time of the concrete.

6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that wedges are used which consist of prefabricated, transportable parts.

7. The method according to claim 5 and 6, characterized in that the bottom and top the wedges with 8 to 10 mm thick steel plates that seamlessly interlock with each other are welded.

8. The method according to claim 5 and 6, characterized in that in the wedges of the Ver and Incorporate disposal as well as control or observation tubes or channels be tested.

9. The method according to claim 5 and 6, characterized in that to overcome the Frictional resistance a sliding fluid, such as. B. pure water or with suitable zu Substituted water, dosed from openings provided on the top, over spread the entire width of the two wedges, is pressed.

10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that after the completion of Wedge inserts air is pressed through the openings according to claim 9, which hardens the layer of clay and sand used.