DE19949246A1

DE19949246A1 - Verfahren zur Abfangung und Stabilisierung eines Kreisfundamentes mittels Pfahlgründung in Verbindung mit einem Torsions-Fundamentring

Info

Publication number: DE19949246A1
Application number: DE19949246A
Authority: DE
Inventors: Heinz Zimmermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2001-04-19

Abstract

Wenn ein Kreisfundament (1) wegen starker Bodensetzungen oder hoher Bodenpressungen stabilisiert werden muss, kann dies durch eine Abfangungskonstruktion in Verbindung mit einer Pfahlgründung (2) geschehen. Die Lasten des Kreisfundaments (1) werden von abschnittsweise in das Fundament eingebrachten Abfangungskonsolen (3) aufgenommen und auf einen Torsions-Fundamentring (4) übertragen, der auf einer Pfahlgründung (2) gelagert ist. Die Herstellung der Abfangungskonsole (3) erfolgt in Abschnitten durch partiellen Ausbruch des Kreisfundaments (1) in Form von kleineren Kreisringstücken (5), damit möglichst wenig Fundamentfläche zur Übertragung der Lasten auf den Baugrund ausfällt. Anschließend wird der geschlossene Torsions-Fundamentring (4) über den Bohrpfählen (2) in hochbewehrtem Stahlbeton ausgeführt. Durch den Arbeitsablauf bedingt, wird im Bauzustand die Abfangungskonsole (3) durch eine Arbeitsfuge (6) von dem Torsions-Fundamentring (4) getrennt. Zur besseren Querkraftübertragung erhält die Arbeitsfuge (6) einen Vorsprung in Form einer Konsole (7) und zur Einleitung der Biegezugkräfte aus den Kragmomenten der Abfangungskonsole (3) in den Torsions-Fundamentring (4) einen mit Gewindemuffen verschraubten Bewehrungsanschluss. DOLLAR A Bei sehr starken Schiefstellungen mit hohen Randpressungen im Boden kann es notwenig werden, vor Inangriffnahme der Abfangungs- und Pfahlgründungsarbeiten diese hohen Bodenpressungen zu reduzieren, um bei den Abfangungen evtl. Grundbruchgefahr zu ...

Description

Übermässige Bodensetzungen oder hohe Bodenpressungen, die häufig in Verbindung mit Schrägstellungen auftreten, können ein Bauwerk gebrauchsunfähig machen oder sogar Einsturzgefahr herbeiführen. In vielen Fällen ist es möglich, den unerwünschten Vorgang rechtzeitig durch Stabilisierung des Bodens mit Baugrundinjektionen zu stoppen. Wenn jedoch der Boden infolge seiner Beschaffenheit nicht injektionsfähig ist, wie z B. Ton als Kohäsionsboden oder Schluff wegen seines hohen Feinstkornanteils, müssen Massnah men konstruktiver Art ergriffen werden.

Als solche Massnahme bietet sich bei einem Kreisfundament (1), das einen Turm, Silo oder Schornstein aufzunehmen hat, die Anordnung einer Pfahlgründung (2) in Verbin dung mit der Elemente-Kombination einer Abfangungskonsole (3) und eines Torsions- Fundamentringes (4) an. Als geeignetes Beispiel für eine solche Anwendung kann der bekannte Schiefe Turm von Pisa angeführt werden. Eine für den meist überstrapazierten Baugrund gut geeignete Pfahlgründung stellt wegen des nahezu erschütterungsfreien Bohrvorganges eine Ausführung mit Stahlbeton-Bohrpfählen (2) dar. Die Übertragung der Fundamentlasten auf den Pfahlkranz, der das Kreisfundament (1) ausserhalb umgibt, geschieht in zweifacher Wirkungsweise. Die Abfangungskonsole (3) übernimmt die Lasten des Kreisfundaments (1) und leitet sie über Kragwirkung in den Torsions- Fundamentring (4) ein, wo die Kragwirkung in Torsionswirkung umgesetzt wird. Die Torsionsmomente verursachen eine relativ geringe Verformung des Torsions-Funda mentringes (4), so dass die biegungsempfindlichen Stahlbetonpfähle (2) nur geringe Biegemomente aufzunehmen haben und sie die Vertikallasten sicher in die tiefer gelegenen Tragschichten des Baugrunds übertragen können.

Die Herstellung der Abfangungskonsole (3) erfolgt in kleineren Abschnitten durch par tiellen Ausbruch des Kreisfundaments (1), die wie im Grundriss von Fig. 1 gezeigt, die Form von Kreisringstücken haben, damit möglichst wenig Fundamentfläche zur Über tragung der Lasten auf den Baugrund ausfällt. Anschliessend wird der geschlossene Tor sions-Fundamentring (4) über den Bohrpfählen (2) in einem Guss in Stahlbeton herge stellt. Durch den Arbeitsablauf bedingt wird im Bauzustand die Abfangungskonsole durch eine Arbeitsfuge (6) von dem Torsions-Fundamentring (4) getrennt. Um die spä tere monolithische Verbindung herzustellen, wird zur Querkraftübertragung eine Krag konsole (7) angeordnet und zur Einleitung der Biegezugkräfte aus den Kragmomenten der Abfangungskonsole (3) in den Torsions-Fundamentring (4) ein mit Gewindemuffen verschraubter Bewehrungsanschluss (8) vorgesehen. Durch die Vermeidung von heraus stehenden Anschlusseisen an dieser Stelle wird der Arbeitsraum für das Bohren der Pfähle freigehalten. Der Fundamentausbruch für die Kreisringstücke (5) der Abfangungs konsole (3) muss über Kopf eine Deckensicherung (9) in Form von Verbauprofilen, Spritzbetonauftrag o. ä. erhalten. Die Seiten der Betonierungsabschnitte brauchen ledig lich durch eine Kunststoffolie getrennt werden. Eine seitliche Anschlussbewehrung ist nicht erforderlich, da die Abfangungskonsolabschnitte (5) nicht räumlich zusammen wir ken sollen. Zur Verkürzung der Bauzeit können mehrere Konsolabschnitte (5) an ver schiedenen Stellen gleichzeitig ausgeführt werden, wobei für den Nachweis der Boden pressung unter dem Fundament der Ausfall der jeweiligen Arbeitsabschnitte zu berück sichtigen ist. Die Abfangungslasten, die die Abfangungskonsole (3) in Form von Krag momenten aufzunehmen hat, wirken als Torsionsmomente in der Regel in erheblicher Grösse auf den Torsions-Fundamentring (4) ein. Es ist deshalb vorteilhaft, die Bohr pfähle (2) auf einem Kreisring anzuordnen, der möglichst nahe am inneren Rand des Tor sions-Fundamentrings (4) liegt, um die Torsionsmomente durch den verkleinerten Hebelsarm zu reduzieren.

Bei sehr starken Schiefstellungen, wie z. B. beim Schiefen Turm von Pisa, kann es notwendig werden, vor Inangriffnahme der Abfangungs- und Pfahlgründungsarbeiten die hohen Randpressungen im Boden zu reduzieren, um evtl. Grundbruchgefahr bei den Abfangungsarbeiten zu vermeiden. Dazu bietet es sich an, durch unverrohrte horizontale Erdbohrungen in einem aussen liegenden Fundamentabschnitt auf der neigungsabge wandten Seite mittels Perforation unter dem Fundament durch Bodenentnahme die Bodentragfähigkeit so zu reduzieren, dass der Schwerpunkt der tragenden Fundament fläche zum Lastschwerpunkt hin wandert, wodurch eine Verringerung der Lastexzen trizität und damit auch der Randpressung im Boden erreicht wird. Dieser Effekt kann unterstützt werden dadurch, dass mit Hilfe einer Seilabspannung am Turm die Kipp momente infolge Lastexzentrizität reduziert werden, so dass im perforierten Fundament bereich höhere Bodenpressungen entstehen, die den perforierten Boden verstärkt zusam men drücken und die Wanderung des Fundamentschwerpunkts zum Lastschwerpunkt hin unterstützen. Eine weitere Entlastung tritt dadurch ein, dass sich durch die elastische Rückdrehung des Turm der Bauwerksschwerpunkt ebenfalls zurück bewegt und sich damit die Lastexzentrizität zusätzlich verringert.

Claims

1. Verfahren zur Abfangung und Stabilisierung eines Kreisfundamentes mittels Pfahlgründung in Verbindung mit einem Torsions-Fundamentring, dadurch ge kennzeichnet dass, bei Kreisfundamenten (1) die Lasten durch abschnittsweise eingebrachte Abfangungs konsolen (3 + 5) aufgenommen und in Form von Kragmomenten und Querkräften auf einen Torsions-Fundamentring (4) übertragen werden.

2. die Kragmomente und Querkräfte der Abfangungskonsole (3) von einem starr gegrün deten Torsions-Fundamentring (4) durch dessen Torsionstragfähigkeit aufgenommen werden.

3. die starre Gründung, auf der der Torsions-Fundamentring (4) gelagert ist, aus einer Pfahlgründung (2) mit vorzugsweise aus erschütterungsarm hergestellten Bohrpfählen besteht.

4. die Arbeitsfuge (6) zwischen Abfangungskonsole (3) und Torsions-Fundamentring (4) mit einer Kragkonsole zur Übertragung der Querkräfte versehen ist.

5. an der Arbeitsfuge (6) zur Einleitung der Biegezugkräfte aus den Kragmomenten der Abfangungskonsole (3) in den Torsions-Fundamentring (4) ein mit Gewindemuffen ver schraubter Bewehrungsanschluss (8) vorgesehen ist.

6. die Bohrpfähle (2) auf einem Kreisring angeordnet werden, der möglichst nahe am inneren Rand des Torsions-Fundamentringes (4) liegt, um die Torsionsmomente durch den so entstandenen kleineren Hebelsarm zu reduzieren.

7. durch unverrohrte horizontale Erdbohrungen in einem aussen gelegenen Fundament abschnitt auf der neigungsabgewandten Seite mittels Perforation unter dem Fundament die Bodentragfähigkeit durch Bodenentnahme so reduziert wird, dass der Schwerpunkt der tragenden Fundamentfläche zum Lastschwerpunkt hin wandert, wodurch eine Ver ringerung der Lastexzentrizität und damit auch der Randpressung im Boden herbei geführt wird.

8. durch eine Seilabspannung am Turm die Kippmomente infolge Lastexzentrizität so verringert werden, dass im perforierten Fundamentbereich höhere Bodenpressungen entstehen, die den perforierten Boden verstärkt zusammendrücken und die Wanderung des Fundamentschwerpunkts zum Lastschwerpunkt hin unterstützen.