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Die Erfindung betrifft eine modulare Fertigteilstützwand zur Anordnung auf einem Betonfundament und eine aus den Elementen der Fertigteilstützwand hergestellte Stützmauer.
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Innerhalb des bekannten Standes der Technik existieren zahlreiche Verfahren, eine Stützmauer zur Erdabstützung zu erstellen. Zum einen besteht die Möglichkeit, Betonstützmauern direkt auf der Baustelle am vorgesehenen Standort zu gießen. Dazu sind umfangreiche Schalungs-, Armierungs- und Gießarbeiten vor Ort notwendig. Der Aufbau einer solchen Vollbetonstützmauer ist arbeitsintensiv, teuer und zeitaufwändig. Zum anderen besteht die Option, Betonstützmauern aus industriell vorgefertigten Bauelementen am Standort zu errichten. Dazu werden in der Regel vorgefertigte armierte vertikale Betonwände mit vorgefertigten oder vor Ort erstellten säulenartigen Betontragelementen verbunden, die mit dem unteren Ende in das Erdreich eingelassen und häufig noch mit vom oberen Ende ausgehenden Bodenankern im Erdreich verankert werden. Eine derartige Art des Aufbaus einer Stützmauer ist wirtschaftlicher und schneller als das Gießen von Stützmauern vor Ort. Bei der Verwendung von Bodenankern hinter der Betonstützmauer sind jedoch spezielle Techniken notwendig, die besondere Fachleute erfordern. Vorgesehene Bodenanker verteuern die Kosten für eine Stützmauer wesentlich.
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Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit vorzuschlagen, eine Stützwand aus industriell vorgefertigten Betonbauelementen am Aufstellungsort schnell, einfach und kostengünstig zu erstellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine modulare Fertigteilstützwand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Betonstützmauer mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweiligen rückbezogenen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die erfindungsgemäße modulare Fertigteilstützwand weist mindestens ein vertikal anordenbares armiertes tafelförmiges Wandelement aus Beton zur Erdabstützung auf, mit mindestens einem senkrecht zum Wandelement vertikal anordenbaren, einen zentralen Hohlraum aufweisenden, mit Ortbeton ausfüllbarem und mit dem Wandelement verbindbaren Wandhalteelement aus Stahlbeton zur Abtragung von Horizontalkräften. Das mindestens eine Wandelement mit dem mindestens einen Wandhalteelement ist konfiguriert zur Anordnung auf einem Betonfundament. Das Wandelement kann als Massiv- oder Hohlwandelement ausgebildet sein und unterschiedliche Länger und Höhen aufweisen. Dabei kann die Unterkante des Wandelementes rechtwinkelig und/oder in einem anderen Winkel zu den Seitenkanten angeordnet sein und sich geradlinig oder abgestuft zwischen den Seitenkanten des Wandelementes erstrecken. Die Oberkante kann beliebig geformt und angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die tafelförmigen Wandelemente in Neigungsrichtung eines Hanges anzuordnen sind. Das Wandhalteelement ist in der Höhe an das Höhenmaß des Wandelementes angepasst. Seine Höhe beträgt typisch 30 bis 40 cm weniger als die Höhe des Wandelementes. Die Länge des Wandhalteelementes ist von der Höhe des Wandelementes abhängig, seine Breite ist vorzugsweise bei allen vorgesehenen Varianten gleich.
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Das Wandhalteelement, das einen mit Ortbeton ausfüllbaren Hohlraum aufweist, ist vorzugsweise als zumindest oben offene zweischalige Betonhohlwand ausgebildet, deren Schalen mittels einer Bewehrung miteinander verbunden sind. Die Wandelemente weisen spezielle streifenförmige Verbindungsbereiche für die Wandhalteelemente auf. Diese können an beliebigen Stellen der Wandelemente vorgesehen sein und erstrecken sich in vertikaler Richtung derart, dass die Wandhalteelemente zumindest unten und oben an einem solchen Wandelement befestigt werden können. Damit kann zur Abstützung eines Wandelementes eine entsprechende Anzahl von Wandhalteelementen verwendet werden. Die Verbindungsbereiche der Wandelemente können direkt an den vertikalen Rändern der Wandelemente oder in einem geeigneten Abstand dazu angeordnet sein. Die Wandelemente mit ihren mindestens einem Wandhalteelement sind in Längsrichtung aneinander anreihbar, so dass Betonstützmauern unter Verwendung von gleich oder unterschiedlich langen Wandelementen in beliebiger Länge errichtbar sind.
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Vorteilhafterweise weisen die Verbindungsbereiche der Wandelemente von der Flachseite abstehende Anschlussbewehrungselemente auf. Die Anschlussbewehrungselemente sind vorzugsweise an den beiden vertikalen Rändern der Wandelemente angeordnet und weisen zu den entsprechenden vertikalen Kanten der Wandelemente einen typischen Abstand von mehreren Zentimetern auf. Die Anschlussbewehrungselemente setzen sich im Innern der Wandelemente vorzugsweise in Längsrichtung der Wandelement fort.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fertigteilstützwand ist das Wandhalteelement auf der der Erdlast zugeordneten Stirnseite geschlossen ausgebildet und weist auf der dem Wandelement zugeordneten Stirnseite mindestens eine Durchtrittsöffnung zum Verbinden mit den Wandelement auf. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Durchtrittsöffnung sich über die gesamte Höhe und Breite des Hohlraums erstreckt – somit das Wandhaltelement U-förmig ausgebildet ist –, oder die Stirnseite eine Wand mit einer Anzahl von Durchtrittsöffnungen für die von dem Wandelement herausragenden Anschlussbewehrungselemente aufweist.
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Vorzugsweise ist der Hohlraum bzw. sind die Durchtrittsöffnungen zu dem Hohlraum des Wandhalteelementes mit einer Breite ausgeführt, die gegenüber dem Abstand von benachbarten Anschlussbewehrungselementen von aufeinander folgenden Wandelementen größer ausgebildet ist. Somit können sich die von dem Wandelement abstehenden Anschlussbewehrungselemente durch die mindestens eine Durchtrittsöffnung in den Hohlraum der Wandhalteelemente erstrecken, wenn die Wandhalteelemente mit der die Durchtrittsöffnung aufweisenden Stirnseite an den Verbindungsbereichen der Wandelemente mit den dort angeordneten Anschlussbewehrungselementen in Anlage sind. Durch Ausgießen des Hohlraumes sowie der Durchtrittsöffnung mit Ortbeton kann eine dauerhafte und horizontal lastabtragende Verbindung zwischen dem Wandelement und dem Wandhalteelement geschaffen werden.
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Bei einer begünstigten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine zur Verbindung mit dem Wandelement vorgesehene Wandhalteelement unten offen, so dass sich über das Betonfundament vorstehende Bewehrungselemente bis in den Hohlraum des Wandhalteelementes erstrecken, sobald das Wandhalteelement auf dem Betonfundament angeordnet wird. Beim Ausfüllen des Hohlraums mit Ortbeton wird das Wandhalteelement nicht nur scher- und zugfest über die Anschlussbewehrung mit dem Wandelement verbunden, sondern auch schubfest über die von unten in den Hohlraum hineinragenden Anschlussbewehrungselement mit dem Betonfundament. Durch sein Gewicht nach dem Ausgießen ist das Wandhalteelement zudem äußerst standfest.
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Um eine ausreichende Lastabtragung von horizontalen Erdlasten in das Erdreich zu ermöglichen, weist das mindestens eine Wandhalteelement eine Länge auf, die 40 bis 50% der Höhe des zugeordneten Wandelemente entspricht. Die Breite des Wandhalteelementes beträgt typischerweise zwischen 30 und 50 cm. Sie ist jedoch variierbar. Es ist selbstverständlich, dass die Länge und die Breite der Fundamentstreifen des Betonfundamentes an die entsprechenden Maße des Wandhalteelementes anzupassen sind, so dass sich das Wandhalteelement mit seiner Unterseite vollständig auf dem Betonfundament abstützen kann. Vorzugsweise ermöglicht die Länge der Fundamentstreifen auch die Aufsage der seitlichen Ränder der Wandelemente. Dabei kann das Wandelement ein Massivbetonwandelement oder ein mit Ortbeton ausgießbares Hohlwandelement mit oder ohne sichtseitigen Natursteinverbund auf der dem Erdreich abgewandten Flachseite.
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Die erfindungsgemäße Betonstützmauer ist aus einer modularen Fertigteilstützwand mit einzelnen oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmalen hergestellt. Demnach weist sie zumindest ein vertikal anordenbares armiertes tafelförmiges Wandelement aus Beton zur Erdabstützung mit mindestens einem vertikal anordenbaren, einen zentralen Hohlraum aufweisenden, mit Ortbeton ausfüllbaren, mit dem Wandelement quer verbindbaren Wandhalteelement aus Stahlbeton zur Abtragung von Horizontalkräften in das Erdreich auf. Die modulare Fertigteilstützwand ist konfiguriert zur Anordnung auf einem Betonfundament. Das mindestens eine Wandelement und das mindestens eine zugeordnete Wandhalteelement stehen auf dem Betonfundament auf. Das Wandhalteelement stützt sich mit seiner Unterseite vollständig auf dem Betonfundament ab, während das Wandelement vorzugsweise nur im Bereich des Wandhalteelementes an dem Betonfundament in Anlage ist. Zweckmäßigerweise ist das Wandelement mit Ortbeton ausgefüllt, um einerseits dessen Masse zu vergrößern und andererseits eine innige Verbindung mit den Bewehrungen des Betonfundamentes und der Anschlussbewehrung des Wandelementes auf einfache Art herzustellen.
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Vorzugsweise ist das Betonfundament als Streifenfundament ausgebildet, dessen Fundamentstreifen in einem der Länge der Wandelemente entsprechenden Raster angeordnet sind. Die Fundamentstreifen erstrecken sich parallel zueinander, zumindest mit annähernd fluchtenden Vorderkanten. Auf dem Streifenfundament werden die Wandelemente quer zur Längsrichtung der Fundamentstreifen nahe der vorderen Kanten und die Wandhalteelemente in Längsrichtung der Fundamentstreifen angeordnet, dass die offene Stirnseite des Wandhalteelementes an der zur Abstützung des Erdreichs vorgesehenen Flachseite in Anlage ist.
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Die vorstehend spezifizierte Betonstützmauer kann auf folgende Weise hergestellt werden:
- • Fertigen und Bereitstellen mindestens eines vertikal anordenbaren armierten tafelförmigen Wandelementes aus Beton, mit an den vertikalen Rändern angeordneten winklig von der Flachseite abstehenden Anschlussbewehrungselementen;
- • Fertigen und Bereitstellen mindestens eines einen zentralen aufweisenden, unten offenen, an der der Erdlast zugeordneten Stirnseite geschlossenen und auf der dem Wandelement zugeordneten Stirnseite mindestens eine Durchtrittsöffnung für die von dem Wandelement abstehenden Bewehrungselemente aufweisenden Wandhalteelementes aus Stahlbeton;
- • Erstellen von Fundamentstreifen mit nach oben vorstehenden Bewehrungselementen, in einem Raster entsprechend der Länge der Wandelemente; und
- • Anordnen der Wandelemente und der Wandhalteelemente orthogonal zueinander aufstehend auf dem Fundamentstreifen des Streifenfundaments und Befestigen der Wandhalteelement an den Wandelementen und den Fundamentstreifen durch Auffüllen der Wandhalteelemente mit Ortbeton.
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Dabei werden beispielsweise bei einer aus mehreren Wandelementen zusammengesetzten Betonstützmauer die Wandhalteelemente an zwei stoßenden Rändern von benachbarten Wandelementen, die beiden Ränder und die an den Rändern aus dem jeweiligen Wandelement hervortretenden Anschlussbewehrungselemente gemeinsam übergreifend angeordnet. Somit werden die beiden aufeinanderfolgenden Wandelemente indirekt über das Wandhalteelement miteinander sicher verbunden. Zudem können an den freien Rändern von äußeren Wandelementen die Wandhalteelemente bündig oder rückstehend bezüglich der entsprechenden Kante des Wandelementes, die abstehenden Bewehrungselemente aufnehmend, angeordnet werden. Des weiteren ist es günstig, seitlich vor und/oder hinter dem mindestens einen Wandelement der erfindungsgemäßen Betonstützmauer Frostschutzkies aufzuschichten, um Frostschäden zu verhindern. Die Frostschutzkiesschicht kann sich bis unterhalb des jeweiligen Wandelementes erstrecken.
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Die Vorteile der Erfindung liegen in der industriellen kostengünstigen Vorfertigung der Wandelemente und der Wandhalteelemente und der einfachen Verbindung miteinander und mit den Betonfundamenten am Aufstellungsort. Die Betonstützmauer kann schnell und einfach am Erstellungsort ohne spezielle Fachkräfte erstellt werden. Zudem entfallen Schalungs- und Entschalungsarbeiten. Weiterer Vorteil ist, dass die vorgeschlagene Betonstützmauer bereits kurze Zeit nach der Erstellung hinterfüllt werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung. Die einzelnen Merkmale der Erfindung können für sich allein oder zu mehreren bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Betonstützmauer, hergestellt aus Wandelementen und Wandhalteelementen der erfindungsgemäßen modularen Fertigteilstützwand;
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2 die Betonstützmauer aus 1 in einer vertikalen Längsschnittdarstellung im Bereich eines Wandhalteelementes, mit Blickrichtung senkrecht zu der Flachseite des Wandhalteelementes;
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3 die Betonstützmauer aus 1 in einer horizontalen Querschnittsdarstellung im Bereich des Wandhalteelementes;
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4 das Wandhalteelement aus 2 in einer vertikalen Längsschnittdarstellung mit Blickrichtung senkrecht zu der Stirnseite des Wandhalteelementes.
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Betonstützmauer 1 in Seitenansicht, die aus Wandelementen 2 und Wandhalteelementen 3 aufgebaut ist. Die dargestellte Betonstützmauer 1 umfasst drei Wandelemente 2 und vier Wandhalteelemente 3, die auf einem Streifenfundament 4 aus Beton aufrecht stehend angeordnet sind. Das Streifenfundament 4 besteht aus vier Fundamentstreifen 5, die sich parallel zueinander in einem von der Länge der Wandelemente 2 bestimmten Raster erstrecken. Die Wandelemente 2 stehen mit vertikalen seitlichen Rändern 6 auf den Fundamentstreifen 5 auf. An den Fundamentstreifen 5 stehen auch die Wandhalteelemente 3 auf, die stirnseitig an den Wandelementen 2 in Anlage sind. Im Bereich stoßender Ränder 6 übergreifen die Wandhalteelemente 3 die beiden Ränder 6 gemeinsam, während im Bereich nicht stoßender Ränder 6 die Wandhalteelemente 3 bündig mit der äußeren vertikalen Kante 7 der Wandelemente 2 abschließen. Das Streifenfundament 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an einer seitlich abfallenden Bodenfläche 8 angeordnet, wobei die Fundamentstreifen 5 entsprechend der seitlichen Neigung der Bodenfläche 8 abgestuft angeordnet sind. Die Unterkante 9 der Wandelemente 2 ist entsprechend dem Höhenunterschied der Fundamentstreifen 5 abgestuft ausgebildet. Mindestens im Bereich zwischen den Wandhalteelementen 2 ist auf der dem stützenden Erdreich abgewandten Seite der Betonstützmauer 1 eine Frostschutzkiesschicht 10 angeordnet.
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Die 2 zeigt die Betonstützmauer 1 aus 1 in einer vertikalen Längsschnittdarstellung im Bereich eines Wandhalteelementes 3 mit Blickrichtung zur Flachseite des Wandhalteelementes. Die dargestellte Betonstützmauer 1 ist noch nicht mit Erdreich oder dergleichen hinterfüllt. Es ist zu erkennen, dass das Wandhalteelement 3 mit dem Wandelement 2 über eine Anschlussbewehrung 11 verbunden ist. Die Anschlussbewehrung 11 ist, wie der 3 zu entnehmen ist, abgewinkelt ausgebildet. Sie wurde bei der Herstellung des Wandelementes 2 aus armierten Beton mit in den Beton derart eingebettet, dass die Anschlussbewehrung 11 winkelig, insbesondere orthogonal von der die Erdlast aufnehmenden Flachseite 12 an den vertikalen Rändern 6 absteht. Die 3 zeigt außerdem, dass das Wandhalteelement 3 einen mit Ortbeton 16 ausgefüllten Hohlraum 13 aufweist, in den sich die Anschlussbewehrung 11 an einer eine Durchtrittsöffnung 14 aufweisenden Stirnseite 15 bis in den Hohlraum 13 erstreckt. Das Wandhalteelement 3 ist als zweischaliges hohles Betonwandelement vorgefertigt und nach dem Zusammenfügen mit dem Wandelement 2 mit dem Ortbeton 16 derart ausgegossen worden, dass die von der Flachseite 12 des Wandelementes 2 abstehenden Anschlussbewehrungselemente 11 vollständig in den Ortbeton 16 eingebettet sind. Das Wandhalteelement 3 ist, wie der 4 zu entnehmen ist, unten offen ausgebildet, wobei das Streifenfundament 4 mit Bewehrungselementen 17 zu sehen ist, die über die Fundamentstreifen 5 bis in den Hohlraum 13 des Wandhalteelementes 3 vorstehen. Die von dem Fundamentstreifen 5 ausgehenden Bewehrungselemente 17 sind mit in den Ortbeton 16 des Wandhalteelementes 3 eingebettet. Über das Wandhalteelement 3 ist das Wandelement 2 kraftübertragend mit dem Streifenfundament 4 verbunden.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Wandelemente 2 eine Höhe von etwa 2 m und eine Länge von etwa 4,25 m auf. Die Fundamentstreifen 5 weisen eine typische Breite von 50 cm und die Wandhalteelemente 3 eine typische Breite von 40 cm auf. Die Höhe der Wandhalteelemente 3 ist an die Höhe der Wandelemente 2 angepasst und beträgt etwa 160 cm. Die Länge des Wandhalteelementes 3 ist ebenfalls von der Größe des verwendeten Wandelementes 2 abhängig. Sie beträgt in diesem Fall etwa 100 cm. In dem Ausführungsbeispiel wird ein im Querschnitt U-förmig ausgebildetes Wandhalteelement 3 verwendet. Vor dem Ausgießen des Wandhalteelements 3 wird dieses zur Lagefixierung mit geeigneten lösbaren Haltemitteln, beispielsweise Winkeln, an den Wandelementen 2 befestigt.
