DE2028088A1

DE2028088A1 - Verfahren zur Herstellung von unterirdischen Sperrwänden aus Stahlbeton für Tiefbauwerke und Spann-Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2028088A1
Application number: DE19702028088
Authority: DE
Inventors: Nicolö Mailand Jurina (Italien)
Original assignee: Icos-Veder Grundbau Gesellschaft mbH, Salzburg (Österreich)
Priority date: 1969-06-11
Filing date: 1970-06-08
Publication date: 1970-12-23
Also published as: FR2045968A1; BE737510A; AT317784B; GB1284753A; CH501111A; DE7021646U; ES370530A1; US3760594A; CA921268A; NL6912415A

Description

ICOS-UEDER GRUNDBAU GESELLSCHAFT IYlBH IW SALZBURG (ÖSTERREICH)

Verfahren zur Herstellung von unterirdischen Sperrwänden

aus Stahlbeton für Tiefbauwerke und Spann-Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von unterirdischen Sperrwänden für Tief bauwerke - beispielsweise von Wänden zur Baugruben-Umschließung, für Unterführungen, U-Bahn- -Tunnels, Tiefgaragen oder dgl. -, aus Stahlbeton, wobei ein, im anstehenden Untergrund ausgehobener li/andschlitz nach Einsenkung einer metallenen Bewehrung direkt ausbetoniert wird; sie betrifft ferner eine Spann-Vorrichtung für solche Sperrwände zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei Tiefbauwerkan verschiedener Art werden vor Ausschachtung der Baugrube in den gewachsenen Boden bzw. in den anstehenden Untergrund Sperrwände - sogenannte ' Schlitzu/ände' - eingezogen, welche an der später entstehenden Baugrube - U-Bahn-Tunnel oder dgl. - den seitlich anstehenden Boden abstützen sowie unterirdische Grundwasser-Strömungen unterbinden sollen und auUerdem als Gründung dienen.

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Bei Herstellung derartiger unterirdischer Sperrwände wird zuerst ein Graben von gewünschter Tiefe und Breite im allgemeinen in Gegenwart von Bentonit-Suspension ausgehoben und dann mit Beton, Asphalt-Beton oder anderem aushärtendem Baumaterial verfüllt, luobei die natürlichen Seitenwände des Grabens direkt als Schalung dienen. In aolchen Sperrwänden werden nun durch die auftretenden Belastungen - wie vor allem durch Erddruck, Wasserdruck und allenfalls auch durch die Auflast - erhebliche Spannungen hervorgerufen, so daß die Sperrwände zur Erzielung der erforderlichen Festigkeit häufig in Stahlbeton-Bauweise ausgeführt werden, wobei die metallbewehrung zweckmäßig als steifer Bewehrungskorb ausgebildet sein kann - sei es aus normalem Baustahl oder auch aus solchem mit erhöhter Haftfestigkeit. Der auf die Schlitzwand wirkende Erddruck bildet sich natürlich erst zu dem Zeitpunkt aus, wenn die betreffende Baugrube, Tunnel oder dgl., welche durch die Schlitzwand gestützt werden soll, ausgehoben wird.

Die Dimensionierung der Schlitzwände - vor allem also ihre Dicke - ergibt sich nach der verlangten Festigkeit, wobei allerdings die für Beton zulässigen Grenzen der inneren Spannung eingehalten werden müssen; bei Vorhandensein großer Erddrücke kann die Spannweite der Schlitzwand durch Uerpölzungen oder Verankerungen verkleinert werden* Weitere können die Schlitzwände auch mit speziellen Querschnittsformen von hohem Trägheitsmoment auegelegt werden, wie z.B. abschnittsweise mit T-förmigem, mit H-förmigem oder auch mit bogenförmigem

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Querschnitt; auf diese Weise können auch zylindrische Schlitzwände mit kreisförmigem oder elliptischem Grundriß aufgebaut werden, wobei sich ein besonders günstiges Zusammenwirken der einzelnen UJandelemente ergibt. Bei Tiefbauuierken können jedoch die unterirdischen Sperrwände in vielen Fällen nicht nach den oben angegebenen Schemata aufgebaut warden, bei welchen die Festigkeits-Kennwerte die statischen Erforderniese vollkommen erfüllen,. - sei es aus Raummangel, aus herstellungstechniechen oder auch aus wirtschaftlichen Gründen.

Nach der Erfindung werden nun bei Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Herstellung von unterirdischen Sperrwänden die oben erwähnten Nachteile in wirksamer Weise dadurch vermieden, daG an einem steifen, metallenen Bewehrungskorb vorerst Stahl- -Drähte oder -Seile in Abständen voneinander im wesentlichen vertikal sowie in einer vorbestimmten Querlage - vorzugsweise gegen die Seite der vorgesehenen Baugrube hin ausgelenkt einzeln bzw. gruppenweise lose aufgelegt werden, daß nach Einsetzen des so bestückten Bewehrungskorbee in den Aushub für die Schlitzwand diese Stahl-Drähte bzw. -Seile mit ihrem unteren Ende an der Schlitzsohle befestigt werden, wonach dann der Beton eingegossen wird, und daß ferner nach erfolgtem Abbinden des Betons nach dem an sich bekannten Spannbeton-Prinzip die Stahl- -Drähte bzw. -Seile von oben her unter Zug gehalten werden, bis die fertige Schlitzwand nach der Seite des anstehenden Erdreiches hin eine vorbestimmte, bleibende Vorbiegung angenommen hat, wodurch schon vor Ausschachten der auf ihrer anderen Seite befindlichen Baugrube im anstehenden Erdreich ein Gegendruck

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geweckt wird.

Die bei diesem Herstellunge-l/erfahren in den lüand-Aushub einzusetzenden, metallenen Betuehrungskörbe, auf welchen die Spann-Drähte oder -Seile aufliegen, können nun in einer durchaus bekannten Weise verhältnismäßig einfach und auch sehr leicht zusammengebaut sein. Auf diesen Beiuehrungskörben werden - allenfalls auf speziellen Auflagern - die bei Aufbau der Schlitzwand vertikal zu verspannenden Stahl-Drähte oder -Seile im allgemeinen gegen die Seite der späteren Baugrube hin nach einer vorbestimmten .- vorzugsweise im wesentlichen ähnlich einer Sinuslinie gekrümmten - Linienführung aufgelegt, welche von den in dar Schlitzwand im speziellen Fall hervorgerufenen Verbiegungs-Bedingungen abhängt und in den verschiedenen Belastungs-Phasen der Schlitzwand den in den einzelnen Niveaus auftretenden Einspannungs-Bedingungen entsprechen sollen. Im einfachsten Falle warden nach Einsenken des Bewehrungskorbes in den U/and-Aushub die an diesem Träger lose anliegenden Spann- -Drähte oder -Seile mit ihrem unteren Ende an der Sohle das Wand- -Aushubes befestigt - vorzugsweise im nachher eingebrachten Beton selbst über eine bestimmte Strecke, welche einerseits zur sicheren Verankerung des Trums im-Beton ausreicht und wobei anderseits der Hauptteil der Stahl-Drähte oder -Seile nach Abbinden des Betone vom Kopfende der Schlitzwand mit der angestrebten Wirkung einer Zugspannung ausgesetzt werden kann; zur Befestigung bzw. zum Anhängen der Spann-Drähte an der Schlitzsohle können selbstverständlich auch irgendwelche geeignete, mechanische Elemente verwendet werden, welche dort beispielsweise vorher mittels separater Zement-Injektionen fixiert wurden. Diese an

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der Schlitzsohle fix verankerten Spann-Drähte oder -Seile bleiben selbstverständlich in der ausgehärteten, fertig vorgespannten Betonuiand eingegossen und sind somit verloren.

Zur Erläuterung dieses erfindungsgemäßen Herstellungs- -Verfahrens von unterirdischen Schlitzwänden udrd auf folgende überraschende Erkenntnisse hingewiesen : während der künstlich durchgeführten Vorspannung der Schlitzwand sind die im Beton auftretenden inneren Spannungen niedriger als jene, welche nach rein theoretischen Überlegungen den angewandten Biegekräften entsprechen wurden; bei solchen Schlitzwänden, bei welchen das anstehende Erdreich unmittelbar die Schalung bildet und sich daher an die Seitenfläche der Schlitzwand besonders innig anschmiegt, ergibt sich dieses erwähnte Verhalten des Betons aus der Bodenreaktion, welche der in der Schlitzwand entstehenden Vorverbiegung im Augenblick ihres Entstehens entgegenwirkt; der durph die Vorverbiegung der Schlitzwand erzeugte, gegen den anstehenden Untergrund gerichtete, horizontale Druck weckt also im Erdreich sofort einen im wesentlichen gleich großen,aber entgegengesetzten Gegendruck, durch welchen im Beton die Ausbildung von inneren Spannungen erheblich vermindert bzw. allenfalls überhaupt unterbunden wird - welch* letztere sich nach Ausbildung der Vorverbiegung der Schlitzwand eben durch die algebraische Summe aus der künstlich hervorgerufenen Aktion und der wirksam gewordenen Reaktion des Bodens ergeben. Der im Beton der Schlitzwand durch diese vertikale Vorspannung entstehende Zustand kann also etwa derart definiert werden, daß im Beton -

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in der Phase der entstehenden horizontalen Vorverbiegung in den verschiedenen Tiefen der Schlitzwand innere Spannungen aufgespeichert werden, welche dann in der anschließenden Phase der Ausschachtung der Baugrube nach und nach mit dem Auftreten des tatsächlichen Erddruckes freigemacht werden, wobei die gesamte erdseitige Oberfläche der Betonwand dauernd unter Druckspannung bleibt. Weil die Schlitzwand während des Aufbaues der horizontalen Vorverbiegung noch ,beiderseits vollständig im Erdreich eingeschlossen ist - kann die Vorverbiegung selbst auch in der U/eise ausgelegt werden, daß an beiden Oberflächen der Schlitzwand eine entsprechende Bodenreaktion auftritt; dadurch können in verschiedenen Tiefen der Schlitzwand an jeder einzelnen Stelle innere Spannungen derart dosiert werden, daß sie durch Hinzuzählung des während der Ausschachtung der Baugrube entstehenden, aktiven, äußeren Erddruckes beliebige, vorbaetimmte Werte annehmen können, welche selbstverständlich innerhalb der Sicherheitsgrenzen des Betons liegen müssen; während der einzelnen, aufeinanderfolgenden Bauphasen steht also die Betonuiand entlang ihrer gesamten Fläche stets unter Druck und reagiert daher als Ganzes.

Die zur Durchführung dieses Herstellungs-Verfahrens von unterirdischen Sperruiänden bestimmte Spann-Vorrichtung kann erfindungsgemäß derart ausgebildet sein, daß einerseits der vorbereitete Aushub für die Schlitzwand an der Seite der späteren Baugrube abschnittsweise T-förmig profiliert ist bzu/. dort vertikale Ausbuchtungen angebracht sind und daß anderseits der Bewehrungskorb mit in diese Ausbuchtungen eingreifenden Querstegen versehen ist, an welchen die Spann-Drähte oder -Seile anliegen.

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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der zur Durchführung des beschriebenen Herstellunga-Verfahrens dienenden Spann-Vorrichtung ist nun die Anordnung so getroffen, daß die am Bewehrungskorb anliegenden Spann-Drähte oder -Seile in rohrförmigen Führungshüllen lose eingezogen und an der Sohle des Uiand-Aushubes an dort verankerten, mechanischen Halterungen, beispielsweise an Gewinden, Haken, Klauen oder dgl., befestigt sind - vorzugsweise lösbar, so daß nach Fertigstellung der vorgespannten Schlitzwand die Spann-Drähte oder -Seile aus den mit einbetonierten Führungsrohren wieder herausziehbar sind. Diese Führungsrohre mit den lose eingezogenen Spann-Drähten oder -Seilen können an sich einadrig ausgebildet sein. Als Spann-Drähte oder -Seile - welche also nach Erfüllung ihrer Aufgabe, nämlich der Erzielung einer stationären Vorverbiegung der Schlitzwand wiedergewonnen werden können - können somit Stähle von hoher Qualität mit besonders guten Feetigkeitseigenechaften verwendet werden, wie beispielsweise Stahlsaiten oder anderer gleichwertige Stahl-Typen.

Bei einer anderen vorteilhaften Variante der Spannvorrichtung sind.die Führungerohre mit den lose eingezogenen Spann-Drähten oder -Seilen als unten verbundene Schleifen ausgebildet, wobei einerseits jede Rohrschleife mit ihrem unteren Ende an der Sohle des Wand-Aushubes - sei es an einem Quersteg des Bewehrungskorbes selbst, sei es an einem separaten, ortefest verankerten Halteglied - befestigt ist sowie anderseits der Spann-Draht bzw. das -Seil mit beiden, aus der Schlitzwand oben' vorstehenden, freien Enden an ein Zug— -Aggregat angeschlossen ist. Bei dieser zweispurigen Anordnung

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sind vorzugsweise die am Bewehrungskorb an je zwei benachbarten Verspannungs-Stellen anliegenden Führungsrohre mit den lose eingezogenen Spann-Drähten oder -Seilen zu einer Rohrschleife verbunden. Bei dieser Ausbildung der Spannvorrichtung mit zweispurig verlegten und mit einer unteren Schleife verbundenen Führüngsrohren können in besonders einfacher Weise die eingezogenen Spann-Drähte oder -Seile nach Erfüllung ihrer Spann-Funktion zu einer neuerlichen Verwendung wiedergewonnen werden.

Bei dieser Ausführungsform der Spann-Vorrichtung mit in Führungerohre eingezogenen Spann-Drähten oder -Seilen können beispielsweise auf dem Bewehrungskorb vor seinem Einsatz in den Uland-Aushub gleich die fertig adjustierten Kabel - also die Führungsrohre mit den eingezogenen Spann-Drähten oder -Seilen - aufgelegt bzw. befestigt werden. Es können aber auch zweckmäßig auf dem Bewehrungskorb vorerst nur die leeren einadrigen oder schleifenförmigen Führungsrohre befestigt und erst nach Abbinden des Betons in die mit einbetonierten Führungsrohre die Spann-Drähte oder -Seile eingeführt werden» welch¹ letztere bei einadriger Anordnung mit ihren) unteren Ende an der Sohle der Schlitzwand lösbar befestigt werden. In diesem zweiten Falle können - bei einadriger Anordnung - die Stahl-Drähte oder -Seile mit ihren unteren Enden an der Schlitzsohle entweder mittels Zement-Injektionen fix verankert oder aber an geeigneten mechanischen Befestigungs-Gliedern lösbar verbunden werden.

Bei den hier beschriebenen Spann-Vorrichtungen für in Spannbeton-Bauweise hergestellte, unterirdische Sperrwände kann die

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Verspannung der in der Sperru/and eingebrachten Stahl-Drähte bzw. -Seile in rationeller lUeiee dadurch erfolgen, daß am Kopfende der Schlitzwand die oben vorstehenden Enden von mehreren benachbarten Spann-Drähten oder -Seilen in je einem gemeinsamen Träger befestigt und mittels desselben- an einem - vorzugsweise hydraulisch betätigten - Zug-Aggregat angebracht sind. Die speziellle Ausbildung und Anordnung der Zug-Aggregate wird im Einzelfall selbstverständlich den vorhandenen Baubedingungen und Arbeitsbedingungen angepaßt. Im übrigen können an der unterirdischen Stahlbetonu/and in den verschiedenen Phasen des Ausschachtens der'Baugrube bztu. unter zeitbedingten Belastungsverhältnissen die in der Schlitzwand eingesetzten Stahl-Drähte oder -Seile durch Wiederaufnahme der Zug-Spannung derselben auch wiederholt bzw. temporär ausgesetzt werden. Schließlich können nach Fertigstellung der unterirdischen Sperrwand - d.h., wenn die Betonstruktur die vorgesehenen normalen Belastungen aufnehmen'soll die in die Führungshüllen eingesetzten Stahl-Drähte oder -Seile aus hochwertigem Stahl dauernd mit der Betonmasse verbunden werden - und zwar durch zwischen die Führungsrohre und die eingezogenen Stahl-Drähte' eingebrachte Zement-Injektionen -, wodurch die ständige Aufrechterhaltung der gewünschten Vorverbjegung der Schlitzwand gewährleistet ist.

Beim Aufbau der erfindungsgemäß ausgerüsteten, unterirdischen Sperrwände werden sowohl die in der modernen Tiefbau- -Technik gestellten hohen Anforderungen in befriedigender UJeiee erfüllt als außerdem auch zahlreiche, bedeutende Vorteile erzielt

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- nämlich» der ausgehobene lüandschlitz kann enger und damit der widerstandleistende Querschnitt kleiner sein; die in der Betoniuand eingesetzte Stahlbewehrung ist leichter dimensioniert und kann weitgehend reduziert werden; die in der Schlitzwand bei einfacher Stahlbetonweise auftretenden Spannungen werden wesentlich vermindert bzw. überhaup-t ausgeschaltet - insbesondere die Zug-Spannungen, was besonders bei Dichtungswänden wichtig ist, welche aggressiven Wässern ausgesetzt sind; gegenüber den konventionellen Stahlbetonwänden wird also eine wesentlich rationellere Bauweise und erhebliche Herabsetzung der Baukosten erreicht; darüber hinaus kann die Verwendungsmöglichkeit solcher unterirdischer Sperrwände auch auf Bauwerke ausgedehnt werden, die bisher technisch sehr schwierig bzw. unwirtschaftlich waren oder aber praktisch überhaupt nicht verwirklicht werden konnten.

In der Zeichnung sind zur E_rläuterung des erfindungsgemäSen Verfahrens zur Herstellung von unterirdischen Sperrwänden von Tiefbauwerken drei Ausführungsbeispiele von nach demselben aufgebauten Schlitzwänden veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine solche Schlitzwand mit bereits ausgeschachteter Baugrube (S)

- im vertikalen' Querschnitt! wobei ein einadriges Verspannungsseil und eine zweispurige Anordnung dt selben mit unterer Verbindungsschleife in Deckung übereinander eingezeichnet sind; Fig. 2a und 2b je einen horizontalen Querschnitt durch eine einfache Schlitzwand bzw. durch eine solche mit abschnittsweise T-förmiger Profilierung des Uiandauehubes sowie des Bewehrungskprbee; und schließlich Fig. 3a, 3b und 3c verschiedene Diagramme zur Erläuterung des Spannungeverlaufes in der Betoniuand während der einzelnen Phasen J.bEBt ,Baansaxuqhung.

Bei dar in Fig. 1 und 2 in beiden Hauptschnitten dargestellten Anordnung ist in einem, im gewachsenen Boden Q ausgehobenen, durchgehenden (Handschutz eine Sperrwand 1 aus Stahlbeton eingezogen, welche an der später ausgeschachteten Baugrube 5 den an der Seitenwand anstehenden Boden abstützen bzut. den dort auftretenden Erddruck T aufnehmen soll und außerdem zur Verhinderung des Einströmens von Grundwasser dient. Die in dieser Schlitzwand eingesetzte Bewehrung besteht aus einem steifen Korb 2 aus Baustahl, an welchem an der Seite der Baugrube S eine Schar von vertikalen Stahl-Drähten oder -Seilen 3 in annähernd gleichen Abständen - zuteckmäSg an entsprechend vorbereiteten Auflagestellen - in einer vorbestimmten, gegen die Baugrube S hin ausgelenkten Querlage aufgelegt sind. Bei der hier dargestellten Ausführungeform sind nun diese Spann-Stähle 3 in einem Führungsrohr 4 lose eingezogen, welches seinerseits an den Auflagestellen des Bewehrungskorbes 2 in der vorgegebenen Krümmungslage befestigt sein kann und auch nach dem .Abbinden des Betons den unter vertikaler Zug-Spannung stehenden Stahl-Drähten 3 eine Gleitbewegung in Längsrichtung ermöglicht.

Im einfachsten Falle sind nun die einzelnen Spann-Drähte oder -Seile 3 mit ihrem unteren Ende an der Sohle des IL'and- -Aushubes in dort verankerten Haltegliedern 5 von konventioneller Bauart - beispielsweise in Gewindeteilen, Haken, Klauen oder dgl. - befestigt, sei es nun fix oder auch lösbar; weiters sind die vertikalen Spann-Stähle 3 auf der Kröne der Schlitzwand in einstellbaren Haltern oder Trägern 6 befestigt, mittels welcher die Spann-Stähle nach Abbinden des eingegossenen Betons unter Zug-Spannung gehalten werden; durch diese longitudinals Verspannung

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der Spann-Stähle 3 wird im u/eiteren l/erlauf in der fertig ausgehärteten Betonwand 1 eine vorbestimmten bleibende Vorverbiegung gegen das anstehende Erdreich Q hin ,erreicht und durch den dadurch entstehenden, horizontalen Druck P dort ein entsprechender Gegendruck T geweckt. Die Spann-Stähle 3 können nun dieser Zug-Kraft entweder dauernd oder auch temporär unterworfen werden, d.h. bis zur ausreichenden Verfestigung des Betons bztu. bis nach abgeschlossener Lastaufnahme der Sperru/and durch überdeckung der ausgeschachteten Baugrube S, beispielsweise eines U-Bahn-Tunnels; während der verschiedenen Bauphasen können diese den Spann-Stählen 3 auferlegten Zug-Spannungen selbstverständlich auch in Anpassung an die jeweiligen Oruckv/erhältnisse und Belastungsbedingungen verändert werden. Eine stationäre Befestigung der Spann-Stähle 3 an ihrem unteren Ende kann auch durch Einbetonieren an der Schlitzsohle durchgeführt werden

- beispieleweise durch nach Einsenken des Bewehrungekorbes 2

in den windschutz eingebrachte, zusätzliche Zement-Injektionen. Bei in Führungsrohren 4 eingezogenen Spann-Stählen 3 kommt

- wie bereite erwähnt - auch eine lösbare Befestigung derselben an der Schlitzsohle in Betracht, so daß hierfür auch hochwertige Stähle mit optimalen Festigkeitseigenschaften verwendet werden können, welche dann nach Fertigstellung dar vorgespannten Schlitzwand 1 mit den mit einbetonierten Führungsrohren herausgezogen und so für neuerliche Verwendungen wiedergewonnen werden können.

Fig. 1 zeigt weitere eine besonders vorteilhafte Ausführungs- ' form dee Verspannunge-Systeme, bei welcher die Führungerohre-4

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mit den lose eingezogenen Spann-Stählen 3 als unten zusammenhängende Schleifen ausgebildet sind und jedes solches zweispurige Führungsrohr 4-4 mit seiner unteren Rohrschleife 4', u/ia strichliert angedeutet, an der Sohle des Uiand-Aushubes befestigt ist - sei es entweder an einem ortsfest verankerten Halteglied 5 oder an einem Quersteg des Bewehrungskorhes 2 selbst} vorzugsweise sind dabei je zwei vertikale, an benachbarten Verspannungs-Stellen des Beiuehrungskorbes 2 anliegende Führungsrohre 4 zu einer U-förmigen Rohrschleife verbunden} bei dieser Anordung können die in den Führungsrohren 4 befindlichen Spann- -Stähle 3 nach Abschluß der Vorspannung in besonders einfacher Weise wieder gezogen werden.

In Fig. 2b ist eine Variante der Schlitzwand im horizontalen Querschnitt dargestellt, bei welcher einerseits der liiand-Aushub an der Seite der späteren Baugrube S abschnittsweise T-förmig profiliert und anderseits der, eingesetzte Bewehrungskorb 2 mit in diese Ausbuchtungen 1' eingreifenden Querstegen 2' versehen ist, an welchen die vertikalen Spann-Stähle 3 - vorzugsweise gruppenweise - anliegen; bei dieser speziellen Ausbildung können die vertikalen Spann-Stähle 3 in einem weiteren Bogen ausgelegt und somit für die unter Zug-Spannung stehenden Stähle eine größere, innere Hebelwirkung erreicht werden.

In Fig. 3a ist links eine in konventioneller Stahlbeton- -Bauwsise hergestellte Sperrwand im waagrechten Querschnitt veranschaulicht - und rechts das zugehörige Spannungs-Diagramm dargestellt, welches den Verlauf der nach erfolgtem Aushub der

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anschließenden Baugrube in der Sperrwand auftretenden Spannungen zeigt; in dieser Betonwand wird die an das anstehende Erdreich anschließende Druckzone &* durch die neutrale Linie 7 von der

- an sich breiteren - Zugzone ö³ getrennt, in weich¹ letzterer βomit nur die metallbewehrung 8 wirkt.

In den beiden Fig. 3b und 3c sind nun für eine nach dem erfindungsgemäßen l/erfahren vorgespannte Sperru/and, welche mit einer seitlichen, gegen das anstehende Erdreich gerichteten Uorverbiegung versehen ist, die darin auftretenden Spannungsverhältnisse veranschaulicht; Fig. 3b zeigt für eine solche Schlitzwand - welche nach Abbinden des Betons den durch die gespannten Stahl-Drähte 3 aufgebrachten Kräften unterworfen ist - im linken Diagramm fll den Spannungsverlauf über die Stärke der Schlitzwand; im mittleren Diagramm fll¹ ist der Verlauf derjenigen Spannungen angegeben, welche in der Schlitzwand durch den infolge ihrer seitlichen Vorverbiegung im Erdreich geweckten Gegendruck hervorgerufen werden; durch überlagerung bzw. Addition der beiden Spannungewerte If) + ItI¹ an jeder Stelle des Querschnittes entsteht nun das Spannungs-Diagramm fll.., gemäß welchem über den gesamten Querschnitt der Schlitzwand

- wie ersichtlich - nur Druckkräfte <a auftreten;

schließlich zeigt Fig. 3c den während der Phase der Ausschachtung der anschließenden Baugrube in der Sperrwand auftretenden Spannungeverlauf ι ausgehend von dem in Fig. 3b angegebenen

Summen-Diagramm IYI₁ - durchwegs mit Druckspannungen </

ι c

tritt bei beginnender Ausschachtung der Baugrube nach und nach der volle Erddruck in E_rscheinung> welcher nunmehr über die

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Stärke der Schlitzwand die im mittleren Diagram ifl¹' angegebenen

die
Spannungen erzeugt{/überlagerung dieser beiden Spannungen RL + HH¹¹ ergibt das Diagramm flU , welches im Vergleich zu dem Ausgänge-Diagramm (IL zwar den entgegengesetzten Verlauf über die Wandstärke hat, wobei aber auch wieder insgesamt Druckspannungen σ vorhanden sind. Die Kombination der beiden in Fig. 3b und 3c gezeigten mittleren Diagramme IYl' und IYl¹¹ ergibt den totalen Effekt des im anstehenden Boden auftretenden Erddruckes.

Gegenüber unterirdischen Sperrwänden aus üblichem Stahlbeton werden bei Verwendung von nach dem erfindungsgemäQen Verfahren hergestellten Sperrwänden mit seitlicher Vorverbiegung folgende erhebliche Vorteile erzielt s bei gleichbleibender Wandstärke kann das Widerstandsmoment auf mehr als den doppelten liiert erhöht werden; weiters kann neben einer Wand von vergleichbarer Stärke eine wesentlich tiefere Baugrube - bis Über 50 % tiefer ausgehoben werden; bei Schlitzwänden mit speziellen Profilierungen ihres Querschnittes können diese beiden liierte - Widerstandsmoment bzw. Bautiefe .- noch weiter erhöht werden} anderseits werden-bei gleichbleibender Tiefe der Baugrube durch Wegfall der inneren Ab&tützungen oder Verankerungen erheblich bessere Arbeitsbedingungen geschaffen. In jedem Falle wird die Anzahl der an .der Schlitzwand anzubringenden Stützen, Verpölzungen usw. erheblich vermindert. Weil in der Betonwand über die gesamte Stärke ausschließlich Druckspannungen und keine Zugspannungen mehr auftreten, sind Rißbildungen ausgeschlossen und somit die Undurchlässigkeit der Betonwand gegen aggressive Wässer gewährleistet. Schließlich wird auch durch Verwehdung der flexibleren

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und leichteren Spann-Stähle der Einbau der Bewehrungen wesentlich vereinfacht und erleichtert;; vor allem können auch bei sehr tiefen Schlitzujänden die in den flushub einzubringenden, durchgehenden flexiblen Spann-Stähle, -Drähte oder -Seile von Vorratsrollen kontinuierlich abgewickelt werden, wodurch auch in niedrigen Räumen - beispielsweise in Kellern oder sonstigen Objekten mit beschränkter Bauhöhe - unbehindert gearbeitet werden kann.

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Claims

-YT-

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Herstellung von unterirdischen Sperrwänden für Tiefbauwerke - beispielsweise won Wänden zur Baugruben-■—Umschließung, für Unterführungen, U-Bahn-Tunnels, Tiefgaragen oder dgl. -, aus Stahlbeton, wobei ein, im anstehenden Untergrund ausgehobener Uiandschlitz nach Einsenkung einer metallenen Bewehrung direkt ausbetoniert wird, dadurch geksn nzeichnet , daS an einem steifen, metallenen Bewehrungskorb (2) vorerst Stahl-Drähte oder -Seile (3) in Abständen voneinander im wesentlichen vertikal sowie in einer vorbestimmten Querlage - vorzugsweise gegen die Seite der vorgesehenen Baugrube (S) hin ausgelenkt - einzeln bzw. gruppenweise lose aufgelegt werden, daß nach Einsetzen des so bestückten Bawehrungekorbee (2) in.den Aushub für die Schlitzwand (1) diese Stahl-Drähte bzw. -Seile (3) mit ihrem unteren Ende an der Schlitzsohle befestigt werden, wonach dann der Beton eingegossen wird, und daß ferner nach erfolgtem Abbinden des Betone nach dem an sich bekannten Spannbeton-Prinzip die Stahl-Drähte bzw. -Seile (3.) von oben her unter Zug gehalten werden, bis die fertige Schlitzwand (T) nach der Seite des anstehenden Erdreiches (Q) hin eine vorbestimmte, bleibende Vorbiegung (Richtung P) angenommen hat, wodurch schon vor Ausschachten der auf ihrer anderen Seite befindlichen Baugrube (S) im anstehenden Erdreich (Q) ein Gegendruck j(T> geweckt wird. ;

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«Γ -
2. Spann-Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß einerseits der vorbereitete Aushub für die Schlitzwand (1) an der Seite der späteren Baugrube (S) abschnittsweise T-förmig profiliert ist bzw. dort vertikale Ausbuchtungen (1¹) angebracht sind und daß anderseits der Bewehrungskorb (2) mit in diese

W Ausbuchtungen (1¹) eingreifenden Querstegen (2*) versehen ist, an welchen die Spann-Orähte oder -Seile (3) anliegen.
3. Spann-Vorrichtung zur Durchführung das Verfahrens gemäß Anspruch 1 bzw. nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Bewehrungskorb (2) anliegenden Spann-Drähte oder -Seile (3) in rohrförmigen Führungshüllen (4) lose eingezogen und an der Sohle des UJand-Aushubea (1; 1-1') an dort verankerten, mechanischen Halterungen (5), beispielsweise an Gewinden, Haken, Klauen

b oder dgl., befestigt sind -' vorzugsweise lösbar, so daß nach Fertigstellung der vorgespannten Schlitzwand (1) die Spann-Drähte oder -Seile (3) aus den mit einbetonierten Führungsrohreri (4) wieder herausziehbar sind.
4. Spann-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungerohre (4) mit den lose eingezogenen Spann-Drähten oder -Seiisn (3) einadrig ausgebildet sind.

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5. Spann-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre (4) mit den lose eingezogenen Spann-Drähtan oder -Seilen (3) als unten verbundene Schleifan auegebildet sind und daß einerseits jede Rohrschleife (4-4) mit ihrem unteren Ende (A¹) an der Sohle des Uiand-Aushubes (1; 1-1') - sei ea an einem Quersteg des Beiuehrungekorbee (2) selbst, sei es an einem separaten, ortsfest verankerten Halteglied (5) befestigt ist sowie anderseits der Spann-Draht bzw. das -Seil (3) mit beiden, aus der Schlitzwand (1) oben vorstehenden, freien Enden an ein Zug-Aggregat angeschlossen ist.
6. Spann-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die am Bewehrungskorb (2) an je zuiei benachbarten Verspannungs-Stellen anliegenden Führungerohre (4) mit den lose eingezogenen Spann-Drähten oder -Seilen (3) zu einer Rohrechleife (4-4) verbunden sind.
7. Spann-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem im UJand-Auehub (1; 1-1') eingesetzten Bewehrungskorb (2) vorerst nur die einadrigen oder schleifenförmigen Führungsrohre (4) in der vorbestimmten Lage befestigt sind und daß erst nach Abbinden des Betons in die mit einbetonierten Führungerohre (4) die Spann-Drähte oder -Seile (3) eingeführt werden, welch¹ letztere bei eina^driger Anordnung mit ihrem unteren Ende an der Sohle der Schlitzwand (1) lösbar befestigt werden.

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8. Spann-Vorrichtung nach einem dar Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopfende der Schlitzwand (1) die oben vorstehenden Enden won mehreren benachbarten Spann-Drähten oder -Seilen (3) in je einem gemeinsamen Träger befestigt und mittels desselben an einem - vorzugsweise hydraulisch betätigten Zug—Aggregat angebracht sind.

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