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Verfahren zur Herstellung einer Sohlitzwand Die Erfindung betrifft
ein Verfahren sur Herstellung einer Sohlitzwand mit Einbringung des Betons nach
dem Kontraktorveriahren, Das Kontraktorverfahren ist ein bei Herstellung von Unterwasserbeton
übliches Verfahren, bei dem der Beton in
die Baugrube durch über
deren Boden endende Sohüttrohre eingebracht wird. Es bildet sich dabei um das Rohrende
Jeweils ein Betonberg zunehmender Größe, der von unten nach oben hochsteigt und
dabei das Wasser verdrängt. Da der Beton von unten nachströmt, bleibt praktisch
nur die ansteigende Oberflächenschicht des Berges mit dem Wasser in Berührung, so
daß eine Ausschwämmung des darunter befindlichen Betons und damit eine Qualitätseinbuße
verhindert wird.
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Auch bei der Herstellung von Schlitzwänden hat das Kontraktorverfahren
zunehmende Bedeutung gewonnen. Dabei wird meist der Aushubboden einer Schlitzwand
durch eine thixotrope Suspension ersetzt, die die Poren der Erdwände verklebt und
damit in der Lage ist, auf die Endwände eine stark stützende Wirkung auszullben,die
ausreicht,daß selbst völlig kohäsionslose Böden senkrecht ohne Aussteifung stehen.
Der dann durch bis zur Sohle abgesenkte Sohüttrohre eingebrachte Beton mischt sich
nicht mit der thixotropen Supension, sondern verdrängt diese auieteigend.
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Bei der Anwendung von Sciitzwänden für tiefe Baugruben, wie sie s.B.
bei U-hahn-Bauwerken erforderlich eind, treten im Bauzustand infolge von Erd- und
Wasserdruck erhebliche Biegemomente in den Schlitzwänden auf. Bisher bestand nur
die Möglichkeit, solchen Beanspruchungen durch entsprechende Wahl der Wandstärke
der Schlitzwände und durch eine starke Betonetahlbevehrung Rechnung zu tragen. Bei
einem Bauwerk, das sioh wie eine U-3ahn-unnelröhre über beträchtliche längen
erstreckt,
spielt der Naterialbedarf ftlr die Schlitzwandkonstruktion eine erhebliche wirtschaftliche
Rolle, insbesondere wenn die !£unnelröhre in stark wasserhaltigem Boden erstellt
werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
einer Schlitzwand zu schaffen, das auch bei tiefen Baugruben und dementsprechend
hohen Erd-und Wasserdrücken durch minimalen Materialaufwand eine wirtschaftliche
Bauweise gewährleistet. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
Jeweils in den ausgehobenen, vorzugsweise mit einer thixotropen Suspension gefüllten
Erdschlitz Spannglieder eingeführt werden, deren Verankerungkörper vor dem Einführen
in hochwertigen Beton eingebettet wurden, und daß der dann in den Schlitz eingebrachte
Beton mittels der Spannglieder in vertikaler Richtung vorgespannt wird.
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Der Gedanke der Vorspannung eines Baugliedes ist nicht neu. Bleher
war es aber nicht möglich, bei der Herstellung nach dem Kontraktorverfahren die
üblichen Spannglieder einzusetzen, da die Verankerungskörper der Spannglieder stich
hierfür nicht eignen. Wie oben erwähnt wurde, steigt bei dem Kontraktorverfahren
der eingeschüttete Beton von unten nach oben, und er darf dabei in seinem Fluß nach
Möglichkeit nicht gestört werden. Dies bewirken aber die üblichen Verankerungekörper
von Spanngliedern , so daß sich Nester bilden,
die die Festigkeit
atören und später ausgestemmt werden müssen, damit die erforderliche Festigkeit
erreicht wird.
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Wenn die Yerankerungskörper nicht satt vom Beton umschlossen werden,
führt auch das AuSbringen der Vorspannung zu Schwierigkeiten, weil die Verankerungekörper
nicht ausreichend abgestützt sind. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die Verankerungskörper
vor dem Einführen in den Erdschlitz in hochwertigen Beton einzubetten, können strömungsteohniach
günstige Formen für die Betoneinbettung gewählt werden, so daß der Kontraktorbeton
beim Aufsteigen im Schlitz die Einbettung allseitig gut umschließen und einhüllen
kann, ohne daß das Fließen des Betons nennenswert behindert wird.
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Zweokmäßig ist es dabei, die Spannglieder mit den eingebetteten Verankerungakörpern
zusammen mit dem Korb für die schlaffe Bewehrung in den mit der thixotropen Suspension
gefüllten Endschlitz herabsulassen. Diee bietet die Möglichkeit, die Spannglieder
entsprechend der Biegebeanspkuchung der Schlitswand aus den äußeren Kräften exzentrisch
anzuordnen.
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Die Bemessung der Spannglieder und der Vorspannung geschieht nach
den bekannten Regeln vorgespannter Stahlbetonbauteile, wobei Jedoch zu beachte ist,
daß zum Zeitpunkt der Aufbringung der Yorspannkraft im Regelfalle noch keine äußeren
Kräfte auf die Schlitzwand einwirken. Erst im Zuge des weiteren Erdaushubee und
der weiteren Grundwasserabsenkungen treten einseitige Erd- und Wasserdrücke auf,
die zu Biegebeanspruchungen in der Schlitzwand führen.
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Durch die vertikale, der Biegebeanspruchung angepaßte
exzentrische
Vorspannung der Schlitzwand ist eine wirtschaftliohere Bemessung als bisher möglich,
wobei entweder erheblich Betonetahl für die eohlaPde Bewehrung oder aber Wanddicke
eingespart werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielee näher erläutert.
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In der Zeichnung bedeuten: Fig. 1 eine Schlitzwandausführung für einen
U-Bahntunnelbau in herkömmlicher Bauweise; Fig. 2 eine Schlitzwandausführung für
einen U-Bahntunnel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; Fig. 3 die Bereiche A und
B in Fig. 2 im Detail; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 3; Fig.
5 den Bereich o in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung; Fig. 6 einen Schnitt entsprechend
der Linie B-B in Figur 5;
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie
C-C in Figur 5 und Fig. 8 den Bereich D in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung.
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Figur 1 zeigt am Beispiel einer U-Bahn-Tunnelröhre 1 zwei das Bauwerk
seitlich begrenzende Schlitzwände 2 und 3, die in der herkömmlichen Weise mit schlaffer
Bewehrung hergestellt sind, wobei Bewehrung und Wandstärke entsprechend den auftretenden
Erd- und Wasserdrücken bemessen wurden.
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In Fig4 2 sind ebenfalls am Beispiel einer U-Bahn-Tunnelröhre ewei
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schlitzwände 4 und 5 dargestellt.
Die Schlitzwände sind hier mittels der Spanngliedersin vertikaler Richtung vorgespannt.
Sie werden im Querschnitt der Schlitzwände entsprechend der Biegebeanspruchung aus
den äußeren kräften exzentrisch angeordnet. Die Yorspannungder Spannglieder 6 erfolgt
gegen im Schlitzwandbeton festgelegte Ankerkörper 7, 8 und 9. Bei der Aufbringung
der Vorspannkraft ist zu beachten, daß zu diesem Zeitpunkt im Regelfalle noch keine
äußeren Kräfte auf die Schlitzwand einwirken, und daher unter Umständen die volle
Yorspannkraft eret im Zuge des weiteren Erdaushubes und der weiteren Grundwasserabeenkungen
in die Schlitzwand eingeleitet werden kann. Durch die auf die Biegebeanspruchungen
abgestellte
Vorspannung der Schlitzwände läßt sich die Wirtschaftlichkeit durch Reduzierung
von'Wandstärke bzw.
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von Stahl für die schlaff Bewehrung erheblich erhöhen.
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Damit die Vorspannung überhaupt aufgebracht werden kann, werden erfindungsgemäß
die Verankerungskörper 7, 8 und 9 in hochwertigen Beton einbetoniert, bevor die
Spannglieder in den ausgehobenen Erdsohlitz eingebracht werden.
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In Fig. 3, 5, 6 und 8 sind die Verankerungekörper im Detail dargeetellt,
und zwar an einem Spannglied vom Typ KA 141/40. Statt dessen können natürlich in
der Praxis auch andere Spanngliedtypen zur Anwendung kommen. Wesentlich ist nur,
daß die Verankerungskörper mit einer Betonumhüllung 10 versehen werden, die eine
solche Form aufweist, daß das Fließen des Kontraktorbetons nicht behindert wird.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Betonkörper 10 zylindrisch ausgebildet,
und das untere Ende sowie ggfs. auoh das obere Ende verläuft sur Mitte hin leicht
konisch, so daß sich eine fltrömungstechnisch günstige Außenkontur ergibt.
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Die Spannkabel 6 werden in üblichen Hüllrohre 11 geführt, und die
Betonumhüllungen 10 sind so ausgebildet, daß die Spannkanäle nachträglich verpreßt
werden können. Ein separates Rohr 12 wird auf geeignete Weise mit dem Spannglied
6 gekoppelt, und das untere Ende mündet in den Hohlraum 13 des unteren Verankerungskörpers
9, während das obere Ende aus dem oberen Verankerungekörper 7 herausragt und so
mit Einpreßmörtel
gefüllt werden kann. Der Einpreßmörtel steigt
dann vom Hohlraum 13 im Hüllrohr 11 auf, wobei alle Hohlräume mit Einpreßmörtel
gefüllt werden, so daß einmal der erforderliche Verbund zwischen dem Spannstahl
und dem Beton und zum anderen der unbedingt notwendige einwandfreie Korrosionsschutz
für den Stahl hergestellt wird.
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Der Verfahrensablauf erfolgt dann in der Weise, daß die vorgefertigten
Spannglieder 6, nachdem die VerankerAngskörper mit der Betonumhüllung 10 versehen
worden sind und der Beton ausgehärtet ist, niit dem Korb 14 der schlaffen Bewehrung
in der Lage verbunden werden, die die Spannglieder entsprechend den Biegebeanspruchungen
in der Schlitzwand einnehmen sollen.Die Spannglieder werden dann mit dem Bewehrungskorb
in den mit einer thixotropen Suspension gefüllten Erdschlitz herabgelassen, worauf
der Kontraktorbeton eingebracht wird. Sobald der Kontraktorbeton eine ausreichende
Festigkeit erreicht hat, werden die Spannglieder 6 in üblicher Weise gegen die Verankerungskörper
vorgespannt, und nach Aufbringen der vollen Vorspannung werden dann die Spaunkanäle
durch das Rohr 12 mit Einpreßmörtel inj&ziert.
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Patentaneprüohe-