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Verfahren zur Erstellung eines mehrstöckigen unterirdischen Baukörpers
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erstellung eines mehrstöckigen
unterirdischen Baukörpers.
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Tiefbauten, wie z.B. Tiefgaragen, Untergeschosse grosser Gebäude,
unterirdische Verkehrsanlagen, etc., werden bisher meist in einer offenen Baugrube
von unten nach oben gebaut. Zu diesem Zwecke muss die Baugrube gegen horizontale
Erd- und Grundwasserdrücke gehalten werden. Bei grossen, tiefen Baugruben bedingt
dies sehr aufwendige Aussteifkonstruktionen aus Stahl, Holz oder Beton, die sowohl
den
Aushub wie auch den weiteren Ausbau stark behindern.
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Eine andere Ausführungsart besteht darin, dass die Umfassungswände
durch lange Erdanker rückverankert werden, wodurch die Baugrube für den Ausbau frei
bleibt. Solch Erdanker erfordern aber einen grossen Aufwand an Arbeit, Maschinen
und Material. Oft ist auch die damit erreichte Sicherheit ungenügend.
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Beide Bauarten bedingen somit aufwendige provisorische Bauteile,
die für das fertige Bauwerk nutzlos sind, bzw. wieder entfernt werden müssen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Erstellung
eines mehrstöckigen unterirdischen Baukörpers vorzuoschlagen, bei welchen Provisorien
der genannten Art, und vor al.lem auch die Erstellung einer offenen Baugrube vermeidbar
ist.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte:
a) Erstellen von Bohrpfahlfundamenten im Baugrund des zu erstellenden Baukörpers
und Versetzen einer Anzahl mindestens die Decken des Bauwerkes tragenden Stützen
mit längs den Stützen im Abstand angebrachten Vorrichtungen zum Auflagern der genannten
De.gken, auf den Baupfahlfundamten; b) Ebenerdiges Betonieren der untersten Decke
unter Ausaparung von die Decke durchstossenden Oeffnungen
für den
freien Durchtritt je einer der Stützen; c) Betonieren einer zweiten und allenfalls
weiterer Decken, wobei die Oberfläche der jeweils unten liegenden Decke als Schaloboden
für die darüber zu erstellende Decke dient, und alle Decken zusammen ein ebenerdig
liegendes Deckenstapel bilden d) Aufhängen des Deckenstapels an der Kopfpartie der
genannten Stützen; e) Ausheben des Baugrundes unter der untersten Decke des Deckenstapels
in einer oder mehreren Etappen; f) Absenken von wenigstens der untersten Decke des
Deckenstapels auf eine der jeweiligen Aushubetappe angepasstenHöhe, längs der Stützen;
und g) Absetzen der Decken auf den genannten Vorrichtungen zum Auflagern der Decken
an den Stützen.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht somit die nach dem Versetzen
der Deckenstützen auf einem Arbeitsplanum über dem Baugrund des zu erstellenden
Baukörpers übereinanderliegend hergestellten Decken etappenweise längs der Stützen
abzusenken und die Decken neben ihrer Zweckbestimmung als tragendes Element gleichzeitig
als Baugrubenaussteifung zu benützen. Wenn die Decken auf ihre Endniveaus abgesenkt
sind, können sie nach Ausbetonieren der Fuge zwischen der Decke und der Umfassungswand
als permanente Baugrubenaussteifung dienen. Sollen Horizontalbewegungen
der
Umfassungswände bei tiefen Baugruben oder solchen in unmittelbarer Nähe von Gebäuden
verhindert werden, können die Decken durch horizontale Pressen äusserlich derart
vorgespannt werden, dass die zu schliessende Fuge unter Druck steht (externe Vorspannung).
Auf diese Weise kann dem Ærddruck unmittelbar in der richtigen Lage und in einer
genau vorausberechenbaren Grösse entgegengewirkt werden.
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Das Verfahren bringt ferner folgende Vorteile: - Da die Decken unmittelbar
übereinander betoniert werden, ist für deren Herstellung keine Schalung erforderlich,
was bedeutende Einsparungen und Vereinfachungen mit sich bringt. Zudem ist die Ausführungsgenauigkeit
solcher Decken weit grösser, als wenn sie auf einem konventionellen Gerüst erstellt
werden. Daher kann auf einen kostspieligen Ueberzug oder Belag verzichtet werden.
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- Das erfindungsgemässe Verfahren bietet einen sehr wirksamen Lärmschutz
beim Aushub, da dieser im Schutze der zuvor erstellten Decken erfolgt. Aufwendige.:Lärmschutzmassnahmen
an den Aushub- und Transportgeräten können daher entfallen.
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- Die Baugrube'ist durch die zuvor erstellten Decken vor Regen und
Schnee geschützt; alle nachfolgenden Arbeiten können im Trockenen und ohne wetterbedingte
Unterbrüche ausgeführt werden. Dadurch werden ausserdem die bauseitig
auszuführenden
Strassenreinigungsarheiten vermindert.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachstehend
anhand der Zeichnung erläutert.
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In dieser zeigen die Fig. 1 - 5 aufeinanderfolgende Bauetappen quer
zu einem Baukörper, und Fig. 6 den gleichen Baukörper im Längsschnitt, wobei von
links nach rechts aufeinanderfolgende Bauetappen dargestellt sind.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird zuerst ein ebenerdiges Arbeitsplanum
in der Form einer Rohplanie 1 erstellt. Von dieser aus werden seitliche Anschlussbauwerke
2, 3 erstellt, die Teile 2?, 3' von entsprechend dem Baufortschritt nach unten zu
verlängernden seitlichen Stütz- oder Umfassungswänden enthalten. Als Baugrubenumfassungen
kommen insbesondere Unterfangungen, Schlitzwände, Rühlwände oder Spundwände in Frage.
Unterfangungen werden, wie aus dieser Beschreibung hervorgeht, entsprechend dem
Aushub- und Absenkvorgang (Geschossdecken) etappenweise ausgeführt, wogegen Schlitz-,
Rühl- oder Spundwände zweckmässigerweise in einem einzigen Arbeitsgang vor dem Aushub
erstellt werden. Von der Rohrplanie 1 her erstellt werden auch Bohrlöcher für das
Einbringen von Stützen 4 und deren Fundamente 5 in den Baugrund. Die Fundamente
5 können irgend eine für
den bezüglichen Zweck geeignete Form besitzen;
sie werden in der Regel vor dem Einbringen der Stütze 4 in das Bohrloch erstellt.
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Die Länge der Stützen richtet sich nach der Höhe des unter Boden
liegenden Baukörpers. Der über die Rohplanie 1 herausragende Teil 4' der Stütze
besitzt eine Länge, die sich gemäss Fig. 2 nach der Summe der Einzeldicken der Decken
am zu erstellenden Bauwerk richtet. Im gezeichneten Beispiel sind eine Deckplatte
6 und ein Deckenstapel von vier Geschossdecken 7 vorhanden.
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Als StAtzen kommen solche aus Stahl, Stahlbeton oder anderen Baustoffen
in Frage. Sie werden zweckmässig nach dem Erstellen der Fundamente 5 in die Bohrlöcher
versetzt und dort mit den Fundamenten verbunden.
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Auf der Rohplanie 1 wird, allenfalls über einen- Schalungsboden,
anschliessend die unterste Geschossdecke 7.1 betoniert. Rund um die Stützenperipherie
wird eine Oeffnung freigehalten, um die Decke später längs der Stütze frei verschieben
zu können. Die Geschossdecke kann je nach dem Grundriss des Baukörpers einstückig
oder in mehrere Abschnitte unterteilt erstellt werden.
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Nach dem Betonieren der untersten Geschossdecke 7.1 und vor dem Abbinden
des Betons wird deren Oberfläche genau abgerieben und nach dem Erhärten mit einer
Trennschicht versehen, die vorzugsweise durch
ein Spraymittel gebildet
wird. Es sind aber auch andere Trennmittel wie Folie, Dachpappe etc. verwendbar.
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Hierauf wird die zweite Geschossdecke 7.2 wiederum unter Aussparung
von Oeffnungen rund um die Stützen erstellt, deren Oberfläche gleich wie bei der
ersten Geschossdecke behandelt wird. Darauf folgen in gleichen Arbeitsgängen die
weiteren, nicht mehr bezeichneten Geschossdecken. Ueber der obersten Geschossdecke
folgt das Erstellen der Deckplatte 6. Weil letztere in der Regel mit den Stützenköpfen
zu verbinden sind, ragen diese mindestens teilweise in die Deckplatte hinein und
werden beim Betonieren der Deckplatte allenfalls einstückig mit dieser verbunden.
Im Bereich jeder Stütze enthält die Deckplatte eine Anzahl, z.B. vier Oeffnungen,
durch welche nicht gezeigte Zugstangen oder dgl.
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ragen, durch welche die Geschossdecken und die Deckplatte solange
miteinander lösbar verbunden werden, bis die Geschossdecken auf nicht gezeigten
Tragmitteln an den Stützen aufliegen. Der Vorgang ist nachstehend anhand der Figuren
3 - 5 beschrieben Wie erwähnt, sind die in der Stellung nach Fig. 3 befindlichen
Geschossdecken 7 im Bereich der Stützen 4 mittels die Deckplatte 6 durchgreifender
Zugstangen an dieser aufgehängt. Die Zugstangen pro Stütze sind zu diesem Zweck
in einer ebenfalls nicht
gezeigten Spannvorrichtung, von welcher
sich über jedem Stützenkopf eine davon befindet, festgehalten.
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Die Zugstangen sind mit einem Gewinde versehen, das in eine in der
Spannvorrichtung drehbar gelagerte und durch eine Antriebsvorrichtung in Drehung
versetzbare Mutter greift. Alle Muttern auf einem Geschossdeckenstapel zugeordneter
Zugstangen sind durch die genannte Antriebsvorrichtung synchron drehbar.
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Sobald die Geschossdeckenstapel durch Anziehen der Muttern auf den
Zugstangen so mit der Deckplatte verbunden sind, dass sie keine Bodenauflage mehr
benötigen, kann mit dem Aushub des unter der untersten Geschossdecke 7.1 befindlichen
Baugrundes begonnen werden.
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Dabei wird die Erde in vorzugsweise mehreren Etagen so ausgehoben,
dass dabei jeweils eine Fahrbahn für den Abtransport des Aushubmaterials erstellt
werden kann. Ein solches Etagen-Niveau ist in Fig. 3 mit 8 bezeichnet. Die gleichzeitig
zuführenden Arbeiten bestehen z.B. in der Verlängerung der Stütz- oder Umfassungswand
bzw. -Konstruktion durch eifl zusätzliches Teil 2??, und im Ausheben eines Grabens
9 bis zum untern Ende der rechtsseitigen Stütz- oder Umfassungswand 3'.
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Dieser Aushub reicht bereits aus, dass die Geschossdecken 7 nun teilweise
abgesenkt werden können.
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Fig. 4 zeigt ein Baustadium, bei welchem die
Deckplatte
6 und die Geschossdecken 7.4, 7.3 und 7.2 bereits mit den seitlichen Umfassungskonstruktionen
2 un-'d 3 durch Eingiessen von Zwischenstücken 10 und 11 verbunden sind. Damit ist
der seitliche Erddruck in den entsprechenden Höhenlagen aufgefangen. Die Geschossdecke
7.1 hängt noch immer an den (nicht gezeigten) Zugstäben unterhalb der Geschossdecke
7.2. Die Geschossdecken 7.4, 7.3 und 7.2 sind auf ebenfalls nicht gezeigten Auflageelelementen
an den Stützen 4 abgesetzt.
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Unterhalb der noch nicht an ihre Einbaustelle verlegten Geschossdecke
7.1 wird nun der Aushub bis auf das Niveau 12 geführt, welches sich etwa auf der
Höhe der Fundamentschultern befindet. Sobald der Aushub das Niveau 12 erreicht,
können die seitlichen Umfassungswände bzw. -Konstruktionen bis auf dieses Niveau
erstellt werden, worauf auch die Geschossdecke 7.1 an ihren Einbauort abgesenkt
und dort auf Auflageelemente an den Stützen 4 aufgesetzt wird. Hierauf werden noch
die Fundamente verbreitert und miteinander verbunden. Dieser Zustand ist in Fig.
5 gezeigt, wo sämtliche Gdschossdecken mit den seitlichen Umfassungsmauern 12, 13
verbunden sind.
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Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine Tiefgarage, bei dem die
rechtsseitige Zufahrtsrampe 14 erstellt ist und in zwei Bauabschnitten 15 und 16
die Geschossdecken bereits an ihren Einbaustellen auf den
Stützen
17 aufliegen und durch Zwischenstücke.l8, 19 unter sich bzw. mit der Rampe 14 verbunden
sind. In weitern Bauabschnitten 20 und 21 befinden sich die Geschossdecken 22, 23
noch in ihrer Ausgangslage direkt unterhalb der Deckplatte 24, und der Aushub ist
noch fertigzustellen.