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Verfahren und Hilfavorrichtungen zur Sanierung
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einsturzgefährdeter Gebäude Zahlreiche Gebäude, insbesondere historische
Bauten wie Kirchen und Schlösser, sind - bedingt durch Fehler in der Statik, Materialermüdung
oder Bewegungen des Bauuntergrundes - in mehr oder weniger hohem Maße einsturzgefährdet,
was man vielfach schon rein äußerlich daran erkennen kann, daß sich in den Wänden
vertikal verlaufende Risse gebildet haben. Es ist bekannt, zur Standsicherung solcher
Gebäude einander gegenüberliegende Gebäudewände durch gebäudebreite Zugstangen miteinander
zu verbinden. Solche Zugstangen treten jedoch meist optisch stark in Erscheinung
und verunstalten das Gebäude.
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In anderen Fällen hat man in einsturzgefährdete Gebäude neue Decken,
beispielsweise Stahlbetondecken eingezogen, an denen die Wände verankert wurden,
so daß die neue Decke als Zugplatte die Gebäudewände zusammenhält. Eine solche Sanierung
weise ist aber bei vielen Gebäuden, man denke beispielsweise
an
Gebäude mit gotischen oder barocken Gewölben, nur unter völligem Bruch des Baustiles
möglich und darüber hinaus sehr kostspielig. Schließlich ist es auch bekannt, solche
Gebäude mit einem oberen Stahlbeton-dinganker zu versehen, wozu man allerdings die
alte Mauerkrone abbrechen und das Dach abnehmen oder unterfangen muß, was ebenfalls
hohe Sanierungskosten bedringt0 Darüber hinaus beeinträchtigen auch solche Stahlbeton-Ringanker
im allgemeinen sehr stark das ästhetische Erscheinungsbild des Gebäudes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur
Sanierung einsturzgefährdeter Gebäude anzugeben, welches preiswerter ausführbar
ist und das ästhetische Erscheinungsbild des Gebäudes nicht beeinträchtigt.
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Die Erfindung erreicht dies durch eine nachträgliche Erhöhung der
Schub- oder Längszugfestigkeit der Gebäudewände, was erfindungsgemäß dadurch erreicht
wird, daß in die zu verfestigende Wand von einer oder beiden Hauptseiten aus eine
Vielzahl von Ankern in Schub- bzw0 Zugrichtung nebeneinander und in Schub- bzw0
Zugrichtung sich überlappend in vorbereitete Bohrlöcher eingesetzt und durch Einpressen
von Mörtel- oder Klebemassen mit dem sie umgebenden Wandmaterial zu Jeweils zugfesten
Wandkernen verbunden werden, wobei der Abstand der Anker so eng gewählt wird, daß
die Wandkerne benachbarter Anker in Schub- bzw0 Zugrichtung fortlaufend ineinander
übergehen.
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Bei dem eingangs genannten Anwendungsbeispiel, also bei Gebäuden mit
vertikal verlaufenden l,xrandrissens wird beim Verfahren nach der Erfindung die
Zugfestigkeit der Wände in horizontaler Richtung erhöht, wozu die Anker in horizontaler
Richtung nebeneinander in die Wand eingesetzt werden. Bei gemauerten Wänden werden,
je nach Lage des Bohrloches bzw. des Ankers, die an das Bohrloch angrenzenden Steine
durch die eingebrachte Mörtel- oder Klebemasse zugfest mit der jeweiligen Ankerstange
verbunden, so daß innerhalb der Wand bizarr gestaltete, in sich zugfeste Wjandkerne
oder Wandbereiche geschaffen werden. Hierbei können Zementmörtelmischungen oder
Zweikomponenten-Kunststoffkleber als Bindemittel zwischen Anker und Mauerwerkssteinerl
verwendet werden, die mit hohem Druck in die Bohrlöcher injiziert werden, so daß
diese Massen auch in eventuelle Mauerwerkaspalten oder sonstige Hohlräume eindringen,
wobei die eingepreßten Massen gerade bei brüchigem Mauerwerk sich verhältnismäßig
stark verästeln und auch weit entfernt liegende Mauerwerkateile in den zum jeweiligen
Anker gehörenden Wandkern einbeziehen. Da die Anker der Erfindung zufolge so eng
nebeneinander angeordnet werden, daß ihre zugeordneten Wandkerne jeweils ineinander
übergehen, erhält man folglich über die gesamte Wandbreite hinweg einen zugstabilen
Balken, und führt man das erfindungsgemäße Verfahren rings um ein Gebäude herum
aus erzielt man einen zugfesten Gebäude-Ringanker, der aber Bestandteil des ursprünglichen
Mauerwerkes bleibt und optisch nicht in Erscheinung tritt.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist aber auch noch in zahlreichen
anderen Fällen anwendbar, beispielsweise zur Erhöhung der Biegesteifigkeit einer
durch Bergdruck belasteten Stützwand oder zur Erhöhung der Tragfestigkeit einer
Decke oder Brücke, innerhalb der ebenfalls nachträglich iiber die gesamte Breite
hinweg sich erstreckende zugfeste und biegestabile "Balken" oder Ankerbrücken ausgebildet
werden können. Der in der vorliegenden Anmeldung verwendete ausdruck "Wand" schließt
dementsprechend "ecken" mit ein.
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Bei -dem Verfahren nach der Erfindung können die Anker, in einer Horizontalebene
(im Falle von Vertikalwänden) parallel nebeneinander liegend angeordnet werden.
Bevorzugt werden die Anker Jedoch sich jeweils mit einem oder mehreren Nachbarankern
kreuzend in die Wand eingesetzt, da sich so ein wesentlich stärkerer Verbund zwischen
benachbarten Ankern bzw. den zugehörigen zugfesten Wandkernen ergibt. Zweckmäßigerweise
werden dabei die Anker sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung gegenüber
der Wandebene um Winkel von Jeweils 300 bis 60Q geneigt in die Wand eingesetzt,
wodurch die QuerschnittsEbmessung des in der Wand ausgebildeten "Zugbalkens" bzw.
des beim Gebäude ausgebildeten "Ringankers" beträchtlich vergrößert werden kann.
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Als Anker werden der Erfindung zufolge oberflächenprofilierte InJektionsanker
verwendet, welche mit einem im Bereich der beiden Ankeranden offenen inneren Längskanal
versehen sind.
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Zur Durchführung des Verfahrens kann für das Bohren der die Anker
aufnehmenden Bohrlöcher eine Hilfsvorrichtung verwendet werden, die gekennzeichnet
ist durch einen auf einen beliebigen Raumwinkel ausrichtbaren Bohrmaschinenhalter.
Hierdurch ist die Einhaltbarkeit der im Einzelfall vom Statiker vorzuschreibenden
Einbaulage (Raumwinkel) der Anker gewährleistet, Für das Injizieren der örtel- oder
Klebemassen in die Ankerbohrlöcher sieht die Erfindung eine Hilfsvorrichtung vor,
die gekennzeichnet ist durch eine Bohrlochverschlußplatte mit zwei in das Bohrloch
mündenden Injektionsrohren, von denen eines allseitig schwenkbar in der Platte gelagert
und in Axialrichtung auf die vordere Mündung des Ankerkanales einstellbar ist, wobei
beide Injektionsrohre an ihrem vor der Platte liegenden Ende mit e einer Verschlußeinrichtung
versehen sind, bei der es sich vorteilhafterweise um ein Kugelrückschlagventil handelt.
Durch die allseitige Schwenkbarkeit des einen Injektionsrohres wird die unterschiedliche
winkelmäßige Ausrichtung des Bohrloches bzw. des vom Bohrloch aufgenommenen Ankers
berücksichtigt. Das jeweils zweite Injektionsrohr dient beim Injizieren als Entlüftungsöffnung.
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Im Einzelfall wird jeweils das Injektionsrohr zur Injizierung der
Mörtel- oder Klebemasse verwendet, welches bei gegenüber der Horizontalen geneigten
Bohrlöchern jeweils ein Füllen des Bohrloches von unten nach oben ermöglicht. Bei
abwärts gerichteten Bohrlöchern wird die Masse durch den inkerkanal
in
das Bohrlochtiefste geleitet und steigt von da aus im Bohrloch auf,, wobei die Luft
durch das zweite Injektionsrohr entweicht. Bei aufwärts gerichteten Bohrlöchern
wird die Masse zunächst in den Mündungsbereich des Bohrloches inåiziert und steigt
im Bohrloch auf, wobei die Luft durch den Ankerkanal und das damit verbundene Injektionsrohr
entweicht.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen Fig0 1 in Teilansicht ein zu sanierendes Gebäude,
in dessen Außenwände sich Vertikalrisse gebildet haben, Fig0 2 eine Frontansicht
auf einen Wandbereich, in welchem Bohrlöcher gemäß einer ersten Einbaulage vorgesehen
sind, Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 2, nach Einsetzen der Anker, Fig. 4 in Frontansicht
einen Wandbereich mit Bohrlöchern für eine abgewandelte Einbaulage der Anker,
Fig.
5 eine Draufsicht zu Fig. 4, nach Einsetzen der Anker, Fig. 6 in Draufsicht eine
weitere mögliche Einbaulage der Anker, Figo 7 in Frontansicht einen Wandbereich
mit Bohrlöchern, welche sowohl gegenüber der Horizontalen als auch gegenüber der
Vertikalen geneigt sind, Fig. 8 eine Draufsicht auf Fig. 7, nach Einsetzen der Anker,
Fig0 9 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen
Verfahrens bei einem regelmäßigen Mauerwerk, Fig.10 eine schematische Darstellung
zur Erläuterung der Wirkungsweise bei einem unregelmäßigen Mauerwerk und Silo11
eine Hilfsvorrichtung zum Injizieren von Mörtel-oder Klebemassen in die mit Ankern
bestückte Bohrlöcher0
Bei dem in Fig. 1 gezeigten historischen
Gebäude weisen die Außenwände 1, 2 im wesentlichen vertikal verlaufende Risse 3
auf, die bereits optisch die Einsturzgefährdung, insbesondere der gezeigten vorderen
Gebäudeecke, erkennen lassen. Die Wände besitzen, insbesondere wenn sie aus Mauerwerk
bestehen, keine nennenswerte Zugfestigkeit in horizontaler Richtung (vergl.
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die Doppelpfeile 4). Lurch das Verfahren nach der Erfindung soll den
Wänden 1, 2 eine Zugfestigkeit in Zugrichtung 4 verliehen werden, indem im Bereich
der Mauerkrone nachträglich ein zugfester Ringanker 5 ausgebildet wird, der ausschließlich
innerhalb der Wände liegt und optisch nicht in Erscheinung treten sOlle Statt nur
eines Ringankers 5 können im Bedarfsfall auch mehrere Ringanker übereinander ausgebildet
werden.
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Zu diesem Zweck werden im Bereich des zu schaffenden Ringankers 5
die Wände mit einer Vielzahl von verhältnismäßig tiefen Bohrlöchern versehen, die
in Zugrichtung 4 nebeneinander und sich überlappend angeordnet werden und zur Aufnahme
von langen Ankerstangen dienen.
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Bei der Ausführungsart nach Fige 2 sind die Bohrlöcher in drei übereinanderliegenden
Reihen 6, 7, 8 vorgesehen, wobei die Bohrlöcher 9 Jeder Reihe in einer Horizontalebene
liegen und eine solche Länge 1 aufweisen, daß sich benachbarte Bohrlöcher - in horizontaler
Projektion - um eine beträchtliche Strecke a überlappen. In die Bohrlöcher 9 werden
mit einer
profilierten Oberfläche versehene, beispielsweise aus
Betonrippenstahl bestehende Anker 10 eingesetzt. Fig. 3 veranschaulicht in Draufsicht
die Einbaulage der in einer der Lochreihen 6, 79 8 nach Fig. 2 nebeneinander eingesetzten
Anker 10.
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Bei der AusSuhrungsform nach den Fig. 4 und 5 ist der zu verfestigende
Wandbereich mit zwei übereinanderliegenden Reihen von Bohrlöchern 11, 12 versehen,
wobei die Bohrlöcher 11 in ihrer Horizontalebene Jeweils schräg nach rechts gerichtet
und die Bohrlöcher 12 in ihrer Horizontalebene Jeweils schräg nach links gerichtet
sind, Wie aus der Draufsicht nach Fig. 5 zu ersehen ists kreuzen sich die in diese
Bohrlöcher eingesetzten Anker 13. 14 jeweils dreifach. Der Höhenabstand zwischen
den Bohrlöchern der Reihe 11 und ddn Bohrlöchern der Reihe 12 ist gerade so çroß
bemessen, daß eine berscheidung der oberen und unteren Bohrlöcher 11 12 sicher ausgeschlossen
ist.
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Während bei den bisherigen Ausführungsbeispielen die Bohrlöcher alle
von derselben Wandseite, beispielsweise der Wandaußenseite, angesetzt sind, veranschaulicht
Fig. 6 eine Einbaulage von sich kreuzenden Ankern 15, 16, die in Bohrlöcher eingesetzt
sind, die teils von der einen und teils von der anderen Wandseite 17, 18 aus angesetzt
sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 sind die Bohrlöcher
19 20 in einer Reihe nebeneinander von derselben Wandseite her angesetzt, Jedoch
im Unterschied zu den bisherigen Ausführungsarten nicht nur in der Horizontalebene
um einen Winkel 4 gegenüber der Wandebene geneigt, sondern zugleich auch in der
Vertikalebene um einen Winkel3 schräg aufwärts gerichtet, wobei benachbarte Bohrungen
19, 20 jeweils derart spiegelbildlich zueinander gerichtet sind, daß sich sowohl
in der horizontalen als auch in der vertikalen Projektion benachbarte Anker 21,
22 miteinander kreuzend Nach Einsetzen der Anker werden die Bohrlochmündungen druckdicht
abgeschlossen und eine geeignete Zementmörtelmasse oder Zweikomponenten-Kunststoffklebemasse
unter hohem Druck in die Bohrlöcher eingepreßt. Nach Aushärten ist jeder Anker mit
dem ihn umgebenden Wandmaterial zu einem zugfesten Wandkern vereinigt. Fig0 9 veranschaulicht
schematisch bei einem Mauerwerk aus drei nebeneinanderliegenden Steinreihen einen
Wandkern 23, welcher den Anker 24 und die Steine 25, 26 und 27 umfaßt. Der zum benachbarten
Anker 28 gehörige Wandkern 31 umfaßt ebenfalls den Stein 26 und noch die beiden
äußeren Steine 29, 30. Der Stein 26 gehört also zu beiden Wandkernen 23, 31. Da
die zu weiteren Zugankern 32, 33 gehörenden Wandkerne jeweils einen Stein 27 und
28 der zuvor betrachteten Wandkerne 23, 31 mitumfassen, gehen in Zugrichtung sämtliche
Wandkerne fortlaufend ineinander über, so daß die Wand im
Bereich
der Anker zu einem durchgehenden Zugbalken verfestigt worden ist0 Während in Fig.
9 ein idealisiertes Mauerwerk unterstellt ist, sind in Fig0 10 schematisch die ineinander
übergehenden Wandkerne 34, 35 bei lockerem, unregelmäßigem Mauerwerk angedeutet,
was den insbesondere bei historischen Bauten vorliegenden Verhältnissen am ehesten
entspricht. Bei Jedem zu sanierenden Gebäude ist selbstverständlich zunächst die
Struktur des Mauerwerks zu untersuchen und festzustellen, welche Größe die zugfesten
Wandkerne bei der gegebenen Mauerwerks struktur und den angewandten Preßdrücken
erreichen, woraus sich der Mindestabstand ergibt, in dem die Anker neben-oder untereinander
angeordnet werden müssen. In den Fig. 9 und 10 sind die Verhältnisse in zweidimensionaler
Betrachtung erläutert, jedoch gelten dieselben Uberlegungen auch für eine dreidimensionale
Anordnung der Ankerstäbe gemäß den Figo 7 und 8. In Jedem Falle sind die Anker so
nahe nebeneinander anzuordnen, daß die gebildeten jiiandkerne das Mauerwerk quasi
vernähen.
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Fig. 11 zeigt eine beim Injizieren der Mörtel- oder Elebemasse zu
verwendende Hilfsvorrichtung. Diese besteht aue einer die Bohrlochmündung 36 abdeckenden
Verschlußplatte 37, die beispielsweise über Dübel 38 am Mauerwerk 5 befestigt wird.
Die Platte 37 bildet zusammen mit einer aufgeschraubten Platte 39 eine kugelige
Lagerschale 40 zur allseits schwenkbaren Lagerung einer Kugel 41, die mit einer
diametralen
Gewindebohrung versehen ist. In die Diametralbohrung
ist ein mit einem Außengewindeabschnitt versehenes Injektionsrohr 42 eingeschraubt,
dessen im Bohrloch 36 liegendes Ende dicht in den Längskanal 43 eines Ankers 44
eingeführt ist.
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Am äußeren Ende trägt das InJektionsrohr 42 einen seitwärts abragenden
Injektionsnippel 45. Die Verbindung des I-nåektlons nippels 45 zum Injektionsrohr
42 kann durch eine Verschlußeinrichtung 46 gesperrt werden, bei der es sich um eine
Schraube handelt, deren Schaft 47 in einer mit Innengewinde versehenen Verlägerung
48 des Inåektionsrohres 42 geführt ist und bis zur Absperrung des Inåektionsnippels
45 in das Inåektionßrohr 42 hineingeschraubt werden kann3 Die Platten 37D 39 tragen
noch ein weiteres InJektionsrohr 49, welches über die miteinander fluchtenden Bohrungen
50, 51 in den beiden Platten 37, 39 ebenfalls in das Bohrloch 36 münden. Zwischen
dem InJektionsrohr 49 und dessen Injektionsnippel 52 ist eine Verschlußeinrichtung
53 in Form eines Kuge lrückschlagventiles angeordnet.
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Wenn das Bohrloch wie in Fig0 11 nach unten geneigt ist, wird die
Mörtel- oder Klebemasse durch das Injektionsrohr 42 injiziert und gelangt die Masse
durch den Innenkanal 43 des Ankers 44 zunächst zum Bohrlochtiefsten, von wo aus
die Masse allmählich bis zur Verschlußplatte 37 ansteigt, wobei die Luft durch das
Injektionsrohr 49 entweicht. Sobald das
Bohrloch vollständig mit
Masse gefüllt ist und die weitere Injektion unter Druck erfolgt, schließt das Kugelventil
53 das Injektionsrohr 49 bzw. dessen Nippel 52. Unter Aufrechterhaltung des Injektionsdruckes
wird dann mit der Schraube 46 auch der Injektionsnippel 45 zugesperrt, wonach die
Injektionsmasse auszuhärten beginnt. Nach verhältnismäßig kurzer Zeit hat sich die
t!rsee so verfestigt, daß die Hilfsvorrichtung vom Bohrloch abgenommen werden kann.
Der erreichte Aushärtungsgrad ist aber dazu kann noch soring, daß die in den InJektionsrohren
42, 49 verbleibende asse beispielsweise ausgeblasen oder unter Klopfen ausgeschüttelt
werden kann.
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Ist dagegen das Bohrloch auswärts gerichtet, erfolgt die InJektion
durch das Injektionsrohr 49, während das Injektionsrohr 42 dann die Entlüftungsöffnung
bildet.
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Bei einem Sanierungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind die Risse 3 im allgemeinen
durch ein Setzen des Baugrundes im Bereich der dort gezeigten Gebäudeecke verursacht0
Auch nach Ausbildung des Ringankers 5 haben die an der Gebäudeecke befindlichen
Wandteile noch die Tendenz, sich zu setzen, wie mit dem Pfeil 54 angedeutet ist.
Die Risse 3 stellen dabei den Verschiebeort Jeweils benachbarter Wandteile dar.
Zur weiteren Erhöhung der Stabilität des Gebäudes empfiehlt es sich, längs des Verschiebeortes
Anker 55, 56, 57 in Jeweils beide benachbarte Wandteile durchsetzende Bohrlöcher
nach dem beschriebenen
Injektionsverfahren einzusetzen, welche
die durch die Versetzung bedingten Scherkräfte auffangen Die Anker 55, 56 sind hierbei
sich kreuzend angeordnet0 Ebenfalls ist es möglich, Anker 57 paralel nebeneinander
anzuordnen. In Fällen, in denen die zwischen den Rissen bzw. Verschiebeorten liegenden
Wandteile in sich fest sind, z. B. aus Beton bestehen, kann es zur Gebäudesanierung
schon ausreichen, die benachbarten Wandteile lediglich durch die den Verschiebeort
durchsetzende Anker 55, 56, 57 zu verbinden.
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