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Verfahren zur Errichtung
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eines Tiefbauwerkes Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf
ein Verfahren zur Errichtung eines Tiefbauwerkes, z. B. eines Tunnelabschnittes,
in Schichten mit Grundwasserbewegung,
wobei im anstehenden Boden
oder Gebirge ein bis unter die Schichten mit Grundwasserbewegung reichender Baugrubenabschluß
hergestellt, eine trockene Baugrube ausgehoben, das Tiefbauwerk errichtet, soweit
errorderlich die Baugrube wieder verfüllt und der Baugrubenabschluß für die Grundwasserbewegung
wieder geöffnet wird. - Boden bezeichnet im Rahmen der Erfindung Anschüttungsschichten,
Gebirge alle geologischen Formationen, also auch Sande, Kiese, Ton, Schluff u. dgl.
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Es mag sich z. B. um die Herstellung eines Tunnelabschnittes für eine
Stadtbahn handeln, der in Tieflage gebaut wird. Unterhalb der Geländeoberkante stehen
dann häufig mehr oder weniger dicke Anschüttungsschichten an, darunter folgen z.
B. Sande und Kiese des Quartärs in wechselnder Lagerung und Mächtigkeit mit Grundwas
-serbewegung, während unter dem Quartär tertiXrer Schluff und Ton anstehen, die
kein Grundwasser mehr fUhren. Baugrubenabschluß meint vollständige Baugrubenumachließung
oder Baugrubenabschlußwände, die z. B.
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an schon errichtete Bauwerke, anstehendes Gebirge o.
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dgl. anschließen. Tiefbauwerke bezeichnet Tunnelbauwerke, Fundamente,
Kellergeschosse von Hochbauten und ähnliche Tiefbauwerke.
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In der Praxis besteht häufig die Forderung, mit Hilfe
einer
trockenen Baugrube ein Tiefbauwerk zu errichten, welches sich mehr oder weniger
quer zur Grundwasserbewegung erstreckt. Zwar kann eine Grundwassersperre während
der Errichtung des Tiefbauwerkes ohne Schaden für die Umgebung in Kauf genommen
werden, nach Errichtung des Grundbauwerkes muß jedoch die Grundwassersperre wieder
aufgehoben und eine ausreichende Grundwasserbewegung ermöglicht werden.
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Bei den (aus der Praxis) bekannten Verfahren der beschriebenen Gattung
wird der Baugrubenabschluß mit Hilfe von Spundbohlen hergestellt. Der Baugrube abschluß
wird für die Grundwasserbewegung wieder geöffnet, indem alle Spundbohlen oder einige
wieder gezogen werden. Im allgemeinen ist es ausreichend, etwa So ß des Baugrubenabschlusses
für die Grundwasserbewegung wieder zu öffnen. - Die bekannten Maßnahmen sind nicht
frei von Nachteilen. Einerseits lassen sich bei tiefen Baugruben Spundbohlen nur
schwer und nur mit besonderen Hilfsmaßnahmen einbringen. Darüber hinaus stellt das
Ziehen der Spundbohlen einen zusätzlichen aufwendigen Arbeitsgang dar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße
Verfahren
so weiter auszubilderl, dar, es bei beliebig tiefen Baugrube praktizierbar ist,
wobei stets auf einfache Weise und ohe zusätzliche aufwendige A-fLeitsgänge die
Öffnun- des Baugrubenabschlusses für die Grundwasserbewegung wieder herbeigeführt
werden soll.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfilldung, daß zunächst ein Teil
des Baugrubenabschlusses aus mit Abstandszwischenraum angeordneten Betonwandabschnitten
aufgebaut wird, die in Abschlußrichtung verlaufen, da9 danach in den Abstandszwischenräunien
der anstehende Boden und das anstehende Gebirge oder ein dort eingebrachtes Austauschmaterial
vereist sowie im Anschluß daran die Baugrube ausgehoben wird, wobei im Bereich der
Abstands zwischenräume Gefrierwände die Betonwandabschnitte zum vollen Baugrubenabschluß
ergänzen, und daß der Baugrubenabschluß (nach Errichtung des Bauwerkes) durch Aufhebung
der Vereisung für die Grundwasserbewegung wieder geöffnet wird.
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Die Betonwandabschnitte können mit und/oder ohne Bewehrung ausgeführt
werden. Es versteht sich von selbst, daß die Gefrierwände nach den Regeln der Gefriertechnik
unter Berücksichtigung der einschlägigen Statik so
dimensioniert
werden müssen, daß sie die auftretenden Beanspruchungen aufnehmen. Das gelingt dann
besonders einfach und sicher, wenn nach bevorzugter AusfUhrungsform der Erfindung
die Gefrierwände zum anstehenden Boden oder Gebirge hin gewölbeförmig geführt und
das Gewölbe an den Betonwandabschnitten abgestützt wird.
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Die Betonwandabschnitte können grundsätzlich auf verschiedene Weise
hergestellt werden. Insbesondere können diese Abschnitte als Schlitzwände oder als
Bohrpfahlwände aufgebaut werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,
die sich durch Einfachheit bei der Herstellung des Baugrubenabschlusses auszeichnet,
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Betonwandabschnitte in an sich bekannter Weise
als Schlitzwandabschnitte hergestellt werden.
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Die Gefrierwände wird man im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
im allgemeinen mit Hilfe von in den Boden bzw. in das Gebirge im Bereich der Abstandzwlschenräume
einbegrachten Bohrungen und darin eingebrachten, mit Kälteaggregaten verbundenen
Gefrierrohren herstellen. Es kann sich dabei um Einzelbohrungen oder um Großlohbohrungen
handeln. Um eine dichte Verbindung zwischen den Gefrierwänden einerseits, den Betonwandabschnitten
andererseits
sicherzustellen, empfiehlt es sich, in den Betonwandabschnitten im Bereich der Abstandszwischenräume
Gefrierrohre einzubringen.
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Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens bei beliebig tiefen Baugruben ein Baugrubenabschluß hergestellt werden
kann, der die Einrichtung einer trockenen Baugrube zuläßt, wobei dieser Baugrubenabschluß
ohne weiteres nach Abschluß der Bauarbeiten für die Grundwasserbewegung wieder geöffnet
werden kann oder sich sogar gleichsam von selbst öffnet, indem die Vereisung aufgehoben
wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Austtlhungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Horizontalsohnitt durch eine erfindungsgemäße Baugrube, Fig. 2 einen
Vertikalschnitt in Richtung A-A durch den aegenstand nach Fig. 1,
Fig.
5 eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Fig. 1 und 2 zeigen eine Baugrube 1, die für die Errichtung eines
in Fig. 2 angedeuteten Tunnelabschnittes 2 eingerichtet ist. - Die Maßstäbe sind
aus Deutlichkeitsgründen verzerrt. In Fig. 2 erkennt man, daß die Baugrube 1 in
geologischen Schichten 3 mit Grundwasserbewegung ausgehoben worden ist. Es handelt
sich dabei z. B. um aus Sand und Kies bestehende Schichten. Der Baugrubenabschluß
4,5 reicht bis unter diese Schichten 3 mit Grundwasserbewegung, er mag im Ausführungsbeispiel
an Ton oder Schluff 6 angeschlossen sein. Ein Teil des Baugrubenabschlusses besteht
aus mit Abstandszwischenräumen angeordneten Betonwandabschnitten 4. Diese verlaufen
in Abschlußrichtung. In den Abstandszwischenräumen sind Jedoch Gefrierwände 5 hergestellt
worden, und zwar dadurch, daß der anstehende Boden und das anstehende Gebirge oder
ein dort eingebrachtes Austauschmaterial vereist sowie im Anschluß daran die Baugrube
1 ausgehoben worden ist. So ergänzen die Gefrierwände 5 die Betonwandabschnitte
4 zum vollen Baugrubenabschluß 4,5. - Daraus wird ohne weiteres deutlich, daß der
Baugrubenabschluß 4,5 nach Errichtung des Bauwerkes 2
durch Aufhebung
der Vereisung wieder so weit geöffnet werden kann, daß eine ausreichende Grundwasserbewegung
möglich ist. Es versteht sich von selbst, daß die Betonwandabschnitte 4 einerseits,
die Abstandszwischenräume andererseits so dimensioniert sind, daß nach Aufhebung
der Vereisung eine ausreichende Grundwasserbewegung möglich ist. Im Ausführungsbeispiel
und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Gefrierwände 5 zum anstehenden
Boden oder Gebirge hin gewölbeförmig geführt. Das Gewölbe ist an den Betonwandabschnitten
4 abgestützt. Im übrigen handelt es sich im Ausführungsbeispiel bei diesen Betonwandabschnitten
4 um Schlitzwandabschnitte, die nach einem üblichen Schlitzwandverfahren hergestellt
worden sind, was daher an dieser Stelle nicht der besonderen Beschreibung bedarf.
Angedeutet ist in Fig. 1, daß die Gefrierwände 5 mit Hilfe von in den Boden bzw.
in das Gebirge eingebrachten Bohrungen 7 hergestellt worden sind. Es kann sich dabei
um Einzelbohrungen handeln, wie in Fig. 1 oben oder aber um Großlochbohrungen. In
die Bohrungen 7 werden einzelne Gefrierrohre 8 oder Gefrierrohre paarweise eingestellt.
Bei der Herstellung von Großlochbohrungen können die Gefrierrohre 8 gleichsam zu
einem Korb zusammengefaßt werden. Es versteht sich von selbst,
daß
bei der Arbeitsweise mit Großlochbohrungen die hergestellten Bohrungen nach dem
Einbringen der Gefrierrohre mit Austauschmaterial, z. B. in Form von Kies, wieder
verfüllt werden. Die Gefrierrohre 8 sind an Kälteaggregate 9 ausreichender Leistung
über Leitungen lo angeschlossen. Das erlaubt die Fig. 3. Der thermodynamische Zustand
der Gefrierwände 5 wird solange überwacht, solange der Baugrubenabschluß 4,5 geschlossen
werden muß.