DE29600535U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Böschungen und allen anderen Erd- und Wasserbaukörpern - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung von Böschungen und allen anderen Erd- und WasserbaukörpernInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Böschungen und
allen anderen Erd- und Wasserbaukörpern mittels einer Mehrzahl neben- und übereinander angebrachter behälterartiger Bewehrungselemente, vorzugsweise
Altreifen, die mit Schüttgütern verfüllt sind und die mittels Injektionslanzen im Boden verankert oder durch Zugfedern am Boden befestigt sind.
Stand der Technik
Böschungen werden im allgemeinen im materialbedingten Neigungswinkel
hergestellt. Wo dies nicht reicht, weil sehr steile oder terrassierte Böschungen gewünscht sind, werden verschiedene Verfahren angewendet.
Eine Methode besteht darin, der Böschung vorgelagerte Stahlbetonriegel
mittels Erdanker hinter der Gleitfuge des Baukörpers zu verankern. Eine weitere Möglichkeit ist es, vorgefertigte, behälterartige Stahlbetonelemente
übereinanderzuschichten und mit Erdreich zu verfüllen. Diese Elemente
werden eigens dafür hergestellt und sind entsprechend teuer. Weiter bedingt das hohe Gewicht der Materialien einen grossen Aufwand an Maschinen und
Arbeitskräften, und in den meisten Fällen müssen für derartige Verfahren noch Fundamente erstellt werden. Dies alles führt dazu, dass die bisher
üblichen Lösungen unwirtschaftlich sind und auch in ökologischer Hinsicht nicht befriedigen.
In der DE-OS 36 27 795 (E 02 D 17/20) ist bereits eine Vorrichtung zur
Verfestigung der oberen Bodenschichten von Hängen durch Ansiedlung von Vegetation
mittels einer Mehrzahl behälterartiger Elemente beschrieben. Dazu sind neben- oder übereinanderliegende Reifen vorgesehen, die miteinander
verbunden sind. In Bezug auf die Stabilität des Bauwerkes lässt sich damit keine wesentliche Verbesserung erreichen, denn die Reifen dienen lediglich
dazu Erde, Wasser, kleinere Äste und Grassamen aufzunehmen, um Vegetation anzusiedeln und damit eine Schutzwirkung zu erreichen, die auf die Beschaffenheit
der Oberfläche begrenzt ist. Ausserdem ist dieses Verfahren nur bei schon bestehenden Böschungen mit relativ geringer Neigung anwendbar, und
hat somit keinerlei Einfluss in Bezug auf die Standfestigkeit oder Form eines Erdbaukörpers.
Es ist auch ein Verfahren zum Einfassen von Baugrubenwänden mit seilunterspannten
Membranen bekannt, bei dem Ringwülste aus Altreifen verwendet werden. (DD-PS 287 296 aus Klasse E 02 D 17/04) Dieses Verfahren ist auch für
Böschungen anwendbar. Nachteilig ist allerdings, dass die Reifen erst mal bearbeitet werden müssen. Nach dem Wegtrennen der Laufflächen aus den Reifen,
werden diese Ringwülste ausgebreitet und mittels mechanischer Vorrichtungen auf die Hangoberfläche gespannt. Auch dieses Verfahren hat keinerlei geostatische
Wirkung auf den Baukörper.
Ein weiteres Anwendungsverfahren von Altreifen im Grundbau ist FR-Al 0 220 996 (E 02 D 17/18). Hier werden die Reifen lose aneinander und in
Schichten übereinandergelegt und danach mit Expansionskunststoff ausgeschäumt.
Dies dient vorallem der massiven Reduzierung des Gewichtes gegenüber herkömmlichen Auffüllungen. Danach wird ein Gewebe über die Reifenformation
gebreitet und das Ganze mit Erdreich zugedeckt. So entsteht wieder eine Böschungsneigung entsprechend dem natürlichen Neigungswinkel des geschütteten
Materials. Die Reifen dienen hier lediglich als Aufnahmegefäss eines Expansionskunststoffes und haben keinerlei konstruktive Wirkung auf den
Erdkörper.
Aufgabe der Erfindung ist es eine ökologisch und ökonomisch sinnvolle Vorrichtung
für die Konstruktion von Erd- und Wasserbaukörpern zu schaffen, bei dem der Altreifen in seiner ursprünglichen Form und ausschliesslich auf Grund
seiner spezifischen Eigenschaften als bewehrendes und formgebendes Bewehrungselement
verwendet werden kann.
Es sollen damit Umweltprobleme vermieden und Arbeitsplätze geschaffen werden.
Es sollen damit Umweltprobleme vermieden und Arbeitsplätze geschaffen werden.
Lösung
Der Autoreifen besteht aus einer Karkasse und in der Lauffläche aus einer zusätzlichen,
feinen Stahlnetzarmierung, deren Korrosionsschutz durch die luftdichte Ummantelung mit Kautschuk gewährleistet ist. Die Armierung in Verbindung
mit dem Trägermaterial ergibt einen dauerhaften, elastischen und nahezu unzerreissbaren Baustoff. Ausgehärteter Kautschuk ist sowohl im Grundwasser
als auch in Böden chemisch nicht reaktiv und somit für Anwendungen im Grundbau
hervorragend geeignet.
Die Lösung der Aufgabe geht aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung
hervor.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen und mit Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt einer treppenförmigen Reifenanordnung mit den eingebrachten
Stahllanzen,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ausgelegte und mit Schüttgut aufgefüllte Reifen mit der Anordnung der Stahllanzen,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ausgelegte und mit Schüttgut aufgefüllte Reifen mit der Anordnung der Stahllanzen,
Fig. 3 die Anordnung der Reifen für eine vertikale Wand, mit Vliesbahnen,
perspektivisch,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Reifen mit eingelegtem Armierungsnetz,
fest verbunden mit der Stahllanze.
In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Dammes dargestellt, hier als
Sicherung eines Böschungsfusses. Die Reifen (1) sind treppenförmig angeordnet. Durch die partiell sich überschneidenden Öffnungen der Reifen sind
Stahllanzen (2) eingebracht, die mit Löchern (4) und einer verlorenen Spitze (7) versehen sind, durch die eine Suspension (5) injiziert ist. Dies erhöht
die Scherfestigkeit des Schüttgutes (3) und damit die Standfestigkeit des Baukörpers. Ausserdem dient es dem Korrosionsschutz der Lanzen (2).
Im vorliegenden Fall ist es geostatisch erforderlich, die Stahllanzen (2)
unter der tiefen Gleitfuge (6) zu verankern.
Bei freistehenden Erdwällen, Mauern und dergleichen, können die Stahllanzen
Bei freistehenden Erdwällen, Mauern und dergleichen, können die Stahllanzen
(2) entsprechend kürzer dimensioniert sein.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung von Reifen (1), die unter- bezw. miteinander
reissfest verbunden (8) sind, vorzugsweise mittels heiss eingebrachter Kunststoff
nieten. Dadurch können Zugspannungen aufgenommen werden. Durch die Verdichtung des eingebrachten Schüttgutes (3) werden Druckspannugen aufgenommen.
Beim Auftreten von Scherkräften, beispielsweise in den Gleitzonen, wie dargestellt
in Fig. 1 (6), werden Zugspannungen erfindungsgemäss über die Reifen
(1) an den in ihnen enthaltenen, räumlich begrenzten Erdkörper (3) übertragen
und dort als Druckspannungen aufgenommen und abgeführt. Der Baukörper wirkt monolithisch und elastisch zugleich, was einen entscheidenden Fortschritt in
Bezug auf Konstruktion und Berechnung solcher Bauvorhaben darstellt. Das Verfahren
kann auch in Erdbebengebieten angewendet werden.
Fig. 3 zeigt eine Veriante mit vertikaler Anordnung von Reifen, zum Beispiel
eine Mauer. Um das Herausfallen oder Auswaschen von Schüttgut zu verhindern, werden Vliesbahnen (9) wie auf der Zeichnung gezeigt durch die, in jeder
zweiten Reifenschicht kongruent übereinanderliegenden Reifenöffnungen angebracht.
Das Vlies dient ausserdem dem Halt für das Wurzelwerk der Gräser.
In Fig. 4 wird dargestellt, wie Mauerabschlüsse bei schmalen und/oder hohen
Baukörpern ausgebildet werden. Hier kann ein Armierungsnetz (10) in den Reifen (1) so gelegt werden, dass es im Inneren festsitzt. Es wird mit der Lanze
(2) beispielsweise mittels Schweissnaht (12) fest verbunden. Durch Verfüllen mit Zementsupension ergibt sich dadurch ein verwindungsfester Mauerabschluss.
Im Falle einer begrünten Mauerkrone geschieht dies vorteilhaft in der zweitobersten
Reifenlage.
Fig. 5 zeigt ein Sicherheit^- und Blickschutzbauteil als Mittelstreifen an
Autobahnen. Hier sind in Abständen von ca. 2 metern, in die zentrale Reifenanordnung (16) Spiralzugfedern aus Stahl (13) so eingebracht, dass sich
eine vertikale Zugspannung von bis zu 10 kN ergibt. Am Boden ist ein
geschraubter Dübel (14) eingelassen. Durch die Schlaufe (15) am oberen Ende
des Dübels ist die Feder (13) mit dem Untergrund verbunden. Die kraftschlüssige Verbindung mit der zweitobersten Reifenreihe geschieht wie in
Fig. 4. dargestellt. Die solcherart armierte Reifensäule (16) wird mit einem
Beton CP 300 (17) aufgefüllt und verdichtet.
Böschungen sind erfahrungsgemäss anfällig gegen alle Arten von Erosion. Durch
die Treppenform (Fig. 1) eines erfindungsgemäss gebauten Körpers ergibt sich
eine drastische Reduktion der Fliessgeschwindigkeit von Gewässern, sowie eine hohe Wasserabsorbtionskapazität im Innern des Bauwerkes. Durch die wabenförmige
Anordnung einer Vielzahl in sich abgeschlossener Erdkörper ist die Gefahr grossflächiger Auswaschungen und daraus entstehender Rutsche
ausgeschlossen.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Altreifen als Bewehrung
und gleichzeitig formgebendes Element in Verbindung mit nicht schädigenden Schüttgütern zur Errichtung von Bauwerken in den Bereichen Grund-,
Landschafts-, Wasser- und Hochbau verwendet werden können. Dies vorallem deshalb, weil die Entsorgung von Altreifen und von Bauschutt
sehr teuer ist. Ausserdem wird der Reifen erfindungsgemäss ohne weitere Bearbeitung verwendet. Dadurch entfallen Finanz- und Energieaufwendungen für
Rohstoffgesinnung, Produktion und Lagerhaltung. Die Reifen werden wo möglich
dem Bauvorgang entsprechend kontinuierlich angeliefert, vor Ort sortiert und direkt eingebaut.
Durch die unterschiedlichen Reifengrössen entsteht als weiterer Vorteil eine
grosse Flexibilität bei der Gestaltung vieler, möglicher Geländeformationen. Da der Reifen fest aber elastisch ist, ergibt sich aus dieser Besonderheit
ein hoher Abrasionswiderstand. Dadurch entstehen sehr gute Voraussetzungen für Anwendungen des Verfahrens im Wasser- und speziell im Flussbau.
Ausserdem ist anzunehmen, dass verfahrensgemäss errichtete Erd- und Wasserbauwerke
erdbebensicher sind.
Die Anwendung des Verfahrens ist für viele Projekte der Landschaftsgestaltung
hervorragend geeignet:
Landschaftsbauten:
Geländeterrassierungen
Böschungen und Böschungssicherungen
Sicherheits-, Lärm- und Blickschutzbauten an Verkehrswegen aller Art
Begrenzungswälle mit Fahrradwegen und Mauern
Kultur- und Kunstbauten
Kultur- und Kunstbauten
Wasserbauten:
Dämme, Wehre
Ufergestaltungen und - befestigungen an stehenden und fliessenden Gewässern.
Alle hier aufgeführten Baukörperformen können vollständig begrünt werden.
Dazu wird in einem ersten Arbeitsgang ein Gemisch aus Strohäcksel und Grassamen in einem feuchten Ton/Erde-Gemisch gebunden aufgespritzt.
Zusätzlich können Moose, Farne, Büsche, Kletterpflanzen und selbst kleine Bäume gepflanzt werden. Das Wurzelwerk durchwirkt dabei auch die Schüttung
und unterstützt damit die Stabilität des Bauwerkes.
Ausserdem entsteht durch die Bepflanzung ein wirksamer Schutz gegen UV-Bestrahlung
und gegen Feuer. Die eingebauten Reifen bilden ein grosses Wasserreservoir. Damit bleiben Erdreich und Wurzelwerk auch über längere Trockenperioden
feucht.
Das Verfahren ist weiter sehr vorteilhaft anwendbar für den Bau von Sicherheits-,
Lärm- und Blickschutzbauten an Verkehrswegen aller Art.
Der Verbund von verfüllten Altreifen ergibt einen formstabilen und dauerhaft
elastischen Baukörper. Im Gegensatz zu den bisher üblichen, meist starren und scharfkanntigen Lärmschutzbauten wird dadurch ein zusätzliches, konstuktionsbedingtes
Sicherheitsrisiko bei Unfällen ausgeschlossen. Als weitere Sicherheitsmassnahem kann fahrbahnseitig eine spezielle Pufferzone
eingerichtet werden, indem hier die erste Reifenreihe mit eingeschlämmten Autoreifengranulat verfüllt ist.
Die Verwendung der Materialien Kautschuk und Erdreich sowie die vollständige
Begrünung ergeben eine optimale Absorption von Schallwellen. Ein Doppleroder Halleffekt der bei beidseitigen Schallschutzbauten oft störend auftritt,
ist dadurch ausgeschlossen.
Vorteilhafte bautechnische Aspekte des Verfahrens sind:
Das geringe Gewicht des verwendeten Baustoffes erlaubt ein Bauen ohne Fundamente
oder sonstige aufwendige Untergrundsverbesserungen. Ausserdem braucht man für keinen der Verfahrensschritte schwere Maschinen.
Innerhalb eines Baukörpers können verschiedene Schüttgüter eingebracht
werden. Und zwar räumlich exakt definiert und begrenzt und genau dort wo es baubiologisch oder statisch erforderlich ist.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Herstellung von Böschungen und allen anderen Erd- und Wasserbauwerken, mittels
einer Mehrzahl neben- und übereinander angeordneter, behälterartiger Bewehrungselemente die mit
Schüttgütern verfüllt sind und die mittels Injektionslanzen im Boden verankert oder durch Zugfedern am
Boden befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass
1.1 als behälterartige Bewehrungselemente vorzugsweise Altreifen verwendet werden,
1.2. deren Laufflächen sich berühren und die untereinander kraftschlüssig verbunden sind,
1.2. deren Laufflächen sich berühren und die untereinander kraftschlüssig verbunden sind,
2. die Reifenreihen mit hohlraumlos verdichtetem Schüttgut verfüllt sind, und dabei
3. mit vertikal angebrachten Injektionslanzen
3.1. im darunterliegenden Erdreich verankert sind
oder mittels
4. Spiralzugfedern aus Stahl
4.1. am Boden befestigt werden, indem
4.2. die Zugfeder kraftschlüssig mit einem eingelassenen Dübel verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1. bis 4. , dadurch gekennzeichnet, dass die Reifen mittels mechanischen
Einflusses zu annähernd drei- oder viereckigen Behältnissen verformt sind, dienend der Vergrösserung der
Kontaktflächen untereinander, was zu einer Erhöhung der inneren Reibung und damit zu einer erhöhten
Standsicherheit des Baukörpers führt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1. bis 5., dadurch gekennzeichnet, dass die Reifen mittels
thermischer, oder
6.1. mechanischer Einwirkung unter
6.2. Verwendung von Kunststoffnieten untereinander verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1. bis 6., dadurch gekennzeichnet, dass feinere, nicht kondaminierte
Schüttgüter aller Art verwendet werden,
7.1. oder Mischungen derselben,
7.2. auch in Verbindung mit üblichen Zusätzen und dass
7.3 auch innerhalb eines Baukörpers, entsprechend den jeweiligen geostatischen oder baubiologischen
Erfordernissen unterschiedliche Schüttgüter verwendet werden,
8. Vorrichtung nach Anspruch 1. bis 7., dadurch gekennzeichnet, dass hohle Stahllanzen verwendet
werden, die
8.1. mit einer verlorenen Spitze versehen sind und
8.1.1. auf ihrer ganzen Länge und Abwicklung Löcher aufweisen, durch die
8.2.. bekannte, chemische Suspensionen injiziert werden können, zur
8.2.1. Erhöhung der Scherfestigkeit in den die Stahllanzen umgebenden Bodenzonen und
8.2.2. gleichzeitig dienend dem Korrisionsschutz der eingebrachten Stahlanzen.
9. Vorrichtung nach nach Anspruch 1. bis 7., dadurch gekennzeichnet, dass Spiralzugfedem aus Stahl
verwendet werden, die
9.1. alternierend in die jeweilige, zentrale Reifenanordnung eingebracht sind und
9.2. miteis Dübel im Untergrund verankert sind und
9.3. eine Zugspannung von bis zu 10 kN aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1. bis 9. dadurch gekennzeichnet, dass der fertige Baukörper
begrünt wird, indem
10. Lein Gemisch aus Strohhäcksel und Grassamen in einem feuchten Ton/Erde-Gemisch gebunden,
oberflächlich angebracht ist und
10.2. danach zusätzlich Moose und Farne, aber auch
10.3. Büsche und kleine Bäume gepflanzt werden, wodurch
10.4. vermieden wird, dass der Kautschuk durch UV-Bestrahlung zersetzt wird und
10.5. der Feuerschutz gewährleistet ist.
11. Vorrichtung nach Ansprüchen 1. bis 10. dadurch gekennzeichnet, dass Vliesbahnen durch die, in jeder
zweiten Reifenreihe kongruent übereinanderliedenden Öffnungen der Reifen angebracht sind, um
11.1. das Herausfallen und Auswaschen von Schüttgut zu verhindern und
11.2. dem Wurzelwerk der Pflanzen auch in diesen Zonen Halt zu bieten.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1. bis 11. dadurch gekennzeichnet, dass ein Armierungsnetz in den
Reifen angebracht ist, dass
12.1. es festsitzt und
12.2. mittels Schweissnaht kraftschlüssig mit der Stahllanze verbunden ist, sodass durch
12.3. Injektion mit Zementsuspension ein verwindungsfester Mauerabschluss gebildet wird und dies
12.4. vorteilhaft in der zweitobersten Reäfenreihe stattfindet.
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