DE3226878A1 - Verbessertes bauelement fuer die erstellung von bauwerken, z.b. erddamm, und verfahren zu ihrer benutzung - Google Patents

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Dr. Dieter Weber Klaus Seiffert

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16. Juli 1982 S/st

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SACER-Societe Anonyme pour la Construction

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Verbessertes Bauelement für die Erstellung

von Bauwerken, z.B. Erddamm, und

Verfahren zu ihrer Benutzung

Priorität: 21. Juli 1981 in Frankreich Anmelde-Nr. 81 14192

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Verbessertes Bauelement für die Erstellung

von Bauwerken, z.B. Erddamm, und Verfahren zu ihrer Benutzung

Die unterschiedlichen Arten von verwendeten Bauwerken, wie Dämme oder Wehre, die im allgemeinen Erddämine sind, die weitgehend in ländlichen Anlagen verwendet werden, erfordern gewöhnlich die Verwendung eines inneren Dichtungskernes.

In dem Werk: "Technique des Barrages en amenagement rural" (Dammtechnik in ländlichen Anlagen), herausgegeben vom französischen Ministerium für Landwirtschaft, Anlagendirektion (Ausgabe September 1977) wird die Möglichkeit erwähnt, den Dichtungskern aus Erde durch eine innere Blende, wie eine geformte Wand (S. 122) zu ersetzen.

Es erfolgt der Hinweis, daß der Innenkern den Vorteil hat, daß er gegenüber äußeren Angriffen wenig empfindlich ist, daß er eine lange Lebensdauer hat und wenig kostenintensiv ist. Er hat gleichwohl den Nachteil,daß er imFalle einer Undichtigkeit oder Leckage schwierig zu reparieren ist.

Auf S. 145 des erwähnten Werkes wird die Technik der Benutzung unterschiedlicher Arten von geformten Wänden beschrieben. Diese Technik besteht im wesentlichen darin, daß man eine Ausschachtung vorsieht, die von der Oberfläche ausgeht, indem man zuerst den Damm aufschüttet und dann die aus Beton geformte Wand von der Dammkrone aus ausführt. 30

Die Benutzung einer Blende aus Asphaltbeton wird im Hinblick auf die Dichtigkeit als sehr wirkungsvoll beschrieben. Andererseits sei sie ausreichend elastisch, um den Verformungen des Mauerwerks, welches sie trägt, zu folgen, ohne beschädigt zu werden. Dennoch ist sie dem Kriechen unterworfen und muß gegen die Alterung geschützt werden. Es wird beschrieben, wie sie im Falle von Rissen leicht reparierbar ist, ohne daß jedoch eine besondere Technik für eine solche

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Reparatur beschrieben wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verbesserungen bei der Herstellung von Kernen der beschriebenen Art herbeizuführen, wobei man eine dichte Blende oder Maske vorsieht zur Beseitigung aller der in Verbindung mit den bekannten Kernarten beschriebenen Nachteile.

Die Erfindung betrifft folglich eine Vorrichtung zur Bildung eines dichten Kerns, der für die Herstellung von Dämmen geeignet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aufgebaut ist auf einem vorgefertigten Bauelement mit einer Seele, die mit Verbindungsmitteln mit benachbarten Elementen versehen und auf mindestens einer Fläche mit einer Dichtungsfolie aus Kunststoff abgedeckt ist, die auf mindestens zwei benachbarten Seiten der sie tragenden Seele überlappt, wobei diese Seele mit Kanälen versehen ist, die mit den Kanälen benachbarter, übereinanderliegender Elemente verbindbar sind, wobei während der Montage mindestens ein vertikaler Kanal zur Inspektion des Kerninneren geschaffen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Seele oder wird dieser Kern aus einem Material hergestellt, welches dem Druck einen ausreichenden Widerstand entgegensetzt, vorzugsweise aus einem · starren Kunststoff, wobei die Seele auf mindestens einer Fläche oder auf zwei Flächen mit einer biegsamen Kunststofffolie bedeckt ist, die mit der Folie des Nachbarelementes in der Überlappungszone verschweißt oder verklebt werden kann, um eine fortlaufend dichte äußere Oberfläche zu schaffen. In demjenigen Falle, bei dem nur eine Folie auf einer Seelenoberfläche vorgesehen ist, wird diese einzige Folie zur AufStromseite des Dammes während der Montage hin gewendet.

Die Auswahl der benutzten Materialien ist solange beliebig wie sie den mechanischen Anforderungen unterschiedlicher wesentlicher Teile genügen. Die Dichtungsfolie kann aus

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allen für diese Anwendungsart herkömmlichen Materialien hergestellt werden, z.B. plastifiziertem PVC, aus Polyisobutylen oder aus Polyäthylen. Die Seele ihrerseits kann aus starrem Kunststoff, aus Metall (Aluminium oder leichte Le- ■ gierung) oder sogar aus Schaumbeton sein, um Beispiele zu nennen.

Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Benutzung dieser Elemente. Das Verfahren besteht darin, daß man in aufeinanderfolgenden Schritten diese Elemente vertikal in aneinanderstoßender Stellung durch Verbindungselemente in einer Reihe oder in mehreren übereinandergeordneten Reihen mit dichtem Verbinden der Abdeckfolien mit benachbarten Folien montiert und daß man dann allmählich bei jedem Schritt nach einer geeigneten Schräge aufschüttet, bis der Damm oder das Wehr seine Endhöhe erreicht hat.

Die Elemente können aneinanderstoßend vertikal montiert werden, sie können aber auch horizontal am Fuß auf der Aufstromseite des Dammes im Falle eines durchlässigen Fundamentes angeordnet werden, bis sie sich unter dieses Fundament erstrecken, um in der Stauzone eine geeignete Steinschüttung bzw. -gründung zu erreichen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 in Draufsicht schematisch ein Bauelement mit einer

Seele und einer einzigen Dichtungsfolie, Figur 2 schematisch eine Schnittansicht entlang der Linie II-II des Bauelementes nach Figur 1,

Figur 3 einen schematischen Schnitt durch eine Seele nach den Linien III-III eines Bauelementes, welches auf eine Basisdrainage montiert ist,

Figur 4 perspektivisch eine Anzahl von Bauelementen, die auf einer Basis- bzw. Fußdrainage montiert ist,

-ΤΙ Figur 5 eine Teilansicht unter Darstellung, wie zwei benachbarte Bauelemente eingefaßt bzw. eingepaßt sind und wie- die Dichtungsfolien mit der benachbarten Folie formschlüssig verbunden sind, Figuren 6 und 7 andere Ausführungsform der Bauelemente und Figuren 8 und 9 die Anordnung der montierten Bauelemente.

In den unterschiedlichen Figuren werden für identische oder ähnliche Elemente die gleichen Bezugszahlen verwendet. 10

In dvsn Figuren 1 und 2 ist ein Bauelemente veranschaulicht, welches allgemein mit 1 bezeichnet ist und die Form einer Platte hat.

Dieses Elemente ist aus einer Seele 2 aufgebaut, die mit Kanälen 3 versehen ist. In den Figuren ist eine einzige Fläche der Seele dargestellt, die mit einer Dichtungsfolie 4 abgedeckt ist. Es versteht sich jedoch, daß eine solche Folie auch auf beiden Flächen der Seele gegebenenfalls vorgesehen sein kann.

Um die seitliche Verbindung der Elemente miteinander sicherzustellen, ist vorgesehen, die Kanten der Seele 2 so zu bilden, daß sie eine Längsschulter 5 mit halber Dicke haben, die ein Ineinandergreifen durch Überlappen der aneinanderstoßend angeordneten Platten erlauben, und zwar sowohl durch die seitlichen Kanten als auch durch die oberen und unteren Kanten. In den Figuren ist die Dichtungsfolie 4 so gezeigt, daß sie seitlich nach rechts und auf der oberen Seite der Seele 2 überlappend vorgesehen ist. Die Folie könnte sich dicht an der Seele befinden, obwohl diese Lösung für die spätere formschlüssige Verbindung mit der Nachbarfolie weniger bevorzugt ist. Es ist bevorzugt, daß auf mindestens zwei Seiten ihrer Umfangszone die Folie 4 abgetrennt oder abtrennbar von ihrer Stütze auf der Seele derart ist, daß sie nach dem Aufbau neben plattenförmigen Bauelementen die Folie des Nachbarelementes abdecken kann und mit dieser formschlüssig dichtend sein kann, indem ein Kontinuum bzw.

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lein fortlaufendes Teil gebildet wird. Diese formschlüssige Verbindung kann durch Schweißen erreicht werden, vorzugsweise durch Thermoschweißen oder durch Kleben. Zwei benachbarte Folien können dadurch formschlüssig miteinander verbun-5den werden, daß man eine äußere, klebende Folie unter Abdeckung der gesamten Fuge bzw. des ganzen Stoßes anfügt, aber diese Lösung ist im allgemeinen weniger erwünscht, weil bei der dichten Befestigung der äußeren Folie Schwierigkeiten auftreten können. Die dichtende, formschlüssige VerbinlOdung wird vorzugsweise mit Hilfe eines Heißluftgebläses vom Typ "LEISTER" sichergestellt.

Während die Bauelemente vertikal übereinander angeordnet sind, stehen die Kanäle 3 in vertikaler Richtung mitein-

15ander in Verbindung. Ihr Durchmesser wird in Funktion der Form und des Abmaßes der einzelnen Platten ausgewählt. Wichtig ist es, vorzugsweise einen Durchmesser in der Größenordnung von mindestens 6 cm sicherzustellen, um in den vertikalen Kanal hinabzusteigen, wodurch Meßinstrumente geschaffen

20werden, insbesondere zum Erfassen bzw. Aufspüren von Leckagen und zum Inspizieren des Kernes von innen. Die anderen Anwendungen dieser Kanäle werden nachfolgend beschrieben.

Es ist möglich, die Plattendicke so auszuwählen, daß der Durchgang eines Menschen (z.B. mit dem Durchmesser von 80 cm) möglich wird.

Die Figuren 3 und 4 veranschaulichen, wie die Reihe der unteren Platten in einen Balkenträger eingesetzt ist, der mit

30einer Fuß- bzw. Basisdrainage 11 derart versehen ist, daß die Vertikalkanäle 3 in die Horizontaldrainage 11 münden. Der Balken oder Träger 10 r$t vorzugsweise mit Verstärkungselementen 13 versehen, die Basisdrainage 11 steht mit Sekundärdrainagen 14 in Verbindung, die auf die Abstromseite des

35Dammes gerichtet sind. Verschlußvorrichtungen 15 können an verschiedenen Stellen in der Basisdrainage 11 vorgesehen sein, um somit die Lage von möglichen Leckagen in der Blende bzw. Abschirmung lokalisieren zu können.

— ΟΙ In Figur 5 ist unter Bezugnahme auf eine andere Ausführungsform der Erfindung die Einzelheit der Einfügung der Seelen und der Abdeckung sowie der Verschweißung der Dichtungsfolien dargestellt. Außer der Dichtungsfolie 4, die auf der Auf-5stromseite angeordnet ist, ist eine zweite Dichtungsfolie 24 auf der Abstromseite angeordnet, wobei diese zweite Folie ihrerseits von einer "geotextilen" (Erdtuch) Folie 25 abgedeckt ist, d.h. eine Textilware, die eine Hilfsdrainage sicherstellt.

Die unterschiedlichen Dichtungsfolien der zwei benachbarten Platten sind miteinander verschweißt oder verklebt, und zwar auf der Gesamtheit oder auf dem größeren Teil ihrer Überdeckungszone. Eine solche formschlüssige Verbindung der ge-

15otextilen Folien auf ihren in Berührung befindlichen Flächen ist im allgemeinen nicht notwendig.

In den Figuren 6 und 7 sind andere Ausführungsformen von Bauelementen 1 dargestellt. Im Fall der Figur 6 hat man ein

20gewelltes Elemente 27 dargestellt (die Welle kann viereckig sein, wie dargestellt oder eine andere' Form haben) , wobei das gewellte Elemente formschlüssig mit zwei Platten 28 und 29 verbunden sind. Nach Figur 7 ist eine zellenförmige, extrudierte Platte hergestellt, bei welcher die Zellen oder

25Waben als Kanäle 3 dienen. In diesem Falle können wiederum · eine oder zwei Flächen mit der Dichtungsmembrane oder -folie 4 versehen sein.

Es können auch andere Formen und Maße wie auch andere Ver-30bindungsorgane der Bauelemente zwischeneinander vorgesehen werden.

Die Figuren 8 und 9 veranschaulichen die relative Anordnung von Platten. Diese können ( Figur 8) in Reihen angeordnet 35sein, die genau übereinanderliegen, oder auch in versetzten Reihen in einer versetzten oder Zick-Zack-Anordnung (Figur 9) , indem man jedesmal vertikale Kanäle durch eine Platte verbindet.

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-ΙΟΙ Ein Teil der Kanäle kann zum Aufziehen von Platten auf galvanisierte, vertikale Versteifungsrohre 31 verwendet werden, die vorzugsweise im Fundament verankert sind und mit Befestigungselementen für die Platten der oberen Reihe an ihrem

5oberen Teil versehen sind, z.B. in Form einer horizontalen Stange, auf welcher unterschiedliche Verstärkungsrohre aufgebolzt sind. Man bildet somit eine Armierung, welche den allgemeinen mechanischen Widerstand der dichten, inneren Dammabschirmung vergrößert.

Man kann die Zahl der vertikalen Verstärkungsrohre variieren, um einen besseren Widerstand gegen horizontale Belastungen vorzusehen, die zwischen 0 und 6 oder 8 kg/cm je nach Dammhöhe variieren und je nachdem, ob man sich am oberen Teil 15oder unteren Teil der Aufschüttung befindet, oder ob das Stauwerk bzw. der Stauraum leer oder voll ist.

Diese Steifigkeit kann auch durch Gießen von Kunststoffprodukten in den Verstärkungsrohren auf eine definierte Höhe 20vergrößert werden.

Wenn man andererseits die Abschirmung mit einem größeren Widerstand gegen Verbiegen versehen will, ist es möglich, die Dicke der Membran 4 auf der betreffenden Fläche zu ver-25großem und/oder die chemische Eigenschaft zu modifizieren und/oder auf der betreffenden Fläche horizontale Bänder aus Kunststoff verschiedener Breite aufzukleben.

Die in der Seele angeordneten Innenkanäle bieten für die Mon-30tage der Bauelemente und für ihre Verfestigung oder Steifigkeit eine Reihe von Vorteilen, sie sind aber vor allem dafür wichtig, daß sie den Durchgang von Steuer- bzw. Kontrollin- · strumenten in das Innere der dichten Abschirmung ermöglichen oder im Falle einer ausreichenden Abmessung den Durchgang 35eines Menschen ermöglichen, der den Auftrag hat, das Innere des Kernes zu überprüfen.

Wenn Leckagen durch jedes geeignete Mittel lokalisiert sind,

1insbesondere durch Verschließen der Basisdrainage mit Hilfe einer Verschlußvorrichtung, die ausgewählt eingeführt ist bis an das untere Ende der Platte durch die Kanäle 3, kann man durch eben diese Kanäle die Abschirmung durch Einspritzen 5von Schaum in eine beschädigte Zwischenwand reparieren, ohne ihre Biegsamkeit in entscheidender Weise zu verändern. Erwünschtenfalls ist es sogar möglich, innen am Beginn der Kanäle die Wand der Seele zu durchbohren und gegebenenfalls die Dichtungsfolie zu durchbohren, um außen (gegen die Auf-10stromseite) ein Dichtungsmittel einzuspritzen.

Das Zusammenfügen der Elemente wird durch das Verbinden der Seelen untereinander sichergestellt (z.B. durch Einfügen bzw. Verzahnen oder durch Kleben und durch Verkleben oder 15Verschweißen der Dichtungsfolien), wodurch ein Kontinuum bzw. ein durchgehendes Teil mindestens auf der aufstromigen Seite des Kernes gebildet wird.

Im Vergleich zu den bekannten Ausführungsformen bietet die 20Erfindung den Vorteil, daß eine Besichtigungsmöglichkeit des Inneren des Kerns sichergestellt ist, welche es erlaubt, den Verformungen desselben und die möglichen Einsickerungen zu verfolgen, die dort entstehen.

Durch eine Materialauswahl kann man eine praktisch perfekte " Dichtigkeit und einen guten mechanischen Widerstand der Abschirmung sicherstellen. Man kann insbesondere das die Seele bildende Material auswählen, welches am besten den Beanspruchungen, Kompressionen bzw. Drücken oder leichten

30Verformungen angepaßt ist, denen die Abschirmung unterworfen wird. Außerdem kann diese Abschirmung durch Biegen verformt werden infolge der Aufschüttung und des Wasserpegels, und zwar ohne Beschädigung. Im ürigen kann man leicht durch Abhorchen die Verformungen des Bauwerkes verfolgen und insbesondere sofort zufällige Leckagen ermitteln, sie lokalisieren und durch Injektion reparieren.

Gegebenenfalls kann man nach Belieben gewisse Abschirmungs-

ldichtzonen verfestigen. Die Bauelemente können auch benutzt werden, ohne daß sie den Beanspruchungen klimatologischer Bedingungen unterworfen werden, was im allgemeinen mit Ton nicht möglich ist, der nur einen gewissen Wassergehalt

5haben kann, und ist auch nicht mit Beton möglich, der gegenüber Frost sehr empfindlich ist.

Außerdem kann das Wehr hergestellt werden, ohne daß man an die Nähe einer Tonquelle gebunden ist.

Man kann auch eine kontinuierliche Folie herstellen, die sich nicht nur vertikal indem Kern sondern ebenso auch horizontal oder in einer Richtung im allgemeinen horizontal am Fuß des Wehrs erstreckt.

Ein besonders wichtiges wirtschaftliches Merkmal besteht in der Tatsache, daß die Bauelemente industriell hergestellt werden können und leicht durch wenig spezialisiertes Personal am Montageplatz zusammengebaut werden können. Die so hergestellten Kerne können einer Bewegung oder einer geringen Verdichtung des Dammes folgen, wenn man die Tatsache berücksichtigt, daß die Kerne Dehnungsbewegungen unterzogen werden können, die größer als die für beispielsweise Asphaltbeton zulässigen Bewegungen sind und wohl verstanden auch für Ton. Durch eine geeignete Material- und Maßauswahl bieten sie eine ausreichende Deformation ohne Rissebildung.

Das Verfahren zum Benutzen der Platten, wie es beschrieben ist, bietet den Vorteil, daß man allmählich und schnell den Damm dadurch hochziehen kann, daß man allmählich die Abschirmung dort anordnet, ohne daß es notwendig ist, daß man spätere Ausschachtungen in der Aufschüttung vornehmen müßte, wie dies bei der alten Technik notwendig war.

Obwohl besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, versteht es sich, daß es noch verschiedene Varianten und Modifikationen im Rahmen der Erfindung gibt.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Verbessertes Bauelement zur Schaffung von Bauwerken, wie einem Erddamm, zur Bildung eines dichten Kerns, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern durch ein vorgefertigtes Bauelement (1) aufgebaut ist, welches eine Seele aufweist, die zu Nachbarelementen mit Verbindungsmitteln (5) versehen ist und auf mindestens einer Fläche mit einer Dichtungsfolie (4) aus Kunststoff bedeckt ist, die auf mindestens zwei benachbarten Seiten der die Folie stützenden Seele überragend vorgesehen ist, und daß diese Seele mit Kanälen (3) versehen ist, die mit Kanälen benachbarter, übereinander angeordneter Elemente verbindbar sind, wobei sie während der Montage mindestens einen vertikalen Kanal zur inneren Inspektion des Kerns vorsehen.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (2) aus einem Material gebildet ist, welches einen ausreichenden Widerstand gegen den Druck bietet, vorzugsweise aus starrem Kunststoff, und das auf mindestens einer Fläche oder auf zwei Flächen mit einer Folie (4), (24) aus biegsamem Kunststoff bedeckt ist, der in der Überlappungszone an die Folie des Nachbarelementes angeschweißt oder angeklebt werden kann, um eine kontinuierlich dichte Außenoberfläche zu bilden.

3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsfolie aus plastifiziertem PVC, aus Polyisobutylen oder Polyäthylen hergestellt ist.

4. Bauelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele aus einem starren Kunststoff, aus Metall oder Schaumbeton hergestellt ist.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine parallelepipedische, recht-

winklige Form hat, wobei die Verbindungsmittel (5) auf den vier Rändern des Elements gebildet sind durch zweckmäßige Schultern, die im wesentlichen halb so dick wie das Element sind.

6. Verfahren zur Benutzung der Elemente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man in aufeinanderfolgenden Schritten die Elemente (1) vertikal in aneinanderstoßender Position montiert durch Verbindungsorgane (5) in einer oder mehreren übereinanderliegenden Reihen mit dichter formschlüssiger Verbindung der Abdeckfolien (4) mit den benachbarten Folien und dann mit allmählichem Aufschütten bei jedem Schritt nach einer geeigneten Schräge, bis der Damm auf seine endgültige Höhe gebracht ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementären Elemente aneinanderstoßend in horizontaler Stellung am Fuß an der Aufstromseite des Dammes montiert werden, bis sie sich unter das Dammfundament erstrecken, um eine geeignete Steingründung in der Stauzone zu erreichen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente auf vertikale Versteifungsrohre (31) quer über die Kanäle (3), die gegebenenfalls in den Fundamenten verankert sind, aufgezogen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der vertikalen Versteifungsrohe in Funktion der horizontalen Beanspruchungen verteilt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Basisdrainage (11) an der Basis des Dichtkernes vorgesehen ist und daß man Verschlußvorrichtungen (15) dort anordnet, die in Verbindung mit zweiten Drainagen (14) ein Lokalisieren möglicher Leckage des Kerns erlauben.