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Schlitzverbaugerät - Schlitzverbauverfahren
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Die Erfindung betrifft ein Grabenverbaugerät und ein Grabenverbauverfahren.
Grabenverbaugeräte und Grabenverbauverfahren haben den Zweck, beim Grabenaushub
die Grabenwände abzustützen und so zu verhindern, daß sie einfallen.
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Es gibt eine Anzahl verschiedener Grabenverbaugeräte und entsprechende
Grabenbauverfahren.
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Das Dielenkammerverbaugerät besteht aus einem Rahmen mit Querverstrebungen
in Form von Kanalstreben und seitlich angebrachten Wandelementen, in die Dielen
oder Platten eingeführt und gehalten werden. Das Dielenkammerelement wird dann zusammen
mit den Dielen oder Platten in die teilweise ausgehobenen Grä-Den eingelassen. Durch
sukzessives Eindrücken der Kanaldielen und Ausheben des Bodens wird der Graben erstellt.
(Hoch- u.
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Tiefbau 11/85 Seite 32 und 38, Baugewerbe 22/85 Seite 50).
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Ein weiteres Gerät ist die Verbaubox. Sie besteht ebenfalls aus seitlichen
Platten, die mit Kanalspindeln oder ähnlichen Querverstrebungen verbunden sind.
Der Unterschied zu den Dielenkammerelementen besteht darin, daß hier die Platten
selbst als Seitenwände für den Verbau dienen, wahrend sie beim Dielenkammerelement
nur als Halterungen und Führungen für die Seitenwandelemente dienen. Die Verbaubox
wird bei standfestem Boden von dem Bagger in den ausgehobenen Graben eingesetzt
und bei nicht standfestem Boden in den teilweise ausgehobenen Graben und dann nach
Baufortschritt mit dem Bagger weiter heruntergedrückt (Hoch-u.Tiefbau 11/85 Seite
31/32 und 37).
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Der Gleitschienenverbau besteht aus Gleitschienen, die in den teilweise
ausgehobenen Graben eingesetzt werden und zwischen die dann Verbauplatten eingeschoben
werden. Auch hier erfolgt der Einbau der Gleitschienen und der Bauplatten schrittweise
mit dem Aushub (Hoch-u.Tiefbau 11/85 Seite 32).
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Neben diesen Verbaugeräten, die durch Einsetzen oder Eindrücken in
den Graben in die Positionen kommen, in denen sie ihren Abstützungszweck erfüllen,
gibt es noch das Rammverfahren, bei dem Kanaldielen bis etwa 2 m unter die herzustellende
Grabensohle gerammt werden und nach teilweisem Aushub des Grabens zwischen den beiden
Reihen der gerammten Dielen Querabstützungen eingesetzt werden. Teilweise wird das
Rammverfahren mit dem Dielenkammerverfahren kombiniert in der Weise, daß in die
Dielenkammer elemente Dielen eingesetzt werden, die dann in den Boden einvibriert
oder eingeschlagen werden (Baugewerbe 22/85 Seite 50).
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Alle diese Verbaugeräte haben den Nachteil, daß bei ihrem Einsatz
der Verbauvorgang relativ langsam vor sich geht. Die Tagesverbauleistung bei diesen
Grabenverbaugeräten bei einem Graben von etwa 3 m Tiefe und 1 m bis 1,50 m Breite
liegt bei ca. 50 bis 60 m. Der Grund für diesen verhältnismäßig langsamen Verbaufortschritt
liegt darin, daß vorwiegend von oben nach unten schrittweise mit dem Aushub verbaut
wird. Grabenaushub und Verbau erfolgen quasi in einem Arbeitsgang, in dem abwechselnd
der Bagger den Graben aushebt und dann wieder das Verbaugerät oder die Dielen herunterdrückt.
Beim Rammen liegt der Grund für den langsamen Arbeitsfortschritt darin, daß åede
einzelne Diele vom Rammgerät aufgenommen, eingefädelt und dann eingerammt werden
muß. Das Rammverfahren ist im Grunde noch langsamer als die anderen Verfahren und
wird deshalb vor allem dann benutzt, wenn die anderen Verfahren nicht mehr eingesetzt
werden können, nämlich bei Tiefen, die über 4 m liegen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verbauvorgang erheblich
zu beschleunigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verbaugerät
mit einem Schlitzgerät kombiniert wird. Mit dieser Kombination wird es möglich,
schmale tiefe Schlitze herzustellen und unmittelbar nach Herstellung dieser Schlitze
die Verbauelemente in Form von Dielen oder Platten in diese Schlitze einzuführen
bzw. hergestellte Schlitze mit Betonit-Suspension zu füllen.
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Schlitzgeräte sind bekannt für das Schlitzen von Asphalt, Steinen
oder Erde. Sie arbeiten entweder auf der Basis von Fräs-oder Schneidscheiben oder
auf der Basis von umlaufenden Ketten, die mit Fräs- oder Schneidwerkzeugen ausgerüstet
sind, oder -beschränkt auf das Erdreich - als Pflug oder Vibrationspflug.
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Für den Einsatz beim Verbau ist vor allem ein Schlitzgerät geeignet,
das auf Kettenbasis arbeitet, da nur mit solchen Geräten die größeren Tiefen erreicht
werden können, die für den Verbau erforderlich sind. Denn es kommt ja gerade darauf
an, tiefe schmale Cffnungen im Erdreich - eben Schlitze - herzustellen, in die die
Kanaldielen oder Platten hineingestellt werden können, als Voraussetzung für die
Herstellung von breiteren Gräben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben: das Schlitzverbaugerät besteht aus einem
vom Trägergerät bzw. dessen Ausleger (1) durch ein Anbaugestell (2) gehaltenen Schlitzgeräteausleger
(3), um den die Kette (4) mit Schlitzwerkzeugen (5) herumläuft und aus einem am
Schlitzgeräteausleger mit Halter (6) oder am Anbaugestell (2) über den herzustellenden
Schlitz angebrachten Einsteckkasten (7) für Dielen oder Platten, an dem sich unten
seitlich, vorn verbundene Führungsschienen (8) in einem Abstand von etwa der Breite
des Schlitzes befinden. Nachdem durch das Schlitzgerät der Schlitz hergestellt worden
ist, werden die Dielen in den Einsteckkasten gesteckt und durch diesen sowie die
sich unten am Kasten befindlichen Führungsbleche in den Schlitz geführt und solange
dort gehalten, bis nach entsprechendem Vorschub des Trägergerätes die nächste Diele
eingeschoben werden kann.
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Für die Verwendung in nicht standfesten Böden kann das Verbaugerät
ergänzt werden. Dieses geschieht dadurch, daß die unter dem Einsteckkasten sich
befindlichen Führungsbleche durch einen nach hinten offenen Fishrungskasten (9)
ersetzt werden, der bis zur Schlitzsohle reicht und so lang ist, daß nach Einstecken
einer Diele die nachste ole eingesteckt werden kann, bevor die erste Diele durch
den Schlitzvorschub aus dem Kasten herauswandert.
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Durch diesen im Schlitz mitgezogenen Führungskasten wird sichergestellt,
daß
immer eine Abstützung der Seitenwand vorhanden ist, entweder durch den Führungskasten
oder durch die inzwischen eingeschobene Diele.
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Bei nicht standfesten Böden teten an den Seiten des Fihrungskastens
große Reibwiderstände auf. Die Herabsetzung dieser Reibwiderstände geschieht dadurch,
daß der Ausleger des Schlitzgerätes senkrecht gestellt wird und damit in dieser
senkrechten Stellung gearbeitet wird. So ist es möglich, daß die Kanaldielen direkt
hinter der Schlitzkette in den Schlitz eingeführt werden können und die seitliche
Reibfläche so gering wie möglich gehalten wird.
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Es gibt nicht standfeste Böden, die insbesondere bei tieferen Schlitzen
einen derartig großen Reibwiderstand an den Führungsblechen verursachen, daß die
Trägergeräte, vor allem wenn sie nicht sehr groß sind, nur sehr schwer oder gar
nicht in der Lage sind, diesen Reibwiderstand zu überwinden. Diese Aufgabe wird
dadurch gelöst, daß der Führungskasten durch einen Vibrator (10) in Schwingung gesetzt
wird.
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Damit man mit dem Schlitzgerät in senkrechter Position arbeiten und
der Boden sowohl nach oben gefördert als auch über der Lrdoberfläche seitlich abgelegt
werden kann, werden Schlitzzesser (5) benutzt, die dadurch gekennzeichnet sind,
daß sie sowohl eine Schneii mit Anstellwinkel (11) in Richtung des Kettenlaufs haben
als auch eine Form besitzen, die den geschnittenen Schlitz voll ausfüllt und nach
hinten abdeckt (12) und weiter nach der einen oder nach beiden Seiten außen entgegengesetzt
der Kettenlaufrichtung abgeschrägt sind (13). Dadurch, daß der Schlitz sowohl nach
unten als auch nach hinten abgedeckt ist, ist ein Bodentranstort senkrecht nach
oben möglich. Dadurch, daß die messer entweder nach einer Seite oder von der Mitte
aus gesehen nach beiden Seiten außen entgegengesetzt der Kettenlaufrichtung abgeschrägt
sind, fällt der Boden nach Austritt der Messer aus dem Schlitz oberhalb der Erdoberfläche
nach einer Seite bzw. nach beiden Seiten heraus und wird nicht nach oben befördert
und nach hinten abgeworfen, wo die Kanaldielen eingesetzt werden.
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Bei größeren Grabtiefen können Schwierigkeiten bei der Kettenführung
auftreten, wenn seitlich in den zu grabenden Schlitz Steine hineinragen. Diese können
bewirken, daß die Messer zur Seite gedrückt werden und damit die Kette aus den Bührungsleisten
herausgedrückt wird. Diese Gefahr wird dadurchvermindert, daß unten an den Messern
in Verlängerung der seitlichen Schrägflächen entgegengesetzt der Kettenlaufrichtung
Führungsplatten (14) angebracht werden. Diese Führungsplatten verbessern die Führung
der Kette in dem Schlitz und sie drücken seitlich in den Schlitz hineinragende Steine
in die Schlitzwand.
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Der seitlich abgeworfene Boden muß soweit zur Seite befördert werden,
daß er nicht in Höhe des Auslegers zwischen den beiden Ketten in den Schlitz zurückfallen
kann. Dieses wird dadurch bewerkstelligt, daß vorn seitlich des Auslegers höhenverstellbare
Abweis- und Leitbleche (15) für den ausgeworfenen Boden angebracht sind.
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Aus der senkrechten bzw. fast senkrechten Grabstellung des Auslegers
und seiner senkrechten bzw. fast senkrechten Höhenverstellung entsprechend der erforderlichen
Grabtiefe ergibt sich die aotwendigkeit, daß das am Ausleger bzw. am Halter des
Auslegers angebrachte Verbaugerät und die Abweisbleche entsprechend der Grabtiefe
angebracht werden müssen. Dieses geschieht dadurch, daß das Verbaugerät und die
Abweisbleche im Verhältnis zum senkrecht stehenden Ausleger höhenverstellbar und
festsetzbar sind mittels bekannter Vorrichtungen wie z.B. einer Reihe übereinanderliegender
Schraubenlöcher (16) im Ausleger bzw. Halter.
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In unebenem Gelände ist es möglich, daß das Trägergerät nicht erade
steht und folglich das Schlitzverbaugerät nicht senkrecht in den Boden bringen kann.
Die Folge würde sein, daß der Schlitz nicht senkrecht ist und daß die Dielen nicht
senkrecht in den Schlitz gebracht werden können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß zwischen Trägergerät und dem Schlitzverbaugerät eine Kippvorrichtung (17) angebaut
wird.
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Auf manchen Baustellen liegt der auszuhebende Graben und damit
der
herzustellende Schlitz direkt an Mauern und Gräben oder anderen Hindernissen. Wenn
ein Schlitzverbaugerät an dem Ausleger eines Baggers angebaut wird, so ist die erstellung
eines Schlitzes in solchen Fällen nur dadurch möglich, daß der Baggerausleger zur
Seite gedreht wird. In diesem Fall steht aber das Schlitzverbaugerät nicht parallel
zur Vorschubrichtung des Trägergerätes. Diese Parallelstellung wird dadurch erreicht,
daß zwischen dem Halter des Schlitzverbaugerätes und dem Trägergerät eine Drehvorrichtung
(18) angebracht wird.
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Bei fast allen Kanalisationsarbeiten müssen Gräben in Kurven ausgehoben
werden. Die Breite des Schlitzgerätes und die Länge des Verbaugerätes ergeben eine
Gesamtlänge, die die Herstellung von Kurvenschlitzen unmöglich macht. Diese Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß zwischen dem Schlitzgerät und dem Verbaugerät eine Drehvorrichtung
(19) eingesetzt ist.
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Es gibt verschiedene Breiten von Verbaumaterial. Diese verschiedenen
Breiten müssen mit dem Schlitzverbaugerät verbaut werden können. Dieses ist nur
dadurch möglich, daß die Fi.hrungsschienen des Verbaugerätes z.B. durch Langlöcher
in der Breite verstellbar sind.
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Es gibt verschiedene Tiefen, in denen Kanalisationsrohre verlegt werden.
Das Schlitzverbaugerät muß in der Lage sein, sich diesen Tiefen anzupassen. Wenn
das Schlitzgerät in den Boden eingelassen wird, stößt das hinten angebrachte Verbaugerat
mit bis zur Grabensohle reichenden Führungsschienen auf den Erdboden mit der Folge,
daß das Schlitzgerät gar nicht in den Boden gelassen werden kann. Diese Aufgabe
wird auf zwei Arten gelöst: erstens dadurch, daß das Verbaugerät an einer Pührungs-
und Halteeinrichtung (20) beim Einlassen des Schlitzgerates nach oben geschoben
wird und so auf der Erdoberfläche bleibt, bis das Schlitzgerät in etwa die Tiefe
erreicht hat, um die das Verbaugerat nach oben geschoben wird. Ist diese Tiefe erreicht,
fährt das Schlitzgerät soweit vor, wie das Verbaugerst mLt zur Führungskasten lang
ist. Ist dieser Funkt erreicht, fällt fqs Verbaugerät in den Schlitz. Die zweite
Lösung besteht darin, daß die Fuhrungsbleche in der Hche geteilt und ineinander
verschiebbar
sind (21). Beim Einlassen in den Erdboden wird so
die eine Hälfte des Führungskastens in die andere hineingeschoben, bis das Schlitzgerät
die Tiefe erreicht hat, die der Höhe des halben Führungskastens entspricht. Dann
fährt das Schlitzgerat wieder vorwärts bis die Führungsschienen in den ausgehobenen
Schlitz gleiten. Bei nicht standfestem Boden ist es möglich, daß im Bereich des
Auslegers die Wände des Schlitzes einbrechen und den Ausleger mit der Kette verschütten.
In diesem yall können Reibungswiderstände auftreten, die es verhindern, daß der
Ausleger von dem Trägergerät aus dem Schlitz herausgezogen werden kann. Diese Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß an dem Schlitzgerät ein Vibrator (23) angebracht ist.
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Es gibt Boden, bei dem eine Stabilität der Wände nur dadurch erreicht
werden kann, daß Stützflüssigkeit z.B. in Form von Betonit in den Schlitz eingefüllt
bzw. eingepreßt wird. Um diese Aufgabe zu erfüllen, wird an dem Halter (6) des Verbaugerätes
ein Rohr angebracht (22).
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Das Schlitzgerät kann aufgebaut sein auf einem Trägerfahrzeug als
ein eigenständiges Gerät oder es kann angebaut werden an Baumaschinen, wie z.B.
dem Ausleger von Baggern.
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Ein Teil der in dieser Anmeldung für ein kombiniertes Schlitzverbaugerät
aufgeführten und in Unteransprüchen festgehaltenen Merkmale ist nicht nur neu in
Bezug auf die hier angemeldete Kombinatxon zwischen einem Schlitzgerät und einem
Veraugerät, sondern ein Teil der Merkmale st auch neu für Schlitzgeräte generell.
Dieses trifft zu für die besondere Art der Schlitzmesser in Verbindung mit dem senkrecht
oder fast senkrecht stehenden Ausleger. Erst durch die besondere Art der Schlitzmesser
wird es möglich, daß der Boden nach oben transportiert und seitlich abgelegt wird.
Neu ist auch für Schlitzgeräte, daß die Leitbleche oberhalb der Erdoberfläche senkrecht
neben den Messern angebracht sind und so den in den abgeschrägten Messern nach oben
geführten Boden halten. An der Seite dieser Leitbleche schräg nach außen sind Abweisbleche
angebracht, die den oben am Ende der Leitbleche
herausfallenden
Boden so weit schräg nach außen fallen lassen, daß der Boden nicht mehr neben den
Schlitzen liegt und somit kein Druck auf den Boden ausgeübt wird, der dazu führen
könnte, daß die Grabenwände einbrechen.
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Der mit der Erfindung, d.h. dem Schlitzverbaugerät und dem Schlitzverbauverfahren
erzielte Vorteil ist die Beschleunigung der Verbauarbeit. Wenn das Schlitzverbaugerät
z.B. angebaut wird an einem 12 t Bagger, der üblicherweise auf Kanalbaustellen eingesetzt
wird, so wird bei einer Tiefe des herzustellenden Grabens von 3 m und damit auch
einer Schlitz tiefe von 3 m eine Schlitzgeschwindigkeit bei mittlerem Boden von
100 - 120 m in der Stunde erreicht. Wenn man davon ausgeht, daß durch Auftreten
von Hindernissen wie Querleitungen oder großen Steinen nur 50 % dieser Leistung
praktisch erreichbar ist, so sind das am Tag 240 m beidseitig verbauter Graben,
in den nach dem Aushub Dielenkammerelemente zur Querversteifung eingesetzt werden.
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D.h., die Verbaugeschwindigkeit mit dem Schlitzverbaugerät ist ca.
4 x so groß wie mit allen anderen Verbaumethoden, die heute bekannt sind, was naturgemäß
zu großen Kostensenkungen führt.
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Dieses ist in erhöntem Uaße der Fall bei den bisher besonders kostenaufwendigen
Verbau und Grabenaushubarbeiten in nicht standfestem Boden durch den bis zur Schlitzsohle
reichenden mit einem Vibrator versehenen auseinanderziehbaren Führungskasten in
Verbindung mit dem Senkrechtstehen des Atsslegers und den hierfür entwickelten Schlitzwerkzeugen.
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Ein weiterer Vorteil der senkrechten Stellung des Auslegers neben
der Verminderung des Reibwiderstandes liegt darin, daß bei Querleitungen der Ausleger
direkt vor den Querleitungen hoch und direkt hinter den Querleitungen wieder runtergefahren
werden kann, sodaß der geringstmögliche Teil der Grabenwand unverbaut bleibt. Die
Kippbarkeit des Schlitzverbaugeätes im Verhältnis zum Trägergerät erlaubt den Einsatz
dieser Geräteeinheiten auch auf unebenem Boden. Die Drehbarkeit des ScWlitzverbaugerätes
gestattet den Einsatz dieses Gerätes auch dort, wo der Graben neben seitlichen Hindernissen
ausgehoben werden mu5.
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Die Drehvorrichtung zwischen Schlitzgerät und Verbaugerät er2cglicht
den Einsatz auch bei dem Aushub von Gräben in Kurven, und
die Einstellbarkeit
der Breite der Führungskästen ermöglicht den Einsatz verschieden breiter Verbaumaterialien
wie Platten oder Dielen. Ein großer Vorteil liegt darin, daß dieses Schlitzverbaugerät
nicht nur als eigenständiges selbstfahrendes Gerät eingesetzt werden kann, sondern
auch als preisgünstiges Anbaugerbt an einem sowieso auf Jeder Kanalbaustelle vorhandenen
Bagger, was das Schlitzverbauverfahren aufgrund des geringen Kapitaleinsatzes noch
kostengünstiger macht. Darüberhinaus ist das Schlitzverbauverfahren im Verhältnis
zu dem Rammverfahren sehr viel umweltfreundlicher, da keine Erschütterungen und
nur verhaltnismäßig geringe Lärmbelästigungen erfolgen. Durch den schnellen Baufortschritt
erfolgen diese geringeren Lärmbelästigungen auch sehr viel kurzfristiger.
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