DE3802910A1

DE3802910A1 - Verfahren zum absenken von bauwerken

Info

Publication number: DE3802910A1
Application number: DE3802910A
Authority: DE
Inventors: Edmund Hertle; Siegfried Hausner
Original assignee: Alfred Kunz and Co
Current assignee: Alfred Kunz GmbH and Co
Priority date: 1988-02-01
Filing date: 1988-02-01
Publication date: 1989-08-10
Also published as: GB8900481D0; DE3802910C2; JPH028794A; FR2626607B1; GB2215366A; FR2626607A1; US4923338A; GB2215366B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absenken von Bauwerken, beispielsweise von stillgelegten Kernkraftwerken oder von während des Absenkens zu erstellenden Bauwerken, in den Untergrund, bei dem unterhalb der Sohlplatte des abzusenkenden Bauwerks ein Senkkasten, auf dessen Deckenplatte sich das Bauwerk abstützt, erstellt und der Senkkasten mit dem Bauwerk schrittweise abgesenkt wird.

Ein Verfahren dieser Art zum Absenken von Kernkraftwerken oder der Reaktorteile von Kernkraftwerken ist aus der DE-PS 28 54 330 bekannt.

Das Absenken von Bauwerken mit Senkkästen oder sogenannten Caissons erfolgt üblicherweise in der Weise, daß der Boden inner halb des von der Deckplatte und den Schneiden des Senkkasten eingefaßten Raum ausgehoben wird, bis der Senkkasten unter dem Druck des auf diesem ruhenden Bauwerks nachrutscht. Ein Nach rutschen erfolgt immer dann, wenn so viel Boden ausgetragen worden ist, daß der auf den Senkkasten wirkende Druck die auf die Außenseiten der Schneiden wirkenden Reibungskräfte sowie den auf die Schneiden wirkenden Stützdruck und den Innendruck in dem Senkkasten, der ein hydrostatischer Druck oder aber ein Preßluft druck zur Verdrängung von Grundwasser sein kann, überwindet. Ein Absinken des Senkkasten erfolgt somit zu nicht genau vorherbe stimmbaren Zeiten um unterschiedlich große Strecken, wenn ein das Nachrutschen des Senkkastens ermöglichender ausreichender Bodenaushub erfolgt ist.

Beim Absenken von Bauwerken, deren Durchmesser beispielsweise 60 m betragen kann, ist ein derartiges unkontrolliertes Abrutschen des Senkkastens unerwünscht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, nachdem sich Bauwerke kontrolliert um vorherbestimmbare Strecken absenken lassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß eine aus Stahlbeton bestehende Deckenplatte des Senkkasten hergestellt und mit einem umlaufenden unterhalb von deren Randbereich angeordneten schneidenartigen Ring aus Stahlbeton, der eine Außenschneide bildet, versehen wird, das etwa niveaugleich mit dem Ring der Außenschneide ein innerer schneidenartiger Ring aus Stahlbeton, der eine Innenschneide bildet und der im Abstand von dem Ring der Außenschneide eingefaßt wird, hergestellt wird, daß zwischen der Oberseite des Ringes der Innenschneide und der Unterseite der Deckenplatte im Abstand voneinander hydraulische Pressen eingebracht werden, über die sich die Deckenplatte auf dem inneren Ring abstützt, daß der Boden zwischen den Innen- und Außenschneiden und im Innern der Innenschneide ausgehoben und zum Absenken die Innenschneide durch Einfahren der Pressen entlastet wird, so daß die Außenschneide durch den dadurch auf sie wirkenden erhöhten Druck kontrolliert absinkt, daß nach Erreichen der gewünschten Absenkstrecke oder nach Erreichen der Grundbruchsicherheit an der Außenschneide die Innenschneide durch Ausfahren der Pressen belastet wird und daß der Boden zum Ausführen der Absenkwechselschritte der Innen- und Außen schneiden bis zum Erreichen der gewünschten Absenktiefe ausge fahren wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein kontrolliertes Absenken des Senkkastens mit dem auf diesem abge stützten Bauwerk durch eine gesteuerte Lastüberleitung von der Innenschneide auf die Außenschneide und umgekehrt. Ist die Innenschneide so weit eingefahren, daß die Außenschneide nicht mehr nachrutscht, wird die entlastete innere Schneide durch Bodenaushub freigelegt und ausgefahren, bis sie sich wieder mit dem gewünschten Druck auf dem Untergrund abstützt. Gleichzeitig oder anschließend werden die Außenschneiden freigelegt und der Vorgang des Absenkens vollzieht sich im Wechselschritt.

Durch Einfahren und Entlasten der Pressen wird die Außenschneide durch Umlagerung der Lasten stärker belastet, so daß durch die entsprechende höhere Belastung der Außenschneide der Senkkasten abrutscht. Dabei ist durch Entlasten der Pressen der Innen schneide ein Absenken des Senkkasten so lange möglich, bis an den Außenschneiden die Grundbruchsicherheit wieder erreicht ist. Das Absenken läßt sich durch die Pressen der Innenschneiden steuern und jederzeit unterbrechen.

Ist die Außenschneide um einen Teilschritt bis zur Grundbruch sicherheit abgesenkt worden, wird die Innenschneide durch Ausfahren der Pressen belastet und diese sinkt unterstützt durch den Aushub wieder in den Boden ein. Dies kann so lange fortgesetzt werden, bis Grundbruchsicherheit erreicht ist oder die Pressen entlastet werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß wegen der größeren Fläche der Außenschneide diese höhere Lasten aufzunehmen vermögen. Die Innenschneide vermag nur einen Teil der Last der Außenschneide zu tragen, was aber zum Absenken in dem beschriebenen Wechselschritt ausreicht.

Die Ringe der Außen- und Innenschneiden sind zweckmäßigerweise kreiszylindrisch und konzentrisch zueinander angeordnet. Die Ringe können auch eine andere Form haben und beispielsweise viereckig sein.

Die Innenscheide kann beispielsweise auch aus zwei oder mehreren zueinander parallelen oder winkelig zueinander angeordneten Schneiden bestehen, da diese im wesentlichen die Funktion von Stützfüßen haben, um ein kontrolliertes Absenken des Senkkasten zu ermöglichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet sowohl zum Absenken bestehender Bauwerke als auch zum Absenken während des Absenkens zu erstellender Bauwerke. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei dem Absenken bestehender Bauwerke zu Beginn des Absenkens auf den Senkkasten der höchste Druck wirkt, der aufgrund der Reibungskräfte erst mit zunehmender Absenktiefe abnimmt, während bei zu erstellenden Bauwerken der Druck zu Beginn des Absenkens am geringsten ist.

Nach einer erfinderischen Weiterbildung ist vorgesehen, daß zwischen der Deckenplatte des Senkkastens und der Sohlplatte des Bauwerks die Sohlplatte abstützende hydraulische Pressen angeordnet werden, deren Kraft zur im wesentlichen gleichen Flächenbelastung der Sohlplatte steuerbar oder regelbar ist. Durch geeignete Steuerung oder Regelung der Pressen kann sicher gestellt werden, daß die Sohlplatte des Bauwerks nicht durch unsymmetrische Belastung überbeansprucht wird, so daß Risse entstehen können.

Nach einer weiteren erfinderischen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Pressen der Innenschneide zur Erzeugung eines unsymme trischen Druckprofils über den Umfang der Innenschneide einzeln steuerbar sind. Auf diese Weise lassen sich Teilbereiche des Ringes stärker belasten, um beispielsweise schräg verlaufende härtere Bodenschichten anschneiden zu können.

Es ist bereits ein Senkkasten bekannt, dessen Schneide durch in Nischen untergebrachten Pressen vorgetrieben werden kann, wobei der Senkkasten durch Entlasten der Pressen nachgeholt wird.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber in dem Gedanken, den Senkkasten mit zwei Schneiden in der Weise zu versehen, daß dieser gleichsam im Wechelschritt abgesenkt werden kann. Bei einer großen Deckenplatte des Senkkastens ist dabei von besonderem Vorteil, daß die Innenschneide die Decken platte in ihrem mittleren Bereich stützt. Dabei bleibt die Stütz kraft grundsätzlich auch dann erhalten, wenn die die Decken platte auf der Innenschneide abstützenden Pressen entlastet werden, weil auch bei diesem Entlastungsschritt immer noch ein gewisser Stützdruck erhalten bleibt.

Die Deckenplatte des Senkkastens kann beispielsweise eine Dicke von 3-4 m bei einem Durchmesser bis 60 m oder mehr aufweisen. Die Caisson-Schneiden können nicken in etwa gleichen Bereichen aufweisen. Zusätzlich können die Schneiden mit besonderen Aufstanzprofilen versehen sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein in den Untergrund abzu senkendes Kernkraftwerk, das bereits von einer zylin drischen Schlitzwand eingefaßt ist, in schematischer Darstellung,

Fig. 2 bis 7 Teilschritte zur Erstellung eines aus einer Deckenplatte mit zwei konzentrischen Schneidringen bestehenden Absenkkastens aus Stahlbeton und

Fig. 8 den Senkkasten mit dem von diesem getragenen Kernkraft werk im teilweise abgesenkten Zustand.

Das abzusenkende Kernkraftwerk 1 weist eine zylindrische Außen wandung 2 mit einer halbkugeligen Kuppel 3 und eine kreis scheibenförmige Sohlplatte 4 auf. Das Kernkraftwerk 1 wird in einem ersten Schritt von einer zylindrischen Schlitzwand 5 einge faßt, die sich bis in eine Tiefe von etwa 75 m erstreckt. Die Schlitzwand kann eine Dicke von 1,2 m aufweisen. Die zylin drische Schlitzwand wird in ihrem unteren Bereich durch Injektion mit einer Zementsuspension mit eine wasserdichten Sohle 6 versehen, die etwa 3 m stark sein kann. Innerhalb des so geschaffenen Topfes kann eine Grundwasserabsenkung in üblicher Weise durch Brunnen 7 erfolgen.

Nach der Einfassung mit Schlitzwänden wird unterhalb der Sohle 4 des Kernkraftwerks die Deckenplatte des Absenkkastens erstellt. Dies erfolgt in bergmännischer Bauweise. Zunächst werden auf gegenüberliegenden Seiten Förderschächte 8 niedergebracht und unterhalb der Sohlplatte 4 durch eine die Bauwerksachse schneidenden Stollen 9 miteinander verbunden. Ausgehend von dem Stollen 9 werden ringförmige Stollen 10, 11 erstellt, die konzentrisch zueinander sind. In den ringförmigen Stollen 10, 11 werden anschließend Stahlbetonringe 12, 13 hergestellt. Zwischen diesen Ringen 12, 13 und der Sohlplatte 4 des Kernkraftwerks werden in gleichmäßigen Abständen hydraulische Pressen 14 angeordnet. Anschließend werden die Teile zwischen den Ringen 12, 13 und der Kernbereich ausgehoben und mit Stahlbeton in der aus den Fig. 4 und 5 ersichtlichen Weise verfüllt. Die so erstellte Stahlbetonplatte wird von einem äußeren Ring 16 aus Stahlbeton eingefaßt, auf den sich der Randbereich der Sohl platte 4 des Kernkraftwerks unmittelbar abstützt. Die einzelnen Teile der Deckenplatte 17 werden fest miteinander verbunden, so daß sich eine homogene Deckenplatte mit einem Durchmesser von etwa 60 m ergibt. Unter der Deckenplatte werden anschließend die die Außenschneide und Innenschneide bildenden Ringe 18, 19 eben falls in bergmännischer Bauweise erstellt. Der die Außenschneide bildende Ring 18 ist unmittelbar in der dargestellten Weise mit dem unteren Randbereich der Deckenplatte 17 verbunden. Der die Innenschneide bildende innere Ring 19 stützt den mittleren Bereich der Deckenplatte 17 über im Abstand auf diesem ange ordnete hydraulische Pressen 20 ab, so daß die Innenschneide 19 relativ zu der Deckenplatte 17 beweglich ist.

Nach dem Erstellen des Senkkastens erfolgt das Absenken des Kern kraftwerks in der aus Fig. 8 ersichtlichen Weise durch Boden aushub in den Arbeitskammern 21, 22 des Senkkastens und Entlasten und Belasten der inneren Schneide 19. Entsprechend dem Fort schritt des Absenkens wird eine an die Deckenplatte 4 des Senk kastens angeschlossene zylindrische, das Kernkraftwerk 1 einfassende Wand aus Stahlbeton hochgezogen, die der zusätzlichen Abdichtung dient.

Claims

1. Verfahren zum Absenken von Bauwerken, beispielsweise von stillgelegten Kernkraftwerken oder von während des Absenkens zu erstellenden Bauwerken, in den Untergrund, bei dem unterhalb der Sohlplatte des abzusenkenden Bauwerks ein Senkkasten, auf dessen Deckenplatte sich das Bauwerk abstützt, erstellt und der Senkkasten mit dem Bauwerk schrittweise abgesenkt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Stahlbeton bestehende Deckenplatte des Senkkastens hergestellt und mit einem umlaufenen unterhalb von deren Randbereich angeordneten schneidenartigen Ring aus Stahlbeton, der eine Außenschneide bildet, versehen wird,
daß etwa niveaugleich mit dem Ring der Außenschneide ein innerer schneidenartiger Ring aus Stahlbeton, der eine Innenschneide bildet und im Abstand von dem Ring der Außenschneide eingefaßt ist, hergestellt wird,
daß zwischen der Oberseite des Ringes der Innenschneide und der Unterseite der Deckenplatte im Abstand voneinander hydraulische Pressen eingebracht werden, über die sich die Deckenplatte auf den inneren Ring abstützt,
daß der Boden zwischen den Innen- und Außenschneiden und im Innern der Innenschneide ausgehoben und zum Absenken die Innenschneide durch Einfahren der Pressen entlastet wird, so daß die Außenschneide durch den dadurch auf diese wirkenden erhöhten Druck kontrolliert absinkt,
daß nach Erreichen der gewünschten Absenkstrecke oder nach Erreichen der Grundbruchsicherheit an der Außenschneide die Innenschneide durch Ausfahren der Pressen erneut höher belastet wird und daß der Boden zum Ausführen der Absenkwechselschritte der Innen- und Außenschneiden bis zum Erreichen der gewünschten Absenktiefe ausgehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Deckenplatte des Senkkastens und der Sohlplatte des Bauwerks die Sohlplatte abstützende hydraulische Pressen angeordnet werden, deren Kraft zur im wesentlichen gleichen Flächenbelastung der Sohlplatte steuerbar oder regelbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressen der Innenschneide zur Erzeugung eines unsymmetrischen Druckprofils über den Umfang der Innenschneide einzeln steuerbar sind.