DE3838601A1 - Vorrichtung zum setzen eines pfahles durch eine ufereinfassungswand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Bei Ufereinfassungsanlagen, insbesondere im Hafenbereich, werden, wenn senkrechte Böschungskanten angestrebt werden, Wände eingesetzt, die das Erdreich gegenüber dem Wasser ab­ grenzen. Diese Wände sind üblicherweise als Betonwände oder Spundwände ausgebildet.

Bei größeren Wandhöhen ergeben sich Erddrücke, die ein Ab­ fangen der auf die Wand lastenden Kräfte durch Verankerung im Erdreiche erforderlich machen. Häufig sind aber solche Wände mit geringerer freier Höhe ohne Verankerung ausge­ führt. Bei anschließender Ausbaggerung des Wasserbettes, was zu größerer freier Höhe der Wand führt, ist ein nach­ trägliches Verankern der Wand erforderlich.

Dazu könnte hinter der Wand das Erdreich ausgebaggert wer­ den, um eine Verankerung zu legen. Einfacher ist es aber, vom Wasser her ein Loch durch die Wand zu öffnen, einen als Zuganker dienenden Pfahl in das Erdreich zu verlegen und diesen dann an der Wandöffnung zu spannen. Dazu dienen Vor­ richtungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

In der Regel liegt die zu schaffende Öffnung aber unter Wasser, woraus sich eine Reihe von Problemen ergibt. Die Vorrichtungen der eingangs genannten Art müssen daher Mög­ lichkeiten aufweisen, unter Wasser gezielt eine Öffnung zu schaffen, durch diese Öffnung zu bohren und den Pfahl zu setzen.

Es ist dazu bekannt, vor Ort Taucher einzusetzen, woraus sich erhebliche Kosten und Arbeitszeiten ergeben. Weiterhin ist es bekannt, an der zu schaffenden Öffnung eine abge­ dichtete luftgefüllte Arbeitsglocke anzuordnen, in der gearbeitet wird. Auch hieraus ergeben sich erhebliche Kosten und Arbeitszeiten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Kosten und Arbeitszeiten gesenkt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß alle Arbeiten über Wasser erledigt wer­ den können. Es ist eine Überwasserplattform vorgesehen, auf der gearbeitet wird. Von dieser wird ein Montagerohr schräg abgesenkt und derart gestützt gehalten, daß es mit seinem vorderen Ansatzende an der gewünschten Stelle gegen die Ufereinfassungswand anliegt und in dieser Stellung sicher gehalten wird. Alle Werkzeuge, die benötigt werden, um das Loch in der Wand zu schaffen und hinter dieser in das Erd­ reich den Pfahl zu setzen, sind mit entsprechenden Verlän­ gerungen ausgerüstet, so daß vom plattformseitigen Ende des Montagerohres her alle Arbeiten erledigt werden können. In Vorversuchen hat sich gezeigt, daß damit eine enorme Ar­ beitsbeschleunigung und Vereinfachung möglich ist, mit der die Gesamtkosten drastisch reduziert werden können.

Vorteilhaft sind dabei die Merkmale des Anspruches 2 vorge­ sehen. Derartige Seitenstützen am Ansatzende des Montage­ rohres bewirken zunächst einmal eine bessere Abstützung des Rohres an der Wand, so daß dieses weniger leicht verrut­ schen kann und weniger aufwendige Abstützungen von der Plattform her ausreichen. Da das Rohr schräg gegen die Wand steht, wirken die Seitenstützen auch als Drehsicherung. Formschlußeingriff der Seitenstützen mit der Wand sind ins­ besondere bei profilierten Wänden, z.B. Spundwänden, außer­ ordentlich wirkungsvoll und sichern einen festen Sitz des Ansatzendes an der Wand.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Am einfachsten wird das Loch durch die Wand als Bohrung eingebracht. An dieser Bohrung kann der Stutzen präzise und fast ohne Spiel das Montagerohr führen, so daß dieses exakt gehalten wird. Auch nach Werkzeugwechsel wird stets wieder dieselbe Ansatzstelle, beispielsweise im Erd­ reich beim Bohren eines Pfahles wiedergefunden.

Dabei sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 4 vorge­ sehen. Weist der Stutzen einen solchen Schrägflansch auf, so kann er mit diesem in großer Auflagefläche auf der Wand anliegen. Es ergibt sich dadurch zum einen eine Drehsiche­ rung für den Stutzen und zum anderen eine große Auflageflä­ che, über die Kraft aus dem Stutzen in die Wand eingeleitet werden kann, wenn an dem später an der Öffnung verbleiben­ den Stutzen abschließend der Zuganker verspannt wird.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Eine Schrägabhängung, beispielsweise mittels Seilen, liefert eine sehr stabile Abstützung des Montage­ rohres in der gewünschten Lage, wobei sich eine große, das Ansatzende des Montagerohres gegen die Wand stützende Kraft ergibt, die das Montagerohr in der gewünschten Stellung hält. Die Abstützung des Montagerohres an der Plattform wird dadurch wesentlich vereinfacht.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 6 vorgesehen. Auf diese Weise wird das Innere des Montageroh­ res um die Öffnung herum gegen die Wand abgedichtet. Dies ist von Vorteil beispielsweise dann, wenn hinter der Wand nicht trockenes Erdreich, sondern stark wasserdurchströmtes Erdreich steht. Ausspülungen des hinter der Wand stehenden Erdreiches werden durch diese Abdichtung vermieden.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Vorsehen der Merkmale des Anspruches 7 dadurch, daß durch Überdruck im Montage­ rohr jedes Austreten bzw. Ausspülen durch die Öffnung vermieden werden kann. Ein solcher Überdruck kann einfach erzeugt werden, indem Wasser in das obere freie Ende des Montagerohres gepumpt wird.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ufereinfassungswand mit erfindungsgemäßer Vorrichtung und

Fig. 2 bis 5 Axialschnitte durch das Montagerohr im Bereich der Wand.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in Gesamtansicht von der Seite ge­ sehen.

Die Ufereinfassung ist im Schnitt dargestellt. Sie grenzt das anstehende Erdreich 1 gegen das unter der Oberfläche 2 stehende Wasser ab. Im oberen Bereich ist das Erdreich mit einer Betonplatte 3 abgedeckt. Darunter ist das Erdreich 1 gegen das Wasser von einer geschnitten dargestellten Spund­ wand 4 abgegrenzt, die in üblicher Ausbildung im horizonta­ len Schnitt ein aussteifendes Wellprofil aufweist, wie die Fig. 4 in vergrößertem Maßstab zeigt.

Die dargestellte Ufereinfassung war ursprünglich mit einer freien Höhe der Spundwand 4 ausgebildet, die ohne Veranke­ rung gegenüber dem Erdreich ausreichend steif war. An­ schließend wurde die Wassertiefe unter der Oberfläche 2 durch Ausbaggern bis an die Spundwand heran vergrößert, beispielsweise um das Anlegen von Schiffen mit größerem Tiefgang zu ermöglichen. Dadurch wurde die freie, aus dem Boden des Gewässers herausragende Höhe der Spundwand 4 zu groß, so daß eine Verankerung der Spundwand am Erdreich in etwa halber Höhe erforderlich wurde.

Dazu wird die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt, wie sie zunächst in Gesamtübersicht anhand der Fig. 1 erläutert wird.

Auf der Betonplatte 3 und auf einer provisorisch für die Zeit der erforderlichen Arbeiten im Wasser aufgestellten Stütze 5 ist eine Plattform 6 über der Wasseroberfläche 2 errichtet. An der Plattform 6 ist mit Seilen 7 ein Montage­ rohr 8 in schrägem Winkel zur Horizontalen aufgehängt, und zwar bei schrägstehenden Seilen 7 in derartiger Schrägauf­ hängung, daß das freihängende Montagerohr 8 mit seinem un­ teren Ansatzende 9 gegen die Spundwand 4 gedrückt wird. Durch Längenjustierung der Seile 7 kann die geeignete, etwa auf halber freier Höhe der Spundwand 4 liegende Stelle ein­ justiert werden, an der die Verankerung der Spundwand er­ folgen soll.

Das Arbeitsende 10 des Montagerohres 8 ist über Wasser auf der Plattform 6 angeordnet und dort offen. Vom Arbeitsende 10 her können Werkzeuge mit entsprechenden Verlängerungen nach unten bis zum Ansatzende 9 des Montagerohres 8 eingebracht werden, um dort die Spundwand 4 zu durchbrechen und anschließend bis in das Erdreich 1 hinein, um dort einen Pfahl zu setzen.

Diese Arbeiten können über Wasser ausgeführt werden, wobei das fest verankerte Montagerohr 8 sicherstellt, daß stets an der richtigen Stelle unter Wasser gearbeitet wird. Tau­ cherhilfe unter Wasser ist nicht erforderlich.

In Fig. 1 ist auf der Plattform 6 ein Schlitten 11 aufge­ stellt, der beispielsweise einen dieselhydraulischen Gene­ rator trägt, mit dem Bohr- oder Schlagantriebe für ge­ eignete Bohr- oder Schlagwerkzeuge versorgt werden.

Der Schlitten trägt im dargestellten Beispiel einen Vor­ trieb 12, der in Richtung des Montagerohres 8 ausgerichtet ist und von dem ein Drehantrieb 13 in Richtung des Montage­ rohres 8 angetrieben ist. Der Drehantrieb 13 treibt über eine sich über die Länge des Montagerohres 8 erstreckende Drehverlängerung 14 einen jenseits der Spundwand 4 in das Erdreich eindringenden Bohrer 15 mit Bohrkopf 16.

Das Wechseln der Werkzeuge kann einfach von oben durch Her­ ausziehen aus dem Montagerohr 8 erfolgen. Die Verlängerun­ gen, wie beispielsweise die Drehverlängerung 14, können in aus der Bohrtechnik bekannter Weise aus zusammensetzbaren Stücken bestehen. Ebenso kann, wie im dargestellten Bei­ spiel, das Montagerohr 8 aus zwei Stücken bestehen, die mit einer Muffe 17 verschraubt sind.

Das Ansatzende 9 des Montagerohres 8 ist vorteilhaft gegen­ über der Spundwand 4 abgedichtet, beispielsweise durch pas­ send angeformte Ausbildung oder durch Vorsehen einer Gummi­ randdichtung. Dadurch wird vermieden, daß an dieser Stelle das Erdreich hinter der Spundwand 4 zum Wasser hin ausge­ spült wird, insbesondere dann, wenn das Erdreich fließfähig unterhalb des Grundwassers steht. Um das Austreten von Erd­ reich aus der Spundwand 4 an dieser Stelle mit Sicherheit zu vermeiden und auch das Austreten von Erdreich in das Montagerohr 8 hinein zu vermeiden, kann im Inneren des Mon­ tagerohres 8 ein hydrostatischer Überdruck von Vorteil sein. Dazu ist auf der Plattform 6 eine Pumpe 18 vorgese­ hen, die über einen Schlauch 19 Wasser ansaugt und über einen Schlauch 20 in das Arbeitsende 10 des Montagerohres 8 einspeist, so daß in diesem das Wasser höher steht als die Wasseroberfläche 2 des Gewässers.

Fig. 2 zeigt in Ausschnittvergrößerung das untere Ende des Montagerohres 8, das mit seinem Ansatzende 9 in einer Ver­ tiefung der Spundwand 4 gegen diese anliegt. Wie erkennbar ist, ist das Ansatzende 9 entsprechend der Schrägstellung des Montagerohres 8 angeschrägt und liegt mit einer Gummi­ dichtung 21 an der Wand an.

Zunächst muß die noch intakte Spundwand 4 durchbohrt wer­ den. Dazu dient ein Hohlbohrer 22, der mit Gleitflanschen 23 im Montagerohr 8 drehbar geführt ist und über die be­ reits in Fig. 1 erwähnte Drehverlängerung 14 drehangetrie­ ben ist. Der Hohlbohrer 22 bohrt in exakter Führung im si­ cher gehaltenen Montagerohr 8 ein Loch durch die Spundwand 4 und wird anschließend herausgezogen.

Dann wird mit geeignetem Werkzeug und entsprechenden Ver­ längerungen ein Stutzen 24 in das Montagerohr 8 eingeführt, wie dies Fig. 3 zeigt. Der Stutzen 24 ist als Rohrstück ausgebildet mit einem Außendurchmesser, der dem Innendurch­ messer des in der Spundwand 4 gebohrten Loches entspricht. Ein Flansch 25 sichert die exakte Führung im Montagerohr 8. Durch spielfreien festen Sitz des Stutzens 24 in der Öff­ nung der Spundwand 4 sowie des Flansches 25 im Montagerohr 8 wird das Ansatzende 9 des Montagerohres zusätzlich gegen­ über der Spundwand 4 für die weiteren Arbeiten sicher ver­ ankert. Der Stutzen 24 weist weiterhin einen Schrägflansch 26 auf, der sich auf seinem ganzen Umfang planparallel der Spundwand 4 anlegt.

Nun kann der Bohrer 15 mit seinem Bohrkopf 16 durch den Stutzen 24 eingeführt werden, um in Achsrichtung des Monta­ gerohres 8 in das Erdreich 1 einzubohren. Der Bohrkopf 16 kann zum Einführen des Stutzens 24 verwendet werden. Dazu wird dieser für die Verlegung auf dem Bohrkopf 16 ver­ schraubt. Nachdem der Stutzen fest eingesetzt ist, wird der Bohrkopf 16 herausgeschraubt und anschließend vorgetrieben. Dies ist möglich, da der Bohrkopf später als Kopf des Zug­ ankers im Erdreich verbleibt und nicht mehr durch den Stutzen 24 zurückgezogen werden muß.

Fig. 4 zeigt einen waagerechten Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 3, wobei der Bohrer 15 bereits weiter ins Erd­ reich vorgetrieben ist. Es ist zu erkennen, wie die Spund­ wand 4 aus einzelnen ineinander verzahnten Bohlen in übli­ cher Bauweise ausgebildet ist.

Hier ist auch zu erkennen, daß der Bohrer 15 mit einer Ver­ längerung 14 durch eine Schraubmuffe 27 verbunden ist. Da­ durch ist unter stückweisem Ansetzen von Verlängerungen weitgehend beliebig tiefes Bohren möglich bei einfacher Handhabung der erforderlichen Gestängelängen auf der Platt­ form 6.

In Fig. 4 ist dargestellt, daß am Ansatzende 9 des Montage­ rohres 8 Seitenstützen 31 angeordnet sind, die beispiels­ weise in Form geeignet zugeschnittener Bleche seitlich am Ansatzende 9 des Montagerohres 8 angeschweißt sind. Sie sind entsprechend der zu durchbohrenden Wand ausgebildet, im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind sie formschlüssig dem Profil der Spundwand 4 angepaßt und sichern an dieser einen festen Sitz des Ansatzendes 9 des Montagerohres. Seitliches Abgleiten oder sonstiges Verrutschen des Montagerohres 8 bei den erheblichen, beim Bohren auftretenden Kräften wird auf diese Weise vermieden.

Ist der Bohrer 15 weit genug ins Erdreich 1 gebohrt, wie dies Fig. 5 zeigt, so wird durch das Innere des hohlen Bohrers und der hohlen Verlängerungen 14 bis zum Bohrkopf 16 Beton unter hohem Druck eingepreßt, der an entsprechenden Öffnungen des Bohrkopfes 16 ins Erdreich austritt und von diesem durch den vom Bohrkopf 16 geschaffenen Kanal bis zur Spundwand 4 zurückfließt und um den Bohrer 15 herum eine Betonummantelung 28 ausbildet.

Hat die Betonummantelung ausreichend abgebunden, so muß der sich aus Bohrer 15 und Betonummantelung 28 ergebende Pfahl an der Spundwand 4 unter geeigneter Zugspannung verankert werden. Dies ist in Fig. 5 dargestellt.

Der Bohrer 15 wird so weit vorgetrieben, daß eine Verlänge­ rungsmuffe 27 im oberen Endbereich des Stutzens 24 steht. Die Muffe 27 hat ein Außengewinde, auf das eine Rohrmutter 29 aufgeschraubt wird. Hierzu dient ein als Schraubschlüs­ sel dienendes, auf der Außenseite der Rohrmutter 29 in ge­ eignetem Eingriff (beispielsweise gegenläufige Verschrau­ bung) angreifendes Schraubrohr 30, das von der Plattform her gegebenenfalls in entsprechender Verlängerung drehbe­ aufschlagt wird. Damit wird die Rohrmutter 29 so weit auf die Muffe 27 geschraubt, bis sie mit ihrer Stirnseite gegen das Ende des Stutzens 24 liegt und diesen mit dem Schräg­ flansch 26 unter der gewünschten Vorspannung gegen die Spundwand 4 preßt. Es werden nun die Bohrerverlängerung 14 und das Schraubrohr 30 entfernt. Anschließend wird das Montagerohr 8 abgezogen und zur nächsten Arbeitsstelle versetzt.

Es verbleibt ein im Erdreich verankerter Zuganker, beste­ hend aus der Betonummantelung 28 und dem verlorenen Bohrer 15, dessen hinteres Ende mit der Muffe 27 und der Rohrmut­ ter 29 unter Zugspannung über den Stutzen 24 und dessen Schrägflansch 26 gegen die Spundwand 4 liegt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann gegenüber dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel variiert werden. Beispiels­ weise kann auf andere Weise als mit Drehbohrern das Durch­ brechen der Spundwand und das Bohren im Erdreich erfolgen. Es können beispielsweise mit Meißeln bestückte Vibrations- oder Schlagbohrer mit entsprechenden Verlängerungen einge­ setzt werden.

Im dargestellten Beispiel wird eine profilierte Spundwand 4 verankert. Entsprechend kann auch an Betonwänden gearbeitet werden. Die Seitenstützen 31, die in Fig. 4 dargestellt sind, können dann anders ausgebildet sein, beispielsweise als sich auf der Wand abstützendes Kreuz, was in entspre­ chender Schrägstellung am Ansatzende 9 des Montagerohres 8 angeordnet ist. Gegebenenfalls kann auf derartige Seiten­ stützen aber auch verzichtet werden, wenn die Aufhängung bzw. Abstützung des Montagerohres 8 an der Plattform 6 sta­ biler ausgeführt ist. Anstelle der das Montagerohr 8 abhän­ genden Seile 7 können andere Haltevorrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise mechanische oder hydraulische Halte­ stützen oder kranauslegerartige Halte- und Justiereinrich­ tungen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Öffnen einer Ufereinfassungswand unter Wasser und zum Setzen eines schrägen Pfahles durch die Öffnung, dadurch gekennzeichnet, daß von einer vor der Wand (4) aufgestellten Überwasserplattform (6) ein Mon­ tagerohr (8) mit abgeschrägtem Ansatzende (9) gegen die zu öffnende Stelle der Wand (4) gestützt ist, in wel­ chem Werkzeuge (15, 16, 30) mit das plattformseitige Arbeitsende (10) des Montagerohres (8) überragenden Verlängerungen (14) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ansatzende (9) des Montagerohres (8) formschlüs­ sig der Wand (4) anliegende Seitenstützen (31) vorgese­ hen sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzende (9) nach Bohren der Öffnung an dieser von einem Stutzen (24) ge­ halten ist, der die Öffnung mit einem passenden Rohr­ stück (24) durchsetzt und mit einem passenden Flansch (25) an der Innenseite des Montagerohres (8) abgestützt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (24) einen außen an der Wand (4) anlie­ genden Schrägflansch (26) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Montagerohr (8) mittels einer Schrägabhängung (7) gegen die Wand (4) gestützt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzende (9) mit ei­ ner gegenüber der Wand (4) abdichtenden Dichtung (21) versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen hydrostatischen Überdruck im Montagerohr (8) erzeugende Einrichtung (18, 19, 20) vorgesehen ist.