DE3912710C2 - Support structure to secure a backfill - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stützkonstruktion nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a support structure according to the preamble of Claim 1.
In der DE-27 56 047 B1 ist eine Stützkonstruktion dieser Art als Böschungssicherung zur Verhinderung des seitlichen Abrutschens von Dammgut beschrieben. Die eine Stützwand bildenden Fertigelemente weisen vertikal durchgehend Hohlräume auf, mit denen sie auf Stützpfähle aufgesetzt sind, die in den Boden eingebracht sind und mit ihren die Fertigelemente aufnehmenden Enden aus dem Boden herausragen. An ihren stirnseitig einander zugewandten Enden sind die Fertigelemente durch jeweils eine Zapfenverbindung in Form eines vertikalen Stegs rechteckigen Querschnitts und eine diesen aufnehmende Nut miteinander verbunden. Die unterste Reihe der Fertigelemente ist in ein Betonbett eingebettet, das in einem im Hang vorgesehenen kleinen Graben eingegossen ist. Diese bekannte Stützkonstruktion eignet sich nur für einen solchen Boden, der in sich fest ist und deshalb der Stützwand durch die in ihn eingebrachten Stützpfähle die erforderliche Festigkeit zu verleihen vermag. Dabei ist die Stützwand aufgrund ihrer Bauweise aus einzelnen Elementen in gewisser Weise flexibel, weil die einzelnen Elemente an den Fugen geringfügig nachgeben können, ohne daß die Stützwand insgesamt nachgeben muß. Aus dieser Druckschrift ist nicht zu entnehmen, welche Anordnung für die Vertikalfugen der Fertigelemente in den übereinander angeordneten Reihen vorgesehen ist. Da die Stützfähigkeit dieser bekannten Stützkonstruktion lediglich auf der Hebelwirkung der in den Boden eingebrachten Stützpfähle beruht, ist die Stützkonstruktion nur für verhältnismäßig geringe seitliche Belastungen geeignet, und zwar insbesondere dann, wenn der Boden keine ausreichende Festigkeit zu bieten vermag.In DE-27 56 047 B1 is a support structure of this type as slope protection described to prevent the dam from slipping sideways. The one The prefabricated elements forming the retaining wall have hollow spaces throughout, with which they are placed on support piles that are installed in the ground and with their ends receiving the finished elements protrude from the floor. At her the ends facing each other are the finished elements by one Pin connection in the form of a vertical web of rectangular cross section and a this receiving groove connected together. The bottom row of prefabricated elements is embedded in a concrete bed in a small trench provided in the slope is poured. This known support structure is only suitable for one Soil that is solid in itself and therefore the retaining wall through the inserted into it Support piles can provide the required strength. Here is the retaining wall due to their construction from individual elements in a way flexible because the individual elements on the joints can yield slightly without the Total support wall must give way. It cannot be inferred from this publication what arrangement for the vertical joints of the prefabricated elements in the one above the other arranged rows is provided. Because the support capacity of this known Support structure only on the leverage of those placed in the ground Support piles is based, the support structure is only for relatively small lateral Suitable loads, especially if the floor is insufficient Can offer strength.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützkonstruktion der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß eine höher belastbare, in sich flexiblere und einfacher an das Gelände anpaßbare Stützkonstruktion erreicht wird.The invention has for its object a support structure of the beginning specified type so that a more resilient, more flexible and Support structure that is easier to adapt to the terrain is achieved.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1.
Die erfindungsgemaße Stützkonstruktion ist durch das Vorhandensein der Bewehrungselemente wesentlich stabilisiert, wobei die Bewehrungselemente aufgrund ihrer Einbettung in die Hinterfüllung nicht nur in einer günstigen Position liegen, sondern außerdem die Hinterfüllung sichern und somit den die Stützkonstruktion tragenden Grund hinsichtlich Grundbruch bzw. Geländebruch stabilisieren. Trotz der Stabilisierung der Stützkonstruktion wird die Flexibilität der durch die aufeinandergesetzten Fertigelemente gebildeten Stützwand verbessert, da die übereinander angeordneten Vertikalfugen diese Flexibilität der Stützwand gewährleisten. Deshalb ist die Stützwand bei der erfindungsgemäßen Stützkonstruktion weniger bruchgefährdet. Außerdem führt die erfindungsgemäße Ausgestaltung nicht nur zu einer stabilen Auflagerung der Fertigelemente an den Stützpfählen, sondern es kann auch das Anpassen der Auflager an das Planum entfallen, wodurch zum einen die Montage der Stützkonstruktion vereinfacht und verbessert wird aber anderseits eine gezielte Anpassung des Verlaufs der aus den Fertigelementen bestehenden Stützwand an das Gelände ermöglicht wird.The support structure according to the invention is characterized by the presence of the Reinforcement elements stabilized significantly, with the reinforcement elements due to their embedding in the backfill is not only in a favorable position, but also secure the backfill and thus the support structure Stabilize the supporting ground with regard to ground breakage or breakage. Despite the Stabilizing the support structure will increase the flexibility of the stacked prefabricated elements improved support wall, because the vertical joints arranged one above the other give this flexibility of the retaining wall guarantee. Therefore, the support wall in the support structure according to the invention less likely to break. In addition, the configuration according to the invention not only leads to a stable support of the prefabricated elements on the support piles, but it can also do that There is no need to adapt the supports to the formation, which in turn means that the Support structure is simplified and improved on the other hand a targeted one Adaptation of the course of the retaining wall consisting of the prefabricated elements to the Terrain is made possible.
In den Unteransprüchen sind Merkmale enthalten, die bei Gewährleistung und auch bei einer Vergrößerung der Stabilität der Stützkonstruktion die Flexibilität der Stützwand weiter verbessern, zu einfachen und kostengünstig herstellbaren Ausgestaltungen führen, die Montage oder Demontage erleichtern und außerdem zu einer geteilten Stützpfahl-Konstruktion führen, die eine Demontage der Stützkonstruktion oberhalb des Bodens gestattet, wobei die in den Boden eingebrachten Teile der Stützpfähle im Boden verbleiben können.Features are included in the subclaims, both under warranty and at an increase in the stability of the support structure, the flexibility of the support wall further improve to simple and inexpensive to manufacture designs lead, the assembly or disassembly easier and also to a divided Guide post construction that require disassembly of the support structure above the Soil allowed, the parts of the support piles brought into the soil can remain.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben.Preferred exemplary embodiments of the invention are described below on the basis of a Drawing described in more detail.
Fig. 1 ist eine vereinfachte Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Stützkonstruktion, Fig. 1 is a simplified sectional view of a support structure according to the invention,
Fig. 2 zeigt eine Frontansicht der Stützkonstruktion, Fig. 2 shows a front view of the support structure,
Fig. 3 ist ein Horizontal schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 1 und Fig. 3 is a horizontal section along the line III-III in Fig. 1 and
Fig. 4 ist eine Detailansicht eines Mauerelements und der an demselben angreifenden Stütz- und Absicherungs elemente. Fig. 4 is a detailed view of a wall element and elements acting on the same supporting and securing elements.
Gemäß Fig. 1 befinden sich in einem relativ weichen Boden B geringer Scherfestigkeit eine Reihe von Injektions-Tragpfählen 1, welche in bekannter Weise als Stahlrohre 2 mit seitlichen Austrittsöffnungen 3 ausge bildet sind. Diese Stahlrohre 2 werden üblicherweise in den Boden B eingerammt oder eingebohrt und anschließend mit Ze mentmilch beschickt, die durch die Öffnungen 3 austritt und die Rohre 2 somit im umgebenden Bodenbereich sicher verankert. Der obere Abschnitt jedes Tragpfahles 1 weist ein Außengewinde 1a auf, auf welches eine mit einer Gewindebohrung versehene Koppelmuffe 5 aufgeschraubt ist. Am Umfang der Koppelmuffe 5 sind zwei Bodennägel 4 befestigt, welche unter verschiedenen Winkeln ins benachbarte Erdreich ragen und somit die Oberteile der Tragpfähle 1 gegen seitliches Auswandern sichern. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Bodennägel 4 direkt an einer Stelle der Tragpfähle 1 angreifen zu lassen.Referring to FIG. 1 low shear strength are in a relatively soft bottom B a number of injection supporting piles 1 which are oriented in a known manner as a steel pipe 2 with lateral outlet openings 3 is formed. These steel pipes 2 are usually driven into the ground B or drilled and then loaded with cement milk which exits through the openings 3 and thus securely anchors the pipes 2 in the surrounding floor area. The upper section of each support pile 1 has an external thread 1 a, onto which a coupling sleeve 5 provided with a threaded bore is screwed. On the circumference of the coupling sleeve 5 , two ground nails 4 are fastened, which protrude into the adjacent soil at different angles and thus secure the upper parts of the supporting posts 1 against lateral migration. In principle, it would also be possible for the ground nails 4 to be attacked directly at one point of the supporting posts 1 .
In jeder Koppelmuffe 5 ist von oben mit Außengewinde versehene Unterteil eines Rohres einge schraubt, das im Hinblick auf seine noch zu beschreibende Funktion als Mauerpfahl 7 bezeichnet wird. Jeder Trag pfahl 1 ist somit über die Koppelmuffe 5 mit einem Zuge hörigen Mauerpfahl 7 starr verbunden und bildet mit diesem einen sicher im Boden B verankerten Stützpfahl.In each coupling sleeve 5 is screwed from above with an externally threaded lower part of a tube, which is referred to in terms of its function to be described as a wall post 7 . Each support pile 1 is thus rigidly connected via the coupling sleeve 5 with a train-related wall post 7 and forms a support post securely anchored in the floor B.
Über dem Boden befindet sich eine Hinter füllung A welche als "bewehrte Erde" ausgebildet ist und demgemäß mit einer aus Metall- oder Kunststoffbändern bestehenden Armierungseinlage 8 versehen ist. Dieser bewehrte Erdkörper bildet somit einen zwar biegeweichen, aber dennoch quasi monolithischen Verbundkörper. Die in unterschiedlichen Höhen angeordneten bandförmigen Armierungseinlagen oder Bewehrungselemente 8 können Zugspannungen aufnehmen und übertragen dieselben durch Reibung an das Erdreich A, so daß das auf diese Weise bewehrte Erdreich A selbst als Stützkonstruktion dient.Above the floor there is a back filling A which is designed as "reinforced earth" and is accordingly provided with a reinforcement insert 8 consisting of metal or plastic strips. This reinforced earth body thus forms a flexible, yet quasi monolithic composite body. The band-shaped reinforcement inserts or reinforcement elements 8 arranged at different heights can absorb tensile stresses and transmit them to the soil A by friction, so that the soil A thus reinforced serves itself as a supporting structure.
Die hervorragenden Vorteile dieser auf dem Prinzip der bewehrten Erde erstellten Stützkonstruktion sind die im Vergleich zu den konventionellen Betonmauern erheblich niedrigeren Kosten, die einfache Herstellungsweise und deren flexibles mechanisches Verhalten. Die Bewehrungselemente 8 sind, wie Fig. 1 zeigt, an Beton-Fertigelementen 9 einer die Außenhaut des bewehrten Erdkörpers bildenden Mauer 10 befestigt, beispielsweise angeschraubt.The outstanding advantages of this support structure, which is based on the principle of reinforced earth, are the significantly lower costs compared to conventional concrete walls, the simple method of manufacture and its flexible mechanical behavior. The reinforcement elements 8 , as shown in FIG. 1, are attached, for example screwed, to prefabricated concrete elements 9 of a wall 10 forming the outer skin of the reinforced earth body.
Auf die Gewindeabschnitte 6 der Mauerpfähle 7 sind ferner Auflager 11 aufgeschraubt, welche beispielsweise als Stahlscheiben mit Gewindebohrung ausgebildet sein können und auf die sich die Fertigelemente 9 der Mauer 10 abstützen. Die Auflager 11 können beispielsweise auch in Form von in der Schweizerischen Patentschrift Nr. 644 171 dargestellten Halteschellen ausgebildet sein. Die Fertigelemente 9, deren Aufbau am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind vorzugsweise aus Beton gegossene Profilsteine, welche mindestens zwei, zu deren Vertikalmittelebene symmetrisch angeordnete Hohlräume 12 aufweisen. Fig. 4 zeigt ein Fertigelement 9 mit drei solcher Hohlräume 12, durch deren zwei die Mauerpfähle 7 hindurchragen. An den Mauerpfählen 7 greifen in den horizontalen Mauerfugen netzartig ausgebildete Bewehrungselemente 13 an, welche in die aufgeschüttete Hinterfüllung A eingebettet werden, worauf das darüber aufgeschüttete Erd reich jeweils verdichtet wird. Die Bewehrungselemente 13 können an ihren Enden mittels Bindedrähten 13a an den Mau erpfählen 7 festgebunden oder auf andere Weise an denselben befestigt sein.Supports 11 are also screwed onto the threaded sections 6 of the wall posts 7 , which can be designed, for example, as steel disks with a threaded bore and on which the prefabricated elements 9 of the wall 10 are supported . The supports 11 can also be designed, for example, in the form of retaining clips shown in Swiss Patent No. 644,171. The prefabricated elements 9 , the structure of which can best be seen from FIG. 4, are preferably molded concrete blocks which have at least two cavities 12 arranged symmetrically to their vertical center plane. Fig. 4 shows a prefabricated element 9 with three such cavities 12 , two of which the wall posts 7 protrude through. On the wall posts 7 engage in the horizontal wall joints mesh-like reinforcement elements 13 , which are embedded in the backfill A, whereupon the earth heaped above is each compacted rich. The reinforcement elements 13 can at their ends by means of bonding wires 13 a to the Mau erpfählen 7 tied or otherwise secured thereto.
Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist jedes Fertig element 9 einerseits mit einem Vorsprung 14 und an der gegenüberliegenden Seite mit einer entsprechend geformten Einbuchtung 15 versehen, so daß sich beim Zusammenfügen der Fertigelemente 9 eine Art Nut- und Federverbindung er gibt. Wie Fig. 2 zeigt, ist die Mauer 10 ferner im Gegen satz zur üblichen Maurertechnik nicht mit gegeneinander versetzten Fertigelementen, sondern so erstellt, daß sich durchgehende Vertikalfugen V ergeben. Im Bereiche dieser Vertikalfugen erhält man somit eine Art Gelenk stellen, an welchen die Mauer dem horizontalen Erddruck geringfügig nachgeben kann. Dadurch können die durch Ver dichtungsdruck und Vibration auf die Mauer wirkenden Kräfte abgefangen und Beschädigungen bzw. Zerstörungen mit Sicherheit vermieden werden.As shown in FIG. 3 in particular, each prefabricated element 9 is provided on the one hand with a projection 14 and on the opposite side with a correspondingly shaped indentation 15 , so that when the prefabricated elements 9 are joined together, there is a type of tongue and groove connection. As shown in Fig. 2, the wall 10 is also in contrast to the usual masonry technology not with offset prefabricated elements, but created so that continuous vertical joints V result. In the area of these vertical joints, you get a kind of hinge at which the wall can give in slightly to the horizontal earth pressure. As a result, the forces acting on the wall due to compression pressure and vibration can be intercepted and damage or destruction can be avoided with certainty.
Verbessert wird diese seitliche Nachgiebigkeit der Mauer noch durch die Tatsache, daß die Vorsprünge 14 und Einbuchtungen 15 der Fertigelement 9 nicht recht eckig oder quadratisch, sondern verjüngt, beispielsweise trapezförmig oder kreisbogenförmig ausgebildet sind, wie dies eindeutig aus Fig. 3 und Fig. 14 hervorgeht.This lateral compliance of the wall will be improved even more by the fact that the projections 14 and indentations of the prefabricated element 9 are formed non-rectangular or square, but tapered, for example, trapezoidal or circular arc 15, as clearly shown in FIG. 3 and FIG. 14 have shown .
Die Resthohlräume der Fertigelemente 9 werden nach der Erstellung der Mauer mit Beton ausgegossen.The remaining cavities of the prefabricated elements 9 are poured with concrete after the wall has been created.
Dank der beschriebenen Ausbildung bildet die Mauer 10 eine Aneinanderreihung in sich geschlossener, einzelfundierter Mauersegmente SI, SII, SIII (Fig. 2), welche gelenkig miteinander verbunden sind und deren Trag pfähle 7 je nach Konsistenz des Baugrundes in unterschied liche Tiefen l bzw. L hinabreichen können. Thanks to the design described, the wall 10 forms a series of self-contained, single-fused wall segments SI, SII, SIII ( Fig. 2), which are articulated together and whose support piles 7 depending on the consistency of the building ground in different depths l and l can reach down.
Bei Erstellung der beschriebenen Stützkonstruk tion werden zunächst die Injektions-Tragpfähle 1 eingerammt oder gebohrt und durch Injektion von Zementmilch im Erdreich ver ankert, worauf die Koppelmuffen 5 aufgeschraubt und die Bodennägel 4 eingetrieben und an den Koppelmuffen 5 ange hängt werden. Anschließend werden die Mauerpfähle 7 auf geschraubt und die Mauer 10 schrittweise mit der Aufschüttung der Hinterfüllung A hochgezogen, wobei diese wäh rend des Aufbaus schichtenweise verdichtet wird, nachdem die Bewehrungselemente 8 und 13 eingelegt wurden. Da die Bewehrungselemente 13 gleichzeitig die Armierung des be wehrten Erdkörpers darstellen können, kann auf die zu sätzliche Verwendung der Bewehrungsbänder 8 gegebenenfalls verzichtet werden. Auch können die Bewehrungselemente 8 und 13 je nach Bedarf miteinander verbunden werden. Beide Bewehrungselemente 8 und 13 werden vorzugsweise netzartig ausgebildet und können aus Metalldrähten oder Kunststoff bändern bestehen. Eine bevorzugte Ausführungsform ver wendet für beide hochzugfeste Geotextilien.The injection support piles are tion when creating the Stützkonstruk described initially rammed or drilled 1 and ver anchored by injection of cement milk in the ground, is screwed and then the coupling sleeves 5 and driven in the soil nails 4 and attached to the coupling sleeves 5 depends be. Then the wall posts 7 are screwed on and the wall 10 is gradually raised with the backfill of the backfill A, which is compacted in layers during construction after the reinforcement elements 8 and 13 have been inserted. Since the reinforcement elements 13 can simultaneously represent the reinforcement of the reinforced earth body, the additional use of the reinforcement strips 8 can optionally be dispensed with. The reinforcement elements 8 and 13 can also be connected to one another as required. Both reinforcement elements 8 and 13 are preferably formed like a net and can consist of metal wires or plastic bands. A preferred embodiment uses for both high tensile geotextiles.
Die beschriebene Stützkonstruktion bietet gegen über den bisher bekannten Stützmauern eine Reihe von Vor teilen:The support structure described offers against over the previously known retaining walls a number of fore share:
- - Es müssen keine Streifenfundamente erstellt werden, so daß damit auch keine Aushubarbeiten anfallen,- No strip foundations have to be created, so that there is no excavation work,
- - die Mauer 10 wirkt als aufgeschlossene Pfahlwand und die auftretenden Horizontal- und Vertikalkräfte wer den letztlich von den Mauer- und Tragpfählen 7 bzw. 1 aufgenommen,- The wall 10 acts as an open pile wall and the horizontal and vertical forces that occur are ultimately absorbed by the wall and support piles 7 and 1 ,
- - die Höhenlage der die Mauer bildenden Fertigelemente 9 ist durch Justierung der Auflager 11 regulierbar,the height of the prefabricated elements 9 forming the wall can be regulated by adjusting the supports 11 ,
- - die beschriebene Gelenkfunktion gibt der Mauer 10 eine ge wisse Flexibilität in horizontaler Richtung, - The described joint function gives the wall 10 a certain flexibility in the horizontal direction,
- - die Mauer 10 setzt sich aus einer Reihe von Mauersegmen ten von der Breite der verwendeten Fertigelemente 9 zu sammen, welche gelenkig miteinander verzahnt sind und eine individuelle Tiefenfundierung gestatten und- The wall 10 is composed of a series of Mauersegmen th of the width of the prefabricated elements 9 used together, which are articulated with each other and allow an individual deep foundation and
- - besonders vorteilhaft erweist sich die Stützkonstruk tion, wenn der unter der Mauerbasis vorhandene Grund ein weicher Boden B geringer Scherfestigkeit ist.- The support structure proves to be particularly advantageous tion, if the ground under the wall base is a soft floor B of low shear strength.
Die Belastungsfähigkeit eines solchen Bodens B wird erheb lich verbessert, da einerseits die Vertikallast der Mauersegmente (SI, SII, SIII . . . ) über die Tragpfähle 1 in den tragfähigen Grund abgeleitet und andererseits durch die kraftschlüs sige Verbindung Pfahl-Bodennagel eine Pfahlkopfsicherung gegen seitliches Auswandern erzielt wird. Außerdem wird durch die Bodenvernagelung die Tragfähigkeit des Basis materials hinter der Mauer 10 d. h. unterhalb des Schütt körpers erhöht, wobei sich durch die Verdübelung möglicher Trennflächen eine Sicherung gegen Grundbruch oder Gelände bruch ergibt.The load-bearing capacity of such a floor B is significantly improved since, on the one hand, the vertical load of the wall segments (SI, SII, SIII... ) Is derived into the load-bearing ground via the support piles 1 and, on the other hand, a pile head protection against lateral protection is provided by the non-positive connection between the pile and the floor nail Emigration is achieved. In addition, the load-bearing capacity of the base material behind the wall 10, ie below the bulk body, is increased by the nailing to the floor, with the dowelling of possible separating surfaces providing security against breakage or breakage.
Von besonderer Bedeutung ist ferner, daß die die Außenhaut des bewehrten Erdkörpers bildende Mauer 10 selbst praktisch keine Horizontalkräfte aufzunehmen braucht, da die im Mauerbereich anfallenden horizontal- oder Schräglasten von den Mauer-Fertigelementen 9 auf die Mauerpfähle 7 und von diesen über die sicher verankerten Injektions-Tragpfähle 1 an den Boden weitergeleitet wer den.It is also of particular importance that the wall 10 forming the outer skin of the reinforced earth body itself does not need to absorb practically any horizontal forces, since the horizontal or inclined loads occurring in the wall area from the prefabricated wall elements 9 to the wall posts 7 and from these via the securely anchored injection -Pile posts 1 forwarded to the ground.
Gemäß einer weiteren zeichnerisch nicht dargestellten Variante können horizontal benachbarte Fertigelemente auch im gegenseitigen Abstand angeordnet sein, wobei durch deren - beispielsweise beid seitig ausgebildete - Einbuchtungen 15 ein plattenförmiger Riegel eingeschoben wird, dessen vertikale Längskanten dem Profil der Einbuchtungen 15 angepaßt wären. According to a further variant, not shown in the drawing, horizontally adjacent prefabricated elements can also be arranged at a mutual spacing, a plate-shaped latch being inserted through their indentations 15 , for example formed on both sides, the vertical longitudinal edges of which would be adapted to the profile of the indentations 15 .
Auch diese Variante würde die im Vertikalfugenbereich angestrebte Gelenkfunktion ergeben.This variant would also be used in the vertical joint area aimed joint function result.
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