DE4016851A1

DE4016851A1 - METHOD AND DEVICE FOR LIFTING CONSTRUCTIONS

Info

Publication number: DE4016851A1
Application number: DE4016851A
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: SUDBRACK BERNFRIED
Current assignee: SUDBRACK, BERNFRIED, DR.-ING., 53902 BAD MUENSTERE
Priority date: 1990-05-25
Filing date: 1990-05-25
Publication date: 1991-11-28
Also published as: EP0457969B1; DE59002210D1; EP0457969A1; ATE92562T1

Abstract

The invention relates to a method of eliminating slanting positions of existing buildings or parts of buildings with the use of hydraulic cylinder-piston units which can be controlled individually and/or in groups, the masonry (1) being bored through in a first step of the method, bisected steel pipes (4) with pressure channels (8, 9) being arranged in the bored holes in a second step of the method, a hardening material being injected through these pressure channels in a third step of the method, which hardening material comes out through slots or bores (10) in the outer skin of the steel pipe, the building or part of the building, after hardening of the injected material, being lifted and/or lowered in a fourth step of the method via cylinder-piston units arranged in the steel pipes. The invention also relates to a device for carrying out the method. <IMAGE>

Description

Bei der Errichtung historischer Bauwerke und Türmen wurde die Last abtragung in die Fundamente durch ein Mauerwerk erreicht, das quasi ein umgekehrtes Gewölbe darstellte. Dieses Mauerwerk, das Dicken zwischen 1 m und 10 m haben kann, wurde so errichtet, daß im Außen bereich Steinquader entweder ohne Verfugung oder mit Verfugung aufgemauert wurden, während im Inneren zum Erreichen des notwen digen Gewichtes gegen horizontale Windkräfte, das Mauerwerk in ver mörtelter Packlage hergestellt wurde. Von der Statik her wurde dem Außenmauerwerk und dem Innenmauerwerk unterschiedliche Bedeutung für die Lastabtragung zugewiesen.The burden was placed on the construction of historical buildings and towers Removal into the foundations achieved by masonry, so to speak was an inverted vault. This stonework, the fat one can have between 1 m and 10 m, was built so that outside Stone block area either without grouting or with grouting were bricked up while inside to reach the necessary weight against horizontal wind forces, the masonry in ver mortar pack layer was produced. From the statics point of view External masonry and the inner masonry different meaning assigned for load transfer.

In Senkungsgebieten, wie z. B. in Bergbaugebieten, auf Schwemmland, bedingt durch Grundwasserabsenkungen oder dergleichen treten oft mals Schieflagen und unterschiedliche Setzungen an Gebäuden auf, die zur Vermeidung oder Vergrößerung von Schäden beseitigt werden müssen. Es ist bekannt, hierzu hydraulische Zylinder-Kolben-Ein heiten, die einzeln und/oder gruppenweise zusammengefaßt sind zu verwenden (DE-OS 28 33 450; DE-OS 30 23 892; DE-OS 34 03 977).In subsidence areas, such as B. in mining areas, on alluvial land, due to subsidence or the like often occur sometimes misalignments and different settlements on buildings, which are eliminated to avoid or increase damage have to. It is known to do this hydraulic cylinder-piston-in units that are individually and / or grouped together use (DE-OS 28 33 450; DE-OS 30 23 892; DE-OS 34 03 977).

Bei all diesen Verfahren werden im Bauwerk, vorzugsweise im oder nahe dem Fundament des Bauwerks eine Vielzahl von Zylinder-Kolben- Einheiten in Hubkammern angeordnet. Bisher wurden diese Verfahren nur bei Gebäuden angewandt, die zum einen über relativ homogene Mauerwerke und zum anderen über Mauerwerke verfügen, die keine extremen Wandstärken aufwiesen. In all of these methods, in the building, preferably in or near the foundation of the building a variety of cylinder-piston Units arranged in lifting chambers. So far, these procedures only applied to buildings that are relatively homogeneous Masonry and on the other hand have masonry that does not extreme wall thicknesses.

Da insbesondere historische Bauwerke ein hohes Eigengewicht auf weisen müssen, bestehen Schwierigkeiten, derartige Objekte durch Einsetzen von Hubkammern alleine in das Außenmauerwerk oder durch Anbringung von Stahlhilfsgerüsten anzuheben.Because historical buildings in particular have a high weight have to point, there are difficulties in passing through such objects Insertion of lifting chambers alone in the outer masonry or through Attachment of steel scaffolding to raise.

Vielmehr muß sowohl im stärker tragenden Außenmauerwerk, als auch im Packlagenmauerwerk im Inneren angesetzt werden, so daß Systeme erforderlich werden, die sowohl von der Steuerung als auch von der Vorrichtung her diese Aufgaben erfüllen. Neben der Steuerung, die die unterschiedlichen vertikalen Lastübertragungen berück sichtigen müssen, ist es wichtig, daß das Verfahren und Vorrichtung ebenfalls die Übertragung von horizontalen Kräften erlaubt, und gleichzeitig bei außermittigen Schwerpunkten der Baukonstruktion oder des Mauerwerks die Übertragung von Scherkräften innerhalb des Hubspaltes gewährleistet.Rather, both in the stronger load-bearing masonry, as well inside the packing layer masonry, so that systems required by both the controller and the the device ago perform these tasks. In addition to control, which take into account the different vertical load transfers it is important that the method and apparatus also allows the transfer of horizontal forces, and at the same time with off-center focal points of the building construction or the transfer of shear forces within the masonry guaranteed of the lifting gap.

Bei der Sanierung von historischen Bauwerken tritt sowohl der Sanierungsfall auf, daß ein schiefstehendes und/oder versottenes Mauerwerk gerichtet und/oder erneuert werden muß, als auch die Einbringung einer neuen zusammenhängenden Tragschicht, die das Aufsteigen von Grundwasserfeuchte zusätzlich verhindert.When renovating historic buildings, both Refurbishment case on that a crooked and / or rotten Masonry must be straightened and / or renewed, as well Introduction of a new coherent base layer that the Rise of groundwater moisture also prevented.

Der Einsatz der hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten in Hubkam mern war bisher bei dickem, jedoch relativ unstabilem Mauerwerk nicht möglich, da ausgehend von den einzelnen Zylinder-Kolben- Einheiten eine Kraftübertragung auf die im Außenbereich befind lichen Steinquader und dem Innenmauerwerk nicht möglich ist. Hinzu kommt, daß insbesondere bei historischen Bauwerken das gesamte mas sive Mauerwerk wohl eine ausreichende Festigkeit aufweist, versot tetes Mauerwerk, Hohlräume, Spalten und Risse nicht mehr tragfähige Mörtellagen und/oder Sandeinschlüsse vorhanden sind, bzw. Bauma terial verwendet wurde, daß nur in einer großen Wanddicke die erwünschte Tragfähigkeit aufweist.The use of the hydraulic cylinder-piston units in Hubkam So far, masonry has been thick but relatively unstable masonry not possible because starting from the individual cylinder-piston Units transmit power to those located outside stone cuboid and the inner masonry is not possible. In addition comes that the entire mas sive masonry probably has sufficient strength, versot tied masonry, voids, crevices and cracks no longer viable Mortar layers and / or sand inclusions are present, or Bauma material was used that only in a large wall thickness has the desired load capacity.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Heben und Ausrichten von Gebäuden zu schaffen, welche unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile die Beseitigung von Schieflagen von Gebäuden bzw. Gebäudeteile auch dann ermöglicht, wenn das Mauerwerk, bezogen auf eine Flächeneinheit, eine nur geringe Tragfähigkeit aufweist.The invention is therefore based on the object, a method and to provide a device for lifting and aligning buildings, which, while avoiding the aforementioned disadvantages, eliminates Skewing of buildings or parts of buildings if the masonry, based on a unit area, only one has low load-bearing capacity.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gem. dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.This task is performed according to a procedure. the generic term of Claim 1 according to the invention by the characterizing part of Claim 1 solved.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die zu sanierende Mauer in einer Hubebene mit Kernbohrungen versehen, deren Abstand entspre chend der Statik des zu sanierenden Objektes festgelegt wird. In diese Kernbohrungen werden im wesentlichen horizontal getrennte Stahlrohre eingebracht, die in Ihrem Inneren einen tragenden Boden und eine tragende Decke aufweisen, zwischen denen die Zylin der-Kolben-Einheiten angeordnet werden. Diese Stahlrohre übernehmen die Funktion der bekannten Hubkammern.In the present invention, the wall to be renovated is in provide a lifting level with core bores, the distance of which corresponds according to the statics of the object to be renovated. In these core holes are essentially horizontally separated Inserted steel pipes that have a load-bearing inside Floor and a load-bearing ceiling, between which the Zylin the piston units are arranged. Take over these steel pipes the function of the known lifting chambers.

Unterhalb des Bodens, bzw. oberhalb der Decke der halbierten Stahl rohre weist die Außenwände der Stahlrohre Bohrungen und/oder Schlitze auf. Der Boden, bzw. die Decke eines entsprechenden Stahlrohres bildet zusammen mit der umgebenden Mantelfläche jeweils einen Druckkanal, in dem Verpreßmaterial eingeführt werden kann. Diese Verpreßmaterial tritt über die Bohrungen und/oder Schlitze aus dem Stahlrohr aus und führt zu einer formschlüssigen Einbindung der Stahlrohre in dem umgebenden Mauerwerk, insbesondere zu einer Ausfüllung von vorhandenen Spalten und Rissen oder dergleichen im Mauerwerk.Below the floor, or above the ceiling of the halved steel Pipes has holes and / or the outer walls of the steel pipes Slits on. The floor or the ceiling of a corresponding one Steel tube forms together with the surrounding jacket surface a pressure channel in which grouting material can be introduced. This grouting material passes through the bores and / or slots out of the steel tube and leads to a positive connection the steel pipes in the surrounding masonry, especially one Filling in existing gaps and cracks or the like in the Masonry.

Da das Verpreßmaterial im Druckkanal und zwischen der Deckenschale und der Bodenschale seitlich und vertikal fest eingebunden ist, ge nügt im Regelfall ein Material in der Druckfestigkeit und der Zu sammensetzung des vorgefundenen Mauermörtels.Since the grouting material in the pressure channel and between the ceiling shell and the bottom shell is firmly integrated laterally and vertically, ge As a rule, a material is sufficient in terms of compressive strength and closing composition of the found mortar.

Nach einer Verfestigung des verpreßten Materials wird der von den Zylinder-Kolben-Einheiten aufgebrachte Druck großflächig auf das umgebende Mauerwerk übertragen, sodaß eine Bewegung des Gebäudes möglich ist.After the pressed material has solidified, it is removed from the Cylinder-piston units applied large pressure to the surrounding masonry transferred, allowing movement of the building is possible.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorlie genden Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungs beispiel in Verbindung mit der Zeichnung. Hierbei zeigtFurther advantages, features and possible uses of the present ing invention result from the following execution example in connection with the drawing. Here shows

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil bereich eines Mauerwerks, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a part of a masonry,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein Stahlrohr mit einer Zylinder-Kolben-Einheit, Fig. 2 is a schematic cross-section through a steel tube with a cylinder-piston unit,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch ein Stahlrohr mit einer Zylinder-Kolben-Einheit nach der Hebung. Fig. 3 is a schematic cross section through a steel tube with a cylinder-piston unit after lifting.

In Fig. 1 ist ein schematischen Längsschnitt durch ein Mauerwerk 1 dargestellt. Dieses Mauerwerk 1 besteht aus einer Schicht aus Steinquadern 2 und einer Schicht aus Packlagen 3. Die Schicht aus Steinquadern 2 kann (nicht dargestellt) ohne oder mit Verfugung aufgemauert sein. Die Schicht aus Packlage 3 ist zumeist vermör telt.In Fig. 1, a schematic longitudinal section through a masonry 1 is shown. This masonry 1 consists of a layer of stone blocks 2 and a layer of packing layers 3 . The layer of stone blocks 2 (not shown) can be bricked up without or with grouting. The layer of packing layer 3 is mostly mortared.

In einer Kernbohrung im Mauerwerk 1 befindet sich ein horizontal in zwei Hälften getrenntes Stahlrohr 4. Das Stahlrohr 4 hat pa rallel zueinander angeordnet eine Decke 5 und einen Boden 6. Zwischen der Decke 5 und dem Boden 6 sind eine Vielzahl von Zy linder-Kolben-Einheiten 7 angeordnet. Bei Aufbringung eines hydrau lischen Druckes preßt sich die Standfläche der Zylinder-Kolben- Einheiten 7 an den Boden 6 und der Kolben an die Decke 5. In a core hole in the masonry 1 there is a steel pipe 4 which is horizontally separated in two halves. The steel tube 4 has a ceiling 5 and a bottom 6 arranged parallel to each other. Between the ceiling 5 and the bottom 6 , a plurality of Zy cylinder-piston units 7 are arranged. When a hydraulic pressure is applied, the footprint of the cylinder-piston units 7 presses against the bottom 6 and the piston against the ceiling 5 .

Die Decke 5 und der Boden 6 bilden in der oberen, bzw. unteren Hälfte des Stahlrohres 4 jeweils einen Druckkanal 8, 9. Im Bereich der Druckkanäle 8, 9 sind in der Außenhaut des Stahlrohres 4 Schlit ze oder Bohrungen 10 angebracht.The ceiling 5 and the floor 6 each form a pressure channel 8 , 9 in the upper and lower half of the steel tube 4 . In the area of the pressure channels 8 , 9 4 Schlit ze or holes 10 are made in the outer skin of the steel tube.

An dem Mauerwerk 1, vorzugsweise an der Schicht aus Steinquader 2 ist ein (schematisch dargestellt) Widerlager 11 zur Aufnahme der Scherkräfte im Mauerwerk 1 und zur Einstellung einer Vorspannung vorgesehen. Zwischen dem Widerlager 11 und den jeweiligen Flanschen des Stahlrohres 4 ist eine (nur schematisch dargestellte) Vorspann- Einrichtung 12 angeordnet. Die Vorspanneinrichtung 12 bewirkt ein Fixieren des Stahlrohres 4 im Mauerwerk 1. An einem oder an beiden Enden des Stahlrohres 4 sind in die jeweiligen Druckkanäle 8, 9 mit Anschlüssen 15 verbunden. Über die Anschlüsse 15 kann ein aushärtendes Material vorzugsweise Mörtel, Beton und/oder Epoxyd- Harz in die Druckkanäle 8, 9 gepreßt werden. Aus den Druckkanälen 8, 9 tritt das Verpreßmaterial durch die Bohrungen, bzw. Schlitze 10 aus und kann somit über die Länge des Stahlrohres 4 möglicher weise vorhandene Hohlräume, nicht verdichtete Sandeinschlüsse, ver sottenes Mauerwerk oder dergleichen ausfüllen und somit eine form schlüssige tragfähige Verbindung zwischen dem Stahlrohr 4 und dem Mauerwerk 1 herstellen.On the masonry 1 , preferably on the layer of stone cuboid 2 , an abutment 11 (shown schematically) is provided to absorb the shear forces in the masonry 1 and to set a prestress. A prestressing device 12 (only shown schematically) is arranged between the abutment 11 and the respective flanges of the steel tube 4 . The prestressing device 12 causes the steel pipe 4 to be fixed in the masonry 1 . At one or both ends of the steel tube 4 , connections 15 are connected to the respective pressure channels 8 , 9 . A hardening material, preferably mortar, concrete and / or epoxy resin, can be pressed into the pressure channels 8 , 9 via the connections 15 . From the pressure channels 8 , 9 , the grouting material exits through the bores or slots 10 and can thus fill over the length of the steel tube 4, possibly existing cavities, uncompressed sand inclusions, ver sotten masonry or the like and thus a positive connection between the steel pipe 4 and the masonry 1 .

Nach der Aushärtung des Verpreßmaterials werden die Zylinder- Kolben-Einheiten 7 in bekannter Weise mit Druck beaufschlagt und so der Hubvorgang ausgeführt. Deutlich ist ein Hubspalt 13, 14 erkennbar. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel ist der Hubspalt 13 auf der einen Seite des Mauerwerks 1 dünn, währenddem auf der gegenüberliegenden Seite ein ausgeprägter Hubspalt 14 zu erkennen ist.After the compression material has hardened, the cylinder-piston units 7 are pressurized in a known manner and the lifting process is thus carried out. A lifting gap 13 , 14 can be clearly seen. In this specific exemplary embodiment, the lifting gap 13 is thin on one side of the masonry 1 , while a pronounced lifting gap 14 can be seen on the opposite side.

Ein zur Hebung anstehendes, bzw. bereits gehobenes Mauerwerk 1 kann im Einzelfall auch erheblichen Windlasten ausgesetzt sein. Der Hubspalt 13, 14 kann diese Windlasten nicht übertragen. Insoweit bedarf es einer gesicherten Kraftabführung vom gehobenen Teil des Mauerwerks 1 über den oberen Teil der Widerlager 11, den Vorspann einrichtungen 12, der oberen Hälfte des Stahlrohres 4, den Zylin der-Kolben-Einheiten 7, der unteren Hälfte des Stahlrohres 4, der unteren Hälfte der Vorspanneinrichtung 12, dem unteren Teil des Widerlagers 11 und dem nicht gehobenen Restbereich des Mauerwerks 1. Nach abgeschlossenen Bewegungsvorgang und Ausfüllung des Hub spaltes 13, 14 ist es selbstverständlich möglich, in erfindungsge mäßer das Widerlager 11 am (oder im) Mauerwerk 1 zu belassen und durch geeignete mechanische Verbindungselemente zu einer kraft schlüssigen Verbindung zwischen dem gehobenen Teil des Mauerwerks 1 und dem nicht bewegten Teil des Mauerwerks 1 zu verbinden.A masonry 1 which is up for lifting or has already been lifted can also be exposed to considerable wind loads in individual cases. The lifting gap 13 , 14 cannot transmit these wind loads. In this respect, a secure power dissipation from the raised part of the masonry 1 on the upper part of the abutment 11 , the preload devices 12 , the upper half of the steel tube 4 , the cylinder-piston units 7 , the lower half of the steel tube 4 , the lower Half of the prestressing device 12 , the lower part of the abutment 11 and the non-raised remaining area of the masonry 1 . After completed movement and filling the stroke gap 13 , 14 , it is of course possible to leave the abutment 11 in (according to the invention) on (or in) masonry 1 and by suitable mechanical connecting elements to a positive connection between the raised part of the masonry 1 and the to connect non-moving part of the masonry 1 .

Nach Erreichung der erwünschten Endposition des Gebäudes werden im Regelfall die Zylinder-Kolben-Einheiten 7 aus dem Inneren des Stahlrohres 4 entfernt und der verbleibende Hohlraum mit einer belastbaren Masse, beispielsweise Beton oder einer der vorgefun denen Bausubstanz ähnlichen Materialmasse vergossen. Vorteilhaft ist, wenn eine Vielzahl von derartigen Stahlrohren 4 innerhalb des Mauerwerks 1 eines Gebäudes angeordnet sind. Hierdurch kann, ohne daß man wiederum Absenkungen befürchten muß, aus einem Stahl rohr 4 die jeweils hierin befindlichen Zylinder-Kolben-Einheiten 7 entfernt werden und das Ausfüllen dieses konkreten Stahlrohres durchgeführt werden.After reaching the desired end position of the building, the cylinder-piston units 7 are usually removed from the inside of the steel tube 4 and the remaining cavity is shed with a resilient mass, for example concrete or one of the similar material masses. It is advantageous if a plurality of such steel pipes 4 are arranged within the masonry 1 of a building. As a result, without any fear of lowering again, the cylinder-piston units 7 located therein are removed from a steel tube 4 and the filling of this concrete steel tube is carried out.

Es ist vorteilhaft, wenn das Stahlrohr 4 aus einem nicht rostenden Material, vorzugsweise Edelstahl besteht.It is advantageous if the steel tube 4 consists of a non-rusting material, preferably stainless steel.

Die Stahlrohre (4) können in vorteilhafter Weise im saniertem Bau werk verbleiben und so alleine, oder mit zusätzlichen Verbindungen untereinander versehen ein tragfähiges Gitterrost bilden.The steel pipes ( 4 ) can advantageously remain in the refurbished building and so alone or with additional connections to each other form a load-bearing grating.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Stahlrohr mit einer Zylinder-Kolben-Einheit. Fig. 2 shows a schematic cross section through a steel tube with a cylinder-piston unit.

Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Stahlrohr mit einer Zylinder-Kolben-Einheit nach der Hebung mit dem erreich ten Hubspalt 13, 14. Fig. 3 shows a schematic cross section through a steel tube with a cylinder-piston unit after the lifting with the reached th gap 13 , 14th

Claims

1. A method for eliminating skew of existing buildings or parts using hydraulic cylinder-piston units, which can be individually and / or grouped together controlled, characterized in that the masonry ( 1 ) provided with core holes in a first step becomes,
that in a second process step, halved steel tubes ( 4 ) with pressure channels ( 8 , 9 ) are arranged in the core bores,
in a third process step, a hardening material is pressed through these pressure channels ( 8 , 9 ) and emerges through slots or bores ( 10 ) in the outer skin of the steel tube ( 4 ),
that in a fourth process step, after hardening of the pressed material, the building or part of the building is raised and / or lowered via cylinder-piston units ( 7 ) arranged in the steel tubes ( 4 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the steel tubes ( 4 ) remain as horizontal support gratings in the renovated masonry ( 1 ).

3. The method according to claims 1 or 2, characterized net that the entstan after one or more lifting steps which intermediate areas are relined in sections.

4. The method according to or more of claims 1 to 3, characterized in that after one or more lifting steps, all or a portion of the steel tubes ( 4 ) are removed again.

5. The method according to one or more claims 1 to 4, characterized in that with two core holes in a brickwork ( 1 ) is started that between these two Kernboh stanchions mechanical separation between the foundation and the masonry to be raised and / or lowered ( 1 ) is manufactured, and that sections and gradual transmission of the entire load of the structure is transmitted to the lifting structure of the steel pipes ( 4 ).

6. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized in that each steel tube ( 4 ) in its interior, arranged parallel to each other, has a ceiling ( 5 ) and a bottom ( 6 ) which together with the wall of the steel tube ( 4) each have a pressure channel (8, 9), wherein in the region of the pressure channels (8, 9) of the outer skin of the steel tube (4) is pierced with slots or holes (10).

7. The device according to claim 6, characterized in that between the respective ends of the steel tubes ( 4 ) Vorspannein directions 12 are arranged against abutment 11 .

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the steel tube ( 4 ) is made of a non-rusting material and alone, or provided with additional connections with each other form a load-bearing grating.

9. The device according to one or more of claims 6 to 8, characterized in that the abutments 11 are provided in addition to the halved steel tubes with sliding plates in such a way that horizontal forces can be transmitted between the lifted lifting plane.