DE4219078A1 - Erecting building standing in ground-water - using vertical posts with projecting heads in water-filled pit, shuttering, and hydraulic device to construct and lower foundation unit - Google Patents
Erecting building standing in ground-water - using vertical posts with projecting heads in water-filled pit, shuttering, and hydraulic device to construct and lower foundation unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Errichten eines Bauwerkes im Grundwasser, wobei ein in Form eines schwimmfähigen wasserdichten Kastens erzeugtes Gründungsteil des Bauwerkes im Zuge seiner Vergrößerung zum Bauwerk in einer mit einer Umschließung versehenen, mit dem Grundwasser gefüllten Baugrube lage- und lastkontrolliert abgesenkt wird. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention first relates to a method for establishing a Structure in the groundwater, one in the form of a buoyant watertight box produced foundation part of the building in the course of its enlargement to the building in one with one Enclosed construction pit filled with groundwater position and load controlled is lowered. Subject of The invention is also an apparatus for performing this Procedure.
Im Rahmen der bekannten Maßnahmen der genannten Art (DE-Zeitschrift "Bautechnik", 68 (1991), H. S, Seite 147 bis 153) wird das Gründungsteil neben der Baugrube erstellt, danach in die Baugrube verbracht und durch entsprechende Verteilung von Art und Ort der Bauwerksvergrößerung lage- und lastkontrolliert frei schwimmend abgesenkt. Das ist in erheblichem Maße aufwendig und unzulänglich. Im einzelnen ist zum Stand der Technik folgendes vorzutragen:As part of the known measures of the type mentioned (DE magazine "Bautechnik", 68 (1991), H. S, pages 147 to 153) is the Foundation part created next to the excavation pit, then into the excavation pit spent and by appropriate distribution of the type and location of the Building enlargement, position and load controlled, freely floating lowered. This is considerably complex and inadequate. The following is to be presented regarding the state of the art:
Bei Gründungen von Bauwerken unterhalb des natürlichen Grundwasserspiegels wird dieser im Baugrubenbereich häufig abgesenkt, damit der Bauablauf unter normalen Bedingungen erfolgen kann. Dies setzt allerdings voraus, daß infolge der Senkung in den angrenzenden Bodenbereichen und bei den angrenzenden vorhandenen Bauwerken keine ungleichmäßigen Setzungen ausgelöst bzw. diese als unbedenklich eingestuft werden. In zunehmendem Maße sind Grundwasserabsenkungen aber unverwünscht, wenn davon der Bestand an Bäumen und anderen Pflanzen gefährdet sein kann. When foundations are built below the natural water table this is often lowered in the construction pit area, so that the construction process can take place under normal conditions. However, this presupposes that as a result of the lowering in the adjacent Floor areas and the adjacent existing ones Structures no uneven settlements triggered or this are classified as harmless. Are increasingly Groundwater lowering is undesirable, if the Trees and other plants can be endangered.
Grundsätzlich ist es bekannt, Bauwerke in einem offenen Gewässer oder in einer mit Grundwasser gefüllten Baugrube zu gründen, z. B. Unterwassertunnel. Hierbei werden einzelne vorgefertigte Tunnelsegmente vorübergehend schwimmfähig ausgebildet, zur Einbaustelle bugsiert und in die endgültige Position abgesenkt. Ferner sind Gründungen gebräuchlich, bei denen z. B. eine Fundamentplatte unter Wasser bewehrt und betoniert wird.Basically, it is known to have structures in an open body of water or to found in a construction pit filled with groundwater, e.g. B. Underwater tunnel. Here, individual prefabricated tunnel segments temporarily buoyant, to the installation site bowed and lowered into the final position. Furthermore are Foundations in use, where z. B. a foundation plate is reinforced and concreted under water.
Im Rahmen der eingangs genannten bekannten Maßnahmen wird über den Bau einer Pumpstation berichtet. Dabei wurde ein zunächst schwimmfähig hergestelltes Teilbauwerk in der wassergefüllten Baugrube abgesenkt, indem es während des systematisierten Betonierfortschrittes bis zum Erreichen der Grundungssohle schwimmfähig gehalten wurde. Dabei vollführte der an Masse und Volumen zunehmende Baukörper Taumelbewegungen, die durch die sich ständig verändernde Schwerpunktlage beim abschnittsweisen Schalen, Bewehren und Beontieren entstanden. Die ausführungstechnische Schwierigkeit bestand hierbei darin, daß die Schalungen und alle vormontierten Bauteile nicht absolut horizontal bzw. vertikal, sondern nur relativ zum Achssystem des taumelnden Körpers ausgerichtet werden konnten. Dies bedingt zweifelsohne eine bedeutende Erschwernis.Within the scope of the known measures mentioned at the beginning reported on the construction of a pumping station. It was a first part of the structure built to float in the water-filled construction pit lowered by it during the systematized progress of concreting until reaching the Foundation sole was kept buoyant. The Buildings wobbling in mass and volume, due to the constantly changing center of gravity at Sectional shells, reinforcement and mounting were created. The The technical difficulty here was that the Formwork and all pre-assembled components are not absolutely horizontal or vertical, but only relative to the axis system of the wobbling Body could be aligned. This undoubtedly requires a significant complication.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Rahmen der bekannten Maßnahmen der eingangs genannten Art den Baukörper bei zunehmender Masse und zunehmendem Volumen in ständig horizontaler Lage vertikal abzusenken. The invention is based, in the context of the task known measures of the type mentioned the building with increasing mass and increasing volume in constantly lower the horizontal position vertically.
In verfahrenstechnischer Hinsicht sieht die Erfindung hierzu vor, daß in der Baugrube zunächst mehrere vertikale Pfähle mit aus dem Grundwasser herausragenden Pfahlköpfen erzeugt werden und anschließend oberhalb des Grundwasser mit Hilfe einer Schalung über verlängerbare Aufhängungen an den Pfählen aufgehängt das Grundungsteil erstellt wird, welches danach im Zuge seiner Vergrößerung über den Aufhängungen und Pfahlköpfe zwischengeschaltete Hydraulikzylinderkolbenanordnungen in horizontaler Lage allmählich vertikal abgesenkt wird.In terms of process technology, the invention provides for this: that first several vertical piles in the excavation pit outstanding pile heads are produced in the groundwater and then above the groundwater with the help of a formwork that hung on the poles with extendable hangers Basic part is created, which afterwards in the course of its Intermediate magnification above the suspensions and pile heads Hydraulic cylinder piston assemblies in horizontal Position is gradually lowered vertically.
Mit anderen Worten wird gemäß der Erfindung, das Bauwerk in Einzelschritten in der mit Grundwasser gefüllten, Baugrube abgesenkt und dabei das Gründungs- bzw. Kellerteil des Bauwerkes in Form eines an Pfählen geführten wasserdichten Kastens durch das zunehmende Gewicht des wachsenden Baukörpers kontrolliert und gesteuert durch Pressen bzw. Hydraulikzylinderkolbenanordnungen auf den Pfählen gleichmäßig nach unten abgelassen. Bei üblicherweise nicht gleichmäßiger Verteilungsfolge der Auflasten können an einzelnen Pfählen bei entsprechender Eintauchtiefe die Auftriebskräfte größer sein als die Aufhängelast, wodurch an diesen Pfählen Zugkräfte entstehen, weswegen zumindest an diesen Auflagepunkten zug- und druckfeste Lagerungen vorgesehen werden sollten.In other words, according to the invention, the structure in Individual steps in the excavation pit filled with groundwater lowered and thereby the foundation or basement part of the building in the form of a watertight box guided on piles controls the increasing weight of the growing structure and controlled by presses or hydraulic cylinder piston assemblies down on the piles evenly drained. If the distribution sequence is usually not uniform of the loads can be on individual piles with the corresponding Immersion depth, the buoyancy forces are greater than the suspension load, which creates tensile forces on these piles, why At least at these points of contact tensile and pressure-resistant bearings should be provided.
Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So wird die Anordnung vorzugsweise derart getroffen, daß das Gründungsteil zum Fernhalten des Grundwassers mit die Pfähle umgebenden verlängerbaren Dichtrohren versehen wird, die gleichzeitig der Lastabtragung im Endzustand dienen können. Zweckmäßigerweise wird man das Vergrößeren des Gründungsteils und das Absenken in aufeinander abgestimmten Schritten vornehmen. Dabei empfiehlt es sich, das zum Bauwerk heranwachsende Gründungsteil durch Fender seitlich zu führen. Nach dem Absenken kann der Zwischenraum zwischen vorbereiteter Bauwerkssohle und Unterseite des Gründungsteils in bekannter Weise mit Beton verpreßt werden, diese Verpressung kann ggf. durch die Zwischenräume zwischen den Pfählen und den sie umgebenden Dichtrohren erfolgen. Anschließend wird man auch die Zwischenräume zwischen den Dichtrohren und Pfählen verpressen. Dies kann vorzugsweise in Form eines tragfähigen Vergusses ausgeführt werden, so daß auch die Pfähle zum Einleiten der Bauwerkslast in den Boden mit herangezogen werden. Zu diesem Zweck können die Dichtrohre an der Innen- und Außenseite mit Stahlelementen zur Verbesserung des Verbundes versehen sein. Im übrigen ergibt sich im Rahmen der erfindungsgemäßen Maßnahmen ohne weiteres die Möglichkeit, das Bauwerk in Aufsicht gesehen nicht in einem Stück, sondern in mehreren voneinander unabhängigen Abschnitten zu erstellen.For the further embodiment, there are within the scope of the invention more options. So the arrangement is preferably such met that the foundation part to keep the groundwater away with extendable sealing tubes surrounding the piles will serve the load transfer in the final state at the same time can. Appropriately, one will enlarge the Founding part and lowering in coordinated Take steps. It is recommended that the building to guide the growing foundation part laterally through Fender. After lowering, the space between prepared Structure base and bottom of the foundation part in known Way with concrete, this pressing can possibly through the gaps between the piles and them surrounding sealing tubes. Then you become the Press gaps between the sealing pipes and piles. This can preferably take the form of a stable encapsulation be carried out so that the piles to initiate the Building load in the ground can be used. To this The sealing tubes on the inside and outside can be used for this purpose Steel elements to improve the bond. in the the other results from the measures according to the invention readily seen the ability to see the structure under supervision not in one piece, but in several of each other to create independent sections.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch auf den Pfahlköpfen angeordnete Hydraulikzylinderkolbenanordnungen und von den Hydraulikzylinderkolbenanordnungen gehaltenen, an ihren oberen Enden verlängerbaren Aufhängestangen zum Aufhängen des Gründungsteils. Um das Verlängern der Aufhängestangen im Zuge des Absenkens des Gründungsteils in besonders einfacher Weise zu ermöglichen, sind die Hydraulikzylinderkolbenanordnungen im Bereich ihrer Enden mit Aufhängeträgern versehen, durch die die Aufhängestangen hindurchgeführt sind und in denen die Aufhängestangen wechselweise festsetzbar sind. Die Vorrichtungen kann auch gekennzeichnet sein durch nach oben verlängerbaren Dichtrohre, damit bei zunehmender Eintauchtiefe das Grundwasser nicht in den Baukörper eindringen kann. Unvermeidliche Maßabweichungen zwischen Soll- und Istlage der Pfähle sowie die Vielzahl der Pfähle erfordern einen ausreichenden Freispielraum zwischen den Pfählen und den Dichtrohren. Zum seitlichen Führen des zum Bauwerk heranwachsenden Gründungsteils im Zuge des Absenkens empfehlen sich über Hydraulikpressen steuerbare Fender. Im übrigen können die Pfahlköpfe oder auch die Hydraulikzylinderkolbenanordnungen außerhalb der Baugrube horizontal abgestützt sein.The invention also relates to a device for Implementation of the described procedure. This device is characterized by those arranged on the pile heads Hydraulic cylinder piston assemblies and from the hydraulic cylinder piston assemblies held at their upper ends extendable hanging bars for hanging the foundation part. To extend the suspension rods in the course of lowering the To enable the foundation part in a particularly simple manner the hydraulic cylinder piston assemblies in the area of their ends with Provide suspension brackets through which the suspension rods are passed through and in which the suspension rods can be set alternately. The devices can also be labeled be by upward extendable sealing tubes, so at increasing immersion depth, the groundwater is not in the building can penetrate. Inevitable dimensional deviations between target and the actual position of the piles and the large number of piles sufficient clearance between the piles and the Sealing tubes. For lateral guidance of the growing up to the building Founding part in the course of lowering recommend about Hydraulic press controllable fenders. Otherwise the pile heads can or the hydraulic cylinder piston arrangements outside the excavation pit be supported horizontally.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment illustrative drawing explained in more detail. It shows
Fig. 1 schematisch in einem Schnitt eine Vorrichtung zum Errichten eines Bauwerkes im Grundwasser und Fig. 1 shows schematically in a section a device for erecting a building in the groundwater and
Fig. 2a)-d) die Einzelschritte beim Errichten des Bauwerkes. Fig. 2a) -d) the individual steps in the construction of the building.
Die Gründungsarbeiten, beginnen mit dem Herstellen der Baugrubenumschließung, z. B. einer Spundwand, und dem Setzen der Pfähle 3. Anschließend erfolgt der Bodenaushub bis auf die vorgesehene Gründungssohle. In der entstehenden Baugrube steht Grundwasser an. Bedarfsweise oder dann, wenn die Gründung in einem offenem Gewässer erfolgt, werden die Pfähle 3 von der Wasseroberfläche aus gesetzt. Zwischen den Pfählen 3 wird über dem Grundwasserspiegel eine verlorene oder mittragende Schalung montiert, deren Eigengewicht sowie evtl. bereits zusätzlich auftretende Lasten über um die Pfähle 3 angeordnete Aufhängungen in Form von Aufhängestangen 17 in Hydraulikzylinderkolbenanordnungen 21 auf den Pfahlköpfen eingeleitet wird.The foundation work begins with the manufacture of the construction pit enclosure, e.g. B. a sheet pile, and the setting of the piles 3 . Subsequently, the soil is excavated down to the foundation bed provided. Groundwater is present in the resulting excavation pit. If necessary or when the foundation is in open water, the piles 3 are placed from the water surface. Between the piles 3 is a lost or load-bearing formwork is mounted above the water table, its own weight is well already in addition possibly occurring loads over arranged around the piles 3 suspensions in the form of suspension rods 17 introduced into the hydraulic cylinder-piston assemblies 21 to the pile heads.
Danach werden Dichtrohre 7 aus Stahl um die Pfähle 3 montiert, beispielsweise zwei Zylinderhalbschalen, die durch vertikale Schweißnähte geschlossen und wasserdicht mit der verlorenen Schalung verbunden werden. Ihre Länge richtet sich nach der erforderlichen Eintauchtiefe des zu erzeugenden wasserdichten Kastens 6 und wird im Zuge des Absenkens stückweise nach oben verlängert.Then sealing tubes 7 made of steel are mounted around the piles 3 , for example two cylinder half-shells, which are closed by vertical weld seams and connected watertight to the lost formwork. Its length depends on the required immersion depth of the watertight box 6 to be produced and is gradually extended upwards in the course of the lowering.
Anschließend wird die Bodenplatte 24 nach Einbau der Bewehrung zumindest bis zu der Dicke betoniert, die für Stabilität und Standsicherheit des Bauzustandes erforderlich ist. Horizontale Kopfbolzen, Ringe oder dergleichen sorgen an den Dichtrohren 7 in Höhe der Bodenplatte 24 für einen kraftschlüssigen und dichten Anschluß zwischen den Dichtrohren 7 und der Bodenplatte 24. Die Kelleraußenwände werden jeweils bis zu einer solchen Höhe betoniert, daß ein schwimmfähiger Kasten 6 entsteht. Zu diesem Zeitpunkt hängt das gesamte Gewicht des Kastens 6 oberhalb des Wasserspiegels über die Aufhängungen 17 und Hydraulikzylinderkolbenanordnungen 21 an den Pfahlköpfen (Fig. 2a).After installation of the reinforcement, the floor slab 24 is then concreted at least to the thickness required for the stability and stability of the construction state. Horizontal head bolts, rings or the like on the sealing tubes 7 at the level of the base plate 24 ensure a non-positive and tight connection between the sealing tubes 7 and the base plate 24 . The basement outer walls are each concreted to such a height that a buoyant box 6 is created. At this point, the entire weight of the box 6 hangs above the water level via the suspensions 17 and hydraulic cylinder piston assemblies 21 on the pile heads ( FIG. 2a).
In der Ausgangsposition (Fig. 2a) hängt der Schwimmkörper 6 an den Aufhängestangen 17, die ihre Last über die Ankermuttern 18, 19 und 20 an Konsolen 9 und die Aufhängeträger 15 bzw. 16 ableiten. Der Aufhängeträger 16 gibt seine Last über die als Absenkpressen eingesetzten Hydraulikzylinderkolbenanordnungen 21 in den Aufhängeträger 15 ab, der fest auf dem Pfahlkopf montiert ist. Eine Abstützpresse 22 leitet die nicht durch die Auflast kompensierbaren Auftriebskräfte in den Aufhängeträger 15 und von dort als Zugkraft in den Pfahl 3 ab (Fig. 1).In the starting position ( Fig. 2a), the floating body 6 hangs on the suspension rods 17 , which derive their load via the anchor nuts 18 , 19 and 20 on brackets 9 and the suspension brackets 15 and 16 , respectively. The suspension bracket 16 releases its load via the hydraulic cylinder piston assemblies 21 used as lowering presses into the suspension bracket 15 , which is fixedly mounted on the pile head. A support press 22 derives the buoyancy forces that cannot be compensated for by the load into the suspension bracket 15 and from there as a tensile force into the pile 3 ( FIG. 1).
Nunmehr wird der schwimmfähige wasserdichte Kasten 6 mit Hilfe der Hydraulikzylinderkolbenanordnungen 21 schrittweise oder kontinuierlich lage- und lastkontrolliert abgelassen (Fig. 2b).Now the floatable, watertight box 6 is lowered step-by-step or continuously in a position or load-controlled manner with the aid of the hydraulic cylinder piston arrangements 21 ( FIG. 2b).
Abhängig von der Steifigkeit der Pfähle 3 wird eine im einzelnen nicht näher dargestellte, demontierbare horizontale Aussteifung aus Stahl oder anderen geeigneten Materialien in Höhe der Pfahlköpfe eingebaut, welche Horizontallasten außerhalb der Baugrube in dem Baugrund einleitet. Diese Aussteifung kann u. a. durch die Aufhängeträger 15 übernommen werden, die die Pfahlköpfe untereinander verbinden.Depending on the rigidity of the piles 3 , a detachable horizontal stiffener made of steel or other suitable materials, not shown in detail, is installed at the level of the pile heads, which initiates horizontal loads outside the excavation pit in the foundation soil. This stiffening can be carried out, inter alia, by the suspension beams 15 , which connect the pile heads to one another.
Der Schwimmkasten 6 wird bei seiner Absenkung am oberen Ende oder an tiefergelegenen Stellen der Baugrubenumschließung 2 durch nicht dargestellte Fender geführt, deren Abstand zum Schwimmkörper 6 durch Hydraulikpressen einstellbar ist. Die Horizontallasten werden in steife Baugrundkonstruktionen hinter der Umschließung 2 eingeleitet. The floating box 6 is guided in its lowering at the upper end or at lower points of the construction pit enclosure 2 by fenders, not shown, whose distance to the floating body 6 is adjustable by hydraulic presses. The horizontal loads are introduced into rigid foundation structures behind enclosure 2 .
Im Zuge des Baufortschrittes werden die zunehmenden Bauwerkslasten zunächst über die Aufhängungen 17, die Festsetzungen 20, den Aufhängeträger 16, die Hydraulikzylinder 21 und den Aufhängeträger 15 in den Pfahl 3 geleitet. Die Festsetzung 19 ist nicht wirksam. Wenn ein bestimmter Baumzustand erreicht ist, werden die Hydraulikzylinderkolbenaordnungen 21 gleichmäßig abgelassen, und dadurch das Bauwerk weiter in das Grundwasser gesenkt. Wenn der verfügbare Weg der Hydraulikzylinderkolbenanordnung 21 aufgebraucht ist wird die Festlegung 19 aktiviert und anschließend die Festlegung 20 gelöst, wonach der abgesenkte Aufhängeträger 16 ohne Last in seine obere Ausgangsposition zurückgebracht werden kann und für eine neue Belastungsfolge zur Verfügung steht. Pressenweg und -last können genau kontrolliert und gesteuert werden (Fig. 2c).As the construction progresses, the increasing structural loads are first passed into the pile 3 via the suspensions 17 , the fixings 20 , the suspension bracket 16 , the hydraulic cylinders 21 and the suspension bracket 15 . Fixing 19 is not effective. When a certain tree condition is reached, the hydraulic cylinder piston assemblies 21 are evenly drained, thereby lowering the structure further into the groundwater. When the available path of the hydraulic cylinder piston assembly 21 is used up, the fixing 19 is activated and then the fixing 20 is released , after which the lowered suspension bracket 16 can be returned to its upper starting position without load and is available for a new load sequence. Press travel and load can be precisely controlled and controlled ( Fig. 2c).
Im Ringraum 8 zwischen Dichtungsrohr 7 und Pfahl 3 steht Grundwasser 4 an. Nach Erreichen der endgültigen Position wird der Zwischenraum zwischen vorbereiteter Bauwerkssohle 1 und Unterkante Bauwerk mit Beton 25 verpreßt (Fig. 2d). Das kann beispielsweise über den Zwischenraum 8 zwischen Pfahl 3 und umschließendem Dichtungsrohr 7 erfolgen, in welchem an diesem Zeitpunkt das Grundwasser 4 in voller Höhe ansteht. Anschließend wird auch dieser Zwischenraum 8 verfüllt oder verpreßt. Die endgültigen Bauwerkslasten können dabei über die Bodenplatte 24 allein, aber auch zusätzlich oder die Pfähle 3 oder über die Pfähle 3 allein ohne oder mit einem tragfähigen Verguß innerhalb des Stahlmantels 7 in den Baugrund abgetragen werden. Groundwater 4 is present in the annular space 8 between the sealing pipe 7 and the pile 3 . After the final position has been reached, the space between the prepared building base 1 and the lower edge of the building is pressed with concrete 25 ( FIG. 2d). This can be done, for example, via the space 8 between the pile 3 and the surrounding sealing tube 7 , in which the groundwater 4 is present in full at this time. This space 8 is then also filled or pressed. The final structural loads can be removed in the building ground via the floor slab 24 alone, but also additionally, or the piles 3 or the piles 3 alone, without or with a load-bearing potting compound within the steel jacket 7 .
Das Bauwerk kann in der beschriebenen Weise über den gesamten Grundriß in einem Stück oder auch getrennt in jeweils für sich schwimmfähigen einzelnen Abschnitten erstellt werden.The structure can in the manner described over the entire Floor plan in one piece or separately in each case buoyant individual sections are created.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |