DE4307396A1 - Method of lining of shaft with concrete sections - has sections cast in-situ in circular forms which are re-used as lower sections harden and are driven down - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auskleiden eines Schachtes, insbesondere eines Brunnenschachtes, mit einer Betonwandung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um einen Brunnenschacht herzustellen, wird heutzutage beispielsweise so vorgegangen, daß ein Loch von z. B. 2 m Tiefe gegraben wird. In dem Loch wird dann eine an der Innenseite sich nach oben meist leicht verjüngende Schalung errichtet, die mit Beton gefüllt wird, so daß nach dem Aushärten des Betons und Entfernen der Schalung ein sich nach oben und innen verjüngender Betonringabschnitt entsteht. Alsdann wird wiederum ca. 2 m gegraben und unter dem ersten Betonringabschnitt mit einer Schalung ein zweiter Betonringabschnitt gebildet usw., bis der Brunnen die erforderliche Tiefe erreicht. Durch die sich nach oben verjüngenden Betonringabschnitte werden an der Innenseite der Betonwandung zugleich Stufen gebildet, die das Ein- und Aussteigen aus dem Schacht erleichtern.

Das bekannte Verfahren ist sehr arbeitsaufwendig, da praktisch nur etwa 2 m Tiefe pro Tag erreichbar sind. Auch ist dieses Verfahren nur bis zum Grundwasserspiegel durchführbar.

Aus DD-PS 1 20 495 ist bereits ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die Schalung besteht dabei aus Platten, durch die der Beton hindurch gleitet. Auch kann jede Seite der Schalung durch ein endloses Band gebildet sein. Nach dem bekannten Verfahren kann also nur ein Schacht mit rechteckigem Querschnitt hergestellt werden. Die am unteren Ende des ersten Betonabschnitts nach unten gerichtete Schneide besteht nach dem bekannten Verfahren aus Beton. Dazu muß eine zweite Schalung errichtet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Schacht mit rundem Querschnitt, insbesondere ein Brunnenschacht, wesentlich schneller gegraben und mit einer Betonwandung ausgekleidet werden kann, und zwar auch nach Erreichen des Grundwasserspiegels.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise von zwei Personen durchgeführt werden, wobei eine Person den Bagger zum Ausbaggern des Schachtes bedient und die andere die Herstellung der Betonwandung übernimmt. Dann sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 10 Tiefenmeter ausgekleideter Brunnenschacht pro Tag ohne weiteres erreichbar, wenn die Höhe der Schalung z. B. 2 m beträgt und von einer Aushärtezeit des Betons von ca. 2 h ausgegangen wird.

Da lediglich der Tragring mit den darauf angeordneten Betonringabschnitten abgesenkt zu werden braucht, kann das erfindungsgemäße Verfahren ohne größere Probleme auch unter dem Grundwasserspiegel durchgeführt werden.

Der Tragring besteht vorzugsweise aus Eisen, Stahl oder einem anderen schweren Metall. Durch sein Eigengewicht rutscht er damit am Erdreich des ausgebaggerten Schachtes entlang nach unten. Um das Nachrutschen zu erleichtern, ist der Tragring im Querschnitt als Keil mit nach unten gerichteter Schneide ausgebildet. Dadurch gräbt er sich durch etwaiges, vom ausgebaggerten Schacht nach innen vorstehendes Erdreich nach unten.

Die Keilschneide ist dabei vorteilhaft am zylindrischen Außenumfang des Rings angeordnet. Bei einer weiter innen liegenden Schneide müßte der Keil nämlich, wenn er vorstehendes Erdreich durchgräbt, das Erdreich mit seiner Außenseite nach außen wegdrücken, also zusammenpressen. Dadurch könnte der Tragring, wenn sein Eigengewicht sowie das Gewicht der auf ihm ggf. angeordneten Betonringabschnitte nicht ausreicht, steckenbleiben.

Der Tragring weist vorzugsweise einen etwas größeren Außendurchmesser auf als der Außendurchmesser der Betonringabschnitte, während der Innendurchmesser des Tragrings zumindest so klein ist wie der Innendurchmesser der Schalung, damit der Tragring die Austrittsöffnung am unteren Ende der Schalung beim Herstellen des ersten Betonringabschnitts verschließt. Der etwas größere Außendurchmesser des Tragrings hat den Vorteil, daß die gebildeten Betonringabschnitte im Abstand vom Erdreich angeordnet sind, so daß sie mit der Außenseite beim Absenken des Tragrings nicht am Erdreich reiben und damit das Absenken be- oder gar verhindern.

Da das Gewicht auf dem Tragring mit jedem neuen Betonringabschnitt zunimmt, wird die Kraft, die der keilförmige Tragring auf etwaiges Erdreich ausübt, das seinem Absenken im Wege steht, immer größer, d. h. das Absenken wird immer leichter.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ferner die Innenwand der Schalung mit dem jeweiligen Betonabschnitt mit abgesenkt, worauf die Innenwand demontiert und entfernt wird, um sie anschließend wieder für den nächsten Betonabschnitt zusammenzusetzen. Wie erwähnt, ist es erforderlich, daß auf dem Tragring ein größeres Gewicht lastet, damit er sich mit der Schneide nach unten gräbt. Andererseits haftet der ausgehärtete Betonringabschnitt mehr oder weniger fest in der Schalung. Dadurch wird das Gewicht reduziert, das auf dem Tragring lastet. Die Haftung kann mitunter sogar so stark sein, daß das Gewicht des Tragrings und der auf dem Tragring angeordneten Betonringabschnitte nicht mehr ausreicht, um den Betonringabschnitt aus der Schalung nach unten zu ziehen. Durch das Absenken der Innenwand der Schalung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden diese Probleme beim Absenken der Betonwand vermieden.

Durch das Mitabsenken der Innenwand der Schalung und deren anschließende Demontage ist noch ein weiterer wesentlicher Vorteil erzielbar. Es ist nämlich möglich, eine Innenwand aus wenigstens einem Ring zu verwenden, welcher die Form eines sich nach oben verjüngenden Kegelstumpfmantels aufweist. Dadurch können im Brunnenschacht ringförmige Stufen erhalten werden, so daß er leicht zugänglich ist. Ein Zugang in den Brunnenschacht ist beispielsweise für Reparaturen und die Instandhaltung der Wasserpumpe, der Rückschlagventile und dergleichen Wasserfördereinrichtungen erforderlich.

Ferner kann durch diese Stufen die Wasserleitung in einfacher Weise befestigt werden. Dazu brauchen an einer Seite des Schachts nämlich lediglich Querträger angebracht zu werden, die mit ihren beiden Enden jeweils auf einer so hergestellten ringförmigen Stufe aufliegen, wobei die Wasserleitung an den Querträgern befestigt wird.

Die aus Segmenten bestehende Innenwand bzw. kegelstumpfförmigen Ringe sind vorzugsweise durch Flansche miteinander verbunden. Da die relativ schmalen Flansche nur wenig nach innen ragen, behindern sie nicht das Ausbaggern des Brunnenschachtes während des Aushärtens des Betons in der Schalung. Auch wird durch die Flansche die Festigkeit der Innenwand erhöht.

Um den Tragring mit dem benachbarten Betonringabschnitt zu verbinden, sind z. B. an der Oberseite des Tragrings Verbindungselemente befestigt, beispielsweise Stangen oder dgl., wie sie vom Stahlbeton her als Bewehrung bekannt sind. Mit diesen Verbindungselementen wird der Tragring in dem benachbarten oder ggf. auch in mehreren Betonringabschnitten fest verankert. Falls erwünscht, können die am Tragring befestigten Verbindungselemente auch die gesamte Betonwandung durchziehen.

Vor dem Einfüllen des Betons können in der Schalung Körper, z. B. Kunststoffschaumstoff-Stücke, angeordnet werden, die nach dem Aushärten des Betons entfernt werden können, so daß die Betonwandung mit Öffnungen versehen wird, durch die Grundwasser in das Brunneninnere strömen kann.

Statt solcher anschließend zu entfernender Körper können zum gleichen Zweck beispielsweise auch Rohrstücke, insbesondere aus Kunststoff, einbetoniert werden, die in der Schalung so angeordnet werden, daß ihre eine Öffnung an der Innenwand und ihre andere Öffnung an der Außenwand der Schalung anliegt, sie sich also quer durch die Betonwand hindurch erstrecken.

Um den Beton in der Schalung zu verdichten und das Nachrutschen der ausgehärteten Betonringabschnitte in der Schalung zu unterstützen, kann an der Außenwand der Schalung eine Rütteleinrichtung vorgesehen sein.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen im Bau befindlichen Brunnenschacht nach einer Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Schalung nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 ist in dem Erdreich 1 mit einem Löffelbagger, von dem das Werkzeug 2 zu sehen ist, ein Schacht 3 gegraben worden. Um das obere Ende des Schachts 3, also an der Geländeoberfläche, ist eine Schalung 4 errichtet.

Die Schalung 4 besteht aus einer Innenwand 5 und einer dazu koaxial angeordneten zylindrischen Außenwand 6. Die Innenwand 5 ist durch nicht dargestellte Mittel an der Außenwand 6 befestigt. An der Außenwand 6 sind sich radial nach außen erstreckende Arme 7 angebracht, die aus einem senkrechten winkelförmigen Abschnitt 8 und einem unteren waagrechten Abschnitt 9 bestehen, mit dem sich die Arme 7 auf einem ringförmigen Fundament 10 abstützen.

Gemäß Fig. 2 ist zwischen dem Fundament 10 und der Außenwand 6 ein ringförmiger Spalt 11 vorgesehen.

Die Innenwand 5 besteht aus mehreren kegelstumpfförmigen Ringen 5a bis 5d, die sich nach oben verjüngen. Jeder Ring 5a bis 5d besteht seinerseits aus mehreren Segmenten, beispielsweise drei oder vier, die an ihren Längsseiten mit sich nach innen erstreckenden Flanschen 12 versehen sind, die durch Schrauben 13 miteinander verbunden werden können.

Durch das untere Ende der Schalung 4 erstreckt sich eine zylindrische Bohrung 14, die sich auf einem zur Schalung 4 koaxial angeordneten Tragring 15 aus Eisen oder dgl. schwerem Metall abstützt.

Die Betonwand 14 wird aus Betonringabschnitten gebildet. Der erste Betonringabschnitt entsteht dadurch, daß zunächst der unterste Ring 5a zusammengesetzt und unten in der Schalung 4 angeordnet wird, wobei der Tragring 15 die untere Öffnung 16 der Schalung 4 verschließt. Danach wird der Zwischenraum zwischen dem untersten Ring 5a und der Außenwand 6 mit Beton gefüllt. Der Beton wird dann z. B. durch Betätigung einer in der Zeichnung nicht dargestellten Rütteleinrichtung an der Außenwand 6 der Schalung 4 verfestigt. Anschließend wird der nächste Ring 5b über dem Ring 5a in die Schalung 4 eingesetzt, worauf der Zwischenraum zwischen dem Ring 5b und der Außenwand 6 mit Beton gefüllt wird. In dieser Weise wird vorgegangen, bis alle vier Ringe 5a bis 5d eingesetzt und die zwischen den Ringen 5a bis 5d und der Außenwand 6 vorhandene Zwischenraum mit Beton gefüllt worden ist, also die Innenwand 5 der Schalung 4 ganz aufgebaut worden ist. Nach dem Aushärten des Betons in der Schalung 4 zum ersten Betonringabschnitt, der sich auf dem Tragring 15 abstützt, wird dann der Tragring 15 zusammen mit dem ersten Betonringabschnitt nach unten abgesenkt, und zwar um eine Strecke, die nicht größer ist als die Höhe h des Betonringabschnitts bzw. der Schalung 4. Dabei wird die Innenwand 5 aus den Ringen 5a bis 5d mitabgesenkt. Anschließend werden die Ringe 5a bis 5d demontiert. Auf diese Weise werden ringförmige Stufen 19 im Schacht gebildet. Die Höhe der Ringe 5a bis 5d und damit der Abstand der Stufen 19 voneinander kann beispielsweise 30 bis 60 Zentimeter betragen.

Der Tragring 15 ist beispielsweise durch nicht dargestellte Bewehrungsstäbe in der Betonwandung 14 verankert.

Der Tragring 15 weist eine zylindrische Außenfläche 17 auf. Er ist im Querschnitt als Keil ausgebildet, wobei die nach unten gerichtete Schneide 18 des Keils an der Außenfläche 17 angeordnet ist. Der Außendurchmesser des Tragrings 15 ist etwas größer als der Innendurchmesser der Außenwand 6 der Schalung, während der Innendurchmesser des Tragrings 15 zumindest so klein ist wie der Außendurchmesser der Innenwand 5, um die Öffnung 16 sicher zu verschließen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Auskleiden eines Schachtes, insbesondere eines Brunnenschachtes, mit einer Betonwandung, die mit einer an der Geländeoberfläche um den Schacht errichteten Schalung hergestellt wird, die aus einer Außenwand und einer Innenwand besteht und eine untere Austrittsöffnung aufweist, wobei die Schalung mit Beton gefüllt und nach dem Aushärten des Betons in der Schalung der ausgehärtete Abschnitt um eine Strecke abgesenkt wird, die nicht größer ist als die Höhe der Schalung, worauf das Füllen der Schalung mit Beton, Aushärten des Betons zu einem weiteren Betonabschnitt mit den sich darauf abstützenden Betonabschnitten so oft wiederholt wird, bis die Betonwandung die erforderliche Tiefe erreicht und am unteren Ende des ersten Betonabschnitts eine nach unten gerichtete Schneide angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (6) der Schalung (4) zylindrisch ausgebildet ist, die dazu konzentrische Innenwand (5) aus mehreren Segmenten besteht, die untere Austrittsöffnung (16) vor dem Füllen der Schalung (4) zur Bildung des ersten Betonabschnitts mit einem Metallring (15) verschlossen ist, der mit der nach unten gerichteten Schneide (15) und mit Verbindungselementen zur Verankerung in der Betonwandung (15) versehen ist, wobei die Innenwand (5) mit dem jeweiligen Betonabschnitt mitabgesenkt, dann demontiert und anschließend wieder als Innenwand (5) der Schalung (4) eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach unten gerichtete Schneide (18) am Außenumfang des Metallrings (15) angeordnet ist und der Metallring (15) einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser der Betonwandung (14).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (5) der Schalung (4) zur Bildung von ringförmigen Stufen (19) in dem Schacht wenigstens einen Ring (5a bis 5d) in Form eines sich nach oben verjüngenden Kegelstumpfmantels aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (5) aus mehreren kegelstumpfförmigen Ringen (5a bis 5d) besteht, wobei zur Bildung eines Betonabschnitts, erst der unterste Ring (5a) eingesetzt und der Zwischenraum zwischen dem untersten Ring (5a) und der Außenwand (6) mit Beton gefüllt wird, worauf das Einsetzen des nächsten Rings (5b bis 5d) und Füllen des Zwischenraums zwischen dem nächsten Ring (5b bis 5d) erfolgt, bis die Innenwand (5) aufgebaut ist, wobei nach dem Aushärten des Betons in der Schalung (4) alle Ringe (5a bis 5d) mitabgesenkt und dann demontiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung, mit der das Wasser aus dem Brunnen gefördert wird, an den Stufen (19) befestigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Leitung Querträger vorgesehen sind, die jeweils mit ihren beiden Enden auf einer ringförmigen Stufe (19) aufliegen.