DE4312267A1 - Segmented shaft for e.g. waste dump - has joints held open by repeated segment raising by hydraulic jacks, lifting cushions or spindles - Google Patents

Segmented shaft for e.g. waste dump - has joints held open by repeated segment raising by hydraulic jacks, lifting cushions or spindles

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Abstract

The joints are held open by repeated vertical raising of the shaft segments. The segments are raised by lifting forces applied by hydraulic jacks (12), lifting cushions (13) or spindles mounted within the shaft. Alternatively, they are applied by pulling forces (15) applied to the inner wall of the shaft segment (2) by external equipment. The segments are raised in succession, starting with the uppermost segment. The segments consist of steel reinforced concrete and the sleeves (11) consist of steel. ADVANTAGE - The design limits the vertical load acting on the shaft foundation to a preset max. value and thus avoids the risk of shaft foundation penetration through the base sealing layer of the dump.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung und Erhaltung eines Schachtes für Deponien und andere hohe Aufschüttungen, der zumindest ein Schachtfundament, Schachtsegmente und zwischen den Schachtsegmenten ausgebildete, horizontale Fugen aufweist, die an der äußeren Schachtumfangsfläche gegen Einfall von Schachtbettungs- oder Aufschüttungsmaterial durch Manschetten oder dgl. abgedeckt und/oder abgedichtet werden.The invention relates to methods for producing and maintaining a shaft for landfills and other high deposits, of at least one shaft foundation, shaft segments and has horizontal joints formed between the shaft segments, which on the outer Circumferential area of the shaft against the ingress of shaft bedding or fill material Cuffs or the like are covered and / or sealed.

Ein derartiges Verfahren ist durch die DE 38 23 121 A 1 bekannt. Dieser bekannte Schacht weist umlaufende Dehnungsfugen mit Abstandshaltern auf, die mit Sollbruchstellen versehen sind. Bei diesem bekannten Schacht besteht aber die Gefahr, daß sich nach Aufzehrung der vorgegebenen Verformungsmöglichkeiten neuerlich Mantelreibungskräfte aufsummieren kön­ nen, die zu einer Überbeanspruchung des Schachtes selbst und einer Beschädigung der Depo­ niebasisabdichtung infolge zu hoher Fundamentlasten führen können. Dies ist besonders der Fall, wenn Mülldeponien auf beträchtliche Höhe angeschüttet werden. Im Laufe des Betriebs einer Deponie und auch nach Erreichen der zulässigen Aufschütthöhe treten große Setzungen des Deponiematerials. Auch ist es möglich daß eine Deponie nachträglich von oben verdichtet wird, ein Prozeß, der es unmöglich macht die Setzungshöhe im voraus abzuschätzen.Such a method is known from DE 38 23 121 A1. This well-known shaft has all-round expansion joints with spacers that have predetermined breaking points are. In this known shaft, however, there is a risk that after the predetermined deformation possibilities can add up again surface friction forces nen, which leads to an overload of the shaft itself and damage to the depo base seal as a result of excessive foundation loads. This is particularly the case Case when landfills are dumped at a considerable height. During the course of operation large settlements occur in a landfill and even after the permissible filling height has been reached of the landfill material. It is also possible that a landfill is subsequently compacted from above becomes a process that makes it impossible to estimate the amount of settlement in advance.

Die Standsicherheit des Schachtbauwerks in Deponien hängt sowohl von den auftretenden Ho­ rizontallasten infolge Erddruckkräften ab als auch von den Vertikallasten, die sich aus dem Eigengewicht G des Schachtes und den Mantelreibungkräften T aus der Setzung des umgeben­ den Schachtbetons bzw. Aufschüttmaterials ergeben. Die Mantelreibungskräfte T können sich bei hohen Schachtbauwerken zu großen Vertikallasten summieren, so daß diese nicht mehr mit vernünftigen Bauwerksabmessungen abzutragen sind. Bei bisher üblichen Schachtbauwerken war es im System Schacht-Boden immer das Schachtumfeld, von dem die Reibungskräfte ver­ ursachende Bewegung in Form von Setzungen ausging. Der Schacht nahm im System stets eine passive Rolle ein und trug als statisches Element entweder die auftretenden Mantelkräfte über die Gründung ab, oder wurde mit Verformungsmöglichkeiten ausgestattet, welche es möglich machen sollten, den vom Boden vorgegebenen Zwangsverformungen mehr oder weniger zu folgen.The stability of the shaft structure in landfills depends both on the occurring ho rizontal loads due to earth pressure forces as well as from the vertical loads resulting from the Own weight G of the shaft and the jacket friction forces T from the settlement of the surrounded  the shaft concrete or fill material. The skin friction forces T can in the case of high shaft structures add up to large vertical loads so that they no longer with reasonable building dimensions have to be removed. With the usual shaft structures In the shaft-floor system, it was always the shaft environment from which the frictional forces ver causing movement in the form of settlements. The shaft always took one in the system passive role and, as a static element, either transferred the occurring jacket forces the foundation, or was equipped with deformation possibilities, which made it possible should make more or less the forced deformations given by the floor consequences.

Eine solche Anordnung wird in der DE 38 23 121 A 1 beschrieben. Doch auch bei dieser An­ ordnung ist nach einmal erfolgtem Bruch der Sollbruchstelle keine weitere Nachführung der Rohrstücke mehr möglich. Sind die vorgegebenen Fugenabstände einmal aufgezehrt, so können die weiterhin vorhandenen Mantelreibungskräfte zu so großen abzutragenden Vertikallasten führen, daß die Gefahr eines Durchstanzens der Basisabdichtung durch das Schachtfundament gegeben ist.Such an arrangement is described in DE 38 23 121 A1. But also with this type Once the predetermined breaking point has broken, the order is no further update of the Pipe pieces more possible. Once the specified gap distances have been used up, you can the remaining skin friction forces to such large vertical loads to be removed cause the risk of punching the base seal through the shaft foundation given is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren dieser Art die vom Funda­ ment aufzunehmenden und insbesondere durch Mantelreibung hervorgerufenen Vertikallasten auf einen vorgebbaren Maximalwert zu begrenzen. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Auf­ gabe besteht darin, die Fugen durch wiederholbares vertikales Anheben der Schachtsegmente offenzuhalten. Mit dieser Lösung werden folgende Vorteile erreicht:The invention is based, in a method of this type the Funda vertical loads to be absorbed and in particular caused by skin friction limit to a predeterminable maximum value. The solution of this invention The task is to create the joints by repeatedly lifting the shaft segments vertically to be kept open. With this solution the following advantages are achieved:

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird die aktive und passive Rolle der Reibungskräfte verursachenden Komponenten vertauscht. Im Gegensatz zu den bekannten Systemen geht die aktive Bewegung vom Schacht aus. Der Schacht wird so aufgebaut, daß die Stoßfugen stets offen gehalten werden können. So sind auch Setzungen in einer Größenordnung auf­ nehmbar, die sich im Bereich von 10 bis 25% der Schachthöhe bewegen können. Durch die offen gehaltenen Fugen wird ferner erreicht, daß die jetzt negativen Mantelreibungs­ kräfte zu einer Stützung der einzelnen Schachtelemente führen. Der umgebende Boden behält diese Stützfunktion so lange, wie die Fuge an der Unterseite des jeweiligen Seg­ ments noch besteht. With the solution according to the invention, the active and passive role of the frictional forces causing components swapped. In contrast to the known systems active movement from the shaft. The shaft is constructed so that the butt joints can always be kept open. So settlements are also on a scale acceptable, which can range from 10 to 25% of the shaft height. By the open joints is also achieved that the now negative skin friction forces to support the individual shaft elements. The surrounding floor maintains this support function as long as the joint on the underside of the respective seg still exists.  

Weiterbildungen des beanspruchten Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 enthalten. Diese Weiterbildungen bringen folgende Vorteile mit sich:Further developments of the claimed method are contained in subclaims 2 to 8. These training courses have the following advantages:

Durch den Einbau von Mechanismen zum Anheben der Schachtsegmente, wie sie in den Ansprüchen 2 und 3 erläutert werden und die Möglichkeit, den Hubvorgang erneut durchzuführen, können die Fugen immer erneut geöffnet werden. So wird vermieden, daß sich nach Aufzehrung der Fugen zwischen den Schachtsegmenten unbeherrschbar große Mantelreibungskräfte aufsummieren können.By installing mechanisms for lifting the shaft segments, as they are in the Claims 2 and 3 are explained and the possibility of lifting again the joints can always be opened again. This prevents unreasonably large after the joints between the manhole segments have been used up Can add up skin friction forces.

Ein Schachtsegment mit dem das Verfahren vorteilhaft durchgeführt werden kann enthält der Anspruch 9. Ausgestaltungen des Schachtsegments sind in den Ansprüchen 9 bis 17 enthalten und richten sich nach den zu erwartenden Belastungen während des Hubvorgangs, den Mate­ rialeigenschaften der Schachtteile sowie nach den zum Einsatz kommenden Hubelementen. Solche Schachtsegmente ermöglichen es in vorteilhafter Weise einen dauerhaft funktionsfähi­ gen Schacht herzustellen. Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden im folgenden an­ hand der Zeichnungen näher beschrieben.A shaft segment with which the method can advantageously be carried out contains the Claim 9. Refinements of the shaft segment are contained in claims 9 to 17 and depend on the expected loads during the lifting process, the mate rial properties of the shaft parts and the lifting elements used. Such shaft segments advantageously make it permanently functional against the shaft. Embodiments according to the invention are in the following hand described in more detail in the drawings.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 Schnitt durch einen Schachtaufbau, Fig. 1 a section through the shaft structure,

Fig. 2 Detail der Schachtsegmente, Fig. 2 Detail of the shaft segments,

Fig. 3 die Vorgehensweise bei einem Setzungsausgleich. Fig. 3 shows the procedure for settlement settlement.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Schachtes. Die Schachtrohre (2) werden auf dem Fundament (4) gegründet. Dieses Fundament ruht in der mineralischen Abdichtschicht (9) der Deponie. Um die Abfuhr und Kontrolle von Sickerwässern zu gewährleisten ist im Regelfall eine Entwässerungsleitung (7) oberhalb der Kunststoffabdichtung (8) angebracht. Die einzel­ nen Schachtrohre sitzen mit ihrem Stoß aufeinander und ragen bis zur Oberkante des Geländes (10). Das Schacht Umfeld besteht im allgemeinen aus der Schachtbettung (5) und dem Auf­ füllmaterial (6) der Aufschüttung. Fig. 1 shows the basic structure of a shaft. The shaft pipes ( 2 ) are founded on the foundation ( 4 ). This foundation rests in the mineral sealing layer ( 9 ) of the landfill. In order to ensure the drainage and control of leachate, a drainage line ( 7 ) is usually installed above the plastic seal ( 8 ). The individual shaft pipes sit against each other with their joint and protrude up to the top edge of the site ( 10 ). The shaft environment generally consists of the shaft bed ( 5 ) and the filling material ( 6 ) of the fill.

In Fig. 2 werden verschiedene Ausführungsformen für die Schachtringe (2) dargestellt, wobei bereits bekannte Ausführungen gewählt wurden. Der Stoß der Schachtelemente kann in Form von im Kanalleitungsbau bewährten Rohrstoßausbildungen mit Stahlmanschette (11) ein­ schließlich Dichtung (16) ausgeführt werden. An einem anderen Rohrstoß erkennt man eine plane Stoßfläche mit eingebautem Hubkissen (13). Als Hubelemente können Druckelemente in der Form von hydraulischen Pressen (12) oder Hubkissen (13) in den Segmentfugen angeordnet werden. Alternativ besteht auch die Möglichkeit den Hubvorgang über außerhalb der Schacht­ wandung angreifende Druckelemente mit Widerlager (14) oder Zugelemente (15) vorzuneh­ men. Die Einleitung dieser Druckkräfte, bei Abstützung auf Bauteile unterhalb des zu bewe­ genden Elementes, bzw. Zugkräften kann über Konsolen erfolgen, welche an der Innenseite des Schachtes angeordnet werden.In Fig. 2 different embodiments for the manhole rings ( 2 ) are shown, already known designs have been selected. The butt of the shaft elements can be implemented in the form of pipe joint designs with steel sleeve ( 11 ), which are tried and tested in sewer line construction, and finally a seal ( 16 ). Another pipe joint shows a flat joint surface with a built-in lifting cushion ( 13 ). Pressure elements in the form of hydraulic presses ( 12 ) or lifting cushions ( 13 ) can be arranged in the segment joints as lifting elements. Alternatively, there is also the possibility of the lifting process using pressure elements with abutments ( 14 ) or tension elements ( 15 ) attacking outside the shaft wall. The introduction of these compressive forces, when supported on components below the element to be moved, or tensile forces can take place via brackets which are arranged on the inside of the shaft.

Die Vorgehensweise beim Ausgleich von Setzungen zeigt die Fig. 3. Die Schachtsegmente E1 bis Ei+1 werden vertikal angehoben. Sie werden dabei so ausgebildet, daß die Bauhöhen der einzelnen Schachtsegmente eines Schachtes von unten nach oben anwachsen. Die Bauhöhen der Abschnitte E1 bis Ei+1 wird so festgelegt, daß die Summe der Belastung infolge Eigengewicht G und einwirkenden Mantelreibungskräften T für jedes Schachtsegment annähernd gleich ist. Von der Ausgangsstellung Sa aus, bei der an den Elementen minimale Spaltweiten vorliegen, werden zunächst sämtliche Elemente ausgehend vom obersten Element um den Wert Delta fi+1 angehoben. Auf diese Weise wird die Elementfuge fi+1 auf den zulässigen Maximalwert max fi+1 vergrößert. Mit dem Hubvorgang Hi+2 wird die Erhöhung der Elementfuge fi ein­ geleitet. Die einzelnen Schachtelemente werden dann der Reihe nach so oft angehoben, bis die Endstellung Se erreicht ist, in welcher alle Fugen die maximale Spaltweite max f1 bis max fi+1 haben.The procedure for compensating settlements is shown in FIG. 3. The shaft segments E 1 to E i + 1 are raised vertically. They are designed so that the overall heights of the individual shaft segments of a shaft increase from bottom to top. The overall heights of the sections E 1 to E i + 1 are determined so that the sum of the load due to the dead weight G and the acting surface friction forces T is approximately the same for each shaft segment. From the starting position S a , in which there are minimal gap widths on the elements, all elements are first raised by the value delta f i + 1 , starting from the uppermost element. In this way, the element joint f i + 1 is increased to the permissible maximum value max f i + 1 . With the lifting process H i + 2 , the increase in the element joint f i is initiated. The individual shaft elements are then raised in sequence until the end position S e is reached, in which all joints have the maximum gap width max f 1 to max f i + 1 .

Als Material für die Schachtteile sind grundsätzlich alle Baustoffe denkbar, welche in der Lage sind die auftretenden Lasten nach entsprechender Dimensionierung mit der geforderten Si­ cherheit abzutragen. Als wirtschaftlicher Baustoff kann dabei bevorzugt Stahlbeton zum Ein­ satz kommen.As a material for the manhole parts, basically all building materials are conceivable which are capable of are the occurring loads after appropriate dimensioning with the required Si security. Reinforced concrete can preferably be used as an economical building material sentence come.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung und Erhaltung eines Schachtes für Deponien und andere hohe Aufschüttungen, der zumindest ein Schachtfundament, Schachtsegmente und zwischen den Schachtsegmenten ausgebildete horizontale Fugen aufweist, die an der äußeren Schachtumfangsfläche gegen Einfall von Schachtbettungs- oder Aufschüttungsmaterial durch Manschetten od. dgl. abgedeckt und/oder abgedichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fugen durch wiederholbares vertikales Anheben der Schachtsegmente offen gehalten werden.1.Procedure for the manufacture and maintenance of a shaft for landfills and other high fill-ups, which has at least one shaft foundation, shaft segments and horizontal joints formed between the shaft segments, which are covered on the outer circumferential surface against the collapse of shaft bedding or fill-up material by cuffs or the like and / or sealed, characterized in that the joints are kept open by repeated vertical lifting of the shaft segments. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anheben durch Hubkräfte mit im Innern des Schachtes abgestützten hydraulischen Pressen (12), Hubkissen (13) oder Spindeln erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the lifting takes place by lifting forces with hydraulic presses ( 12 ), lifting cushions ( 13 ) or spindles supported in the interior of the shaft. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anheben Zugkräfte (15) an der Innenwand der Schachtsegmente angreifen, die von außerhalb des Schachtes abge­ stützten Geräten erzeugt werden. 3. The method according to claim 1, characterized in that for lifting tensile forces ( 15 ) attack on the inner wall of the shaft segments, which are generated from the outside of the shaft supported devices. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hub/Zug­ kräfte für die Ausführung eines Hubabschnitts bzw. die Hubhöhe eines Hubabschnitts so groß sind, daß die an der äußeren Schachtumfangsfläche angreifende und nach unten wirkende Mantelreibung überwunden wird und eine Relativverschiebung zwischen der äußeren Schachtumfangsfläche und dem diese umgebenden Material herbeigeführt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the stroke / train Forces for the execution of a lifting section or the lifting height of a lifting section are large that the attacking on the outer circumferential surface and down acting skin friction is overcome and a relative shift between the outer shaft circumferential surface and the material surrounding it is brought about. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub dann wiederholt wird, wenn der Fugenabstand durch den Angriff der Mantelreibung aufge­ zehrt ist, die infolge neuerlicher Setzung des Schachtumfelds entsteht.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the stroke then is repeated when the joint spacing is increased by the attack of the skin friction is tired, which arises as a result of renewed settlement of the shaft environment. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das oberste Schachtsegment angehoben wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that first top shaft segment is raised. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß danach das darunter liegende Schachtsegment um einen Betrag angehoben wird, bei dem die Fuge zum darüber liegen­ den Schachtsegment näherungsweise geschlossen wird, und daß danach sukzessive die dar­ unter liegenden Schachtsegmente um entsprechende Beträge angehoben werden.7. The method according to claim 6, characterized in that thereafter the underlying Manhole segment is raised by an amount at which the joint lies above the shaft segment is approximately closed, and that after that the underlying shaft segments are increased by corresponding amounts. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anheben durch wegstreckendefinierte Schalter automatisch gesteuert wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the lifting controlled automatically by distance-defined switches. 9. Schachtsegment zum Einsatz beim Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, beste­ hend aus einem Kreisring mit konstantem Außendurchmesser und einer ebenen Ober- und Unterseite, bei dem im Bereich der unteren äußeren Umfangsfläche eine Manschette (11) im Schachtsegment verankert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette bündig zur Umfangsfläche des Schachtsegments die Fuge zum darunter befindlichen Schachtsegment gegen Eindringen von Schachtbettungs- oder Aufschüt­ tungsmaterial abdeckt, und daß im Bereich der oberen äußeren Umfangsfläche des unte­ ren Schachtsegments eine zur Oberseite des Kreisringes hin offene ringförmige Ausneh­ mung zur Aufnahme der Manschette ausgespart ist.9. shaft segment for use in the method according to any one of claims 1 to 8, best consisting of a circular ring with a constant outer diameter and a flat top and bottom, in which a sleeve ( 11 ) is anchored in the shaft segment in the region of the lower outer peripheral surface, thereby characterized in that the sleeve flush with the circumferential surface of the shaft segment covers the joint to the shaft segment underneath against penetration of shaft bedding or fill material, and that in the area of the upper outer circumferential surface of the lower shaft segment an annular recess open to the top of the circular ring for receiving the cuff is spared. 10. Schachtsegment nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Stahlbeton besteht.10. manhole segment according to claim 9, characterized in that it consists of reinforced concrete. 11. Schachtsegment nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette aus Stahl besteht.11. manhole segment according to claim 9 or 10, characterized in that the sleeve is made of steel. 12. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Spaltraums, der zwischen der Innenfläche der Manschette und der Außenflä­ che der zur Oberseite des Kreisringes hin offenen ringförmigen Ausnehmung verbleibt, ein Dichtungsprofil (16) in einer ringförmigen Nut angeordnet ist.12. Manhole segment according to one of claims 9 to 11, characterized in that a sealing profile ( 16 ) in an annular groove for sealing the gap that remains between the inner surface of the sleeve and the outer surface of the open to the top of the annulus annular recess is arranged. 13. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß inner­ halb des Wandquerschnitts an der Unterseite des Schachtsegments Aussparungen zur Auf­ nahme hydraulischer Pressen oder Spindeln vorgesehen sind.13. manhole segment according to one of claims 9 to 12, characterized in that inner Cut-outs for opening half of the wall cross-section on the underside of the shaft segment hydraulic presses or spindles are provided. 14. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette die horizontale Fuge zuzüglich der ausgefahrenen Baulänge der Pressen ab­ deckt.14. manhole segment according to one of claims 9 to 12, characterized in that the Cuff the horizontal joint plus the extended length of the press covers. 15. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Segmentober- und -unterseite jeweils Konsolen zur Aufnahme hydraulischer Pressen oder Spindeln vorgesehen sind.15. manhole segment according to one of claims 9 to 12, characterized in that at the Top and bottom of the segment, each with brackets for holding hydraulic presses or Spindles are provided. 16. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Be­ reich der Segmenthöhe an der Segmentinnenseite Konsolen zum Einleiten von Zugkräften vorgesehen sind.16. manhole segment according to one of claims 9 to 12, characterized in that in the loading Range of the segment height on the inside of the segment consoles for introducing tensile forces are provided. 17. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauhöhen der einzelnen Schachtsegmente eines Schachtes von unten nach oben anwachsen.17. shaft segment according to one of claims 9 to 16, characterized in that the The overall heights of the individual shaft segments of a shaft increase from bottom to top.
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