DE4423890A1 - Verankerte Fertigbaumauer aus Stahlbeton mit überwachter Spannung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Gebrauch der Mauerverankerungstechnik in der Technologie der Fertigbau-Betonmauern.

In unserer Zeit ist eine immer stärkere Zunahme von Vorfertigungsverfahren für Erdstützmauern und/oder Brückenpfeiler zu verzeichnen. Wir beziehen uns natürlich auf die Industrialisierung der Fertigung dieser Elemente, d. h. auf die Systematisierung und, im allgemeinen, die Herstellung dieser Mauern in einem von dem der Endverwen­ dung unterschiedlichen Ort. Die zur Zeit gebräuchlichen Systeme kann man in zwei große Gruppen einteilen. Die erste bezieht sich auf das Verfahren, das mit "Erdverstär­ kung" bezeichnet wird, wobei gewöhnlich einige gemischte oder eingeschobene wider­ standsfähige Elemente in die Aufschüttung eingesetzt werden, die der Erde eine Art künstlichen Zusammenhalt verleihen und es dadurch ermöglichen, sie in der Vertikalen oder mit quasi vertikalen Neigungen zu halten. Diese widerstandsfähigen Elemente werden meist mit einem Oberflächenelement verstärkt, manchmal "Schale" oder "Haut" genannt, das den Zerfall an der Oberfläche der Gesamtanordnung verhindert, die meist mit "Pfeiler" bezeichnet wird. Es existieren viele Versionen dieses Schemas, je nach Typ und Eigenschaften der Verstärkungselemente, die aus Werkstoffen von Metall bis hin zu Kunststoff bestehen können und die Form von Bändern oder Streifen bis hin zu Netzen oder sogar Geweben haben.

Das zweite heutzutage beliebte System ist das klassischste; wir könnten es mit "Gegenpfeilermauern" bezeichnen. Bei diesem System wird eine zuvor oder nachträg­ lich mit Gegenpfeilern verbundene Platte hergestellt. Die Gesamtanordnung wird auf der Baustelle mittels Kränen und Unterfangen eingesetzt, und gewohnheitsmäßig wird dazu übergegangen, den Beton der Fundamentbasis zu gießen. Sobald der Beton der Fundamentbasis erstarrt ist, kann die Hintermauerung der Mauer aufgefüllt werden. Es existieren zahlreiche Varianten, je nach Typ des Gegenpfeilers, durchgehend mit der Mauerabschirmung verbunden oder von dieser getrennt, je nachdem, ob die Mauerab­ schirmung und der Gegenpfeiler gleichzeitig hergestellt werden oder nicht. Gelegentlich werden diese nachträglich verbunden, und in einigen Fällen werden bei der Betonierung der Fundamentbasis lediglich die Gegenpfeiler erfaßt, wobei die Platten schirmartig aus einem oder mehreren Teilen bestehen, die zwischen den Gegenpfeilern eingesetzt werden. Wie schon gesagt, die Zahl der Varianten ist enorm, und es wäre unmöglich, hier, wenn auch noch so oberflächlich, sämtliche heutzutage gebräuchlichen Systeme zu beschreiben. Bei Mauern von geringer Höhe zum Beispiel werden auch häufig Mauerabschirmung und Gegenpfeiler zusammen mit der Fundamentbasis in der Fabrik betoniert.

Unter den vorhandenen Systemen basieren einige auf der Idee der "Veranke­ rung" oder Befestigung der Stirnseite oder Ansicht, d. h. des Teils, den wir mit "Platte" bezeichnet haben, an hinter der Hinterfüllung vorhandenen Bereichen mit wider­ standsfähigen Eigenschaften. Beispielsweise werden häufig, im allgemeinen an Ort und Stelle hergestellte, Betonplatten an Bereichen der Gesteinshintermauerung verankert. Es existieren besondere Techniken, bei denen das Gestein angebohrt wird, ein Bolzen eingeführt und dieser an dem Gestein befestigt oder "verankert" wird. Normalerweise wird dies nicht bei Fertigbauteilen angewandt, obgleich es offensichtlich ist, daß die Platten immer vorgefertigt sein können. Ein anderes bekanntes System ist die Verwendung von Verankerungen mittels Einführung von "Uferbalken" oder Säulenfüßen oder Platten in die Füllung der Hintermauerung einer Mauer aus Metallspundbohlen.

Die Erfindung, die den Gegenstand dieses Patents darstellt, beruht auf einer ähnlichen Technik, wenn auch mit ihr eigenen Merkmalen. Die Idee einer an eine Fundamentbasis betonierten Plattenanordnung mit Gegenpfeilern bewirkt, daß die widerstandsfähige Anordnung aus Platte und Gegenpfeiler strukturell gesehen "in Konsole" oder Kragstein arbeitet. Dies ist eine höchst ineffiziente Arbeitsweise und mit hohen Materialkosten verbunden. Die vorgeschlagene Erfindung beruht darauf, die Gesamta­ nordnung aus Platte und Gegenpfeiler in die Fundamentbasis eingebaut, aber zudem an irgendeinem Zwischenpunkt befestigt arbeiten zu lassen. All dies, ohne eine Verstär­ kung des Bodens zu erfordern und ohne daß die Technik an die der Erdverstärkung erinnere. Das Problem ergibt sich aus den Schwierigkeiten, die das vorgeschlagene System in der Praxis mit Betonwerkstoffen hätte, auf die sich die Erfindung ausschließ­ lich bezieht, und zwar wegen deren geringer Verformbarkeit.

Nachstehend folgt eine zusammenfassende Beschreibung einer möglichen praktischen Ausführung der Erfindung, unter Bezugnahme auf die der vorliegenden Patentbeschreibung anliegenden Zeichnungen. In Fig. 1 sehen wir einen Querschnitt der vorgeschlagenen Mauer. Fig. 2 gibt eine Draufsicht eines Stücks dieser Mauer wieder. Aus den vorgeschlagenen Maßen und Dimensionen läßt sich auf die sehr beträchtliche Materialeinsparung schließen, die man erzielt, ohne daß dies an anderer Stelle ausgeglichen würde. In Fig. 3 sehen wir den Bauprozeß, einen der entscheiden­ den Bestandteile der vorliegenden Erfindung, wobei die Fundamentbasis mit ihren Abmessungen maßstabgerecht wiedergegeben wird, für eine als Beispiel gewählte mittlere Mauerhöhe. Die Fundamentbasis wurde für eine die Hälfte der Gesamthöhe ausmachende Höhe bemessen. Auf diese Weise gelingt es, den Montageprozeß an Ort und Stelle auf dieselbe Art wie bei Verwendung einer beliebigen anderen herkömmli­ chen Fertigbaumauer einzuleiten, mit der Besonderheit, daß eine sehr beträchtliche Verringerung der Abmessungen der Fundamentbasis erreicht wird. Fig. 4 ist eine Mauer mit einer herkömmlichen Fundamentbasis für dieselbe Mauerhöhe, und man kann die konsolenförmige oder Kragstein Verstärkung sehen, die die Mauer tragen muß. Fig. 5 zeigt die Fundamentbasis der Erfindung, auf die sich dieses Patent bezieht, mit denselben Sicherheitskoeffizienten. Betrachtet man Fig. 3, so kann man sehen, daß die Hintermauerung der Mauer mit der gefertigten Fundamentbasis bis zur Hälfte ihrer Höhe ausgefüllt wird, ohne daß irgendein berechneter Sicherheitskoeffizient überschrit­ ten würde. Sobald man mit der Auffüllung bis zur Hälfte der Mauerhöhe gelangt ist, wird in geeigneter Stellung, d. h. in ausreichender Entfernung vom Aktivdruckkeil, ein ebenfalls vorgefertigter oder an Ort und Stelle hergestellter "Uferbalken" oder Quader aus Stahlbeton eingesetzt, mit dem ein Bolzen aus galvanisiertem Stahl des nach der Berechnung erforderlichen Querschnitts verbunden ist. Dieser Bolzen wirkt als "Binder" und macht die Verankerung der Mauer aus. Anschließend wird weiter angeschüttet und verdichtet, vom "Uferbalken" zur Platte hin, um Bewegung des ersteren zu verhindern. Je nach Art der Ausführung des zweiten Teils der Anschüttung, wird sich die Mauer insgesamt einwandfrei verhalten. Allenfalls können leichte Verschiebungen der Platten auftreten, wobei dies in keinem Fall Sicherheitsverlust bedeutet, und nur im Fall einer wenig sorgfältigen Ausführung. In Fig. 6 sehen wir eine Einzelheit des Veranke­ rungssystems des Bolzens an der Abschirmung, die die spätere Regelung der Arbeitsspannung erlaubt. Sobald die Mauer fertiggestellt, die erwähnte Spannung reguliert und ihre Stabilisierung überprüft ist, geht man zur Auffüllung und Abdeckung der Arbeitsschale über, ohne daß von außen Reste des Prozesses zu bemerken wären.

Die beschriebene Erfindung bedeutet eine sehr beträchtliche Verbesserung bei den Kosten der Erdstützmauern. Die Größenordnung der erzielten Einsparung erreicht für Mauern einer gewissen Höhe, zum Beispiel sechs Meter, fünfzig Prozent.

Eine Vervollkommnung, die mit dieser Erfindung erzielt wird, besteht in der genauen Überwachung der Arbeitsspannung des Mauerankers. Wird diese Überwachung ausgeführt, wird jede Möglichkeit einer Verschiebung, die unerwünschte Auswirkungen, im wesentlichen vom einem ästhetischen Gesichtspunkt, haben könnte, beseitigt.

Die Überwachung der Spannung des Mauerankers kann mittels eines Klemm- Drehmomentschlüssels geschehen, der das Anzugsdrehmoment festsetzt. In Abhängig­ keit von diesem Moment kann die Arbeitsspannung des Bolzens, die mit der berechneten Spannung übereinstimmen muß, gesichert werden. Das heißt, dieser zweite Teil der Erfindung bedeutet, daß zum ersten Mal Erdstützstrukturen und Brückenpfeiler mit einer fast genauen Kenntnis der Arbeitsspannungen dieser Strukturen gefertigt werden können. Es ist bekannt, daß die von der Erde hervorgerufenen Drücke mit halbempirischen Mitteln auf der Grundlage von alten Formeln berechnet werden, die den Bauprozeß wie z. B. das Verdichten oder die tatsächlichen Eigenschaften der Auffüllung nicht berücksichtigen. Mit der beschriebenen Erfindung kann zum großen Teil die Arbeitsweise der Konstruktion kontrolliert werden, was einen äußerst bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der Erdstütztechnik darstellt.

Zum besseren Verständnis der verschiedenen Abbildungen der beiliegenden Zeichnungen folgt nachstehend eine vollständige Beschreibung derselben.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt der Mauer 1, wobei die Fundamentbasis 2, in die diese eingebaut ist, der Bolzen 3, der als Maueranker wirkt, und der "Uferbalken" 4 aus Stahlbeton zu sehen sind.

Fig. 2 ist eine Draufsicht eines Stücks der Mauer 1, in der man die verschiedenen Maueranker, die es trägt, sehen kann.

In Fig. 3 kann man den Bauprozeß dieser Mauer 1 sehen, die entsprechende Fundamentbasis 2, die Füllung der Hintermauerung 5 der Mauer bis zur Hälfte ihrer Höhe, den "Uferbalken" 4 und die übrige Auffüllung 6 zur Vermeidung der Bewegung des "Uferbalkens" 4.

Fig. 4 ist eine Mauer 7 mit einer herkömmlichen Fundamentbasis 8, wobei der Gegenpfeiler zu sehen ist, der die Funktion einer Konsole oder Kragstein 9 hat, die die Mauer tragen muß.

In Fig. 5 ist der Größenunterschied zu der Fundamentbasis einer gemäß der Erfindung, die den Gegenstand dieses Patents darstellt, gefertigten Mauer zu sehen sowie die geringere Größe des Gegenpfeilers, der nun zweifach abgestützt, auf die Fundamentbasis und auf die Verankerung, arbeitet.

In Fig. 6 schließlich erscheint im Detail die Verbindung von Gegenpfeiler und Verankerung; man sieht den Bolzen 3, den Verteilungsring 10 und die Mutter 11, die in der Arbeitsschale 12 verbleiben; diese wird, sobald die Arbeitsspannung reguliert ist und ihre Stabilisierung überprüft, mit Mörtel aufgefüllt und erhält dieselbe Fertigbearbeitung wie der Rest der Plattenoberfläche.

Da der Gegenstand des vorliegenden Patents in ausreichender Form beschrieben ist, um begriffen und von einem Fachmann in die Praxis umgesetzt zu werden, wird darum ersucht, das Alleinrecht, das sich aus der vorliegenden Schutzrechtseintragung herleitet, auf solche Detailabweichungen auszudehnen, die diese in ihrer Essenz nicht verändern; diese wird bezüglich ihrer ihre Neuheit ausmachenden Eigenschaften in den nachstehenden Patentansprüchen zusammengefaßt, die die vorhergehende Pa­ tentbeschreibung in Auszügen wiedergeben und vervollständigen.

Claims (5)

1. Verankerte Fertigbaumauer aus Stahlbeton mit überwachter Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere "Uferbalken" oder Betonpfeiler in die Mauerfüllung selbst eingesetzt werden, wobei sie mit der Mauerabschirmung oder Außenseite der Mauer durch ein starres Element derart verbunden sind, daß die Unbeweglichkeit des "Uferbalkens" die Stabilität der äußeren Mauerabschirmung sichert, ohne daß es notwendig wäre, eine Erdverstärkung vorzunehmen in dem Sinne, den dieser Begriff bei den gebräuchlichen Techniken hat.

2. Verankerte Fertigbaumauer aus Stahlbeton mit überwachter Spannung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem für eine merklich geringere Höhe als die Gesamthöhe der Mauer vorgesehenen Unterstützungselement in ihrem Fuß oder "Fundamentbasis" gestaltet ist, das eine erste Auffüllungsphase der Hintermauerung ermöglicht, bis man zum Bereich für das Einsetzen der "Uferbalken" gelangt.

3. Verankerte Fertigbaumauer aus Stahlbeton mit überwachter Spannung gemäß den vorhergehenden Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Verbindungselement zwischen der Mauerabschirmung und dem "Uferbalken" aus galvanisiertem Stahl besteht und wenigstens sein an der Mauerabschirmung befestigtes Ende mit Gewinde versehen ist, wodurch die Klemmung und die daraus resultierende Bewegung des "Uferbalkens" in dem zur Mobilisierung des notwendigen passiven Erddrucks erforderlichen Maße ermöglicht werden.

4. Verankerte Fertigbaumauer aus Stahlbeton mit überwachter Spannung gemäß allen vorhergehenden Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle der Klemmung und folglich der Spannung im Stahlelement mit einem Drehmoment- Schraubenschlüssel oder einem gleichwertigen System geprüft wird, das das Anzugs­ drehmoment sichert.

5. Verankerte Fertigbaumauer aus Stahlbeton mit überwachter Spannung gemäß allen vorhergehenden Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestan­ ge durch ein nicht starres Verankerungselement wie Kabel oder ähnliche ersetzt wird, wobei eine andere Klemmvorrichtung verwendet wird, die zugleich die Spannungsüber­ wachung ermöglicht.