DE60124886T2

DE60124886T2 - Verfahren und Anlage zum Ausgleichen von Grundsenkungen

Info

Publication number: DE60124886T2
Application number: DE60124886T
Authority: DE
Inventors: Geraldus Evers
Original assignee: Compagnie du Sol SARL
Current assignee: Compagnie du Sol SARL
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: ATE346990T1; EP1270825A1; EP1270825B1; DE60124886D1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anlage und ein Verfahren zum Ausgleichen von Bodenbewegungen und die Anwendung der genannten Vorrichtung für die Profilkorrektur eines Damms oder das Ausgleichen von Bodenbewegungen, die auf ein unterirdisches Bauwerk zurückzuführen sind.
Eine erste Situation, in der Bodenbewegungen auszugleichen sind, liegt bei Zugangsdämmen zu Ingenieurbauwerken vor.
Die Übergangszonen zwischen Zugangsdamm und Ingenieurbauwerk sind häufig problematisch, wenn dieser Konstruktionskomplex im Bereich komprimierbarer Schichten, insbesondere unter den Zugangsdämmen, ausgeführt wird.
Denn in diesen Ausbildungen erfolgt die Ausführung des Ingenieurbauwerks im allgemeinen auf Tiefgründungen, die somit stabil sind, während der komprimierbare Boden unter den Dämmen, die den Zugangsweg bilden, hinsichtlich Umfang und Dauer mehr oder weniger starken Senkungsbewegungen ausgesetzt ist. Somit kommt es in dieser Übergangszone zu einem Senkungsunterschied zwischen dem Zugangsdamm und dem eigentlichen Ingenieurbauwerk. Bei Unterlassen besonderer Maßnahmen würde diese Senkung zu einem für die Nutzung des Bauwerks inakzeptablen Niveauunterschied führen.
Die Anforderungen der Nutzer von Ingenieurbauwerken steigen immer mehr. Insbesondere Hochgeschwindigkeitszüge stellen Anforderungen hinsichtlich zu vermeidender Senkungsunterschiede, die mit den derzeit eingesetzten Techniken häufig nicht erfüllt werden können. Und im Straßenverkehr sind Senkungsunterschiede unbestreitbare Ursachen von Störungen und Unfällen.
Die beigefügten 1A und 1B illustrieren dieses Problem. Auf der 1A ist ein Ingenieurbauwerk, zum Beispiel eine Brücke, gekennzeichnet mit dem Bezugszeichen 10 und bestehend aus einer vertikalen Struktur 14 und einer Tafel 16, dargestellt. Ebenfalls dargestellt sind der Zugangsweg 12, ausgeführt auf einem Damm 18, eine bewegliche Schicht 20 und eine Gründungsschicht 22.
Unter der Wirkung der Last des Damms wird der komprimierbare Boden zusammengedrückt, was zu einer Senkung des Zugangsweges, die nachfolgend mit dS bezeichnet wird, führt. Das Ingenieurbauwerk seinerseits ist im allgemeinen, über Gründungselemente, auf der Gründungsschicht 22 gegründet, und die Senkung dieses Bauwerks ist bezogen auf die Senkung des Zugangswegs vernachlässigbar. Der Senkungsunterschied zwischen Zugangsweg und Ingenieurbauwerk macht eine normale Nutzung des Bauwerks häufig unmöglich.
Eine klassische Lösung besteht darin, im Damm Übergangsplatten aus Beton anzubringen, durch die eine Verteilung des Senkungsunterschieds auf eine bestimmte Länge und somit eine Verringerung der Neigung ermöglicht werden. Allerdings sind die Maße dieser Platten in der Praxis auf eine Länge von 5 bis 6 Metern begrenzt, denn über diese Länge hinaus steigen die mechanischen Beanspruchungen der Platten übermäßig und würden unmöglich zu realisierende Plattendicken erfordern. Diese Lösung hat daher ihre Grenzen und bei komprimierbaren Böden erreicht man mehr oder weniger regelmäßig die maximal akzeptable Neigung.
Bei den derzeit berücksichtigten Lösungen sind häufige Instandhaltungsarbeiten in der Zugangszone zum Ingenieurbauwerk notwendig: Niveauausgleich der Schienen oder Einbau einer neuen Straßenbelagsschicht. Neben ihren direkten Kosten haben diese Instandhaltungsarbeiten an den Schienen oder Straßenbelägen umfangreiche Auswirkungen auf die Nutzung des Bauwerks: Verkehrsunterbrechung während der Instandhaltungsarbeiten mit allen sich daraus ergebenden Konsequenzen.
Eine weitere Situation, in der sich das Problem stellt, ist die Ausführung unterirdischer Bauwerke, zum Beispiel Tunnel, in Bereichen, in denen oberirdische Bauwerke vorhanden sind, die Gefahr laufen, aufgrund der Kompressionsverminderung des Bodens infolge der Ausführung des unterirdischen Bauwerks beschädigt zu werden.
Derzeit wird das Problem gelöst, indem während der Ausführung des unterirdischen Bauwerks geringe Mengen Füllmasse an verschiedenen Punkten in den Boden injiziert und so an zahlreichen Punkten kleine Füllungen hergestellt werden, die dem Senkungseffekt entgegenwirken. Dies wird in der beigefügten 1C illustriert.
DE 42 10 196 beschreibt eine Anlage zum Ausgleichen von Bodenbewegungen. Die Anlage ermöglicht das direkte Injizieren eines geeigneten Werkstoffs in den Boden.
Auf dieser Figur sind oberirdische Bauwerke 90, 92 mit ihren Pfahlgründungen 90', 92' dargestellt. In Strichlinien sind ebenfalls zwei auszuführende Tunnel 94, 96 dargestellt. Um die oberirdischen Bauwerke vor den durch das Bohren der Tunnel verursachten Bodenbewegungen zu schützen, wird im Bereich zwischen den Pfahlgründungen und dem Ausführungsbereich der Tunnel 94 und 96 mithilfe von Schächten wie 98 und Bohrungen unter dem Grundwasserspiegel wie 100 Füllmasse injiziert.
In bestimmten Fällen ist es jedoch schwierig, diese klassische Technik einzusetzen:

– die Durchführung subhorizontaler Bohrungen unter der Gründung eines Gebäudes kann problematisch sein (im Fall von 1C ist das zu schützende Gebäude auf Pfählen gegründet und die Bohrungen würden sich somit in einer Tiefe von 15 Metern unter dem Boden und unter dem Grundwasserspiegel befinden, was kostenintensive und riskante Maßnahmen erfordert).
– die Position der beiden Bauwerke relativ zum jeweils anderen Bauwerk eignet sich nicht für das klassische Verfahren (im Fall von 1C befindet sich der zu errichtende Tunnel zu nahe an der Basis der zu schützenden Pfähle und die eingespritzte Füllmasse könnte zu den Pfählen oder zu dem im Bau befindlichen Bauwerk abfließen).
– der Boden eignet sich nicht gut für die Ausgleichbehandlung, die Füllmasse dringt in den Boden ein oder bildet kleine Ansammlungen darin, ohne zu einer volumetrischen Verformung um den Injektionspunkt herum zu führen.

Somit besteht ein reeller Bedarf an einer Technik, durch die die Wirkung der Senkung des Zugangswegs relativ zum Ingenieurbauwerk begrenzt wird und die während der Errichtung des Ingenieurbauwerks oder nach dessen Errichtung leicht einzusetzen ist.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage zur Profilkorrektur eines Dammes, der insbesondere einen Zugangsweg zu einem Ingenieurbauwerk bildet, bereitzustellen, durch die die Neigung des Zugangswegs effektiv in akzeptablen Grenzen gehalten werden kann und die die mehrmalige Durchführung dieser Korrektur ermöglicht, um Veränderungen des Profils im Laufe der Zeit zu berücksichtigen.
Um dieses Ziel zu erreichen, umfaßt die Anlage nach der Erfindung zum Ausgleichen von Bewegungen eines Bodenbereichs, insbesondere Senkungsbewegungen, zum Beispiel von Zugangsdämmen zu einem Ingenieurbauwerk:

– mindestens ein Rohr, welches im Boden plaziert und von dem mindestens ein Ende erreichbar ist, wobei das genannte Rohr über seine Länge n Reihen von Öffnungen aufweist, wobei jede Reihe von Öffnungen mit einem beweglichen Verschlußelement ausgestattet ist, das eine erste Ruheposition, in der es die genannten Öffnungen verschließt, und eine zweite Position, in der es die genannten Öffnungen unter der Wirkung des Drucks einer Auffüllflüssigkeit in dem genannten Rohr geöffnet läßt, besitzt;
– P dichte auffüllbare Teile (P ≤ n), wobei jedes Teil um das genannte Rohr an mindestens einer Reihe von Öffnungen angeordnet ist und mindestens eines seiner beiden Enden fest mit der Außenwand des Rohrs verbunden und unterhalb des auszugleichenden Bodenbereichs plaziert ist; und
– einen Rohrstutzen bildende, bewegliche Mittel im Inneren des genannten Rohrs, von denen ein erstes Ende mit der genannten Auffüllflüssigkeit unter Druck beschickt wird und ein zweites Ende gegenüber mindestens einer Reihe von Öffnungen herangeführt werden kann und die genannte Flüssigkeit unter Druck in das genannte Rohr einleiten kann, wobei das genannte zweite Ende mit zwei steuerbaren Mitteln zum Verschließen des genannten Rohrs ausgestattet ist, wobei die genannte Flüssigkeit in das genannte Rohr zwischen den genannten steuerbaren Mitteln zum Verschließen eingeleitet wird, wodurch die genannte Flüssigkeit unter Druck das Verschlußelement in seine zweite Position überführt und die Flüssigkeit unter Druck in das entsprechende auffüllbare Teil einströmt und dessen Auffüllen bewirkt, wobei das genannte Auffüllen eine Verdrängung des Bodens bewirkt, um die genannten Bewegungen des Bodens auszugleichen.

Es leuchtet ein, daß man aufgrund der Tatsache, daß mehrere auffüllbare Teile an demselben Rohr angebracht sind, einen präzisen Ausgleich der Bodenbewegungen herstellen kann. Es leuchtet ebenfalls ein, daß es dank der einen Rohrstutzen bildenden Mittel, die im Rohr an jedes auffüllbare Element herangeführt werden können, möglich ist, das Auffüllen jedes auffüllbaren Teils entsprechend der lokal vorzunehmenden Korrektur zu bewirken.
Es leuchtet ebenfalls ein, daß die Auffüllflüssigkeit geeignete Eigenschaften besitzen muß, um ein wiederholtes Auffüllen der auffüllbaren Teile zu ermöglichen, um im Laufe der Zeit eingetretene Veränderungen des Dammprofils auszugleichen. Hierzu muß die Auffüllflüssigkeit eine einstellbare Abbindezeit, eine geringe Viskosität und eine gute Stabilität aufweisen, während das Produkt nach dem Abbinden verformbar bleiben und gleichzeitig eine ausreichende Steifigkeit besitzen muß. Füllmassen, die diese Anforderungen erfüllen können, sind beispielsweise unter anderem: Füllmassen auf Basis von stabilisiertem Zement, entflockte, versteifte Bentonite (auch als Supergels bezeichnet), Siliziumböden oder Harze.
Vorzugsweise umfaßt die Anlage selbstverständlich eine Mehrzahl von Rohren, die dazu bestimmt sind, in horizontalen und weitestgehend zueinander parallelen Bohrungen plaziert zu werden. Somit kann man durch selektives Auslösen des Auffüllens der den einzelnen Rohren zugeordneten auffüllbaren Teile die Auswirkungen der Bodenbewegungen in einer Ebene korrigieren.
Vorzugsweise sind die beweglichen Verschlußelemente der Öffnungen jedes Rohrs Manschetten, welche das Rohr umgeben und aus einem unter der Druckeinwirkung der Flüssigkeit elastisch verformbaren Werkstoff hergestellt sind.
Solche Rohre an sich werden üblicherweise bei Techniken zur Injektion von Füllmasse in den Boden eingesetzt und, genau gesagt, als Manschettenrohre bezeichnet.
Vorzugsweise umfassen die einen Rohrstutzen bildenden Mittel eine Leitung, deren zweites Ende verschlossen und mit Löchern in der Nähe des genannten zweiten Endes versehen ist, wobei die beiden steuerbaren Mittel zum Verschließen beidseitig der genannten Löcher angeordnet sind.
Ebenfalls vorzugsweise wird jedes steuerbare Mittel zum Verschließen durch ein auffüllbares Element, welches die genannte Leitung umgibt, gebildet, wobei jedes auffüllbare Element, im ausgedehnten Zustand, in der Lage ist, das genannte Rohr zu verschließen.
Es leuchtet ein, daß in dieser bevorzugten Ausführungsweise die Löcher, die am Ende der Leitung zur Injektion von Flüssigkeit unter Druck vorgesehen sind, an jede Reihe von Öffnungen, die in das Rohr eingelassen sind, herangeführt werden können, und durch Steuerung der beidseitig dieser Löcher angeordneten auffüllbaren Elemente ist es möglich, einen Bereich im Rohr zu begrenzen, in dem der Druck der Flüssigkeit ausreichend steigt, um die Manschetten der Öffnungen des Rohrs zu öffnen und so das Durchströmen der Flüssigkeit unter Druck in die auffüllbaren Teile zu bewirken, damit diese das gewünschte Volumen erhalten und die notwendige Korrektur des Dammprofils erzielt wird.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Ausgleichen von Bodenbewegungen gemäß Anspruch 10.
Die Erfindung betrifft ebenfalls die Anwendung des Verfahrens auf die Korrektur eines Dammprofils, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Rohre im Damm weitestgehend parallel zueinander und weitestgehend senkrecht zur Richtung des Dammes angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Anwendung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Rohr oder die genannten Rohre in geneigten oder gerichteten Bohrungen angeordnet sind.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsweisen der Erfindung, die als nicht einschränkende Beispiele angeführt werden. Die Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Figuren, unter denen:
die bereits beschriebenen 1A und 1B das Problem der Veränderung des Profils eines Zugangsdamms zu einem Ingenieurbauwerk erläutern;
die bereits beschriebene 1C das Problem des Ausgleichens von Bodenbewegungen infolge der Errichtung eines unterirdi schen Bauwerks erläutert;
2 eine Längsschnittansicht eines mit der Ausgleichsanlage nach der Erfindung ausgestatteten Damms ist;
3 eine Ansicht des Damms der 2 nach einer Schnittebene III-III der 2 ist;
4 das mit seinen auffüllbaren Teilen ausgerüstete Rohr zeigt;
5 den Einbau des Rohrstutzens zur Injektion der Flüssigkeit unter Druck in das Rohr der 4 zeigt;
6 einen vertikalen Schnitt einer ersten Ausführungsvariante der Anlage zeigt;
7 eine zweite Ausführungsvariante der Anlage zur Korrektur des Dammprofils zeigt;
8A eine erste Einsatzweise der Ausgleichsanlage im Fall eines unterirdischen Bauwerks zeigt; und
die 8B und 8C entsprechend zwei rechtwinkligen Schnittebenen eine zweite Einsatzweise der Ausgleichsanlage im Fall eines unterirdischen Bauwerks zeigen.
Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf die 2 und 3 wird nun die gesamte Anlage zur Profilkorrektur beschrieben.
Auf den 2 und 3 sind das Ingenieurbauwerk 10 und die einzelnen bereits beschriebenen Bodenschichten 18, 20 und 22 dargestellt. Die Korrekturanlage besteht im wesentlichen aus mindestens einem Rohr T₁ und vorzugsweise einer Mehrzahl von Rohren T_i, die in horizontalen Bohrungen F_i eingesetzt sind, welche sich über die gesamte Breite des Damms erstrecken und senkrecht zur Hauptrichtung dieses Damms parallel zueinander angeordnet sind. Wie 3 zeigt, ist jedes Rohr T_i, wie weiter unten ausführlicher erläutert wird, mit auffüllbaren Elementen G_i,j, welche über die Länge des Rohrs T_i verteilt sind, ausgestattet.
Wie bereits allgemein erläutert wurde, wird die Profilkorrektur in der Richtung senkrecht zum Damm erhalten, indem die einzelnen auffüllbaren Elemente G_i,j in angemessener Weise aufgefüllt werden, und es wird die Profilkorrektur des Damms in seiner Hauptrichtung erhalten, indem die den einzelnen Rohren T₁...T_i zugeordneten auffüllbaren Elemente G_i,j selektiv aufgefüllt werden.
Unter Bezugnahme auf die 4 wird nun eine bevorzugte Ausführungsweise des Rohrs T_i mit seinen auffüllbaren Elementen G_i,j beschrieben.
Das Rohr T_i ist ein starres metallisches röhrenförmiges Teil 50, das in die horizontalen Bohrungen F_i eingeführt werden kann. Über seine Länge weist das Rohr 50 Reihen von Öffnungen 52_j auf, die durch eine elastisch verformbare Manschette 54_j bedeckt werden. Manschettenrohre sind insbesondere aus Techniken zur Injektion von Füllmasse unter Druck zur Bodenkonsolidierung an sich bekannt.
Wie weiter unten erläutert wird, entfernt sich die verformbare Manschette 54_j von der Außenwand des Rohrs, wenn eine Flüssigkeit unter Druck entlang der Reihe von Öffnungen 52_j angewendet wird, und ermöglicht das Ausströmen der Flüssigkeit unter Druck. Entlang jeder Reihe von Öffnungen 52_j oder mehrerer nebeneinander liegender Reihen von Öffnungen ist ein auffüllbares Teil G_i,j, bestehend aus einer verformbaren Wand 56, montiert. Diese verformbare Wand kann an jedem dieser Enden durch Flansche 58, 60 an der Außenseite des Rohrs T_i befestigt werden. Im Fall daß die Wand des auffüllbaren Teils aus Metall besteht, ist vorzugsweise vorzusehen, daß einer der Flansche 58 fest ist, während der andere Flansch 60 bei Gewährleistung der Dichtigkeit an der Außenseite des Rohrs verschiebbar ist, um die Ausdehnung des auffüllbaren Teils zu erleichtern.
Um das Einführen der Auffüllflüssigkeit in das auffüllbare Teil G zu erleichtern, kann vorgesehen werden, daß dasselbe auffüllbare Teil mehreren Reihen von Öffnungen 52_j zugeordnet ist.
Im Rohr T können ebenfalls zusätzliche Reihen von Öffnungen vorgesehen werden, die zwischen den auffüllbaren Elementen G angeordnet sind und nicht in diese, die Manschetten zugeordnet sind, münden, um die Injektion von Füllmasse in den Boden zwischen den auffüllbaren Elementen zu ermöglichen, damit die Hohlräume, die beim Auffüllen der auffüllbaren Teile entstehen, gefüllt werden können.
Somit ist ersichtlich, daß durch die Einführung einer Flüssigkeit unter Druck in das Rohr T_i entlang einer Reihe von Öffnungen 52_j diese Flüssigkeit die Manschette 54_j von der Wand des Rohrs entfernt und die Öffnungen 52_j öffnet. Die Flüssigkeit dringt in das auffüllbare Element G_i,j ein. Durch Einstellung der Menge der in das auffüllbare Teil eindringenden Flüssigkeit können seine Füllung und somit die Korrektur durch das jeweilige auffüllbare Element bestimmt werden.
Die verformbare Hülle 56 kann mithilfe einer Wand aus Metall oder aus einem synthetischen Material hergestellt werden. Diese Wand muß ausreichend widerstandsfähig sein, um einerseits mit dem Druck der Flüssigkeit unter Druck und andererseits der statischen Last des Damms belastet werden zu können. In gleicher Weise ist es notwendig, daß die Auffüllflüssigkeit, die vorzugsweise eine Füllmasse auf Zementbasis oder eine Füllmasse auf Kunstharzbasis ist, ausreichend flüssig ist, um zeitlich sukzessive Füllungen der auffüllbaren Elemente mithilfe von Füllmasse zu ermöglichen, ohne daß die vorherigen Injektionen den Zugang zu den auffüllbaren Elementen behindern.
Unter Bezugnahme auf die 5 wird nun eine bevorzugte Ausführungsweise des Systems beschrieben, die die Beschickung des Rohrs T_i entlang des gewünschten auffüllbaren Elements G_i,j mit Füllmasse unter Druck ermöglicht. Diese mit dem allgemeinen Bezugszeichen 70 gekennzeichnete Vorrichtung wird durch eine starre Leitung 72 gebildet, deren Durchmesser weitestgehend geringer als der Innendurchmesser des Rohrs T_i ist. Ein Ende der Leitung 72 wird durch einen Verschluß 74 verschlossen, während das gegenüber liegende Ende 76 mit einer flexiblen Leitung zur Füllmassenbeschickung verbunden werden kann. In der Nähe des Verschlusses 74 weist die Leitung 72 eine Reihe von Löchern wie 78 auf. Auffüllbare Verschlußelemente 80 und 82 sind an der Außenseite der Leitung 72 beidseitig der Löcher 78 montiert. Die Elemente 80 und 82 sind auffüllbare Hüllen. Das Auffüllen der Verschlußvorrichtungen 80 und 82 wird, in dieser besonderen Ausführungsweise, durch eine Ringleitung 84 erhalten, welche die Leitung 72 umgibt und in die eine Flüssigkeit F zur Steuerung der Elemente 80 und 82 injiziert werden kann. Die Ringleitung 84 weist selbstverständlich Öffnungen 86 entlang der Teile 80 und 82 auf, um das Auffüllen zu ermöglichen.
Die Flüssigkeit F zur Steuerung der Elemente 80 und 82 könnte durch ein kleines flexibles Rohr, welches an die Elemente 80 und 82 angeschlossen ist, herangeführt werden.
Die soeben beschriebene Verwendungsweise der Korrekturvorrichtung ist leicht nachvollziehbar. Nachdem mithilfe von Messungen die in der Richtung senkrecht zum Damm und in seiner Hauptrichtung vorzunehmenden Ausgleichvorgänge bestimmt wurden, wird für jedes auffüllbare Element G_i,j die gewünschte Füllung ermittelt.
Um diese Füllung zu erreichen, wird das System 70 in das entsprechende Rohr T_i eingeführt und das System 70 wird so plaziert, daß die auffüllbaren Verschlußelemente 80 und 82 beidseitig der Reihe von Öffnungen 52_j des zu aktivierenden auffüllbarem Teils angeordnet sind. In dieser Position wird in die Ringleitung 84 die Steuerflüssigkeit F, die das Füllen der Verschlußstrukturen 80 und 82 bewirkt, eingeleitet, bis diese die Innenwand des Rohrs T_i berühren, um die Dichtigkeit zu erzielen. Anschließend wird die Füllmasse unter Druck C in die Leitung 72 eingeführt. Diese Füllmasse strömt durch die Öffnungen 78 aus, wodurch ihr Druck im Volumen V im Inneren des Rohrs T_i zwischen den Verschlußelementen 80 und 82 steigt. Die Druckerhöhung der Füllmasse in diesem Volumen V bewirkt das Anheben der Manschette 54_j und den Übergang der Füllmasse in das auffüllbare Teil G_i,j. Durch eine Vorrichtung zur Messung des Volumens oder der Durchflußmenge der Füllmasse kann die gewünschte Füllung des auffüllbaren Teils G_i,j erhalten werden.
Wurde dieser Schritt für alle auffüllbaren Teile des Rohrs T_i durchgeführt, nimmt man den gleichen Schritt für die einzelnen auffüllbaren Teile des Rohrs T_i+1 vor.
Wie bereits angegeben, ist es möglich, eine Füllmasse auszuwählen, deren Festigkeit nach dem Abbinden begrenzt ist, wobei die Aufrechterhaltung der gewünschten Füllung des auffüllbaren Teils gewährleistet sein muß. So kann später ein neues Auffüllen der auffüllbaren Teile vorgenommen werden, um ein neues Absinken des Damms zu korrigieren oder auszugleichen.
Es ist ebenfalls möglich vorzusehen, daß jedem auffüllbaren Teil G_i,j zum Beispiel zwei Reihen von Öffnungen 52_j und somit zwei verformbare Manschetten 54_j zugeordnet sind, um das Füllen des auffüllbaren Teils zu erleichtern.
6 zeigt eine erste Ausführungsvariante der Anlage. Bei dieser Ausführungsweise werden Platten 30 der Länge l verwendet, wobei sich die einzelnen Platten 30 vorzugsweise an einem ihrer Ränder 30a überlappen. Ausdehnungsfähige Strukturen G_i,j (G_1,j, G_2,j, G_3,j), die Rohren T_i zugeordnet sind, werden an der Unterseite 30b einer Platte, vorzugsweise am Überlappungsrand 30a, befestigt. Bei dieser Ausführungsweise erhält man somit mithilfe unterbrochener Platten 30 über die Länge des Zugangswegs eine unterbrechungsfreie Wirkung, da es, wie bereits erläutert, möglich ist, das Volumen der ausdehnungsfähigen Strukturen G_i,j entsprechend der Senkung des Zugangswegs zu erhöhen.
Auf 7 ist eine zweite Anwendungsvariante der Erfindung dargestellt, die die Platten 30 mit ihren ausdehnungsfähigen dichten Strukturen G_i,j (G_1,j, G_2,j, G_3,j, G_4,j), welche den Rohren T_i zugeordnet sind, umfaßt. In dieser Ausführungsweise werden ferner Stützplatten wie 32 mit bezogen auf die Verteilplatten 30 geringeren Abmessungen vorgesehen, wobei die ausdehnungs fähige Struktur 24 zwischen der Unterseite des Rands der Platte 30 und der Oberseite der Stützplatte 32 angeordnet ist. Durch das Vorhandensein der Stützplatte 32 wird die Wirkung des Anhebens des Zugangswegs unter der Wirkung der Ausdehnung der auffüllbaren Strukturen G_i,j verbessert.
Die 8A und 8B, 8C illustrieren zwei Verwendungsbeispiele der Ausgleichvorrichtung nach der Erfindung zum Schutz von oberirdischen Bauwerken vor Bodenbewegungen, die durch das Bohren von Tunneln oder allgemeiner durch die Errichtung unterirdischer Bauwerke ausgelöst werden können.
Auf 8A sieht man die oberirdischen Bauwerke 90, 92 mit ihren Pfahlgründungen 90' und 92'. Ferner ist dort die Lage der zu errichtenden Tunnel 94 und 96 dargestellt. Ausgehend von der Bodenoberfläche werden geneigte Bohrungen wie 102, 104 ausgeführt. In diese Bohrungen werden Rohre T₁, T₂, die mit dem in 2 dargestellten identisch sind, eingeführt. Jedes Rohr T ist in dem Teil der Bohrungen, der sich zwischen den Gründungen und dem Bereich, in dem die Tunnel errichtet werden, befindet, mit auffüllbaren Elementen G₁...G₄ ausgestattet.
Die 8B und 8C illustrieren eine Anwendungsvariante der Ausgleichvorrichtungen. Im Bereich zwischen den Gründungen 90' und 92' und dem Bereich der Tunnel 94 und 96 werden gekrümmte Bohrungen 106, 108...110 ausgeführt. In jeder Bohrung wird eine Ausgleichvorrichtung, die mit der in 2 dargestellten identisch ist, plaziert. Die auffüllbaren Teile G werden nur in dem Bereich, in dem ein Ausgleich erforderlich ist, vorgesehen.

Claims

Anlage zum Ausgleichen von Bewegungen eines Bodenbereichs, insbesondere Senkungsbewegungen, zum Beispiel von Zugangsdämmen zu einem Ingenieurbauwerk, umfassend: mindestens ein Rohr (50), welches im Boden plaziert und von dem mindestens ein Ende erreichbar ist, wobei das Rohr über seine Länge n Reihen von Öffnungen (52j) aufweist, wobei jede Reihe von Öffnungen mit einem beweglichen Verschlußelement (54j) ausgestattet ist, das eine erste Ruheposition, in der es die Öffnungen verschließt, und eine zweite Position, in der es die Öffnungen unter der Wirkung des Drucks einer Auffüllflüssigkeit in dem Rohr geöffnet läßt, besitzt; P dichte auffüllbare Teile, wobei P kleiner oder gleich n ist, wobei jedes Teil (Gi,j) um das Rohr an mindestens einer Reihe von Öffnungen angeordnet ist und mindestens eines seiner beiden Enden fest mit der Außenwand des Rohrs verbunden und unterhalb des auszugleichenden Bodenbereichs plaziert ist; und einen Rohrstutzen bildende, bewegliche Mittel (72) im Inneren des Rohrs, von denen ein erstes Ende mit der Auffüllflüssigkeit unter Druck beschickt wird und ein zweites Ende gegenüber mindestens einer Reihe von Öffnungen herangeführt werden kann und die Flüssigkeit unter Druck in das Rohr einleiten kann, wobei das zweite Ende mit zwei steuerbaren Mitteln (80, 82) zum Verschließen des Rohrs ausgestattet ist, wobei die Flüssigkeit in das Rohr zwischen den steuerbaren Mitteln zum Verschließen eingeleitet wird, wodurch die Flüssigkeit unter Druck das Verschlußelement in seine zweite Position überführt und die Flüssigkeit unter Druck in das entsprechende auffüllbare Teil einströmt und dessen Auffüllen bewirkt, wobei das Auffüllen eine Verdrängung des Bodens bewirkt, um die Bewegungen des Bodens auszugleichen.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von im Boden plazierten Rohren umfaßt.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Verschlußelemente Manschetten sind, welche das Rohr umgeben und aus einem unter der Druckeinwirkung der Flüssigkeit elastisch verformbaren Werkstoff hergestellt sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes auffüllbare Teil durch eine verformbare, aus Metall oder synthetischem Material hergestellte Wand (56) gebildet wird.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Rohrstutzen bildenden Mittel eine Leitung umfassen, deren zweites Ende verschlossen und mit Löchern in der Nähe des zweiten Endes versehen ist, wobei die beiden steuerbaren Mittel zum Verschließen beiderseits der Löcher angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes steuerbare Mittel zum Verschließen durch ein auffüllbares Element, welches die Leitung umgibt, gebildet wird, wobei jedes auffüllbare Element, im expandierten Zustand, in der Lage ist, das Rohr zu verschließen.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden auffüllbaren Elemente durch eine ringförmige Leitung, welche die Leitung umgibt, mit Flüssigkeit unter Druck beschickt werden.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden auffüllbaren Elemente durch eine zu der Leitung parallele Leitung mit Flüssigkeit unter Druck beschickt werden.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Rohr oder jedes Rohr ferner Reihen von Öffnungen umfaßt, die zwischen den auffüllbaren Teilen zugeordneten Reihen von Öffnungen angeordnet sind.
Verfahren zum Ausgleichen von Bodenbewegungen, insbesondere Senkungsbewegungen, zum Beispiel von Zugangsdämmen zu einem Ingenieurbauwerk, die folgenden Schritte umfassend: es wird mindestens ein Rohr (50), von dem mindestens ein Ende erreichbar ist, im Boden plaziert, wobei das Rohr über seine Länge n Reihen von Öffnungen (52j) aufweist, wobei jede Reihe von Öffnungen mit einem beweglichen Verschlußelement (54j) ausgestattet ist, das eine erste Ruheposition, in der es die Öffnungen verschließt, und eine zweite Position, in der es die Öffnungen unter der Wirkung des Drucks einer Auffüllflüssigkeit in dem Rohr geöffnet läßt, besitzt, wobei das Rohr mit P dichten auffüllbaren Teilen, wobei P kleiner oder gleich n ist, ausgestattet ist, wobei jedes Teil (Gi,j) um das Rohr an mindestens einer Reihe von Öffnungen angeordnet ist und mindestens eines seiner beiden Enden fest mit der Außenwand des Rohrs verbunden ist; und einen Rohrstutzen bildende, bewegliche Mittel (72) im Inneren des Rohrs bewegt werden und ein erstes Ende der einen Rohrstutzen bildenden Mittel mit der Auffüllflüssigkeit unter Druck beschickt wird und ein zweites Ende der einen Rohrstutzen bildenden Mittel gegenüber mindestens einer Reihe von Öffnungen (52j) herangeführt wird, um die Flüssigkeit unter Druck in das Rohr einzuleiten, wobei das zweite Ende mit zwei steuerbaren Mitteln (80, 82) zum Verschließen des Rohrs ausgestattet ist, wobei die Flüssigkeit in das Rohr zwischen den steuerbaren Mitteln zum Verschließen eingeleitet wird, wodurch die Flüssigkeit unter Druck das bewegliche Verschlußelement (54j) in seine zweite Position überführt und die Flüssigkeit unter Druck in das entsprechende auffüllbare Teil (Gi,j) einströmt und dessen Auffüllen bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Rohren im Boden plaziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Verschlußelemente Manschetten sind, welche das Rohr umgeben und aus einem unter der Wirkung des Drucks der Flüssigkeit elastisch verformbaren Werkstoff hergestellt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes auffüllbare Teil durch eine verformbare, aus Metall oder synthetischem Material hergestellte Wand (56) gebildet wird.
Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13 auf die Korrektur des Profils eines Damms, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre im Damm weitestgehend parallel zueinander und weitestgehend senkrecht zur Richtung des Dammes angeordnet werden.
Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13 auf das Ausgleichen der Bodenbewegungen aufgrund der Ausführung einer unterirdischen Konstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr bzw. die Rohre in geneigten oder gerichteten Bohrungen angeordnet wird bzw. werden.