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Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Bau eines
Kellers.
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Der Bau des Kellers eines Gebäudes kann im Wege zahlreicher Verfahren
erfolgen. Das herkömmliche Verfahren zum Bau des Kellers eines Gebäudes ist das
sogenannte "Verfahren der durchgehenden Wand", das aus den Schriften der
Herstellung einer durchgehenden Wand an der Baustelle, dem Ausheben des
Erdreichs an der Baustelle und dem Beginn der Errichtung des Kellers besteht. Es ist
bekannt, daß dieses Verfahren sehr komplex und arbeitsaufwendig ist.
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Ein verbessertes Verfahren zum Bau eines Kellers ist in Japan entwickelt worden
und wird als das TAKENAKA-Verfahren bezeichnet. Dieses Verfahren besteht aus
den Schriften des Baus des Kellers an der Baustelle, des Aushebens des
Erdreichs unter dem Kellerbau und des allmählichen Absenkens und festen
Installierens des vorgefertigten Kellers an der Baustelle. Dieses TAKENAKA-Verfahren
erfreut sich großer Popularität und ist in der Bauindustrie in großem Umfang
angewandt worden. Daher werden seine einzelnen Arbeitsschritte hier nicht erörtert.
Obwohl das TAKENAKA-Verfahren sehr gut ist, leidet dieses Verfahren unter zwei
bedeutsamen Problemen. Die Qualität und Art des Erdreichs sind von Baustelle zu
Baustelle unterschiedlich. Neigt sich der vorgefertigte Keller während der Arbeit
des Absenkens desselben in die Baustelle, ist es häufig sehr schwierig,
gelegentlich sogar unmöglich, die Neigung des Kellers zu korrigieren. Um sicherzustellen
daß der Keller glatt und gleichmäßig in die Baustelle abgesenkt wird, sind
komplizierte Abstützeinrichtungen erforderlich, die die Gesamteffizienz des Verfahrens
beeinträchtigen.
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Es ist daher die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Verfahren zum Bau eines Kellers zu schaffen, bei dem die mit diesem in Verbindung
stehenden, eingeschlagenen Pfähle in der Lage sind, den gesamten vorgefertigten
Keller abzustützen und ein glaftes Absenkens desselben zu ermöglichen.
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Es ist ein bedeutsames Merkmal und eine weitere Aufgabe der Erfindung, die
Pfähle von Stufe zu Stufe des Verfahrens des Bauens des Kellers allmählich
einzuschlagen, wobei der vorgefertigte Keller seinerseits allmählich in die Baustelle
einsinkt. Die Pfähle tragen das Gewicht des gesamten vorgefertigten Kellers
während des ganzen Verfahrens zum Bau des Kellers.
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Ein weiteres Merkmal und eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
bestehen darin, eine Vielzahl von hydraulischen Einrichtungen zu verwenden, deren
jede betätigt wird, um einen einzelnen Pfahl in die Baustelle einzuschlagen, wobei
das Gewicht des gesamten vorgefertigten Kellers ein Widerlager für die Arbeit des
Einschlagens der Pfähle bildet.
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Ein noch weiteres Merkmal der Erfindung besteht in dem Umstand, daß der Schritt
des Baus der Kellerpfähle vor der Vorfertigung des Kellers abgeschlossen ist, so
daß der sich ergebende Kellerbau ordnungsgemäß getragen werden kann.
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Die US-A-3 902 326 offenbart eine Vorrichtung zur Abstützung der Fundierung
eines Gebäudes unter Verwendung eines hydraulischen Pfahltreibers mit einer
Vielzahl von Pfahleinheiten.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Bau eines Kellers eines Gebäudes an einer Baustelle geschaffen, das die Schrifte
umfaßt: Vorfertigen des Kellerbaus eines Gebäudes an einer Baustelle, Vorsehen
einer Vielzahl hydraulischer Einrichtungen, die mit dem vorgefertigten Keller in
Verbindung zu bringen sind, Vorsehen einer Vielzahl von Pfählen, deren jeder
mittels einer der hydraulischen Einrichtungen einer nach dem anderen in die
Baustelle eingeschlagen wird, um den Keller zu tragen, Ausheben des Materials unter
dem Boden des Kellers und gleichzeitiges Betätigen jeder der hydraulischen
Einrichtungen, um den vorgefertigten Keller in die Baustelle abzusenken.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Pfählen für den Bau eines Kellers an einer Baustelle geschaffen, das die Schritte
umfaßt: Vorsehen einer hydraulischen Einrichtung zum Pfählen, Einschlagen
eines ersten Pfahls in die Baustelle mit der hydraulischen Einrichtung, Verbinden
eines zweiten Pfahls mit dem ersten Pfahl, Einschlagen der miteinander
verbundenen ersten und zweiten Pfähle weiter in die Baustelle mit der hydraulischen
Einrichtung, um einen Keller zu tragen, und Ausheben des Materials unter dem
Boden des Kellers.
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Gemäß einem driften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Bau eines Kellers eines Gebäudes an einer Baustelle geschaffen, das die Schritte
umfaßt: Einschlagen einer Vielzahl von Pfählen an vorbestimmten Stellen auf der
Baustelle, Vorfertigen eines Kellers an der Baustelle mit einer Vielzahl von
Sitzteilen, die an diesem ausgebildet sind und mit den vorbestimmten Stellen
zusammenfallen, Vorsehen einer Vielzahl hydraulischer Einrichtungen, die mit den
Sitzteilen des vorgefertigten Kellers in Verbindung zu bringen sind, weiteres
Einschlagen jedes der Pfähle einer um den anderen mit der hydraulischen Einrichtung, um
den Keller zu tragen, Ausheben des Materials unter dem Boden des Kellers und
gleichzeitiges Betätigen der Vielzahl der hydraulischen Einrichtungen, um das
Absenken des vorgefertigten Kellers in die Baustelle zu ermöglichen.
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In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 einen vereinfachten Schnitt durch einen vorgefertigen Keller unter
Darstellung der Anordnung einer Vielzahl von hydraulischen Einrichtungen,
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Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1 zur besseren
Veranschaulichung der hydraulischen Einrichtungen im Ausgangsstadium des
Pfählens,
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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des verbesserten Pfahls der vorliegenden
Erfindung, wobei Abschnitte desselben zwecks Vereinfachung
weggelassen sind,
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Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch den verbesserten Pfahl dieser Erfindung
entlang der Linie B-B der Fig. 3 zur Erläuterung der Verbindung der
Pfahleinheiten und des Pfahlspitzenelements,
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Fig. 5 einen vereinfachten Schnift durch den Keller an der Baustelle zur
Erläuterung der Arbeitsschritte des Pfählens und Absenkens des Kellers,
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Fig. 6 einen vereinfachten Schnitt durch den Keller an der Baustelle zur
Erläuterung des Arbeitsschrittes des Zurückziehens der eingetriebenen Pfähle.
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Gemäß Fig. 1 ist ein vorgefertigter Keller 10 ein im wesentlichen rechteckiges
Bauwerk mit mehreren Stockwerken. Jedes Stockwerk des Kellers besitzt einen
kreuzförmigen Träger 11, 12 und eine umgebende Betonwand 13. An den
Schnittpunkten der Träger 11, 12 und der umgebenden Betonseitenwand 13 ist eine
Vielzahl von Sitzteilen 14 ausgebildet, die gleichzeitig mit dem Schritt des
Verpressens der Träger 11, 12 und der Betonseitenwand 13 ausgebildet werden können.
Eine hydraulische Einrichtung 20 ist an jedem Sitzteil 14 des untersten Stockwerks
des Kellers 10 angeordnet.
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Gemäß Fig. 2 ist eine Aufnahmekammer 141 in jedem der Sitzteile 14 zur
Installation eines Ölzylinders 21 ausgebildet, der als hydraulische Einrichtung 20 wirkt.
Einlaß- und Auslaßölleitungen 22, 23 sind an dem Ölzylinder 21 zur Führung von
hydraulischem Öl zu einer Ölpumpe vorgesehen, die an einer geeigneten Stelle
angeordnet ist. Ein Ringflansch 24 ist an dem unteren Abschnitt des Zylinders 21
zum Anschluß desselben an das Sitzteil 14 mit geeigneten Befestigungsmitteln
wie Wandschrauben ausgebildet. An dem Ende der Kolbenstange 25 ist zur
Befestigung eines mittels des Ölzylinders 21 einzuschlagenden Pfahls ein Teil 26
vorgesehen.
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Gemäß Fig. 3 und 4 umfaßt ein bei der Erfindung zu verwendender Pfahl 30 eine
Vielzahl von Pfahleinheiten 31, die zusammen ein konischen Gebilde bilden und
aus Stahl hergestellt sind, sowie ein Pfahlspitzenelement 32. Jede Pfahleinheit 31
hat eine Höhe von etwa 40 cm und einen Durchmesser von 20 cm bis 50 cm. Der
die Pfahleinheiten bildende Stahl ist etwa 15 mm dick. Jede Pfahleinheit besitzt
einen oberen und einen unteren Ringflansch 311 bzw. 312, die an deren oberen
und unteren Flächen ausgebildet sind. Ein weiterer Ringflansch 313, der sich in
einer Richtung parallel zu der Achse der Pfahleinheit 31 erstreckt, ist am unteren
Ringflansch 312 ausgebildet und erstreckt sich von diesem aus nach außen. Der
Außendurchmesser des weiteren Flanschs 313 ist fast derselbe wie der
Innendurchmesser des oberen Flanschs 311, so daß eine perfekte Zusammenpassung
erreicht werden kann, wenn zwei Pfahleinheiten 31 übereinander angeordnet
werden. Eine Vielzahl von Öffnungen 314, 315 ist an den Flanschen 311, 312
ausgebildet, die miteinander fluchten, so daß zwei Pfahleinheiten mit Hilfe eines Bolzens
316 miteinander verbunden werden können, der durch jedes Paar Öffnungen 314,
315 hindurchgeführt ist. Die Öffnung 314 kann mit einem Innengewinde an ihrer
Innenwand ausgebildet sein, so daß ein Schraubenbolzen 316 verwendet werden
kann, um eine Pfahleinheit 31 mit einer weiteren direkt zu verbinden. Es ist zu
beachten, daß jede Pfahleinheit 31 eine Abmessung aufweist, die es ermöglicht, den
Schraubenbolzen 316 dort einfach zu befestigen und die Verbindungsarbeit
abzuschließen. Das Pfahlspitzenelement 32 besitzt einen Aufbau ähnlich demjenigen
der Pfahleinheit 31 mit Ausnahme des Umstandes, daß sein unteres Ende zur
Bildung einer Spitze zur Führung des gesamten verbesserten Pfahls in die Erde
abgeschlossen ist.
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Wiederum gemäß Fig. 2 besitzt das an der Kolbenstange 25 des Ölzylinders 21
angebrachte Teil 26 einen Vorsprung 262 in der Gestalt eines sich von einer
unteren
Fläche 261 desselben aus erstreckenden Plateaus zum Eingriff in den oberen
Abschnitt einer Pfahleinheit 31. Eine bei dieser Ausführungsform verwendete
hydraulische Einrichtung 20, wie ein Ölzylinder 21, kann betätigt werden, um einen
Pfahl 30, der aus einer Pfahleinheit 31 und einem Pfahlspitzenelement 32 besteht
in die Erde der Baustelle einzuschlagen, wie in Fig. 2 mittels einer ausgezogenen
Linie dargestellt ist. Die Kolbenstange 25 des Ölzylinders 21 wird danach in den
Zylinder 21 zurückgezogen, damit eine zusätzliche Pfahleinheit 31 angebracht und
mit der bereits in die Erde eingetriebenen Pfahleinheit verbunden werden kann.
Das Pfählungsverfahren wird fortgesetzt bis ein starkes Lager für den Keller
erreicht ist, d.h. bis entweder eine ausreichende Reibung zwischen dem Pfahl und
der Erde erreicht ist oder bis das Pfählungsverfahren einen Punkt erreicht, an dem
eine vorbestimmte hydraulische Kraft des Ölzylinders 21 den Pfahl nicht mehr
weiter in die Erde eintreiben kann.
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In Fig. 5 ist eine weitere Pfahleinheit gezeigt, bei der der Pfahl 31a dem weiteren
Pfahl 30 hinzugefügt wird, der bereits in die Erde unter der Baustelle
eingeschlagen worden ist. Der ganze Pfahl 30 wird in die Erde zu der mittels gestrichelter
Linien dargestellten Position weiter eingeschlagen. Bei dem Pfählungsverfahren für
den Bau eines Kellers können die Pfähle 30 einzeln in die Erde eingeschlagen
werden, so daß die eingeschlagenen Pfähle 30 in gleicher Weise das Gewicht des
vorgefertigten Kellers tragen. Zu diesem Zeitpunkt kann das Aushubverfahren
begonnen werden, um die Erde der Baustelle wegzubewegen und einen Raum 40
unter dem Keller 10 zu schaffen. Jetzt können alle Ölzylinder 21 gleichzeitig
betätigt werden, damit sich ihre Kolbenstangen 25 unterstützt durch das Gewicht des
Kellers 10 in die Zylinder 21 zurückziehen. Mit anderen Worten sinkt der Keller 10
in die Baustelle glatt und gleichmäßig ein, wobei alle Zylinder 21 das Gewicht des
Kellers tragen. Das Pfählungsverfahren und der Arbeitsschritt der Betätigung aller
Zylinder 21 werden abwechselnd durchgeführt und fortgesetzt, bis der Keller sich
auf die gewünschte Tiefe abgesenkt hat, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Es ist zu
beachten, daß bei jeder Anwendung des Verfahrens dieser Erfindung der Keller auf
eine vorbestimmte Tiefe kontrolliert absinkt, so daß ein glattes Absinken des
Kellers erreicht werden kann. Es ist auch einfach zu verstehen, daß jeder Ölzylinder
21 so eingestellt wird, daß er eine voreingestellte Kraft auf den einzuschlagenden
Pfahl ausübt. Der Pfahl 30 wird unter dem Gewicht des Kellers, das die Wirkung
eines Widerlagers für den Zylinder 21 verstärkt, leicht eingeschlagen.
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Bei dem zuvor beschriebenen Pfählungsverfahren sinkt der vorgefertigte Keller in
die Baustelle vollständig ohne Neigung in irgendeiner Richtung ab. Die Pfähle 30
begleiten tatsächlich den vorgefertigten Keller bei dessen Absenkung zur
Bewegung in die Erde. Alternativ können die Pfähle 30 gleichzeitig zu einer sehr tiefen
vorbestimmten Stellung in der Baustelle eingeschlagen werden. Während des
Absinkens des Kellers 10 werden die Pfahleinheiten 31 eine nach der anderen
entsprechend der Absinkdistanz des Kellers 10 enffernt.
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Gemäß Fig. 6 kann, nachdem der Keller 10 bereits zu einer gewünschten Stellung
abgesenkt worden ist, der Pfahl 30 aus der Erde mit dem Zylinder 21, der als ein
Pfahlzieher wirkt, herausgenommen werden. Die oberste Pfahleinheit 31 wird mit
dem Teil 26 des Zylinders 21 mittels einer Vielzahl von Schrauben 27 verbunden.
Danach kann der gesamte Pfahl 30 aus der Erde herausgezogen werden, indem
die Kolbenstange 25 des Zylinders 21 zurückgezogen wird, und durch Trennen der
Pfahleinheiten 31 die eine um die andere zerlegt werden. Der Hohlraum 17, der
durch das Herausziehen der Pfähle 30 aus dem Untergrund gebildet wird, kann
mit Sand oder anderen geeigneten Materialien zur neuerlichen Bildung eines
festen Erdreichs der Baustelle aufgefüllt werden. Die Pfähle 30 sind danach zur
erneuten Verwendung bereit.
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Eine weitere Ausführungform des Verfahrens zum Pfählen für den Bau eines
Kellers wird wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Vor der
Vorfertigung des Kellers an der Baustelle können die Pfähle 30 in die Erde an
verschiedenen vorbestimmten Stellen mittels jeglicher geeigneter Einrichtung auf die
benötigte Tiefe eingeschlagen werden. Der Keller wird danach auf der Baustelle
hergestellt, und eine Vielzahl hydraulischer Einrichtungen wird an dem Keller
entsprechend den vorbeschriebenen Arbeitsschritten vorgesehen. Die Arbeit des
Absenkens des Kellers wird dann in derselben Weise wie oben beschrieben ausgeführt.
Der Zweck dieser alternativen Ausführungsform des Pfählungsverfahrens besteht
darin, das vorzeitige Absinkens des vorgefertigten Kellers zu verhindern, wenn die
Erde zu weich ist.