DE69002007T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ankern der Schuppen einer armierten Erdwand. - Google Patents

Description

• Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Verankerung von Schuppen einer armierten Erdwand.
• In bestimmten Fällen bestehen die Aussenseiten armierter Erdwände aus nicht-armiertem Betonschuppenwerk, welches den Baugrund mittels im Boden verankerter und an den Schuppen befestigten Bewehrungen zusammenhält. Bestimmte Wände dieser Bauart laufen Gefahr, infolge der Verrostung der erdverlegten Bewehrungen baufällig zu werden.
• Der Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die eine wirksame Instandsetzung solcher Mauern ermöglichen, und sie vor Baufälligkeit schützen.
• Man kennt bereits eine Möglichkeit, diese Mauern auszubessern. Man unternimmt eine Verankerung der Schuppen, die von ordentlich im Boden verankerten Stützplatten gefestigt werden. Die anfänglich verwendeten Platten waren quadratisch und bekamen später die Form eines vierzackigen Sterns, wie aus dem vorläufigen Dokument der SETRA vom 9 November 1987 mit folgendem Titel hervorgeht:
• "Verstärkung von Anlagen armierter Erde mit Edelstahlbewehrung". Die Zacken dieser Sterne sind entsprechend gerippt, wobei jede in etwa 90º auf die nächste ausgerichtet ist. In die Kernzone dieser Sterne ist ein Loch gebohrt um die Passage eines Spannstangenkopfes und die Auflage der Druckmutter zu ermöglichen. Ausserdem befindet sich, auf der Seite der Stützfläche des Sterns, eine aufgelegte Krone und auf der gegenüberliegenden Seite eine Nabe, der mit der Krone eine Zentralmuffe bildet. Da diese ersten Platten in Kontakt mit den ganzflächig aufliegenden Schuppen stehen, kann der erforderliche Zugankerdruck nicht erreicht werden. In der Schuppe treten Risse auf, die von diesem Loch ausgehen - wie immer auch die Ausmasse der Stützplatte sein mögen - noch bevor der erforderliche Druck im Zuganker erreicht ist.
• Vor einiger Zeit sind Vorrichtungen zur Stütze von Felswänden geplant worden:
• - TALOBRE (CH-A-448 941)
• - DOHMEIER (FR-1 556 669)
• - WILLIAMS (US-A-3 415 066).
• Sie erlauben es nicht, dieses Problem zu lösen, denn sie berücksichtigen weder die mit der Schuppe liierten Hauptachsen (Drehachsen, Diagonalen), noch das mechanische Verhalten dieser nicht armierten und geringmächtigen Betonschuppen, das sich stark von dem Verhalten der Felswand unterscheidet, noch die Notwendigkeit, die Stützflächen der Platte von dem in die Schuppe gebohrten Loch entfernt zu halten und diese zu bemessen um das Eindrücken zu verhindern, noch die geringe Verformbarkeit, welche die Stützplatte aufweisen sollte um jegliche Kontaktpunkte bei der Zugbelastung zu verhindern.
• Das gleiche gilt für die Anlage ROUMAGNOU (FR-A-2-334 806) bei der die Stützflächen von der Bohrung in der Schuppe nicht fenrgehalten werden.
• Gemäss der Erfindung zeichnet sich das Verfahren, nach dem man die Schuppen einer armierten Erdwand mit sternförmigen Stützplatten festhält, mittels an Ort und Stelle gut verankerter Spannstangen, deren Ende ein in die Mitte der Schuppe gebohrtes Loch durchquert, wie folgt aus:
• - die besagten Stützplatten sind so geformt, das jede von ihnen auf der Schuppe aufliegt, die sie mittels mehrer Kufen oder Füsse, die sich in gleichmässigen Abständen von der Schuppenmitte befinden und auf den Mittellinien oder den Diagonalen der Schuppe liegen, festhält,
• - die Anzahl der Kufen ist grösser oder gleich 4,
• - die Kufen bilden die einzigen Berührungspunkte zwischen Schuppen und Stützplatten,
• - die Stützplatte wird am Ende der Spannstange durch eine Schraubenmutter gefestigt.
• Vorteilhafterweise werden 4 Stützpunkte der Platten auf den besagten Schuppen vorgesehen, auf denen sie diagonalgerecht verteilt sind.
• Verfährt man auf diese Art und Weise, so wird bei einer begrenzten Anzahl von Stützplatten, d. h. eine pro Schuppe, die Last der Stützmauer gleichmässig auf jede Schuppe verteilt und ohne diese zu beschädigen, und wobei das Terrain vorschriftsmässig zurückgehalten wird, und dies zu einem sehr günstigen Kostenaufwand.
• Die Erfindung bezieht sich ausserdem auf eine Anlage, die die Durchführung des o.g. Verfahrens erlaubt, und genauer gesagt auf eine Stützplatte in der üblichen Form eines Stern mit 4 zweckmässig gerillten Zacken, die in etwa 90º aufeinander ausgerichtet sind und von einer Kernzone ausgehen. Diese Zone ist durchbohrt um die Passage einer Spannstange und die Auflage einer Schraubenmutter für die Festigung der Platte an die Spannstange zu ermöglichen. In der Kernzone der Stützfläche befindet sich auf der Auflageseite eine aufgelegte Krone und auf der gegenüberliegenden Seite eine Nabe, die mit der Krone eine Zentralmuffe bildet, sowie es aus dem o.g. Dokument SETRA hervorgeht.
• Die Kennzeichen dieser Stützplatte sind folgende:
• - Am Ende jeder Sternzacke befindet sich eine plastische Kufe (diese Kufen bestimmen die obengenannte Stützfläche),
• - der Aussendurchmesser der aufgelegten Krone ist im Querschnitt wesentlich geringer als die Bohrung in der beasgten Schuppe,
• - die besagte Stützplatte wird durch Formarbeit gewonnen.
• Die Erfindung und ihre Anwendung werden mit Hilfe der nachstehenden Beschreibung deutlicher erscheinen; sie beziehen sich auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen die Anwendung illustriert wird, wobei:
• - Abb. 1 einen Querschnitt am Kopf der Spannstange darstellt, die an einer Festigungsschuppe angebracht ist, gemäss Erfindungsverfahren,
• - Abb. 2 einen Arbeitsplan bei einer Armierten Erdwand mit Baufälligkeitsrisiko schematisiert,
• - Abb. 3 eine Schnittansicht im Plan III-III Abb. 2 darstellt und schematisch die Installation der im Boden verankerten Spannstangen erläutert,
• - Abb. 4 eine Planansicht der Stützplatte von aussen zeigt, etwa nach Pfeil IV der Abb. 1,
• - Abb. 5 eine Fernsicht der Stützplatte von der anderen Seite zeigt, etwa nach Pfeil V der Abb. 1.
• Als erstes wird in Abb. 1 im Längsschnitt in Höhe eines Spannstangenkopfes die Positionierung einer Stützplatte illustriert, die es ermöglicht, eine Schuppe aus nicht armiertem Beton an der Verkleidung der armierten baufälligen Erdwand zu festigen. 10 verdeutlicht die Bodenfläche und 11 die Verputzschuppe mit einer annähernd rechteckigen Form und Haken um diese Schuppen leichter versetzt anbrigen zu können, wie aus Abb. 2 deutlicher hervorgeht.
• Bei Abb. 1 bemerkt man, dass in die nicht armierte Betonschuppe 11 ein Loch 12 gebohrt worden ist, und zwar fast in der Mitte der Schuppe, wie auch aus Abb. 2 hervorgeht. Loch 12 ist nach einem rechnungsbestimmten winkel angebracht worden, mit entsprechender Horizontalneigung, wie es in Abb. 3 deutlicher gezeigt wird. Die Bohrung erfolgt durch die Schuppe und über eine berechnete Länge in den Böden. diese Länge hängt von der Bodenbeschaffenheit und der Höhe der zurückzuhaltenden Erdaufschüttung ab. Am Beispiel der Abb. 3 wird angenommen, dass die Spannstangenlänge in Höhe der Schuppe 11 ca. 5 Meter beträgt. Für die Schuppe auf dem darüberliegenden Niveau 11" dürfte eine Spannstangenlänge und eine Bohrung von 4 Metern ausreichen, während zum Beispiel bei dem darunterliegenden Niveau eine Spannstangenlänge von 6 Metern berechnet wird.
• 13 lasst die Spannstange erkennen, die aus einem Stahlbarren gefertigt sein könnte, und die in Kopfhöhe 14 ein Gewinde für die Anbringung einer Druckmutter auf der Unterlegescheibe 16 und einer Dichtung 17 (z.B. aus Gummi Härtegrad Shore 80) aufweist, die zur Festigung der Stützplatte dienen, die mit ihren Kufen 19 auf der Aussenseite der Schuppe 11 aufliegt.
• Auf Abb. 1 sieht man ausserdem, dass die Stützplatte 18 auf der zu den Böden ausgerichteten Innenseite hinten eine Krone 20 und vorn eine Nabe 41 aufweisst und eine Zentralmuffe bildet; das Ganze ist gemäss einer Horizontalachse 42 geneigt und demnach schräg zur allgemeinen Auflagefläche der Platte 18. Die Krone 20 ist mit einer passenden Plastikhülse 21 aus PVC o.ä. besetzt. Über der Hülse 21 ist ein weiterer Hülsenabschnitt aus ähnlichem Plastik wie 22 angebracht; er enthält einen Kegelstumpf 22a als Anschluss an eine Partie mit gedrosseltem Durchmesser 22b, der die Hülse 21 und einen Teil 22c des erweiterten Durchmessers einspannt und sich mit einem gewissen Speilraum, der Innenbohrung 12 anpasst. In diesem Abschnitt 22c des erweiterten Durchmessers ist auch noch ein dritter Hülsenabschnitt 23 aus ähnlichem Material angebracht. Die Gesamtlänge dieser endweise zusammengesetzten Abschnitte 21, 22, 23 wird so bestimmt, das sie in etwa mit der Breite der Schuppe 21 übereinstimmt. Diese Abschnitte können miteinander verbunden sein, z.B. durch Klebe oder Warmschweissen, und die Hülse 21 kann z.B. durch Aufkleben auf die Krone 20 befestigt werden.
• Ferner bemerkt man auf Abb. 1 am freien Ende des letzten Plastikhülsenabschnittes 23 eine Dichtung 24 aus Kunstharzschaum, die mit Hilfe von Eisenband, Draht o. ä. 25 um den Abschnitt 23 befestigt ist. Aus den Zeichnungen geht klar hervor, dass die Dichtung 24, an der Innenseite der Lochbohrung, auf der schuppe aufliegt und infolgedessen an dieser Stelle eine Isolierung garantiert.
• In bezug auf Abb. 4 und 5 bemerkt man deutlicher die allgemeine Form der Stützplatte 18 als vierzackigen Stern mit 4 Stützkufen 19 und den 3 Hülsen-abschnitten 21, 22, 23 aus Plastik, die auf der Krone 20 der Platte angebracht sind, sowie den Dichtungsring 24 aus Harzschaum.
• Man beschreibt jetzt den Montageprozess der erfindungsgemässen Anlage.
• Zunächst wurden rechnerisch für jede Schuppe Länge und Richtung der Bohrung bestimmt. Letztere erfolgt durch jede Schuppe der Wandfassade, die instandgesetzt werden soll. Diese Angaben können mit folgenden Markierungen schematisch auf den Interventionsplan der Abb. 2 übertragen werden:
• - mit einem schwarzen Kreis: Spannstangen mit einer bestimmten Länge, z.B. 5 Meter
• - mit einem durchkreuzten Kreis: kürzere Spannstangen, z.B. 4 Meter
• - mit einem hellen Kreis: grössere Spannstangen mit Längen von z.B. 6 Metern
• - u.s.w.
• In jede Schuppe wird alsdann ein Loch gebohrt, und zwar deutlich in die Mitte jeder Schuppe, wobei Durchmesser und Länge so bestimmt werden, dass die Passage der Spannstange 13 und ihre Bodenverankerung ermöglicht werden. Nachdem die Bohrung in der Schuppe erfolgt und die Spannstange 13 angelegt ist, wird diese auf übliche Art mit Zementbrei aufgefüllt, wie man es in Abb. 26 sieht. Dieser Zementbrei geht nach Aufnahmeverweigerung des Geländes in eine horizontale Lage, siehe Abb. 1. Selbstverständlich wurde die Spannstange 13 so gelegt, dass ihr Ende 14 genügend über der Schuppe 11 hervorragt, damit anschliessend die Stützplatte 18 und die Unterlegescheibe darauf angebracht werden können, um die Druckmutter 15 für die Unterspannungsetzung anziehen zu können.
• Sobald der Zementbrei 26 hart genug ist, wird über dem Spannstangenende 14 die Stützplatte 18 mit den drei Hülsenabschnitten 21, 22, 23 und der Dichtung 24 solange plaziert, bis man die richtige Position erreicht hat, d.h. wenn die Kufen 19 auf der Schuppe 11 ruhen. Gleichzeitig ist auch darauf geachtet worden, eine Tube 27 in die Bauöffnung 12 einzuführen, die hinter der Dichtung 24 in einem vorläufig freigelassenen Raum über der Zementauffüllung für die Spannstange herausragt. Bei 27a ermittelt man die Stelle, an der in diesem Freiaum die Öffnung für den Füllstutzen 27 erscheint. Durch diesen Füllstutzen kann dann der Zusatzzement für die Endfertigung der Verankerung und als Schutz für den Spannstangenkopf eingefüllt werden; dieser Zementbrei füllt den gesamten Hohlraum zwischen der Spannstange 13 und der Verrohrung innerhalb der Hülsenabschnitte 21, 22, 23, sowie den Freiraum zwischen der Krone 20 und dem Spannstangenkopf auf. Der Zusatzzement 28 wird gestrichelt verdeutlicht. Eine Entlüftung 29 wurde vorgesehen um den Arbeitsgang des Zusatzzements zu erleichtern; sie ist radial zur Aussenseite der Stützplatte in ihrer Nabe 41 und ihrer unteren Partie ausgerichtet. Dieses Lüftungsloch kann übrigens an einen Entlüftungsschlauch 30 angeschlossen werden für eine Wiederaufnahme des restlichen Ersatzzements. Mit 31 und 32 werden die Stützen für die an Hülsen 21, 22, 23 fixierte Platte 18 dargestellt, die für einen vorschrifsmässigen Ablauf der Montage und eine richtige Einmauerung vorgesehen werden.
• Nach Beendigung dieser Arbeitsgänge und nach einer zufriedenstellenden Verankerung der Spannstange 13 kann die Schraubenmutter 15 fest angezogen werden um das System unter Druck zu setzen.
• Unter nochmaliger Bezugnahme auf die Abb. 4 und 5 kann die besondere Struktur der im Beispiel aufgeführten sternförmigen Stützplatte 18 genauer beschrieben werden.
• Da die Betonschuppen eine rechteckige Form bestizen, tritt die Stützplatte 18 in Form eines vierzackigen Sterns auf, dessen Zacken gerillt (siehe 34 bis 37), in 90º aufeinander ausgerichtet und so auf jeder Schuppe angebracht sind (wie bei 11), dass sich die Stützkufen 19 am Ende jeder Zacke auf den Diagonalen (38, 39) dieser Schuppen und in einem bestimmten Abstand zu Ihrer Mitte 40, in die ein Loch 12 für die Passage der Spannstange gebohrt wurde, befinden. Die Kufen, die sich am Ende der Teile 34 bis 37 des Sterns befinden und sich an dieser Stelle auf die Schuppe 11 stützen, verteilen infolgedessen die Last auf 4 Zonen, die sich auf den Diagonalen der Schuppe befinden. Im Beispiel der dargestellten Ausführung hatten die Schuppen wie 11 eine annähernd quadratische Form mit einer Seitenlänger von 1.50 m, während sich der vierzackige Stern in einem Quadrat von 40 cm Seitenlänge befand, also bei einer Entfernung über ca. 50 cm von Kufe 19 zu Kufe 19, die sich auf derselben Diagonale gegenüberliegen. Vorzugsweise bestehen sowohl die Platte 18 als auch die dazugehörigen Kufen 19 aus Gusseisen.
• Beim Vergleich der Abb. 1 und 4 erkennt man deutlich die Rillenstruktur des Sterns; sie ermöglicht die Instandsetzung bewehrter Erdwände bei geringem Gewichtaufwand und verhindert in einer Stellung an der Mauer, dass Regenwasser auf der Nabe 41 und den Platten 18 zurückgehalten wird.
• Abb. 1, 4 und 5 zeigen auf der Innenseite der Stützplatte 18 die im Verhältnis zum allgemeinen flächenplan der Kufen 19 schrägliegende erhabene Krone 20, an der ohne weiteres die oben beschriebene zusammengesetzte Plastikhülse 21, 22, 23 angebracht werden kann um die Montage der Platten an den Wänden zu erleichtern.
• An bestimmten Punkten der nicht armierten Betonschuppen kann durch die obigen Stützplatten die Starrheit der kontaktpunkte begrenzt werden, wodurch die obenerwähnten Schuppen unter wesentlich besseren Bedingungen den Druck der Zuganker aushalten können.

Claims (6)

1. Ausbesserungsverfahren für armierte Erdwände aus nicht armierten Betonschuppen, die von sternförmigen Stützplatten gehalten werden mittels an Ort und Stelle gut verankerter Spannstangen, deren Ende ein in die Mitte der Schuppe gebohrtes Loch durchquert. Kennzeichen:

- die besagten Stützplatten sind so geformt (18), daß jede von ohnen auf der Schuppe (11) aufliegt, die sie mittels mehrerer Kufen oder Füße (19), welche sich in gleichmäßigen Abständen von der Schuppenmitte (40) befinden und auf den Mittellinien oder Diagonalen der Schuppe liegen, festhält,

- Die Anzahl der Kufen ist größer oder gleich 4,

- die Kufen bilden die einzigen Berührungspunkte zwischen Schuppen und Stützplatten,

- die Stützplatte wird am Ende der Spannstange (14) durch eine Schraubenmutter (15) gefestigt.

2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch,

- daß die Anzahl der Kufen (19) gleich 4 ist,

- daß die Kufen auf den Diagonalen der Schuppe (11) angeordnet sind.

3. Stützplatte für die Anwendung des Verfahrens gemäß einer der vorausgegangenen Patentansprüche, in der üblichen Form eines Sterns mit 4 entsprechend gerippten Zacken (34-37), wobei jede in etwa 90º auf die andere ausgerichtet ist; sie gehen von einer Kernzone aus mit einem Loch für die Passage eines Spannstangenkopfes (14), (13) und zur Stütze einer Druckmutter (15) zur Festigung der Stützplatte auf der Seite der Stützfläche der besagten Platte eine aufgelegte Krone (20) enthält und auf der gegenüberliegenden Seite eine Nabe (41), die mit der Krone eine Zentralmuffe bildet. Kennzeichen:

- an der Spitze jeder Sternzacke befindet sich jeweils eine Kufe (19) im Relief (die besagten Kufen bestimmen die Stützfläche der Platte auf der Schuppe),

- der Außendurchmesser der aufgelegten Krone ist im Querschnitt wesentlich geringer als die Bohrung in der besagten Schuppe,

- die besagte Stützplatte wird durch Formarbeit gewonnen.

4. Stützplatte gemäß Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch eine im Verhältnis zur Stützfläche der Kufen (19) schräg liegende Kronenachse.

5. Stützplatte gemäß einer der Patentansprüche 3-4, gekennzeichnet dadurch, daß sie Nabe mindestens eine Öffnung (29) hat, die fast radial ausgerichtet ist und zum Kern der Zentralmuffe führt.

6. Stützplatte gemäß einer der Patentansprüche 3-5 und gekennzeichnet dadurch, daß sie aus Gußeisen ist.