DE69003892T2

DE69003892T2 - Verfahren zur Ausführung von geraden oder kreisförmigen monolitischen Strukturwänden und Maschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Info

Publication number: DE69003892T2
Application number: DE90113074T
Authority: DE
Inventors: Davide Trevisani
Original assignee: Trevi SpA
Current assignee: Trevi SpA
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2010-07-10
Also published as: DE69003892D1; ES2045667T3; JP3236605B2; EP0407934B1; JPH03100223A; US5112161A; EP0407934A3; EP0407934A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen monolithischer kontinuierlicher gerader oder kreisförmiger Strukturwände sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.
Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein Graben für eine Strukturwand gegraben wird, die Grabenwände durch das Einlassen von Gemischen, im allgemeinen von Bentonit, gestützt werden, und dann ein Diaphragma mit einem rechtwinkligen Querschnitt eingefügt wird, das aus benachbarten prismatischen Elementen hergestellt ist.
Der hauptsächliche Nachteil eines solchen Verfahrens besteht darin, daß die Elemente des Diaphragmas, die einfach nebeneinander angeordnet werden, weder ein sicheres hydraulisches Dichten noch die Komplanarität der verschiedenen Elemente bei sich ergebenden Setzungen garantieren, wenn Unterflurspannungen auftreten.
Außerdem sind beim aufrechterhalten der Grabenwände mittels bentonitischer Gemische einige Meter an Ausrüstung, die im allgemeinen sehr sperrig ist, zur Herstellung und Lagerung der bentonitischen Gemische erforderlich.
Ein weiteres Problem tritt auf, wenn die ausgehobene Erde mit Bentonit verunreinigt ist, so daß geeignete Halden zusammen mit Transporteinrichtungen, die mit wasserdichten Schuttbehältern ausgerüstet sind, gebraucht werden.
Dieses Verfahren wird nicht nur zur Erstellung gerader Struktur-Betonwände verwendet, sondern auch zur Realisierung von Brunnen und daher von Strukturwänden mit einer kreisförmigen Form. In diesem zweiten Fall besteht das Verfahren darin, entlang des Umfanges der Wand eine Abfolge von stahlbewehrten Betondiaphragmas zu erstellen. Derartige Diaphragmas werden in Gräben gegossen, die von bentonitischen Gemischen abgestützt werden.
Die Diaphragmas werden hauptsächlich in einer Reihenfolge ausgeführt, bei der die Öffnungs- und Schließdiaphragmas abwechselnd angebracht sind.
Der Hauptnachteil dieses Aushebeverahrens besteht darin, daß die Diaphragmas niemals perfekt vertikal stehen, so daß es unmöglich ist, eine strukturelle Verbindung zwischen den einzelnen Diaphragmas herzustellen. Somit ist es ein weiteres Problem, daß die Diaphragmas ein Funktionieren des Brunnens nur bis hinunter zu dem Niveau garantieren, in dem sie entlang des Umfanges der Wand perfekt positioniert sind.
In tieferen Niveaus fungieren die Diaphragmas aufgrund der Lageänderung bezüglich der Vertikalen wie einzeln stehende Elemte im Erdreich, die durch Biege- und Schubspannungen beansprucht werden.
Eine Vorrichtung zum Gießen von Strukturwänden ist aus der Patentanmeldung WO-A 85 04 210 bekannt, die eine Maschine beschreibt, welche eine computergesteuerte Laseranordnung nutzt, die schwenkbar an dem Ende eines hydraulisch betriebenen Teleskoparmes angebracht ist und sich um drei senktrechte Achsen drehen kann. Aufgrund ihrer Bauweise hat diese Maschine beim Bau von kreisförmigen Wänden, insbesondere bei solchen mit großen Durchmessern, mit Schwierigkeiten zu kämpfen, da sie komplizierte Manöver zum Fahren des Baggers entlang eines großen Kreises mit sich bringt. Weitere Schwierigkeiten treten auf, wenn eine kreisförmige Wand mit variabler Tiefe gebaut werden soll, da vier unabhängige Kolben eingesetzt werden müssen, um die vertikale Ausrichtung des Arbeitskopfaggregates zu erhalten.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Mängel zu beseitigen, indem ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen wird, die Diaphragmas mit verschiedenen Dicken und ohne Verbindungen in irgendeinem Boden realisieren können. Derartige Diaphragmas können gerade oder kreisförmig sein und in diesem zweiten Fall dienen sie der Erstellung von Brunnen mit großen Durchmessern, wobei sie die Probleme überwinden, die von den bis heute bekannten Verfahren aufgedeckt wurden. Dies wird durch das Erstellen kontinuierlicher kreisförmiger Betonwände realisiert, die in größeren Tiefen vertikal bleiben und es gewährleisten, daß die Struktur als Brunnen fungieren kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels einer Vorrichtung zum gleichzeitigen Ausheben und Bauen von geraden oder kreisförmigen kontinuierlich monolithischen Strukturwänden, die ein motorbetriebenes Fahrzeug, welches mit einer ersten Schwenkeinrichtung zum Tragen eines zur Drehbewegung um eine vertikale Achse vorgesehenen vertikalen Trägers und einer zweiten Schwenkeinrichtung zur Drehung des Trägers um eine horizontale Achse ausgestattet ist, einen Bagger, der eine in der Arbeitsstellung im wesentlichen vertikale Kette enthält, und eine Betonfördereinrichtung umfaßt, die zwischen einer Verschalungseinrichtung angebracht ist, welche zwei an jeder Seite des Baggers angebrachte parallele Platten zur Betonförderung an die dem Bagger nachfolgenden ausgehobenen Bereiche enthält, und außerdem dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte erste Schwenkeinrichtung eine sich drehende Befestigungsschelle umfaßt, die von einem horizontalen Drucklager getragen wird, wobei dieses mit einem horizontalen Ausleger verbunden ist, der von dem Fahrzeug getragen wird, der Bagger von einer an den genannten Träger zur Vertikalbewegung angebrachten Gleiteinrichtung getragen wird, und die Verschalung mit Rüttlern versehen ist, gelöst.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im weiteren aus der Beschreibung einer speziellen, jedoch nicht beschränkenden Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens ersichtlich sein, die beide in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen
Figur 1 eine Seitenansicht der Ausrüstung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;
Figuren 2 und 3 Grundrisse, die die erfindungsgemäße Ausrüstung in zwei verschiedenen Betriebszuständen zeigen;
Figur 4 einen in Längsrichtung durchgeführten Durchmesserschnitt eines Brunnens, der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgehoben wurde.
Wie zunächst in Figur 1 dargestellt, wird ein kraftangetriebenes Raupenfahrzeug, das als ganzes durch das Bezugszeichen 1 gekennzeichnet wird, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet.
Das Raupenfahrzeug 1 beinhaltet einen kraftangetriebenen Transportwagen 2, der mit Raupenkettenspuren und mit einem Führerhaus 3 versehen ist.
Das Raupenfahrzeug 1 beinhaltet ebenso eine Säule 4, die mit einem überghängend angeordneten Ausleger 5 versehen ist, an dem eine drehbare Befestigungsschelle 6 mittels eines Drucklagers 7 angebracht ist, das sich um eine vertikale Achse A drehen kann.
Die Befestigungsschelle 6 trägt einen Träger 8, der in einer vertikalen Ebene um den Punkt B schwingen kann.
Das Ausrichten des Trägers 8 wird mittels eines hydraulischen Hebers 9 realisiert, dessen Zylinder an der Befestigungsschelle 6 befestigt ist und dessen Kolbenstange schwenkbar am unteren Ende des Trägers 8 angebracht ist.
Ein Schlitten 10 ist auf der Seite des Trägers 8 montiert, die der Seite mit der gelenkigen Verbindungsstelle gegenüberliegt: Der genannte Schlitten 10 hält ein Arbeitskopfaggregat 11 für den Bagger 12. Der Bagger 12 beinhaltet eine Becher oder Hacken 14 tragende Kette 13 und verläuft zwischen einer oberen Treibrolle und einer getriebenen Rolle 15. Der aufsteigende Teil der Kette 13 verläuft parallel zu dem absteigenden Teil, so daß ein rechtwinkliger Graben gegraben werden kann.
Ein Paar paralleler Platten 16 ist so an dem Bagger 12 angebracht, daß sich auf jeder Seite des Baggers 12 eine Platte befindet. Die Platten 16 weisen die Form eines auf dem Kopf stehenden rechtwinkligen Trapezes auf, wobei die längere Grundlinie 17 und die kürzere Grundlinie 18 durch die schräg liegende Seite 19 und die Seite 20, die senkrecht auf beiden Grundlinien steht, verbunden werden.
Zwischen den Platten 16 und dem Bagger 12 wird eine Verschalung 21 definiert. In die genannte Verschalung wird ein Schlauch 22 eingelassen, der sich nach unten entlang der Kette 13 erstreckt und durch den der Beton in die Verschalung gegossen wird.
Einer oder mehrer Rüttler 23 sind zur Verdichtung des gegossenen Betons an den längeren Grundlinien 17 der Platten 16 montiert.
Der Beton kann nahe des Ortes, an dem die Wand gegossen werden soll, mittels eines Mischfahrzeuges 24, das mit Hilfe eines flexiblen Schlauches 25 an den Schlauch 22 angeschlossen ist, vorbereitet und gefördert werden.
Eine Pumpe 26 ist zur besseren Speisung des Betons von dem Mischfahrzeug 24 zu dem Schlauch 22 vorgesehen.
Das Verfahren zur Herstellung einer wie in Figur 2 dargestellten im wesentlichen geraden kontinuierlichen monolithischen StrukturWand verläuft wie folgt:
Der Bagger 12 wird oberhalb des Endes der zu bauenden Strukturwand positioniert, so daß er entlang des Trägers 8 nach unten gleiten und vertikal in das Erdreich eindringen kann, wobei er ein Loch gräbt, das so tief ist wie die Wand. Nachdem der Bagger ein wenig weiter bewegt worden ist, wird die Verschalung 21 in den Graben hineingeschoben und derart an dem Bagger befestigt, daß sich die kürzere Grundlinie 18 auf dem gleichen Niveau wie die Rolle 15 befindet.
Der Schlauch 22 wird von oben in die Verschalung 21 eingelassen sowie mittels des flexiblen Schlauches 25, der von dem Mischfahrzeug 24 aus gespeist wird, mit dem Auslaß der Zementpumpe 26 verbunden.
Das Raupenfahrzeug 1 schafft durch kontinuierliches und beständiges Fortbewegen in der Richtung C einen kontinuierlichen Graben, in dem die Wände durch die Verschalung 21 abgestützt werden und in den der Beton gefördert und zum besseren Sacken und Aushärten rechtzeitig aufgrund der Wirkung der Rüttler 23 verdichtet wird. Dieser Vorgang wird in dieser Weise fortgesetzt bis die Strukturwand in ihrer gesamten Länge fertiggestellt ist.
Der Vorgang zur Herstellung einer kreisförmigen Strukturwand zur Realisierung von Brunnen mit großen Durchmessern, wie dem in Figur 3, verläuft wie folgt:
Der Bagger 12 wird an einer Stelle angeordnet, die tangential an dem gedachten Umfang des zu grabenden Brunnens anliegt. Dann gleitet er an dem Träger 8 entlang nach unten und wird gezwungen, vertikal in das Erdreich einzudringen, wobei er ein Loch gräbt, das so tief ist wie der Brunnen.
Dann wird der Bagger ein kleines Stück horizontal bewegt und anschließend wird der Schlauch 22 in das Loch eingelassen, wobei er der Kette 13 folgt und parallel zu dieser verläuft.
Ein kreisförmiger Graben wird durch Fahren der Ausrüstung in die Richtung C' und durch rechtzeitiges Drehen des Baggers 12 um die vertikale Achse A hergestellt. Der Beton wird durch den Schlauch 22 in den Graben gefördert und ein derartiger Betrieb wird solange fortgesetzt bis die gesammte kreisförmige Strukturwand fertiggestellt ist.
Ist die Strukturwand erst einmal fertig, so kann die sich innerhalb der Wand befindliche Erde bis hinunter zur Wandtiefe ausgehoben werden. Der hier beschriebene Vorgang ermöglicht die Realisierung kreisförmiger Brunnen ohne stahlbewehrten Beton mit einer Dicke von 40 cm und einer Tiefe von 10 m.
Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, weist der Brunnen einen Durchmesser D, eine ausgehobene Tiefe H sowie eine Wanddicke S auf.

Claims

1. Vorrichtung zum gleichzeitigen Ausheben und Bauen von geraden oder kreisförmigen kontinuierlich monolithischen Strukturwänden, die ein motorbetriebenes Fahrzeug (2), welches mit einer ersten Schwenkeinrichtung zum Tragen eines zur Drehbewegung um eine vertikale Achse (A) vorgesehenen vertikalen Trägers (8) und einer zweiten Schwenkeinrichtung zur Drehung des Trägers (8) um eine horizontale Achse ausgestattet ist, einen Bagger (12), der eine in der Arbeitsstellung im wesentlichen vertikale Kette (13) enthält, und eine Betonfördereinrichtung (22) umfaßt, die zwischen einer Verschalungseinrichtung angebracht ist, welche zwei an jeder Seite des Baggers (12) angebrachte parallele Platten (16) zur Betonförderung an die dem Bagger nachfolgenden ausgehobenen Bereiche enthält, dadurch gekennzeichnet,daß

- die genannte erste Schwenkeinrichtung eine sich drehende Befestigungsschelle (6) umfaßt, die von einem horizontalen Drucklager (7) getragen wird, wobei dieses mit einem horizontalen Ausleger (5) verbunden ist, der von dem Fahrzeug (2) getragen wird,

- der Bagger (12) von einer an dem genannten Träger (8) zur Vertikalbewegung angebrachten Gleiteinrichtung (10) getragen wird, und

- die Verschalung mit Rüttlern (23) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Platten (16) von der Form eines mit der Oberseite nach unten gerichteten rechtwinkligen Trapezes sind, wobei an den oberen längeren Seiten Rütteleinrichtungen (23) angebracht sind.

3. Verfahren zum gleichzeitigen Ausheben und Bauen von geraden oder kreisförmigen kontinuierlich monolithischen Strukturwänden unter Verwendung des Gerätes nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Bereitstellen eines motorbetriebenen Fahrzeuges (2) mit einem vertikal angeordneten Bagger (12), der an dem Fahrzeug vertikal beweglich ist,

- senkrechtes Positionieren des genannten Baggers (12) in der gewünschten Tiefe im Erdreich,

- Fortbewegen des Fahrzeuges (2), so daß mit Hilfe des genannten Baggers ein Längsgraben geformt wird,

- Einführen von Seitenplatten (16) in den genannten Graben auf jeder Seite des genannten Baggers, wobei in dem Graben von dem genannten Bagger und den Seitenplatten in dem Graben ein ausgehobener Bereich definiert wird,

- Fixieren der Platten (16) an dem Bagger (12),

- Plazieren der Betonfördereinrichtung (22) innerhalb des genannten ausgehobenen Bereiches,

- Schwenken des Baggers (12) um eine-vertikale Achse (A), so daß der Winkel zwischen der Richtung des Baggers (12) und der Richtung des Fahrzeuges (2) definiert wird,

- gleichzeitiges Fortbewegen des Fahrzeuges (2) und Speisen der genannten Betonfördereinrichtung mit Beton, so daß im Erdreich eine vertikale Wand geformt wird.