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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von Bohlenschirmen bzw. Stahlspundwänden nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1, dessen Merkmale aus dem Stand der
Technik allgemein bekannt sind, sowie eine Ω-Profil-Bohle (Ω-
Profil-Pfahl) zur Verwendung bei dem genannten Verfahren.
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Es ist bekannt, Stahlspundwände aus Stahlblechpfählen mit Z-
Profil herzustellen, d.h. aus einem Pfahl, der aus Blech
durch Warmwalzen oder Kaltformgebung hergestellt wurde und
ein Profil aus zwei parallelen Endflanschen aufweist, die ein
schräger Zwischenabschnitt miteinander verbindet, wobei die
beiden Flansche an ihren freien Enden einen Haken aufweisen.
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Seit langem hat man Schalungen, Landebrücken, Hafendämme und
ähnliche Tuefbauten an Wasserwegen aus separaten
eingetriebenen Pfählen aus warmgewlztem Stahlblech hergestellt, die
man mittels der entlang ihrer Kanten verlaufenden
Schließhaken (unter bildung eines sogen. Schlosses) miteinander
verbindet.
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Zur Herstellung einer Stütz- bzw. Rückhaltewand werden diese
Pfähle nacheinander oder zu Gruppen in den Boden eingetrieben
oder -gerüttelt, wobei nebeneinanderliegende Pfähle mittels
der entlang ihrer freien Kanten verlaufenden Haken
miteinander versperrt werden. Das Querschnittprofil der fertigen Wand
bestimmt sich aus dem Profil der eingesetzten Pfähle und aus
der relativen Position aufeinanderfolgender Pfähle, die
ihrerseits davon abhängt, ob alle Pfähle in der gleichen Lage
oder abwechselnd um 180º um ihr Längsachse gedreht
eingetrieben werden. Im allgemeinen hat eine Rückhaltewand ein
Zinnenprofil, wobei die C-förmigen Hohlseiten als "Kanäle"
bezeichnet werden.
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Übersteigt weiterhin die Höhe der so gebauten Rückhaltewände
einen bestimmten Wert, müssen sie mittels einer Verankerung
in der Erdmasse, die rückseitig auf sie drückt, gesichert
werden. Ein solcher Anker ist eine Stange mit aufgeweitetem
Ende, die durch einen Pfahl hindurch in das Erdreich hinter
dem Pfahl hinein vorsteht. Die Stange ist auf der Vorderseite
des Pfahls mit ihm mittels einer auf ihn aufgeschweißten
Ankerplatte verbunden. Es gibt sogen. Verpreßanker, bei denen
die Ankerstange durch ein Rohr geführt und ihr freies Ende in
einer Kugel aus Verpreßzement steckt.
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Indem man Pfahlprofile größerer Höhe (größerer Profiltiefe)
einsetzt, erhält man hohe Widerstands- und Trägheitsmomente
auch bei geringen Wanddicken. Die verhältnismäßig kleine
erforderliche Materialmenge führt zu wirtschaftlicheren
Wandkonstruktionen, für die man oft kaltgeformte Blechpfähle
einsetzt.
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Hinsichtlich der Wahl der Gestalt des Blechpfähle läßt sich
folgendes bemerken.
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Z-Profil-Pfähle, d.h. mit einer Querschnittsgestalt, die sich
aus zwei parallelen Endflanschen mit einem sie verbindenden
schrägverlaufenden Zwischenabschnitt zusammensetzt, kommen
hinsichtlich des Kostenpreises gegenüber U- oder Ω-Profilen
in die engere Wahl.
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U-Profil-Pfähle haben eine trapezförmige Querschnittsgestalt
aus einem Zwischenteil mit zwei leicht divergierenden
Flanschen, deren freie Enden unmittelbar zu Schließhaken
auslaufen. In einer aus solchen U-Profil-Pfählen aufgebauten
Rückhaltewand sind diese gegenüber dem Nachbarn jeweils um 180º
um ihre Längsachse gedreht. Bei dieser Anordnung liegen die
Schlösser in der Wand in deren "neutraler Linie", so daß das
theoretische Widerstandsmoment verringert wird.
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Ω-Profile, d.h. Pfähle mit einer Querschnittsgestalt aus
einem Zwischenteil und zwei divergierenden Flanschen mit zwei
zum Zwischenteil parellelen Endteilen, die zu Schloßhaken
auslaufen, haben bei geringer Wanddicke eine so geringe
Eigensteife, daß sie bei größeren Breiten nur schwer zu
handhaben sind. Daher ist es üblich, Ω-Profile aus Z-Profilen
zusammenzusetzen,
indem man sie durch Punktschweißen paarweise
zusammenfügt und dabei jeweils um 180º um die eigene
Längsachse gegenüber dem Nachbarn verdreht. Ausgehend von
Z-Profilen kann man so Ω-Profil-Pfähle größerer Breite als 130 cm
erreichen, ohne die schlechte Eigensteife der Ω-Profile
selbst hinnehmen zu müssen.
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Ein wesentlicher Nachteil der derzeit so eingesetzten
Z-Profile ist, daß in der Mitte jedes Kanals einer Rückhaltewand
ein Schloß verläuft, das beim Setzen eines Ankers ein
Hindernis darstellt. Damit die Ankerplatte flächig auf dem Boden
des Kanals aufliegt, muß entweder das Schloß örtlich
weggeschnitten oder der Kanalboden örtlich auf beiden Seiten des
einwärts vorstehenden Schlosses durch Füllplatten bis zur
Dicke des Schlosses aufgefüllt werden.
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Der Nachteil des Wegschneidens des Schlosses vor dem
Eintreiben des Pfahls ist, daß dieser geschwächt und beim Eintreiben
in schwerere Böden verformt wird. Da Weggeschneiden des
Schlosses nach dem Eintreiben des Pfahles wird fast immer
durch Boden und/oder Grundwasser erschwert.
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Das Anbringen von Füllplatten beiderseits des Schlosses
zwecks Ausbildung einer flachen Auflage für die Grundplatte
des Ankersitzes hat - zusätzlich zum erhöhten Materialaufwand
- den Nachteil, daß Qualitätsschweißungen unter schwierigen
Bedingungen ausgeführt werden müssen, um eine Verbindung
herzustellen, die erhebliche vertikale Scherkräfte vom
(Verpreß-) Anker und dem Ankersitz auf die Blechpfähle der
Spundwand übertragen kann.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Spundwand aus
ineinandergreifenden Z-Profil-Blechpfählen, die in den Boden
getrieben werden und eine Querschnittsgestalt haben, die aus
zwei parallelen Endflanschen besteht, die ein
schrägverlaufender Zwischenabschnitt verbindet, wobei die zwei Flansche
an ihrem freien Ende mit einem Haken versehen sind, bei dem
jeder zweite Z-Profil-Pfahl relativ zum nächstfolgenden Pfahl
um 180º um seine Längsachse gedreht wird, um mittels der sich
über die gesamte Länge ihrer freien Kanten erstreckenden
Haken ineinandergreifende Ω-Profil-Pfähle zu bilden, und bei
dem mindestens einer der Ω-Pofil-Pfähle am Profilboden und
auf einer Seite der ineinandergreifenden Haken mit einer
Ankerplatte zum Setzen einer Ankerstange versehen ist, lassen
sich die oben umrissenen Schweirigkeiten dadurch vermeiden,
daß man die Ω-Profil-Pfähle aus Paaren zuvor verschweißter Z-
Profil-Pfähle herstellt, deren geschrägter Zwischenabschnitt
auf bekannte Weise zwischen zwei parallelen Endflanschen
unterschiedlicher Länge liegt, daß man die Ankerplatte auf dem
Flansch mit der größten Länge eines Pfahls so anordnet, daß
sie im wesentlichen auf der Achse (H-H) des Profilbodens (12)
des Ω-Profil-Pfahls zentriert liegt, und daß man die
Ω-Profil-Pfähle nacheinander oder gruppenweise in den Boden
einschlägt oder einrüttelt.
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Bei derart aufgebauten Blechpfählen enthält jeder Kanal
seitlich des durch ihn hindurchverlaufenden Schlosses genug
Platz, um einen Ankersitz direkt auf dem Kanalboden aufnehmen
zu können. Es müssen lediglich in die fraglichen Blechpfähle
elliptische Löcher geschnitten werden, um die Ankerstange
sowie ein Zementeinpreßrohr durchstecken zu können. Auch dies
läßt sich einfacher bewerkstelligen als bei auf herkömmliche
Weise erhaltenen Blechpfählen, bei denen die Ω-Profil-Pfähle
aus syinmetrischen Z-Profil-Pfählen hergestellt sind, da das
mittig im Kanal verlaufende Schloß nicht weggeschnitten zu
werden braucht.
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Bei der vorliegenden Anwendung von asynetrischen Z-Profil-
Pfählen zur Herstellung von Ω-Profil-Blechpfählen lassen die
Nachteile von aus bekannten symmetrischen Z-Profilen
aufgebauten Rückhaltewänden hinsichtlich der Verankerung derselben
vermeiden, während man deren Vorteile - nämlich den
verhältnismäßig niedrigen Kostenpreis und Schlösser außerhalb der
neutralen Linie eine Rückhaltewand - erhalten bleiben.
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Die Erfindung betrifft auch einen Ω-Profil-Pfahl zur
Verwendung im Verfahren nach Anspruch 1, der sich aus zwei
miteinander verbundenen Z-Profil-Pfählen zusammensetzt, die jeweils
durch Warmwalzen oder Kaltformgebung aus Stahl hergestellt
worden sind und eine Querschnittsgestalt aufweisen, die sich
aus zwei parallelen Endflanschen ungleicher Länge
zusammensetzt, die ein geschrägter Zwischenabschnitt miteinander
verbindet, wobei die beiden Flansche an ihrem freien Ende
jeweils mit einem Haken versehen sind und einer der Z-Profil-
Pfähle in dem Ω-Profil-Pfahl um 180º um seine Längsachse
relativ zum anderen Pfahl verdreht ist, und bei dem das die
beiden Z-Profil-Pfähle verbindende Schloß aus der Achse des
Profilbodens weit genug seitlich versetzt ist, daß sich auf
diesem eine Ankerplatte im wesentlichen auf der Achse
zentriert anordnen läßt.
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Es sei angemerkt, daß die DE-C-611 277 (Kurt Willner) einen
asymmetrischen Z-Profil-Blechpfahl vorschlägt, jedoch mit
einem völlig anderen Ziel als dem der vorliegenden Erfindung,
nämlich einer verringerten Ablenkung der freien Schließkante
beim Eintreiben. Das erfindungsgemäße Verfahren und die
spezielle Verwendung eines asymmetrischen Z-Profils im Sinne
einer verbesserten Verankerung der Wand lassen sich aus der
genannten Druckschrift nicht ableiten. Bei dem in dieser
Druckschrift beschriebenen Verfahren werden zur Herstellung
der Spundwand die Z-Profil-Pfähle einzeln nacheinander
eingetrieben, ohne vorher zur Bildung von Ω-Profilen
zusammengefügt worden zu sein.
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Es sei weiter angemerkt, daß in "Die Spundwand Hoesch",
verbesserte Auflage 1962, S. 75, eine Ω-Profil-Spundwand aus Z-
Profil-Pfählen gezeigt ist, wobei jeder zweite Pfahl 180º um
seine Längsachse gedreht ist und aufeinanderfolgende Pfähle
mit ihren Haken ineinandergehakt sind. In dieser Druckschrift
ist gezeigt, daß bei jedem Z-Profil-Pfahl der schräge
Zwischenteil außermittig in den Z-Profilen liegt, so daß die
Endflansche der so erhaltenen Ω-Profile unterschiedlich lang
sind. Weiterhin zeigt die Druckschrift, daß entweder jeder
der Endflansche in einem Pfahlprofilboden mit einem
Querverstärkungselement verschraubt oder auf dem längeren Endflansch
auf einer Seite eines Schlosses eine Ankerplatte angeordnet
ist, während der kürzere Endflansch auf der anderen Seite des
Schlosses mit der Querverstärkung verschraubt ist.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen anhand der
beigefügten Zeichnungen eine Ausführungsform von
Stahlblechpfählen aus asymmetrischen Z-Profilen und deren Verwendung bei
der Herstellung von Blechpfählen diskutiert werden.
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Fig. 1 ist eine schaubildliche Draufsicht eines Teiles
einer aus bekannten symmetrischen Z-Profil-Pfählen
aufgebauten Rückhaltewand;
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Fig. 2 ist eine Aufrißdarstellung gem. Fig. 1 mit
U-Profil-Pfählen;
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Fig. 3 ist eine ähnliche Darstellung mit Ω-Profil-Pfählen;
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Fig. 4 ist eine Aufrißdarstellung gem. Fig. 1 mit
Ω-Profil-Blechpfählen nach der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 5 zeigt eine Einzelheit einer Rückhaltewand aus
erfindungsgemäßen Blechpfählen von vorn;
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Fig. 6 ist eine Draufsicht der Rückhaltewand der Fig. 5;
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Fig. 7 ist ein vergrößerter Seitenriß aus der Ebene VII-
VII der Fig. 5.
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Wie die Fig. 1 - 4 zeigen, ist eine Rückhaltewand aus Pfählen
1 aufgebaut, die an den Seitenkanten mikt Haken 2, 3 versehen
sind, die auf die gezeigte Weise ineinandergreifen, um ein
Schloß zu bilden, das die Blechpfähle seitlich miteinander
koppelt. Jeder Pfahl 1 weist im Prinzip einen Zwischenteil 4
und beidseitig an diesen angeschlossen zwei Flansche 5 und 6
auf. Bei den Z- und U-Profilen der Fig. 1, 2 und 4 befinden
sich die Haken unmittelbar an den Kanten der Flansche 5 und
6. Beim Ω-Profil der Fig. 3 folgen auf die Flansche 5 und 6
die Endteile 7 und 8, an die die Haken 2 und 3 angeformt
sind.
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Bei der Rückhaltewand der Fig. 2 sind aufeinanderfolgende
Pfähle 1 jeweils um 180º um ihre Längsachse relativ zum
vorhergehenden Pfahl gedreht. Bei der Wand nach Fig. 3 sind
aufeinanderfolgende Pfähle gleichgerichtet. Die neutrale Linie,
d.h. die Linie, an der unter einer auf der Wand wirkenden
Biegelast B weder Zug- noch Druckkräfte in der Zeichenebene
auftreten (vergl. Fig. 2), ist mit N-N bezeichnet.
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Bei Z-Profil-Pfählen ist es üblich, sie auf die gezeigte
Weise zunächst paarweise durch Schweißen zusammenzufügen und die
so erhaltenen Ω-Profile dann in den Boden zu treiben.
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Die Fig. 1 zeigt das der Erfindung zugrundeliegende Problem.
Beim Verankern einer aus (zunächst paarweise zu Ω-Profilen
verschweißten) symmetrischen Z-Profilen 1 mittels der
Bodenanker 9 muß die Grundplatte 10 des Ankersitzes 11 auf einen
flachen Teil (den Boden 12) eines Pfahls geschweißt werden
können. Diese Platte 10 kann aber nicht auf dem (von den
beiden Flanschen 6 gebildeten) Boden des Kanals 12 der
entsprechenden Blechpfähle flach aufliegen, da das Schloß 2/3 mittig
aus dem Boden 6+6 vorsteht. Um zunächst einen flachen
Auflagebereich herzustellen, muß entweder das Schloß 2/3 örtlich
weggeschnitten werden oder muß man die Bereiche beiderseits
des Schlosses mit Füllplatten 13 auffüllen, was umständlich
und teuer ist.
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Indem man, wie in Fig. 4 gezeigt, die Z-Profil-Pfähle
asymmetrisch so ausbildet, daß der schräge Mittelteil außermittig
des Pfahls 1 liegt, die Flansche 5 und 6 also verschieden
lang sind, kommt das Schloß 2/3 seitlich der Achse H-H zu
liegen, so daß seitlich des Schlosses auf dem Profilboden 12
genug Platz für einen Ankersitz verbleibt.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen mit einer Vorder- bzw. Draufsicht die
Verankerung einer erfindungsgemäß aus asymmetrischen Pfählen
1 aufgebauten Rückhaltewand und auch die herkömmliche
Querversteifung 13. Die Fig. 6 zeigt auch die Zementkugel 14.
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Die Fig. 7 zeigt ausführlicher die Verbindung des Ankersitzes
11 mit dem Boden 12 des Pfahlprofils sowie konzentrische
Rohre 15, durch die die Ankerstange 9 verläuft.