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Verfahren zur Herstellung von Baukörpern Bei der Herstellung von Baukörpern
mit Hilfe von Gleitschalungen wird der Beton meist offen in die Schalungen eingebracht
und die Schalung durch Spindeln oderandere mechanische Klettervorrichtungen zum
Gleiten gebracht. Man hat auch vorgeschlagen, die Gleitschalung .an der Seite der
Baustoffzuführung zu schließen und den Baustoff unter Druck in die Schalung einzubringen.
Diese Maßnahme soll die Anwendung besonderer B.etonförderungsarten, z. B. pneumatischer
Förderung oder Zuführung durch eine Förderschnecke, ermöglichen, die insbesondere
bei einem von oben nach unten fortschreitenden Betonieren, beispielsweise bei der
abwärts gerichteten Betonierung von Schachtauskleidungen, notwendig sind. Allen
bisherigen Gleitschalungen gemeinsam ist, daß das Gleiten der Schalung durch besondere
mechanische Maßnahmen oder Hilfsmittel, wie durch Spindeln oder Klettervorrichtungen
bei aufwärts gerichte tem Betonieren oder durch Eigengewicht, Belastung, Stoß, oder
Drehbewegung bei abwärts gerichtetem Betonieren erzwungen werden muß. Diese bekannten
Maßnahmen erfordern meist sorgfältig herzustellende Einrichtungen und viel Bedienungsarbeit.
Dabei haften diesen Verfahren vielfach Mängel an, z. B. das leicht eintretende Abreißen
des Baukörpers am Ende der Gleitschalung und die verhältnismäßig hohen Kosten der
Einrichtung und des Betriebs.
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Die vorliegende Erfindung beruht in erster Linie auf der Erkenntnis,
daß bei einem Einbringen des Betons bzw. eines anderen erhärtenden Baustoffes: unter
Druck m eine an der Zuführungsseite geschlossene Gleitschalung der Druck des noch
flüssigen, weichen oder plastischen Baustoffes zum hydraulischen Vortrieb der Schalung
und weiterer Geräte nutzbar
gemacht werden kann. Bei dein auf diesem
Gedanken beruhenden neuen Verfahren «-erden die ob.engenannte:n Mängel der bisher
bekannten Verfahren vermieden, gleichzsiti; «-esentlich e Vorteile erzielt und ein
weiterct Anwendungsbereich erschlossen.
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Bei dem neuen Verfahren ist die Gleitschalung an dem Ende, an dem
die erhärtende Bauanasse, z. B. Beton (im folgenden kurz nur als Beton bezeichnet
i, zugeführt wird, wälirend des Arbeitsvorganges druckfest verschlossen. Der Beton
wird in flüssiger, tweicher oder plastischer Beschaffenheit durch eine Leitung unter
Druck, z. B. als Pumpbeton, in den von der Schalung tunschlossenen Raum eingebracht.
Der Druck wirkt einerseits über die von der Gleitschalung umschlossene und daher
am Ausweichen gehinderte weiche und die abbindende Betonmasse auf den bereits erhärteten
Betonkörper, an dem er seine Gegenkraft findet. Auf der anderen Seite wirkt der
Druck auf den Endverschluß der Gleitschalung und bewirkt damit ein selbsttätiges
Vorwärtsgleitender Schalung in Richtung des Baufortschrittes genau ac
. af.)gal)#e der zugeführten Betomn:enge. i 'h Die nötige Führung erhält
die Gleitschalung an dem bereits erhärteten Teil des Baukörpers, den sie in der
erforderlichen Länge umfaßt. Die besonderen Bewegungseinrichtungen und -maßnalunen
der bisher bekannten Verfahren werden hiermit also überflüssig,.
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Man hat zwar schon bei Pfahlgründungen den in die Bohrrohre eingebrachten
frischen Pfahlbeton durch Druckluft oder Druckwasser unter Druck gesetzt und damit
den Beton aus dem Bohrrohr herausgetrieben und gleichzeitig das Bohrrohr angehoben.
Ganz abgesehen davon, daß man hier noch Druckluft oder Druckwasser verwendet, hat
man es bei diesem Verfahren aber nicht finit Gleitschalungen, sondern mit einem
grundsätzlich anderen Vorgang, ,einem Einpressen, zu tun. Gleitschalun-en und all-einein
Schalungen im Betonbau haben die Aufgz'-tbe, dem in ihnen hergestellten Batikiirpcr
seine vorherbestimmtfestumrissene und der Schalung genau entsprechende äußere Form
zu geben. Das ist nur möglich, wenn der Baustoff (Beton) innerhalb der Schalung
so weit erhärtet, daß er bei seinem Freiwerden von der Schaltang eine genügende
Form- und Standfestigkeit - hat. Dagegen wird der Beton bei den bekannten Pfahlgründungen
in frischem, nicht abgebundenein oder erhärtetem Zustand aus dem Bohrrohr lier<ntis"eprel,t,
wobei er nicht die durch das Bohrrohr unigrenzt.e Form behalten, sondern vielmehr
unter möglichst weitgehender Verformung in das Erdreich hineindringen soll. Bei
diesem Verfahren pflanzt sich der durch Preßluft oder Druckwasser erzeugte L`berdruck
im Innern des Bolirrnlires inn wesentlichen unvermindert durch Gien weichen Beton
bis über die Bohrrohrschneide hinweg in den ausgetretenen Beton fort. Die durch
-diese Kräfte am Bohrrohrende entstehende Formänderung des Betons kann der Bct->n
ohne Schaden erleiden, weil der Ahbindev-irgang nach nicht begonnen hat. Die für
die Entwicklun- des gewünschten Überdruckes nötigen Gegenkräfte, die dem Ausweichen
des Rohres entgegenwirken, entstehen im wesentlichen durch dis Reibungskräfte an
der äußeren Mantelfläche des Bohrrohres zwischen diesem und dem umgebenden Erdreich.
Bei dem neuen Gleitschalungsverfahren liegt dagegen ein anderer, nicht durch allmählichen
f"bergang erreichbarer Vorgang vor. Der mit I'herdruck in die Gleitschalung beförderte
Beton mu.ß innerhalb der Schalung ahbinden und in verhältnismäßig geringem Maße
auch erhärten, da er beim Freitverden von der Schalung seine der Schalung entsprechende
liu.l:;@ere Form nicht mehr verlieren darf. Die Gegenkräfte zu dem inneren Überdruck
sind bei frei stehender Schalung im wesentlichen die Reibungskräfte zwischen dem
abbindenden und erhärtenden Beton und der Gleitschalung. Der Ausgleich dieser Kräfte
erfolgt innerhalb der Schalung, so da13 am Ende der Schalung von dem Betonkörper
nur diejenigen Kräfte aufzunehmen sind, die aus dem äußeren Bewegungswiderstand
der Gleitschalung, den übrigen äußeren Kräften und dem EigengeWiclit herrühren.
Der Beton braucht daher innerhalb der Gleitschalung nicht schon s:> weit zu erhärten,
daß er beim Freiwerden von der Schalung bereits die dem inneren L`berdruck entsprechende
Festigkeit hat. Wird z. B. beim Beweg en der Gleitschalung ein innerer Cberdruck
voll 2o kg cm' erforderlich, so kann gleichzeitig der Baukörper an der Stelle, wo
er von der Gleitschalung frei wird, praktisch spannungslos sein.
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Die Gleitschalung nach vorliegender Erfindun<- ist für Bauwerke
verschiedener Art mit Vorteil anwendbar. Grundbedingung ist wie bei allen Gleitschalungsverfahren,
dal5 der herzustellende Baukörper auf größere Liings gleichbleibenden Querschnitt
hat. Außerdein inuß der gesamte Querschnitt von der Gleitschahing umfal,'n werden
können. Das Hauptanwendungsgebiet des erlindtingsgcniäf,ett Verfahrens liegt im
Tiefbau, und zwar in .erster Linie beim Hersteller- von Tiefbohrungen, beim Abteufen
von Schächten, insbesondere bei der Durchteufung von Schwinunsandschichten, ferner
bei der Herstellung von Tunnelauskleidungen und beim Bau von Dükkern. Dies schließt
selbstverständlich nicht die =lmwendtin- der Erfindung auch auf anderen Gebieten
Eins, z. B. auf Schornsteine und
ähnliche säul-en- oder röhrenförmige.
Gebilde oder auf die Herstellung von Stützmauern in einem in der Längsrichtung der
Mauer fortschreitenden Bauvorgang,_ bei welchem die Gleitschalung den senkrchten
Stützm,auerquerschnitt umfaßt.
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Bei allen den Bauwerken, bei denen der Gleitschalung bzw. dem Baukörper,
der mit der Gleitschalung hergestellt -werden soll, eine Bahn, z. B. ein Bohrloch,
hergerichtet werden muß, kann die Gleitschalung in an sich bekannter Weise gleichzeitig
zum Bahngerät ausgebildet oder mit einem solchen in Verbindung gebracht werden.
Das Bahngerät kann dann zusammen mit' der Gleitschalung durch den hydraulischen
Druck :des in die Gleitschalung cingepreßten Baustoffes vorgetrieben werden, wodurch
auch für das Bahngerät eine besondere Vortriebseinrichtung entbehrlich -->erden
kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigen Fig. i und z die Anwendung des Verfahrens auf die Herstellung eines
aufgehenden prismatischen BauköiT.ers, Fig. 3 und 4. die Anwendung des Verfahrens
auf die Betonierung eines Bohrlochmantel:s:, Fig. 5 den Vortrieb eines Tunnels und
Fig.6 die Herstellung eines aufgehenden Baukörpers unter Anwendung eines Schmiermittels.
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Fig. i zeigt die Herstellung eines aufgehenden prismatischen Baukörpers
aus Beton. Von der Betonmischmaschine a gelangt der Beton zur Betonförderpumpe bzw.
einem anderen den Beton -unter Druck fördernden: Gerätb und wird von ihr unter Druck
durch die Leitung c in den von der Gleitschalung d und deren oberem Abschluß e umschlossenen
Raum gefördert. Im unteren Teil/_ des von der Gleitschalung umschlossenen Raumes
ist der Beton bereits erhärtet. In der darüberliegenden Zone g bindet der Beton
ab, während die oberste Betonschicht h noch nicht abgebunden und plastisch, weich
oder flüssig ist. Diese Betonschicht steht infolge der unter Druck erfolgenden Zuführung
des frischen Betons unter Druc - und drückt nach unten über die abbindende Schicht
g .auf den bereits erhärteten Baukörper f. Ein Ausweichen des Betons nach unten
oder den Seiten ist nicht möglich. Nach oben hin drückt der Beton gegen den oberen
Abschluß :e der Gleitschalung und drückt diesen zusammen mit der angeschlossenen
Gleitschalung zwangsläufig entsprechend der durch die Betonzuleitung c zugeführten
Betonmenge hoch.
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Fig.2 zeigt dasselbe Verfahren für prismatische Hohlkörper. Die Gleitschalung
besteht hier ,aus. einer äußeren Schalung d und ,einer inneren Schalung i. Die Betonzuführung
und der obere Abschluße sind so auszubilden, daß der Beton möglichst gleichmäßig
über den ganzen Baukörperquerschnitt zugeführt wird. Ob die gleichmäßige Verteilung
durch Leitbleche, durch Anbringung mehrerer Betonzuleitungen oder in anderer Weise
erfolgt, ist für den Gang des Verfahrens belanglos.
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Fig. 3 zeigt die Betonierung eines Bohrlochmantels. Der Betonierungsvorgang
schreitet hier nicht von unten nach oben, sondern von oben nach unten fort. Der
Beton wird unter Druck durch die Leitung c am unteren Ende der doppelwandigen Gleitschalung
zugeführt. Im übrigen ist der Betonierungsvorgang grundsätzlich derselbe wie nach
Fig.2. Um der Gleitschalung den Weg zu bahnen, ist sie mit einem Bahngerät verbunden.
Das Bahngerät besteht in der Figur :aus der Verlängerung k der äußeren Gleitschalungswand
und aus :einem beliebigen und an sich bekannten Bohrgerät 1. Die Art des Bahngerätes
ist den jeweiligen Erfordernissen entsprechend von Fall zu Fall zu bestimmen. Das
Bahngerät kann ganz oder teilweise mit der Gleitschalung verbunden sein und wird
dann mit ihr zusammen in den Untergrund vorgetriehen. Das Bohrgut kann in beliebiger
bekannter Weise, zweckmäßig z. B. auch mit dem Spülverfahren gefördert -werden.
Ferner ist es möglich, die Gleitschalung -mit einer Druck-Iu.ftschl:euse zu verbinden,
um z. B. bei Wasserandrang unter Druckluft auf der Sohle arbeiten zu können.
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Fig. 4 zeigt das Verfahren entsprechend. Fig.3 unter Fortlassung des
äußeren Schalungsrnantels. Die äußere Schalung wird durch das anstehende Gebirge
.ersetzt. Derpl.astische Beton schließt sich !eng an das Gebirge an und dringt unter
Umstände=n in dessen Spalten oder -weicheren Schichten ein. Bei Anwendung derartiger
Bohrungen für Tragpfähle und Gründungen -wird eine erhöhte Tragfähigkeit erzielt.
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Fig. 5 zeigt das neue Gleitschalungsverfahren für den Vortrieb eines
Tunnels. Abgesehen von dem horizontalen Vortrieb entspricht es der Ausführung nach
Fig. 3.
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Sofern beim Vortrieb der Gleitschalung die Reibungskräfte der Schalung
am Beton zu groß werden, ist es möglich, eine Schmierung nach Fig. 6 vorzunehmen.
An den - Gleitschalungsmantel d wird ein Schmiermittelkanal m
gelegt.
Der Schmiermittelkanal hat an der Schalungswand durch die Schalungsivand
hindurchgehende kleine Löcher oder Schlitze, durch die das Schmiermittel, erforderlichenfalls
unter Druck (Fördergerät u), der Gleitfläche zugeführt wird. Dabei ist es. eine
Frage untergeordneter Bedeutung, ob das Schmiermittel unmittelbar oder aber in der
Weise abgegeben wird, daß in den Schmiermittelkanal
eine Packung,
z. B. Zellstoff. Putzwolle, Dochte oder ähnliches, eingelegt wird, falls dies zur
besseren Verteilung des Schmiermittels oder aus anderen Gründen notwendig ist. Um
eine Vermischung des Betons mit dem Schmiermittel zu vermeiden, erfolgt di_ Schmierung
zweckmäßig erst an der Stelle, an der der Beton genügend abgebunden ist. Die Schmierung
hat den weiteren Vorteil, daß der Beton auch bei Betriebspausen nicht an der Schalung
anbinden kann. Als Schmiermittel bzw. an dessen Stelle kann auch ein Schutzmittel,
z. B. Bitumen, zugeführt «-erden.
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Die vorliegende Erfindung des neuen Gleitschalungsverfahrens bedeutet
einen V-esentlichen Fortschritt der Technik und hott wichtige Vorteile,
7.B.:
Ersparung von Baugerüsten o(lcr Gestängen; Ersparnis an Baustelleneinrichtung-,
Arbeitskräften und Ausführungskosten; Ersparung von eisernen Rohrschüssen bei Bohrungen
(bei Tiefbohrungen sind die Rohrschüsse vielfach verloren) ; Ersparung eines besonderen
Antriebs für den Vortrieb der Bahngeräte; Vermeidung von Rissebildung im Betan atn
Ende der Gleitschalung; Anwendbarkeit der Gleitsch alunb- für Gebiete des Tiefbaues,
für welche die bisher bekannten Gleitsch.alungscerfahren nicht brauchbar- sind.