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Verfahren zum Absenken von Gründungskörpern sowie Gründungskörper
oder Druckluftsenkkasten zur Durchführung des Verfahrens Das Absenken von Gründtvngskörpern
in den Boden erfolgt üblicherweise in senkrechter Richtung. Bei Druckl.uftabsenkungen
ist es jedoch auch bekannt, den Gründungskörper in schräger Lage abzusenken oder
ihn während bzw. nach der senkrechten, Absenkung einer gewissen Drehung um seine,-
waagerechte Achse zu unterwerfen. Die Anwendung dieser Verfahren setzt voraus, daß
die Herstellung des Senkkastens. über seiner enidgültigen Grundrißlage erfolgen
kann. Diese Möglichkeit ist indessen reicht immer gegeben, so daß die bekannten
Verfahren in einer Anzahl praktischer Fälle versagen oder nur unter erheblichem
Aufwand durchführbar sind.
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Diese Lücke schließt die Erfindung.
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Nach ihr handelt es sich zunächst um ein Verfahren zum Absenken von
Gründungskörpern, wie Senkbrunnen, Druckluftsenkkästen od. dgl., bei dem nun über
die bisher bekannte geringe, während des Absenkens stattfindende Drehung um die
waagerechte Achse hinaus die Gründungskörper unter einer erheblichen Drehung um
die erwähnte Achse im, den Boden hinein versenkt werden.
Durch eine
solche mit der lotrechten Absenkung verbundene Drehbewegung des Grünrdungskörpers
bietet sich die Möglichkeit. Senkgründungen auch unter bestimmter Gestaltung der
Erdoberfläche oder unter sonstigen ungewöhnlichen Bedingungen durchzuführen. Solche
ungewöhnlichen Bedingungen liegen aber dann vor, wenn der Gründungskörper Bewegungen
in anderen Richtungen als der senkrechten zu vollziehen hat, beispielsweise, wenn
ein Senkkasten an einer Böschung hergestellt werden mu.ß und der zur Herstellung
eines Planums erforderliche Aushub vermieden werden soll.
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Die verfahrensmäßigen Mittel zur Ausübung der Drehbewegung können
im übrigen die gleichen sein wie bei den bekannten Senkgründungen. Demzufolge beruhen
sie auf der Beeinflussung des Gründungskörpers durch Bodenlockerung oder Bodenentnahme
an seinen Auflagerflächen, die bei der Drehung nach Maßgabe der Erfindung nicht
nur an seiner unteren Begrenzung, sondern auch an der nach abwärts drehenden Seitenwand
liegen. Dabei kann zusätzlich auch die ebenfalls bekannte Schwerpunktverlagerung
am Gründungskörper Verwendung finden, wie sie beispielsweise durch Anordxtting von
Ballasttanks, von gegen das Erdreich drückende Pressen, durch ungleichmäßige Aufmauerung
des Körpers bzw. dessen Füllung mit. Füllbeton erzielbar ist. Mit besonderem Vorteil
kann nach der Erfindung indessen die Drehbewegung während des Abgrabens des Gründungskärpers
durch Einpressen eines Sand-Wasser-Gemisches von geeigneten. Stellen des Gründungskörpers
aus besonders im Bereich der Schneiden in den Boden unterstützt «-erden.
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Die Erfindung erstreckt sich in gleicher Weise auf Gründungskörper,
die zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung dienen.
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Bekannt ist es, die Griindungskörper mit abgeschrägten Seitenflächen
zu versehen, was u. a. den Vorzug hat, daß etwaige aus der Reibung des Umfanges
des Gründungskörpers am Erdkörper resultierende und der Absenkung entgegengesetzte
Kräfte ausgeschaltet werden. Da nun im Fall der Erfindung der Absenkkörper eine
Drehbewegung ausüben soll, hat diese Möglichkeit eine besondere Bedeutung, und es
ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, die 'Neigung der nach abwärts drehenden Seitenwände
des Gründungskörpers so zu wählen, daß das Erdreich der Drehung dieser Seitenwände
keinen Widerstand entgegensetzen kann. Durch eine geeignete 'Neigung der erwähnten
Seitenflächen ist es möglich, eine Lockerung des. an ihnen anliegenden Erdkörpers
zu erreichen, so daß er bei der Drehung an diesen Wänden keinen Widerstand mehr
bietet, sondern möglicher-«-eise darüber hinaus durch sein Gewicht sogar die Senkbewegung
unterstützt. Bei einem seitlich geradlinig begrenzten Körper kann z. B. die nach
abwärts zu drehende Seite einen großen Anlauf erhalten, oder sie kann entsprechend
gekrümmt sein.
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Bei Brunnen kann auf diesen Anlauf verzichtet «-erden, wenn an der
abwärts drehenden Seite durch Abpumpen von Bodenmaterial vom Innern her Spülarbeit
mit Druckwasser und Anwendung von Materialpumpen an der Außenwand oder in an dieser
Wand befindlichen Schächten die Auflagerung beeinflußt wird. Hierbei können diese
Schächte so ausgebildet «-erden, daß das Material in verschiedenen Horizonten entnommen
werden kann.
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Bei Druckluftgründungen ist am Gründungskörper die Anordnung einer
Arbeits, kammer erforderlich, die sich bei den bekannten Ausführungen an seiner
unteren Begrenzung befindet. Im Fall der Erfindung ist jedoch am Druckluftsenkkasten
auf der bei der Absenkung voreilenden Seite eine weitere Arbeitskammer vorgesehen,
die durch Ouerwände in Zellen unterteilt ist, so daß mit verschiedenen Lufthaltungsstufen
in verschiedenen Höhen, gearbeitet werden kann. Wenn auf den Anlauf der abwärts
drehendem Seite des Gründungskörpers verzichtet werden soll, so ist die in Zellen
unterteilte Arbeitskammer auf den ganzen oder jedenfalls den größten Teil des Abrollweges
anzuordnen. Ihre Außenschneiden liegen dann nicht mehr in einer Ebene, sondern folgen
den Umrissen des Gründungskörpers, sind alsogeknickt oder gekrümmt. Ihre Ausdehnung
am Umfang des Gründungskörpers muß so groß sein, daß mindestens immer an den bei
der Bewegung sich nach abwärts bewegenden Teilen des Umfanges bis über die Stelle,
an der die vom Schwerpunkt ausgehende Resultierende einfällt, gearbeitet werden
kann. Die Form des Abrollweges am Gründungskörper kann so gewählt werden, daß immer
eine gleichmäßige Drehbewegung in den verschiedenen Teilen der Arbeitskammer erzielt
wird. Zum Beispiel kann die Arbeitskammerschneide die Form einer Evolvente, eines
Kreisbogens od. dgl. haben. Wenn aber auf rechteckige Form des Gründungskörpers
Wert gelegt wird, kann die Arbeitskammerschneide mit einem Knick der Begrenzung
des üblichen rechteckigen Gründungskörpers folgen.
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Die Ouerwände in der Arbeitskammer dienen, wie erwähnt, dazu, verschiedene
Lufthaltungen m it untersch iedlichen D rücken in den verschiedenen Drehlagen zu
ermöglichen. Sie werden zweckmäßig schräg zur Kontingenzebene
der
Schneiden der Arbeitskammer angeordnet, und zwar so, daß sie in dem nach abwärts
sich bewegenden Teil des. Gründungs; körpers vom: ihm aus fallende Richtung haben.
Sie können aber auch als. geknickte oder gekrümmte Wände so angeordnet werden, daß
die Verbindungslinie ihrer Anfangspunkte am Gründungskörper und ihrer Endpunkte
an der Schneide schräge Richtung erhält. Solche Wände sind zunächst als, feste Einbauten
zu betrachten, in vielen Fällen kann es aber auch erwünscht sein, daß sie; wie weiterhin
erfindungsgemäß vorgesehen, beweglich, verkürz, bar und verlängerbar oder umsetzbar
angebracht sind.
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Das Gewicht des: Gründungskörpers wird durch die echoen erwähnten
Reibungskräfte an seinem Umfang, durch das Luftpolster bei Druckluftgründun:gen,
durch den Auftrieb des Was.seTs, und durch die Gegenwirkungskräfte, die die sich
auf den; Boden abstützenden Teile des. Körpers, hervorrufen, aus ,-geglichen. Gegebenenfalls
kann es vorteilhaft sein, wenn schon abnehmbare Querwände der Arbeitskammer vorhanden
sind, die Bodenreaktionen an bestimmten Stellers zu vereinigen, um den Spannungszustand
übersehen. zu können und die Querwände zu entlasten. Der Gründungskörper soll dann;
vergleichsweise auf einem Radkranz ablaufen. Als solche Radkränze wirken normal
die Außenschneiden der Arbeitskammer, sie müssen aber im all-
gemeinen. sehr
schmal gehalten werden, damit das Untergraben zum Absenken durchführbar ist; denn;
sie sind nur einseitig, von innen her, zu beeinflussen. Es erfolgt deshalb notwendigerweise
die Abstützung auch auf die bis zur Schneidenlebene .reichenden Querwandschneiden.
Um das zu vermeiden: und die Querwände dünn halten: zu können, ist es zweckmäßig,
in der Arbeitskammer einen Tragkranz anzuordnen, der die. Schneiden der Außenwände
und, die OOue.rwände entlastet und allein die erforderlichen Kräfte auf den Boden
während der Abseukbewegung überträgt.
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Je nach ihrem weiteren Verwendungszweck können diese Tragkränze verschiedenartig
ausgebildet werden. Sie können vollwandige Tragschnei:dien .im Innern der Arbeitskammer
sein:, die dann allerdings den Raum der Arbeitskammer senkrecht zur Drehebene zerteilen,
wenn sie nicht mit Durchbrechungen versehen sind. Die Tragkränze können aber auch
fachwerkartig gegen die Arbeitskammerdecke abgestützt werden, so daß die Arbei.tsk:ammer
zusammenhängend bleibt. Sie können schließlich auch hohl ausgebildet werden. Dann
stellen sie unten offene oder mit Tragrost versehene und in der Längsrichtung unterteilte
Kammern dar, 'in denen das Bodenmaterial ganz oder teilweise stehenbleibt, das nur
zur Absenkung in den einzelnen Abteilungen gelockert oder gefördert wird.
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Die Arbeit in: mehreren Druckstufen bedingt, daß entweder jede Zelle
der Arbeitskammer ihre eigene Luftschleuse erhält adei daß von einer Innenkammer
im Gründungskörper aus die Zellen durch Zwischenschleusen erreichbar sind. Erfindungsgemäß
wird indessen einer Ausführung der Vorzug gegeben, bei der die Arbeitskammer durch
eine Schleuse erreichbar bist, die mit dem Schachtrohr auf ein drehbares Fußstück
aufgesetzt ist; das den unmittelbaren Zugang zur Arbeitskammer bildet, so daß das.
Schachtrohr mit der Schleuse während der Drehung des Gründungskörpers in senkrechter
Lage gehalten werden kann.
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Die Erfindung wird in den Zeichnungen an ;Hand .dreier Abbildungen
näher .erläutert. Als Beispiel .ist in, Abb. i ein Brunnen dargestellt mit den Seitenwändenmundn
und der Schneiderebene p. Der Brunnen soll in die gestrichelte Lage abgesenkt werden.
Damit sich die nach: abwärts drehende Seite m am Erdkörper nicht aufhängt, ist sie
zur Schieidenebene p geneigt angeordnet. Man sieht, wenn man den Weg der Seitenwandm
nach m' betrachtet, daß die Seitenwand nirgends Auflagekräfte an den Boden abgeben
kann, sondern daß sie eher durch den Boden, belastet wird, dessen Gewicht die Drehbewegung
unterstützt. Die Seite 7a geht in die Lage yi über. Wenn unter Wasser ausgehoben
wird, so kann bei einem Brunnen ohne weitere Einbauten die schräge Lage nur so groß
werden, daß der Winkel o, ,den die Schneiderebene p mit der Horizontalen: bildet,
nascht größer ist als der Böschungswinkel. Man kann aber beim Absenken im Trockenen
eine steilere Lage der Schneiderebene erzielen, wenn man Querwände q einbaut, auf
die sich die unter dem Böschungswirnkeil in das Innere desGründunngskörpers einfallende
Erde mit der Oberfläche y abstützt.
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In Abb,, z ist ein rechteckiger Gründungskörper a dargestellt, der
während der Absenkung um 9o° in entgegengesetztem Uhrzeigersinn gedreht werden soll.
Daher ist die Arbeitskammer außer an der Seite b auch an der Seite e angeordnet.
Während in den Kammern bi, b2 und, b3 zunächst ganz normal mit gleichem Luftdruck
gearbeitet wird, bis der Senkkasten genügend tief in den Boden abgesenkt ist und
eine .Drehung erleiden kann, füllen sich die Kammern der Seite c : ci bis
c. mit Wasser und Erde, sofern sie nicht provisorisch verschlossen: worden: sind..
Um die Drehung einzuleiten, werden dann auch die Kammern c1 bis. c6, soweit sie
im Wasser liegen, mit dem der hydrostatischen Druckhöhe
entsprechenden
Luftdruck gefüllt und in ihnen Material entfernt. Durch geeignetes Abgraben kann
sich der Körper beim Absenken drehen. Die Drehung verursacht, daß in den Arbeitskammern
sich die Richtung der Schneidenebene und der Ebene der Querwände zur waagerechten
Ebene des verdrängten Wassers immer ändert. Aus diesem Grund ist es erforderlich,
die Querwände so anzuordnen, daß die Arbeitsmöglichkeit so lange besteht, als in
den Kammern gearbeitet werden muß.
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Im vorliegenden Fall sind die Arbeitskammerzellen bi bis b3 durch
feste Querwände schräg zur Schneidenebene abgegrenzt. Die an der Seite c befindlichen
Arbeitskammerzellen sind durch geknickte Wände abgeschlossen, deren in der Zeichnung
senkrecht angeordnete Schenkel mit zunehmender Drehung verkürzt werden können; so
daß die öffnung, durch die das Material in die Arbeitskammer eindringen kann, immer
größer wird, bis zuletzt in einer um 9o° gedrehten Stellung diese Schenkel überhaupt
wegfallen.
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Die Lufthaltung in verschiedener Höhe bedingt, daß Zwischenschleusen
im Gründungskörper vorhanden sein müssen, wenn man nicht jede Zelle mit einer besonderen
Schleuse besetzen will. Man ordnet vorteilhaft eine Innenkammer d an, von der aus
die Zwischenschleusen f benutzbar sind. Der Raum d kann nun den höchsten
erforderlichen Luftdruck erhalten, so daß er in den Zwischenschleusen wieder abgemindert
werden mußte, oder den niedrigsten, so da.ß das Einschleusen jeweils stufenweise
erst in der Hauptschleuse, dann in den Zwischenschleusen stetig erfolgt, oder einen
mittleren, so daß in den oberen. Zwischenschleusen beim Einsteigen der Druck gegenüber
der Hauptkammer <4 verringert und bei den unteren der Druck gesteigert werden
muß. Der Innenraum d ist durch die Personenschleuse mit dem zugehörigen Schachtrohr
ä verbunden. Sie soll drehbar auf einem Fußstück h. befestigt sein; so daß sie sich
bei der Drehung des Gründungskörpers immer in senkrechter Lage befinden kann. Die
Endstellung ist mit g." bezeichnet und die mittlere Stellung mit g1. Es ist auch
möglich. in verschiedenen Richtungen mehrere Anschlußstellen für das Schachtrohr
der Schleuse vorzusehen und sie während der Arbeit öfter umzusetzen.
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In Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch den Gründungskörper der
Abb. 2 dargestellt. Man sieht die Schleuse mit Schachtrohr g auf dem drehbaren Fußstück
lr und den Zugang zum Innenraum d, von dem aus man mit Hilfe von Steigleitern k
oder Treppen usw. zu den Zwischenschleusen f gelangt. Diese sind paarweise eingebaut,
da der Arbeitskammerraum durch einen Tragkranz l unterteilt ist. Der Tragkranz überträgt
in der Hauptsache allein die Schneidenkräfte auf den Boden und entlastet die Außenschneiden
und die Querwände.
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Wie ersichtlich, läßt sich der Aufbau eines Gründungskörpers gemäß
der Erfindung im allgemeinen nicht in der einfachen Weise durchführen, wie bei den
lotrecht abzusenkenden Gründungskörpern, da die hochzuführende Seite erst nach der
Drehung für den Weiterbau zur Verfügung steht. Es kann sogar vorkommen, daß diese
Seite dann. wenn die Aufmauerung erfolgen soll, unter Wasser liegt. In diesem Fall
werden am Gründungskörper vorbereitete Führungen eingebracht, in die die Spundwände
als Fangdämme nach Erreichung der Endlage des Gründungskörpers so eingesetzt werden
können, daß für den Weiterbau eine trockne Baugrube erstellt «-erden kann.