DE836473C - Verfahren zur Vermeidung bzw. weitgehenden Verminderung der Beanspruchung von Grundwerkskoerpern beim Auftreten von Zerrungen und Pressungen im Baugrund in Bergsenkungsgebieten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Vermeidung bzw. weitgehenden Verminderung der Beanspruchung von Grundwerkskörpern beim Auftreten von Zerrungen und Pressungen im Baugrund in Bergsenkungsgebieten Der flächenförmige :\bhau unter Tage beansprucht die über Tage errichteten Bauwerke be-I:anntlich nicht mir durch das verhältnismäßig große vertikale Senkungsmaß, sondern weit stärker durch die horizontalenBeanspruchungen, verursacht durch die auftretenden Zerrungen und Pressungen des Erdbodens. Während man auf normalem Baualso in (@ehieten, in denen keine Bergbauten vorgenommen werden, bestrebt ist, den Reibungswinkel an der Fundamentsohle zwischen Bauwerk und Baugrund möglichst groß zu halten, um dem l',auwerk eine große Verschiebesicherheit zu verleihen, führt ini Bergsenkungsgebiet ein großer heibtingswinkel zur Mitnahme des Bauwerkes durch die ei-w;ilintcii Zerrungen und Pressungen, also zti großen Beanspruchungen vor allem in den horizontalen Gliedern der Baukonstruktion. Schon lange ist man bestrebt, durch geeignete Maßnahmen den Reibungswinkel an der Fundamentsohle solcher Bauten zu verringern, jedoch haben sich bis heute noch keine brauchbaren Lösungen gefunden.
• Aber nicht nur auf dem Umweg über die Reibung wird das Bauwerk durch Zerrungen und Pressungen horizontal beansprucht. Da das Bauwerk nicht an der Erdoberfläche, sondern in einer gewissen Gründungstiefe errichtet werden muß, wirken sich die Zerrungen und Pressungen an den Seitenflächen der Grundwerksglieder in der Weise aus, daß durch die Verschiebung der Erde gegen das zunächst im Ruhezustand befindliche Bauwerk der volle Erdwi (lci-atatid als angreifende Kraft Nvirkt, der bekanntlich erheblich größere Werte als der Erddruck erreicht. Auch hiergegen war man bestrebt, durch geeignete Bauweisen Abhilfe zu schaffen, ohne eine allseitig befriedigende Lösung zu finden.
• Der Schutz eines Bauwerkes gegen die Wirkung von in Bergsenkungsgebieten auftretenden Zerrunen tind Pressungen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß unterhalb der Fundamentsohle und bzw. oder um die in das Erdreich reichenden Seitenflächen des Grundwerkskörpers in einem dem t @riilitmaß der zu erwartenden Zerrungen oder Pressungen angepaßten Ausmaß thixotrope Flüssigkeitsschichten eingebracht werden.
• Durch die Anordnung einer thixotropen Flüssigkeitsschicht unterhalb derFundanientsohle, die auch unter der Sohlpressung des Bauwerkes nicht in die Poren des Bodens eindringt, ergibt sich zwischen der F undamentsohle und der thixotropen Flüssigkeitsschicht ein Reibungswinkel, der nahezu Null ist. Auf diese Weise kann sich beim Auftreten von 7errtingen und Pressungen im Baugrund dieser ,#lIegeii (las in Ruhe bleibende Bauwerk verschieben, Ohne durch Reibung nennenswerte Kräfte auf das Bauwerk auszuüben. Das seitliche Austreten der thixotropen Flüssigkeit über die Fundamentkanten kann (furch geeignete 'Maßnahmen, z. 13. durch an den 1# undamentkanten angeordnete, nach unten in das I:rdreicli sich erstreckende Schürzen, verhindert werden.
• Sollte die thixotrope Flüssigkeit infolge von 1lterungserscheinungen. die bei den bisherigen Versuchszeiten nicht beobachtet werden konnten, im laufe der Zeit ihre Eigenschaften verändern, so daß sie die gestellte .Aufgabe nicht mehr erfüllen kann, #o ließe sich dieser Übelstand durch Erneuerung der thixotropen Flüssigkeit in gewissen Zeitabständen mittels einer einfachen Pumpvorrichtung leicht überwinden. Dies kann z. B. dadurch geschehen, clali im Grundw-erkskörper Öffnungen oder Rohrleitungen vorgesehen werden, durch die neue thixotrol)c 1# Bissigkeit eingepreßt wird, während gleichzeitig durch andere Öffnungen die gealterte Flüssigkeit verdrängt wird. 'Mittels der Pumpvorrichtung und der Rohrleitungen kann die thixotrope Flüssigkeit auch erst kurz vor Eintritt des Bergschadens eingebracht werden.
• Zur weitgehenden Verminderung der Wirkung \-on Zerrungen und - Pressungen auf die Seitenflächen der Grundwerkskörper dient die thixotrope Flüssigkeitsschicht, die in die Seitenflächen des (; rundwerkskörpers umgebende Gräben gefüllt wird, deren Breite sich nach dem Größtmaß der zu erwartenden Zerrungen und Pressungen richtet. Auf <Miese Weise wirkt gegen (las Grundbauwerk der hydrostatische Druck der Flüssigkeit, der auch -die vorzugsweise unverbauteErdseite der Gräben gegen Uinsturz sichert. Die rings um die Fundamentkanten angeordneten Schürzen erstrecken sich .von den I# undamentkanten nach unten in das Erdreich in griißerer Lätige als dem verrnutbaren Erdsriikungsinaß, so dall ein seitliches Austreten der unterhalb der Fundanientsohle hefnidlichen thixotropen Flüssigkeit bzw. deren Kommunizieren mit der an den Seitenflächen befindlichen thixotropen Flüssigkeit verhindert wird. Die Sohle der die Seitenflächen des Grundbauwerkes umgebenden Gräben wird tiefer *als die Sohle der thixotropen Flüssigkeit unterhalb der Fundamentsohle, jedoch oberhalb der Schürzenunterkante angeordnet.
• Bei auftretenden Verschiebungen der unverbauten Grabenwandung gegen den Bauwerkskörper wird die thixotrope Flüssigkeit nach oben zu herausgedrückt. Bei auftretenden Zerrungen, also Verschiebungen vom Bauwerk fort, sinkt die Flüssigkeit im Graben ab und wird auf die erforderliche Höhe nachgefüllt.
• Zweckmäßig werden die Gräben mit waagerecht verschiebbaren, mit dem Grundwerkskörper verbundenen Abdeckungen versehen. je nachdem, ob Pressungen oder Zerrungen eintreten, kann die Abführung der thixotropen Flüssigkeit aus den Gräben bzw. ihre Nachfüllung durch in den Grabenabdeckungen angeordnete Löcher oder durch in diese von oben her einmündende Rohrleitungen erfolgen.
• Von den jeweils vorliegenden baulichen Verhältnissen wird es abhängen, ob es ausreicht, die thixotrope Flüssigkeitsschicht lediglich unterhalb der Fundamentsohle, lediglich um die Seitenflächen des Grundwerkskörpers oder an beiden Stellen vorzusehen. Befindet sich die Fundamentsohle in Nähe der Erdbodenoberfläche, wird die Anordnung der tliixotropen Flüssigkeit unterhalb der Fundamentsohle genügen. Bei Grundbauwerken kleineren Querschnitts, deren Fundamentsohle in größerer Entfernung unterhalb des Erdbodens gegründet ist, kann es ausreichen, die tliixotrol>e Flüssigkeit lediglich in Gräben um die Seitenflächen des Grundbauwerkes vorzusehen. In allen übrigen Fällen wird man jedoch die thixotrope Flüssigkeit sowohl unterhalb der Fundamentsohle als auch um die Seitenflächen des Grundwerkskörpers anordnen.
• In der Zeichnung ist die Anwendung des neuen Verfahrens für einen Grundwerkskörper im Bergsenkungsgebiet beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Abb. i den Grundwerkskörper finit den thixotropen Flüssigkeitsschichten vor Eintritt von Zerrungen und Pressungen des Erdbodens im senkrechten Schnitt, Abb.2 den Grundwerkskiirher mit den thixotropen Flüssigkeitsschichten nach dem Eintreten von Pressungen im senkrechten Schnitt.
• Ml' ie aus den Abbildungen ersichtlich, sind um den Umfang des Grundwerkskörpers i an dessen Seitenflächen vertikale dünne Schürzen 2, z. B. aus Stahlblech, angeordnet, die sich nach unten in das Erdreich erstrecken. Durch den Grundwerkskörper i führen Rohrleitungen 3, durch die thixotrope Flüssigkeit .4 unter die Fundamentsohle gepreßt ist. Der seitliche Austritt dieser tliixotropen Flüssigkeit über die Fundamentkanten wird durch die Schürzen 2 verhindert. Außerhalb der Fundainentkanten des c @rundwerkskörpers r verläuft ein Graben 5, dessen Breite nach den zu erwartenden Zerrungen oder Pressungen bemessen ist. Diese Zerrungen und Pressungen belaufen sich nach Erfahrenswerten auf etwa o"3 bis i % der Längen-und Breitenabniessungen des Grundwerkskörpers. I)ie Sohle des Graben: 5 erstreckt sich tiefer als die Sohle der thixotropen Flüssigkeit .f unterhalb der I# uiidainentsohle, liegt jedoch oberhalb der Unterkante der Schürze 2. :\n der Erdseite 6 braucht der Graben 5 nicht verbaut zu werden, (la er mit thixotroper Flüssigkeit 7 gefüllt ist, die jeden Nachfall der Grahenkante verhindert und nach allen Seiten einen hydrostatischen Druck ausübt, der auch dann nicht wesentlich anwächst, wenn sich die Erdwand 6 unter der Wirkung einer Pressung dem Grundwerksk@irl>er i nähert. In diesem Fall wird lediglich ein entsprechender Teil der thixotropen Flüssigkeit ; nach oben aus dem Graben 5 ausgepreßt. Die maximal auf die Seitenflächen des Grundbau-\verkes wirkende Kraft kann auch bei noch so großer Verschiebung durch Zerrungen und Pressungen niemals den l#hissigkeitsdruck übersteigen. I)ie Kraftwirkung einer Pressung auf das Fundainent läßt sich bis auf etwa ein Zehntel des vollen Urdwiderstandes verringern Vorzugsweise wird der die Seitenflächen des Grundbauwerkes umgellende Graben 5 mit einer \hcleckung 9 versehen und die aus dem Graben herausgepreßte thixotrope Flüssigkeit durch in die Ab-(leckung einmündende kohrleitungen 8 abgeführt. Die Abdeckungg wird lediglich einseitig mit dem (:runctwerksk<irl)er i verbunden, jedoch dem den (@rundwerkskörper unigellenden Boden gegenüber waagerecht verschieblich artgeordnet, wie es aus den .\l)bildungen ersichtlich i ,st.
• Unterhalb der l,'uncl;imentsolile eintretende Verschiebungen des Bodens können ebenfalls auf den (@rundwerkskörlrer keine Wirkung auslösen, da die unter die I# undamentsohle eingepreßte thixotrope I' lüssigkeit .4 praktisch reibungsfrei ist, also keine horizontalen Kräfte überträgt.

Claims (5)

1. PATHN-ra#:si,itf ciii:: i. \-erfahren zur Vermeidung bzw. weitgellendenVerrninderung der Beanspruchung von Grundwerkskörpern beim Auftreten von Zerrungen und Pressungen im Baugrund in Bergsenkungsgebieten, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Fundamentsohle und bzw. oder um die in das Erdreich reichenden Seitenflächen des Grundwerkskörpers in einem dem Größtmaß der zu erwartenden Zerrungen und Pressungen angepaßten Ausmaß thixotrope Flüssigkeitsschichten eingebracht werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch rings um die Fundarnentkante angeordnete Schürzen, die sich von den Fundamentkanten nach unten in das Erdreich in größerer Länge als dem Erdsenkungsmaß erstrecken, ein seitliches Austreten der unterhalb der Fundamentsohle befindlichen thixotropen Flüssigkeit bzw. deren Kommunizieren mit der um die Seitenflächen eingebrachten thixotropen Flüssigkeit verhindert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Pumpvorrichtung und Rohrleitungen, die zweckmäßig durch den Fundamentkörper geführt sind, zu gegebener "Zeit ein Auswechseln verbrauchter oder gealterter thixotroper Flüssigkeit erfolgt oder die Flüssigkeit erst kurz vor Eintritt des Bergschadens eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß thixotrope Flüssigkeit in einen die Seitenflächen des Grundbauwerkes umgebenden Graben, dessen Sohle tiefer als die Sohle der thixotropen Flüssigkeit unterhalb der Fundamentsohle, jedoch oberhalb der Schürzenunterkante angeordnet wird, gefüllt und bei auftretenden Verschiebungen der vorzugsweise unverbauten Grabenwandung gegen den Bauwerkskörper nach oben herausgedrückt wird, bei Zerrungen dagegen, also Verschiebungen vom Bauwerk weg, absinkt und auf die erforderliche Höhe nachgefüllt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die thixotrope Flüssigkeit, je nachdem, ob Pressungen oder Zerrungen eintreten, aus dein Graben durch Öffnungen oder Rohrleitungen heraus- oder hereingedrückt wird, die in einer waagerecht verschiebbaren, mit dem Grundwerkskörper verbundenen Grabenahdeckung angeordnet sind bzw. in diese von oben her einmünden.