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Künstliche Blöcke für Wasserbauwerke Sehr häufig enthalten \f'asserliau%verl;e,
wie Däniine oder [>eiche am \leer. au Flüssen oder in Seen, eine Böschung, die unmittelbar
dein Angriff des Wassers, d.li. je nachdem den `Fellen. Strö-, inun f;en oder langsamen
Niveauveränderungen ausgesetzt ist.
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Wenn diese mechanische Einwirkung des Wassers besonders heftig ist,
so muß die oberste \laterialschicht dieser ,Böschung aus Bauelementen von großem
Volumen gebildet «erden.
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Ott inulß man für diesen Zweck künstliche Bauelemente herstellen,
denn nian kann nicht immer Bassende Blöcke am Platze finden oder aus hinreichend
nali;n Steinbrüchen herbeiholen.
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Man baut z. B. die Böschungen solcher Bauwerke mit Betonblöcken, und
meistens gibt man diesen die besonders einfach auszuführende Ouadergestalt. aber
diese Gestalt bietet zahlreiche Nachteile.
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i. In dem Fall, «-o die Vorderfläche der Böchung aus künstlichen Blöcken
nach regelmäßiger Gestalt gebaut ist, d. h. eine Art Pflaster bildet, ergibt sie
eine sehr glatte Oberfläche, die den Nachteil hat, sich besonders gut den Bewegungen
des Wassers darzubieten und so ihre Beschleunigung
zu begünstigen.
Bei .Brandungswellen z. B. begünstigt diese Beschleunigung das Überspülen der Deiche;
an Flußmündungen begünstigt sie die Auswaschungen am Fuß der Bauwerke.
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z. Blöcke mit ebenen Flächen können leicht gleiten, sei es auf .den
darunterliegenden Steinschüttungen, sei es aufeinander, wenn sie in mehreren Schichten
verlegt sind; diese Gleiturigen schaden der Standsicherheit des Ganzen.
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3. Dieser Schutzdeckentyp bietet nur eine sehr geringe Porosität,
wenn die Blöcke fugendicht verlegt sind.
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4. Es können auch Unterdrücke eintreten und die Zerstörung des Bauwerkes
herbeiführen, indem sie die Vorderfläche der Böschung anheben. Selbst wenn man genügende
Zwischenräume zwischen den verschiedenen Blöcken anbringt, um die Unterdrücke zu
begrenzen, so besteht doch immer die Gefahr, daß die Bewegungen, die von der Tätigkeit
des Wassers oder von Erdverschiebungen herrühren, die Blöcke aus ihrer Lage bringen,
die Öffnungen verschließen und wieder eine undurchlässige Fläche herstellen.
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Man verlegt solche Blöcke manchmal so, daß man daraus kein regelmäßiges
Pflaster herstellt, sondern sie durcheinander hinschüttet und es jedem überläßt,
sich selbst eine Gleichgewichtslage zu suchen. So stellt man teilweise die Fehler
der Undurchlässigkeit und der mangelnden Rauhigkeit ab, aber die Tätigkeit der Wellen
ist besonders bei Bauten am Meer so stark, daß die Blöcke dauernd bewegt werden,
so daß sie so stellenweise wieder ein mit den geschilderten Fehlern behaftetes Bauwerk
ergeben.
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Man hat ebenso für Flußbefestigungen Blöcke von Tetraedergestalt verwendet,
die vor den quaderförmigen Blöcken den Vorteil größerer Stabilität haben, weil ihr
Schwerpunkt, wenn sie auf einer ihrer Basen ruhen, besonders tief liegt. Aber die
Tetraederblöcke besitzen, wenn auch in geringerem Grad, dieselben Nachteile wie
die Quader. Insbesondere sind alle ihre Begrenzungsflächen eben, so daß sie stellenweise
zusammenhängende Pflaster bilden können. Außerdem brechen ihre Spitzen sehr leicht
ab.
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Ganz im Gegensatz dazu bieten die Blöcke nach der Erfindung solche
Formen, daß die geschilderten Nachteile und Gefahren vermieden oder auf ein Minimum
herabgemindert sind. Nach der Erfindung ergibt sich als Resultat: i. Indem man den
Blöcken eine Form .gibt, bei der Höcker mit erheblich breiteren Zwischenräumen abwechseln,
so daß sich die Höcker benachkarter Blöcke in diese einschieben können, erreicht
man, daß sich die Blöcke ineinander einfügen oder verhaken können. Die Anordnung
von Zwischenräumen, die größer sind als die Höcker, ergibt außerdem ein bedeutendes
Volumen an Hohlräumen. Keinerlei Verschiebung von Blöcken kann Gefahr bringen, daß
sich diese Hohlräume zusetzen.
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2. Wenn mang ein möglichst großes Maß von innerer Standsicherheit
der Blöcke sucht, sei es, daß sie natürlich in ihre Stellung fallen oder daß man
ihnen eine bestimmte Lage anweist, damit ein Bauwerk von regulärer Form entsteht,
so hat man sich so weit wie möglich von allen ausgesprochenen Kugel-, Zylinder-
und Kegelformen fernzuhalten, damit ein Rollen der Blöcke vermieden wird.
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Man erhält dieses Resultat, indem man die Anzahl der Höcker beschränkt;
es sollen nach der Erfindung vorzugsweise vier oder höchstens sechs sein.
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Andere Merkmale der Erfindung sind: a) Die Höcker sind abgerundet
und mit dem Körper des Blocks durch erweiterte Basen verbunden, damit schroffe Querschnittsübergänge
und einspringende Winkel, die Bruchgefahr mit sich bringen könnten, vermieden werden;
b) die Ausdehnung ebener Flächen an den Blöcken ist soweit wie möglich vermindert,
um ein Gleiten der Blöcke aufeinander zu erschweren oder ganz unmöglich zu machen.
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Die Blöcke nach der Erfindung haben eine halbmassive Gestalt, die
sich allen Bauweisen anpaßt und insbesondere für Betonbauweise geeignet ist. Dies
kann von besonderem Vorteil für Verwendung am Meer sein. Denn man weiß ja, daß sich
Eisenbeton am Meer schlecht bewährt: Seewasser, das bis zu den Eiseneinlagen eindringt,
greift diese schnell an; der Rost quillt auf, sprengt den Beton und verursacht so
eine rasche Zerstörung des Bauwerkes.
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Die Blöcke nach der Erfindung werden vorzugsweise in Rüttelbeton hergestellt.
Alle bekannten Ilerstellungs- und Gießverfahren für Beton können für ihre Konstruktion
angewandt werden.
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Durch ihre Besonderheit, daß sie in gewöhnlichem Beton ausgeführt
werden können, unterscheiden sich die Blöcke nach der Erfindung gründlich von Faschinen,
Spanischen Reitern und anderen Sperren, die man kennt. Dabei können diese letzteren
gar nicht in gewöhnlichem Beton hergestellt werden, sondern sie enthalten notwendigerweise
wesentliche Teile aus holz, Stahl oder beispielsweise Eisenbeton.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung zeigen die Figuren beispielsweise
Ausführungsformen von Blöcken, ohne daß damit der Erfindungsbereich eingeschränkt
werden soll.
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Fig. i ist eine perspektivische Ansicht eines Blocks nach der Erfindung;
Fig. 2, 3 und 4 sind perspektivische Ansichten von Varianten erfindungsgemäßer Blöcke;
Fig.5 ist eine Schnittansicht eines Deiches, der teilweise mit Blöcken des Typs
von Fig. i gebaut ist; Fig.6 ist eine perspektivische Ansicht eines Molenkopfes,
der mit Blöcken nach Fig. i gebaut ist; Fig. 7 ist eine Aufrißansicht von einer
Blockvariante mit fünf Höckern; Fi-g.8 ist eine Draufsicht von einer mit diesen
Blöcken nach Fig.7 gebildeten Schicht; Fig.9 ist eine Ansicht einer anderen Blockvariante
mit ebenen Flächen; Fig. io ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 9 mit vereinfachter
Gestalt des 131ockes;
Fig. i c bezieht sich auf : ine andere Ausführungsmöglichkeit.
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In der Fig. i ist eine aus dem Tetraeder abgeleitete Form dargestellt,
die aber jenem gegenüber folgende Unterschiede aufweist: die Flächen und Kanten
sind konkav, die Kanten und Spitzen gerundet. Die Vorsprünge (Höcker) i, die so
die Ecken des Tetraeders ersetzen, gehen mit breiten Hohlkehlen 2 ineinander über,
die speziell im Hinblick auf Widerstandsfähigkeit gegen Stöße entworfen sind. Für
die Herstellung könnten die Verschalungen beispielsweise aus vier Metallteilen bestehen,
um das Ausschalen und das Rütteln des Betons zu erleichtern.
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Nach der Ausführung von Fig. 2 sind die Höcker 1° kegelstuinl>fförmig,
wodurch sich die Anfertigung einer Verschalung, z. B. aus geschweißtenBlechen, möglich
macht.
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lach einer anderen Ausführungsweise (Fig. 3) ist eine Fläche des Blocks
eben, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß man den Block in einer einteiligen Form
ohne Deckel, z. B. in Gießereisand, gießen kann. Diese Gießform kann auf einem Bauplatz
oder Stapel ausgeführt werden, wobei ein schon vorhandener Block als Modell dient.
Natürlich vermindert die Existenz einer einzigen ebenen Fläche die Eigenschaften
eines Blocks ein wenig, indessen kann die bequemere Herstellung diese Bauweise geeigneter
erscheinen lassen.
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Fig. 4 repräsentiert einen Blocktyp, der aus dem der Fig. 1 abgeleitet
ist; das Betonvolumen ist hier vermindert, indem die Höcker i6 dreieckigen Querschnitt
erhalten haben.
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Die bisher beschriebenen Formen lassen sich besonders leicht handhaben:
denn es ist leicht, zwischen die Höcker der Blöcke Seilschlingen zu legen. Diese
Bequemlichkeit in der Handhabung ist sehr vorteilhaft, cla sich blrüche der Blöcke
eines Bauwerkes häufig auf Stöße, die sie bei der Verlegung erfahren haben, zurückführen
lassen.
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Zusammenfassend bieten die Blöcke nach der Erfindung einerseits die
inneren Vorteile der Tetraederforin mit (lern tiefen Schwerpunkt im Verhältnis zii
den Seiten und der Sicherheit gegen ]tollen, wie sie auch verlegt sein mögen, andererseits
die eigentlichen Merkmale der Erfindung, nämlich das Fehlen ausgedehnter ebener
Flächen und (las Vorhandensein von Höckern, durch die die lZauhigkeit einer Böschung
und ihre innere Reibung vergrößert wird.
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Fig.5 veranschaulicht die Verwendung von Blöcken nach der Erfindung
beim Bau eines Seedeiches mit Böschung. Man sieht bei 4 den Dammkörper aus Naturgestein
mit einer Krone 5 aus Beton; seine Böschung 6 ist auf der der Brandung ausgesetzten
Seite mit einer Schutzschicht 7 aus lose geschütteten erfindungsgemäßen Blöcken
gesichert. Man erhält damit selbst bei sehr steiler Böschung eine gute Stabilität,
was für das Ganze eine Materialökono(nie ergibt, die beträchtlich sein kann.
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Fig.6 zeigt die Verwendung von Blöcken nach der Erfindung, um damit
am äußersten Molenende einen Schutzkopf zu bilden. Dort kann man noch eine sehr
steile Böschung ausführen, die trotzdem eine sehr gute Standfestigkeit aufweist,
wenn sie der Tätigkeit der Wellen ausgesetzt ist.
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In gewissen Fällen hat man Interesse, die Blöcke nach der Erfindung
mit einer Schicht von Bitumen oder Asphalt zu überziehen, durch die sie miteinander
verklebt werden. Man muß aber beachten, daß diese Verklebung nur für Beanspruchungen
von kurzer Dauer wirksam ist, wie sie etwa durch die Tätigkeit der Wellen hervorgerufen
werden; bei langdauernden Beanspruchungen, z. B. durch Gewicht oder Erddruck, wirkt
das Bitumen im Gegenteil wie ein Schmiermittel. Damit verbietet sich seine Anwendung
in allen Fällen, wo die Blöcke große ebene Flächen aufweisen, die aufeinander gleiten
können, weil sie nicht mit Vorsprüngen versehen sind, die sich ineinander verhaken.
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Selbstverständlich muß -man unter Bitumen oder Asphalt jeden Stoff
verstehen, der dieselben Eigenschaften hinsichtlich seiner Widerstandsfähigkeit
gegenüber kurzzeitigen und seiner Nachgiebigkeit bei langdauernden Beanspruchungen
hat.
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Fig. 7 zeigt einen einzelnen Block mit fünf Höckern und Fig.8 zwei
Schichten aus solchen Blöcken. Diese .Blöcke haben vier Höcker 9, io, i i und 12,
die eine waagerechte Ebene tangieren (Fig. 7 und 8) und miteinander rechte Winkel
einschließen. Der fünfte Höcker 13 steht senkrecht dazu. Alle Höcker sind abgerundet.
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Wenn die Blöcke der Fig. 7 geschichtet sind, wie es die Fig. 8 darstellt,
so fügen sich die Höcker 9, i o, i i und 12 in die Blöcke der oberen Schicht ein.
So kann eine regelmäßige Schicht gebildet werden, indem jeder Block in einer bestimmten
Stellung gehalten wird.
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Fig. 9 zeigt eine Blockvariante, bei der der Block auf allen Flächen
eben ist. Dieser Block enthält ein Parallelepiped 14 als Mittelstück und vier Vorsprünge
15, von denen zwei an dem einen Ende des Mittelstücks und die anderen beiden an
seinem entgegengesetzten Ende, aber um 9o° verdreht am anderen Seitenpaar des Parallelepipeds
14 angebracht sind. Die Vorsprünge 15 ragen nicht nur seitlich aus dem Mittelkörper
heraus, sondern springen auch an den Enden über die Flächen des Mittelblocks vor.
Die Lücken zwischen den Vorsprüngen sind auch hier größer als die Höcker selbst;
wenn also die Blöcke verlegt sind, so fügen sie sich ineinander ein und bilden so
ein erhöhtes Verhältnis von Hohlräumen, was der Wirksamkeit des Bauwerkes günstig
ist.
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Fig. io zeigt eine einfachere Blockform mit ebenen Flächen. Dieser
Block besteht aus zwei gleichen Trapezoedern 16 mit parallelen Grundflächen, von
denen die eine deutlich quadratisch, die andere rechteckig ist. Die quadratischen
Grundflächen sind miteinander verbunden, so daß ein Block mit zwei parallelen, aber
nach ihren Langseiten um 9o° verdrehten Rechteckflächen 17 entsteht. Die Verbindung
zwischen diesen beiden Rechteckflächen wird durch vier Seiten gebildet, deren jede
einen Diederstumpf darstellt; die Vertiefung
zwischen den Vorsprüngen
ist nur flach. Die beiden Außenflächen entsprechen den Höckern der vorher beschriebenen
Ausführungen. Die Seiten sind noch hinreichend vertieft, um sich bei der Verlegung
mit den Nachbarblöcken zusammenzufügen und auch die nötigen Hohlräume zwischen den
Blöcken zu bilden.
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Fig. i i betrifft eine andere Ausführungsvariante des Blocks. Der
Block wird hier durch Natursteinbrocken 18 gebildet, die in den Maschen ig von Netzen
gehalten werden. Dieser Block ist so geformt, daß er vier Höcker 20 darstellt, die
von einem und demselben Mittelstück ausgehen. Die Höcker sind durch Lücken voneinander
getrennt, die größer sind als die Höcker, so daß sich die Blöcke, wenn sie verlegt
werden, ineinanderfügen und ein vergrößertes Verhältnis von Hohlräumen ergeben.
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Praktisch stellt man jeden Block aus zwei Langteilen 21 und 22 oder
Körben her, von denen jeder aus Steinbrocken in einem Netz besteht und die durch
Taue 23 kreuzweise miteinander verbunden sind. Diese Anordnung ergibt eine besonders
wirtschaftliche Bauweise.