DE9420696U1 - Gurtung für eine mit Spundbohlen erstellte Spundwand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gurtung für eine mit Spundbohlen erstellte Spundwand, wobei mehrere Spundbohlen über Schlösser verbunden sind und die Profile der so verbundenen Spundbohlen sog. Täler und Berge bilden, mit mehreren zumindest einseitig und im wesentlichen in einer Höhe an der Spundwand befestigten Gurtungselementen, wobei sich die einzelnen Gurtungselemente zumindest über die Länge eines Tales erstrecken.

Spundwände werden im Tiefbau bei geeignetem Baugrund als vertikaler Baugrubenabschluß eingesetzt. Neben der Verwendung als Umschließung von Baugruben können Spundwände aber auch für Kaimauern mit großen Tiefen und im Rahmen umfangreicher Wasserbauanlagen, wie z.B. Schleusen, eingesetzt werden. Spundwände bestehen in der Regel aus stählernen Walzprofilen, den sog. Spundbohlen, die über seitlich an den Walzprofilen angeordnete Schlösser miteinander verbunden sind. Das Einbringen einer Spundwand bzw. der Spundbohlen in den Baugrund erfolgt meist durch Rammen oder Einvibrieren. Eine Spundwand kann aber auch segmentweise in einen vorgefertigten Schlitz eingestellt werden .

Spundwände, die als vertikaler Baugrubenabschluß eingesetzt werden, müssen die Belastungen aus Erd- und Wasserdrücken aufnehmen und an evtl. Abstützungen sowie an den passiven Erddruck unterhalb der Baugrubensohle abgeben. Eine Möglichkeit der Sicherung einer Baugrube besteht darin, den Baugrubenverbau mit Hilfe von Erdankern bzw. Verpreßankern im angrenzenden Baugrund rückzuverankern. Dabei werden die freiwerdenden Erddruckkräfte meist über eine horizontale Gurtung in die Ankerköpfe eingeleitet.

Bekannt sind Gurtungen für Spundwände in Form von lastverteilenden Balken zur Aufnahme der Ankerkräfte. Die Balken bilden einen steifen Gurt zur Linienstützung, über den die Lastvertei

lung der Erdanker, deren Ankerköpfe auf den Balken aufsitzen, auf die Spundwand erfolgt. Bei den Balken handelt es sich in der Regel um Profilbalken in Form von Stahlprofilträgern oder Stahlbetonbalken, die einseitig, nämlich baugrubenseitig, fortlaufend, im wesentlichen in einer Höhe an der Spundwand montiert sind. Die einzelnen Balken übergreifen dabei mehrere Spundbohlen.

Die bekannte Gurtung ist in der Praxis problematisch, da sowohl die Balken der Gurtung als auch die darauf montierten Ankerköpfe auf die Spundwandbohlen aufgesetzt sind und also aus der Spundwandebene hervortreten. Dadurch· wird der Freiraum innerhalb der Baugrube erheblich eingeengt. Außerdem ist sowohl die Gurtung selbst als auch jeder Ankerkopf besonders exponiert und daher anfällig gegen mechanische Beschädigungen. Schließlich wächst auch das Unfallrisiko für Personen im Bereich der Baugrube durch die exponierte Anordnung der bekannten Gurtung mit den aufsitzenden Ankerköpfen.

Erwähnt sei an dieser Stelle noch eine zweite aus dem Stand der Technik bekannte Variante zur Stabilisierung einer als vertikaler Baugrubenabschluß dienenden Spundwand, bei der keine Gurtung eingesetzt wird, sondern jede Spundbohle bzw. jedes Spundbohlenpaar für sich mit einem eigenen Erdanker bzw. Verpreßanker im angrenzenden Baugrund rückverankert wird. Dieses Verfahren ist aufgrund der großen Zahl der benötigten Erdanker besonders aufwendig.

Ausgehend von der bekannten Gurtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gurtung für eine mit Spundbohlen erstellte Spundwand der in Rede stehenden Art anzugeben, die einerseits eine hinreichende Aussteifung der Spundwand gewährleistet und andererseits möglichst wenig Raum innerhalb der Baugrube einnimmt.

Die erfindungsgemäße Gurtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Schutzanspruches 1. Danach ist die eingangs genannte Gurtung derart ausgebildet, daß Laschen als erste Gurtungselemente jeweils zumindest ein Tal überbrückend, kraftschlüssig mit den dem Tal benachbarten Bergen verbunden sind.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß eine aussteifende Wirkung nicht notwendigerweise ausschließlich von den einzelnen Gurtungselementen bzw. der Gesamtheit der Gurtungselemente ausgehen muß, sondern durchaus auch durch das Zusammenwirken der Spundbohlen mit einzelnen Gurtungselementen erzielt werden kann. Es ist ferner erkannt worden, daß eine insgesamt hinreichende Aussteifung der Spundwand nicht notwendigerweise mit einer fortlaufenden, zusammenhängenden, sich über die gesamte Länge der Spundwand erstreckenden Gurtung bewirkt werden muß, sondern daß sich eine hinreichende Aussteifung auch mit einzelnen gezielt angeordneten Gurtungselementen realisieren läßt. Erfindungsgemäß ist schließlich erkannt worden, daß die Tragwirkung einer durchgehenden Spundwand auch erhalten bleibt, wenn anstelle der Balken Laschen eingesetzt werden, wobei diese erfindungsgemäß zumindest ein Tal der Spundwand überbrücken sollen und kraftschlüssig mit den dem Tal benachbarten Bergen verbunden sein sollen. Derartige Laschen sind im Gegensatz zu den bekannten Balken flach und bilden daher keine Vorsprünge an der Spundwand. Wesentlich ist, daß bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Gurtung die aussteifende Wirkung auf die gesamte Spundwand nicht allein von den Gurtungselementen ausgeht, sondern hier durch das Zusammenwirken der Laschen mit den Spundbohlen erzielt wird.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten zur Realisierung und Montage der Laschen im Rahmen der erfindungsgemäßen Gurtung.

Bewährt haben sich Laschen aus Stahlblech, vorzugsweise aus 1 cm dickem Flachstahl, wegen ihrer hohen Belastbarkeit und Beständigkeit. Diese Art der Laschen sollte je nach Belastung, bedingt durch die speziellen Randbedingungen des Einsatzortes mindestens 3-100 cm breit sein. Als besonders vorteilhafte weil besonders stabile kraftschlüssige Verbindung zwischen Laschen und Spundwand hat sich das Verschweißen der Laschen mit den Spundwandbohlen erwiesen.

Wie bereits angedeutet tritt die aussteifende Wirkung der erfindungsgemäßen Gurtung schon bei gezielter Anordnung einzelner Laschen, d.h. bei gezielter Überbrückung einzelner Täler der Spundwand auf. Unabhängig davon kann es aber aufgrund der speziellen Gegebenheiten einer Baustelle auch sinnvoll und erforderlich sein, die Laschen fortlaufend an der Spundwand zu befestigen, so daß sie eine durchgehende Lasche bilden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gurtung werden neben ersten Gurtungselementen in Form von Laschen auch zweite Gurtungselemente in Form von Druckkeilen verwendet, die in zumindest einem Teil der Täler jeweils formschlüssig mit den beiden Flanken des Tales angeordnet sind. Derartige Druckkeile verstärken und ergänzen in vorteilhafter Weise die versteifende Wirkung der Laschen. Auch diese Druckkeile tragen nicht zusätzlich auf, da sie in den Tälern der Spundwand angeordnet sind. Insgesamt ragen also weder die Laschen noch die Druckkeile als erste und zweite Gurtungselemente über die durch die Berge der Spundwand gebildete Ebene hinaus bzw. in die Baugrube hinein.

Auch für die Ausgestaltung und Montage der Druckkeile gibt es verschiedene vorteilhafte Möglichkeiten. Aus fertigungstechnischen Gründen besonders vorteilhaft ist die Verwendung von aus Beton gefertigten Druckkeileir. Dazu werden die entsprechenden

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Spundwandtäler einfach bereichsweise ausbetoniert. Je nach Belastung der zu gurtenden Spundwand sollten die Druckkeile mindestens 10 cm breit sein. Außerdem ist es oftmals vorteilhaft, Mittel zur Lagesicherung der Druckkeile vorzusehen. Dazu werden Bewehrungsstäbe vorgeschlagen, die in der entsprechenden Höhe im Bereich der Täler an den Spundbohlen festgeschweißt sind.

In einer besonders vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Gurtung werden Druckkeile und Laschen insofern kombiniert eingesetzt als Druckkeile zusätzlich in von Laschen überbrückten Tälern, hinter den Laschen angeordnet sind.

Wie bereits eingangs angedeutet gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie Spundwände in den Boden eingebracht werden können. Nach einem dieser Verfahren werden Spundwände in bereits vorbereitete Schlitze eingestellt. Dazu werden ganze Wandsegmente, die bereits aus mehreren zusammengefügten Spundbohlen bestehen, in den Schlitz eingestellt, so daß die Spundwand praktisch segmentweise erstellt wird. Im Rahmen dieses Verfahrens kann die erfindungsgemäße Gurtung besonders vorteilhaft aus beidseitig an der Spundwand angeordneten Gurtungselementen bestehen. Die Gurtungselemente werden dann nämlich an den Spundbohlen befestigt, bevor die Spundwand bzw. die einzelnen Wandsegmente in den Schlitz eingestellt werden. Bei geeigneten Baugrundverhältnissen kann die erfindungsgemäße Gurtung auch beidseitig an Spundwänden angeordnet werden, die durch Einrammen oder Einvibrieren in den Boden eingebracht werden. Dazu werden die einzurammenden Spundwandsegmente vorab zumindest einseitig, nämlich an der der Baugrube abgewandten Seite, mit Gurtungselementen versehen. Baugrubenseitig werden die Gurtungselemente erst nach dem erforderlichen Voraushub montiert.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Gurtung in Verbindung mit im-hinter der Spundwand befindlichen

Baugrund verankerten Spundwänden. In diesem Falle ist die Spundwand derart mit Hilfe von Erdankern verankert, daß die Ankerköpfe der Erdanker im wesentlichen in einer Höhe, in nicht benachbarten Tälern angeordnet sind. Es ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Laschen als erste Gurtungselemente zumindest die unverankerten Täler auf der Höhe der Ankerköpfe überbrücken. Die Laschen fangen so die auf die nicht verankerten Täler wirkende Zugbelastung auf, die durch die Anordnung der Erdanker bzw. Verpreßanker bedingt ist. Es ist daher wichtig, daß die Laschen auf der geodätischen Höhe der Ankerköpfe angeordnet sind.

Vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist es, wenn zusätzlich Druckkeile in den verankerten Tälern im Bereich der Ankerköpfe, vorzugsweise geringfügig unterhalb der Ankerköpfe angeordnet sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Druckkeile etwa 10 cm unterhalb der Ankerköpfe anzuordnen.

Zusammenfassend ergeben sich im wesentlichen vier vorteilhafte Varianten der erfindungsgemäßen Gurtung für verankerte Spundwände, wobei die Gurtungselemente jeweils lediglich einseitig oder auch beidseitig an der Spundwand montiert sein können:

1. In Frage kommt eine Gurtung, mit der lediglich die unverankerten Täler mit Laschen als erste Gurtungselemente überbrückt werden.

2. Diese Gurtung kann derart durch weitere Laschen ergänzt werden, daß auch die verankerten Täler durch Laschen überbrückt werden und sich insgesamt eine durchgehende Lasche als Gurtung ergibt.

3. In einer dritten Variante werden Laschen als erste Gurtungselemente zur Überbrückung der unverankerten Täler in Kom-

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bination rait Druckkeilen verwendet, die lediglich in den verankerten Tälern im Bereich der Ankerköpfe angeordnet sind.

4. Schließlich ist es auch möglich, zusätzliche Druckkeile hinter den Laschen in den unverankerten Tälern anzuordnen.

An dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Gurtung in Verbindung mit unterschiedlichst verankerten Spundwänden eingesetzt werden kann. In der Regel werden die Erdanker immer reihenweise in einer Höhenlage der Baugrube montiert. Dabei sind oftmals mehrere Ankerlagen übereinander, d.h. in unterschiedlicher Tiefe, je nach Aushub der Baugrube erforderlich. Dementsprechend können auch mehrere Gurtungen in unterschiedlicher Höhenlage an einer Spundwand montiert sein. Je nach den Gegebenheiten des umliegenden Baugrundes kann es erforderlich sein, jedes zweite Tal der Spundwand zu verankern. In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Gurtung sind aber auch andere Ankerabstände, bspw. Abstände von drei und mehr Tälern der Spundwand denkbar.

Schließlich läßt sich die erfindungsgemäße Gurtung auch in Verbindung mit Baugrubenaussteifungen einsetzen, wobei in diesem Falle die Laschen zumindest einen Teil der freien Täler vorzugsweise auf der Höhe der horizontalen Steifen überbrücken.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

die einzige Figur eine Aufsicht (von oben) auf eine mit einer erfindungsgeitiäßen Gurtung versehene Spundwand.

Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer Spundwand 1, die aus mehreren U-förmigen Spundbohlen 2 bis 6 erstellt worden ist. Die seitlichen Kanten der Spundbohlen sind beidseitig jeweils als Schloß 7 bis 10 ausgebildet. Über diese Schlösser 7 bis 10 sind die U-förmigen Spundbohlen derart wechselweise verbunden, daß die Spundwand 1 insgesamt sog. Täler 11 und 12 und Berge bis 15 aufweist. Die Gurtung umfaßt mehrere einseitig und im wesentlichen in einer Höhe an der Spundwand 1 befestigte Gurtungselemente 16 und 17, wobei sich die einzelnen Gurtungselemente 16 und 17 zumindest über die Länge eines Tales 11 oder erstrecken.

Die dargestellte Spundwand 1 dient als Geländesprungsicherung beispielsweise als vertikaler Baugrubenabschluß. Die Täler 11 und 12 der Spundwand 1 sind dementsprechend baugrubenseitig geöffnet, so wie die Gurtungselemente 16 und 17 baugrubenseitig angeordnet sind.

Erfindungsgemäß dienen Laschen 16 als erste Gurtungselemente. Die in der einzigen Figur dargestellte Lasche 16 ist erfindungsgemäß kraftschlüssig mit den dem Tal 12 benachbarten Bergen 14 und 15 verbunden und überbrückt auf diese Weise das Tal 12.

Die Lasche 16 ist aus Stahlblech gefertigt. Bevorzugt wird hierzu 1 cm dicker Flachstahl verwendet. Die Dimensionierung der Lasche hängt in erster Linie von den zu erwartenden Beanspruchungen der Lasche und also von den speziellen baugrubenabhängigen Randbedingungen ab. Vorgeschlagen wird die Verwendung von mindestens 15 cm -breiten Laschen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lasche 16 mit den die entsprechenden Berge 14 und 15 bildenden Spundbohlen 4 und 6 verschweißt. Diese Art der kraftschlüssigen Verbindung ist hinsichtlich des Materials von Spundbohlen und des verwendeten Stahlblechs besonders vorteilhaft.

Ergänzend zu der Lasche 16 als erstes Gurtungselement wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein zweites Gurtungselement in Form eines Druckkeils 17 eingesetzt, welcher formschlüssig mit den beiden Flanken 18 und 19 in dem Tal 11 angeordnet ist. Es handelt sich hier um einen aus Beton gefertigten Druckkeil 17, einen sog. Betondruckkeil. Die Abmessungen, insbesondere die Breite dieses Druckkeils 17, sind auf die Lasche

16 abgestimmt. Die Breite des Druckkeils 17 beträgt dementsprechend mindestens 15 bis 20 cm. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Druckkeil 17 seitlich an den Flanken 18 und 19 des Tales 11 an. Außerdem sitzt der Druckkeil

17 auf den beiden Schlössern 7 und 8 auf und wird insofern bereits in seiner Lage stabilisiert. Zusätzlich sind aber noch Mittel zur Lagesicherung des Druckkeils 17 vorgesehen, und zwar Bewehrungsstäbe 20, die an den Spundbohlen 2 und 4 im Bereich der Schlösser 7 und 8 festgeschweißt sind.

Bei der in der einzigen Figur dargestellten Spundwand 1 handelt es sich um eine verankerte Spundwand, d.h. um eine Spundwand 1, die mit Hilfe von Erdankern 21 im rückwärtigen Baugrund verankert ist. Die Ankerköpfe 22 der Erdanker 21 sind im wesentlichen in einer Höhe, in nicht benachbarten Tälern angeordnet. Die Figur zeigt lediglich einen Ausschnitt der gesamten Spundwand 1, so daß hier lediglich das Tal 11 verankert ist. Die Spundwand 1 könnte bspw. in jedem zweiten oder jedem dritten Tal verankert sein. Möglich wären ggf. auch noch größere Abstände zwischen den verankerten Tälern.

Besonders vorteilhaft ist es nun, wenn, wie beispielhaft an der Lasche 16 dargestellt, die Laschen 16 die unverankerten Täler 12 auf der Höhe der Ankerköpfe 22 überbrücken. Zusätzlich ist in den verankerten Tälern 11 im Bereich der Ankerköpfe 22 bzw. geringfügig unterhalb der Ankerköpfe 22 jeweils ein Druckkeil 17 angeordnet. Anstelle des Druckkeils 17 oder auch zusätzlich zu dem Druckkeil 17 kann eine zusätzliche Lasche vor dem verankerten Spundwandtal 11 angeordnet werden. Diese Lasche wird dann im Gegensatz zu der Lasche 16 hauptsächlich auf Druck beansprucht, während die Lasche 16 hauptsächlich auf Zug beansprucht wird, was auf die Anordnung der Erdanker 21 zurückzuführen ist.

Andererseits ist es auch denkbar einen zusätzlichen Druckkeil in dem unverankerten Tal 12 hinter der Lasche 16 anzuordnen.

Weiche der vorgeschlagenen Varianten der erfindungsgemäßen Gurtung letztendlich zur Anwendung kommen soll, entscheidet sich im wesentlichen nach den speziellen Gegebenheiten des Anwendungsfalls. In jedem Fall wird hier die aussteifende Wirkung auf die Spundwand durch das Zusammenwirken der einzelnen Spundbohlen mit den Gurtungselementen, d.h. den Laschen und/oder den Druckkeilen, erzielt. Bei verankerten Spundwänden ist es daher zweckmäßig vor der Verankerung zunächst die Gurtungselemente zu montieren, damit die Ankerkräfte in geeigneter Weise angreifen können.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die beanspruchte Erfindung keinesfalls auf das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Im Rahmen der Erfindung liegt bspw. auch die Realisierung einer Gurtung mit zweiseitig an der Spundwand angeordneten Gurtungselementen.

Claims (16)

Schutzansprüche

1. Gurtung für eine mit Spundbohlen (2 bis 6) erstellte Spundwand (1), wobei mehrere Spundbohlen (2 bis 6) über Schlösser (7 bis 10) verbunden sind und die Profile der so verbundenen Spundbohlen (2 bis 6) sogenannte Täler (11, 12) und Berge (13 bis 15) bilden, mit mehreren zumindest einseitig und im wesentlichen in einer Höhe an der Spundwand (1) befestigten Gurtungselementen (16, 17), wobei sich die einzelnen Gurtungselemente (16, 17) zumindest über die Länge eines Tales (11, 12) erstrecken,

dadurch gekennzeichnet, daß Laschen (16) als erste Gurtungselemente jeweils zumindest ein Tal (12) überbrückend, kraftschlüssig mit den dem Tal (12) benachbarten Bergen (14, 15) verbunden sind.

2. Gurtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (16) aus Stahlblech bestehen.

3. Gurtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (16) mindestens 3-100 cm breit sind.

4. Gurtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (16) mit den Spundwandbohlen (4, 6) verschweißt sind.

5. Gurtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen fortlaufend an der Spundwand befestigt sind, so daß sie eine durchgehende Lasche bilden.

6. Gurtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Druckkeile (17) als zweite Gurtungselemente in

zumindest einem Teil der Täler jeweils formschlüssig mit den beiden Flanken (18, 19) des Tales (11) angeordnet sind.

7. Gurtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkeile (17) aus Beton gefertigt, vorzugsweise gegossen, sind.

8. Gurtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkeile (17) mindestens 10 cm breit sind.

9. Gurtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Lagesicherung der Druckkeile (17) vorgesehen sind.

10. Gurtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spundbohlen festgeschweißte Bewehrungsstäbe (20) als Mittel zur Lagesicherung der Druckkeile (17) dienen.

11. Gurtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkeile in von Laschen überbrückten Tälern, hinter den Laschen angeordnet sind.

12. Gurtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Gurtungselemente an beiden Seiten der Spundwand befestigt sind.

13. Gurtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Spundwand (1) derart mit Hilfe von Erdankern (21) verankert ist, daß die Ankerköpfe (22) der Erdanker (21) im wesentlichen in einer Höhe, in nicht benachbarten Tälern (11) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (16) zumindest die unverankerten Täler (12) auf der Höhe der Ankerköpfe (22) überbrücken.

14. Gurtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkeile (17) zumindest in den verankerten Tälern (11) im Bereich der Ankerköpfe (22), vorzugsweise geringfügig unterhalb der Ankerköpfe (22), angeordnet sind.

15. Gurtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkeile (17) ca. 10 cm unterhalb der Ankerköpfe (22) angeordnet sind.

16. Gurtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Spundwand als Baugrubenverbau dient und an einzelnen Tälern und/oder Bergen angreifende horizontale Steifen zur Baugrubensicherung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen zumindest einen Teil der freien Täler vorzugsweise auf der Höhe der horizontalen Steifen überbrücken.