-
Spundbohle aus Stahlbeton Die Erfindung betrifft eine Stahlbetonspundbohle
mit gegliedertem Querschnitt.
-
Stahlbetonspundbohlen werden im Tief- und Wasserbau, besonders bei
der Herstellung von Uferwänden und Kaimauern, sowie für einige Sonderzwecke verwendet.
Sie müssen eine ausreichende Festigkeit und Elastizität besitzen sowie für den Einbau
in das Erdreich auf die erforderliche Tiefe durch Rammen, Spülen od. dgl. geeignet
sein. Ein weiteres Haupterfordernis ist, daß die Bohlen so ausgebildet sind, daß
sie einen guten gegenseitigen Anschluß gewährleisten, so daß die aus ihnen hergestellte
Wand dicht ist und z. B. das Auslaufen des Hinterfüllungsbodens verhindert.
-
Die bisher bekannten Stahlbetonspundbohlen mit meist vollem, rechteckförmigem
Querschnitt vermögen dieser Forderung nicht in allen Fällen gerecht zu werden. Dies
um so weniger, je länger die Bohlen sind und je größer ihr Profil ist. Infolge ihres
großen Gewichtes werden schwere Hebezeuge, Transporteinrichtungen und Rammgeräte
benötigt. Durch ihr großes Eigengewicht sind sie außerdem, besonders bei großer
Länge, außerordentlich biegungs;empfindlich. Das Verladen., Transportieren und Aufnehmen
an der Ramme sowie das Rammen selbst muß also besonders vorsichtig gehandhabt werden,
um Risse im Beton schon beim Einbau auf ein Mindestmaß zu beschränken. Solche Risse
bieten selbst als Haarrisse dem Wasser unerwünschten Zutritt zu den Stahleinlagen,
wodurch eine frühzeitige Zerstörung eingeleitet wird.
Durch ihren
massiven Querschnitt haben die Bohlen beim Einbringen einen besonders großen Verdrängungswiderstand
zu überwinden, so daß eine erhebliche Energie benötigt wird, die ebenfalls schwere
Rammbären und leistungsfähige Spüleinrichtungen erforderlich macht. Trotzdem ist
der Rammfortschritt meist gering.
-
Das Abdichten einer aus solchen Bohlen gebildeten Wand ist bisher
nicht zuverlässig möglich, besonders wenn der anstehende Boden hierfür ungünstig
und eine einwandfreie Stellung der Bohlen infolge schwerer Rammung in Frage gestellt
ist. Durchgehende Nut und. Feder werden nur selten und bei schwachen Wänden angewendet,
da hierbei überhaupt keine Möglichkeit der Nachdichtung besteht. Häufig erfolgt
die Dichtung durch einen mit Zementmörtel gefüllten Juteschlauch, der in die Aussparung
eingeführt wird, welche zwei gegeneinanderstoßende Nuten bilden. Auch diese Maßnahme
ist jedoch unsicher, da das geringste gegenseitige Versetzen der Bohlen in der Querrichtung
das Einbringen dieser Dichtung ersch-,vert.
-
Es fehlte nicht an Bemühungen, diese Nachteile der Stahlbetonspundbohlen
wenigstens teilweise auszuschalten. Durch die Ausführung aufgelöster Formen mit
T- oder 1-Profilen wurde zwar die Querschnittfläche besser ausgenutzt und damit
an Gewicht gespart. Die Nachteile z. B. rammtechnischer oder auch dichtungstechnischerArtkonnten
jedoch bisher nicht überwunden werden, so daß die Anwendung von solchen Stahlbetonspundbohlen
auf einzelne Bauausführungen beschränkt blieb. Es wurde auch versucht, die Dichtigkeit
durch Einbau von Stahlschlössern zu verbessern. Auch diese Maßnahme hatte jedoch
nicht den gewünschten Erfolg, da die Stahlbetonspundbohlen wegen ihrer großen Masse
und geringen Nachgiebigkeit in der Längsrichtung der Wand während der Rammung, nicht
zu halten waren und aus den Schlössern sprangen.
-
Es ist ferner eine Stahlbetonspundbohle mit etwa rechteckigem Hohlquerschnitt
bekanntgeworden, die auf der einen Seite bündig mit den Außenwandungen vorspringende
Klauen und auf der anderen Seite von den Außenwandungen entsprechend zurückgesetzte
Klauen aufweist. In rammtechnischer Hinsicht brachte aber auch diese Bohle keine
Vorteile, da sich beim Einrammen in der von den vier Seitenwandungen umschlossenen
mittleren Zelle jeder Bohle eine starke Verspannung des Bodens ergibt, wodurch der
Verdrängungswiderstand wesentlich erhöht wird. Die bekannte Bohle kann daher, insbesondere
für große Tiefen, nur eingespült werden. Außerdem müssen die Klauen der bekannten
Bohle bzw. deren Anschlußstellen an die Bohlenwandungen sehr stark bewehrt werden,
was insbesondere bei den gegenüber den Bohlenwandungen zurückgesetzten Klauen erhebliche
Schwierigkeiten bereitet.
-
Es ist weiterhin eine rinnenförmige Spundbohle bekanntgeworden, die
beim Einsetzen mit der Nachbarbohle eine an den Seiten geschlossene Zelle bildet.
Diese bekannte Bohle ist an den Rändern des Bohlenrückens mit Wulsten versehen,
die von Klauen umgriffen werden, die an den freien Rändern der Bohlenschenkel angeordnet
sind. Diese Ausbildung der Bohle setzt voraus, daß die Bohlen unbedingt mit den
Wulsten, d. h. mit dem Bohlenrücken in der Rammrichtung liegend, gerammt oder sonstwie
eingetrieben werden müssen, so daß beim Einrammen einer äuf eine vorher eingerammte
Bohle-folgenden-Bohle ähnlich wie bei Bohlen mit rechteckigem Querschnitt eine starke,
die Rammung behindernde Verspannung des Bodens in der beim Rammen entstehenden Zelle
hervorgerufen wird. Im übrigen kann diese bekannte Bohle, falls sie aus einheitlichem
Werkstoff hergestellt werden soll, wegen der zur Abdichtung und gegenseitigen Führung
unbedingt erforderlichen Wulste und Klauen praktisch nur aus Eisen oder Stahl hergestellt
werden. Falls die Bohle aber, wie unter anderem auch vorgeschlagen, aus Stahlbeton
bestehen soll, müßten mindestens die Klauen und Wulste (Schlösser) wegen ihrer feingliedrigen
Querschnitte aus Stahl bestehen. Damit würde aber der bereits im Zusammenhang mit
Stahlbetonspundbohlen und Stahlschlössern erwähnte Nachteil auftreten, daß die Bohlen
beim Rammen leicht aus den Schlössern springen.
-
Da im allgemeinen dem Einrammen von Spundbohlen gegenüber dem Einspülen
der Vorzug gegeben wird und die bekannten Stahlbetonspundbohlen aus den angegebenen
Gründen nur schwer rammbar sind und da außerdem bei den neuzeitlichen hohen Kaien
und Ufermauern die einwandfreie Dichtung der Spundwand eine ausschlaggebende Rolle
spielt, ist daher die Stahlbetonspundbohle, besonders diejenige größerer Abmessungen,
durch die Spundbohle aus Stahl weitgehend verdrängt worden. Auch eine Weiterentwicklung
ist bis auf Einzelfälle unterblieben.
-
Durch die Erfindung soll der Anwendungsbereich von Stahlbetonspundbohlen
erweitert werden. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Stahlbetonspundbohle
zu schaffen, bei der die obengenannten Nachteile vermieden sind und die demgemäß
in erster Linie eine verbesserte Rammfähigkeit aufweist, dabei aber auch vorteilhaft
einspülbar ist, die ferner im Vergleich zu Stahlbetonspundbohlen mit vollem oder
etwa rechteckigem Hohlquerschnitt bei gleichen Längen und Querschnittsabmessungen
ein geringeres Eigengewicht besitzt und im Vergleich zu der erwähnten rinnenartigen
oder U-förmigen Bohle mit Wulsten und Klauen eine wesentlich einfachere Querschnittsgestaltung
aufweist, deren Elastizität bei Verminderung bzw. Ausschaltung der Rissegefahr erhöht
ist und die schließlich bei wirtschaftlicher Gestaltung und Anwendung die Herstellung
einer vollkommen dichten Wand ohne irgendwelche feingegliederten Schloßteile gestattet:
Die Erfindung geht dabei von einer Spundbohle aus Stahlbeton aus, die, wie oben
erwähnt, rinnenförmig gestaltet ist, d. h. auf ihrer gesamten Länge U-förmigen oder
U-ähnlichen Querschnitt hat, und deren Bohlenrücken mit der Nachbarbohle eine an
den
Seiten geschlossene Zelle bildet. Die Erfindung besteht darin, daß die Bohle einen
in der Rammrichtung zur Nachbarbohle hin offenen Querschnitt hat, an dessen den
Bohlenrücken bildenden Steg eine glatt durchgehende Feder ausgebildet ist, deren
Breite dem lichten Abstand der bis zum freien Rand ebenfalls glatt durchgehenden
Schenkel entspricht und dessen Schenkel, deren Außenflächen in parallelen Ebenen
liegen, an den unteren Enden in an sich bekannter Weise zu dem Bohlenrücken hin
fallend abgeschrägt sind.
-
Auf diese Weise ausgebildete Bohlen haben bei etwa gleichem Tragvermögen
ein wesentlich geringeres Eigengewicht als die bisher verwendeten Bohlen mit vollem
oder hohlem Rechteckquerschnitt. Diese Eigenge'vvichtsverminderung wirkt sich günstig
auf die Biegebeanspruchung der Bohle beim Transport und Hochnehmen an der Ramme
oder einem sonstigen Hebegerät aus. Sie vermindert die Rissegefahr des Betons und
ermöglicht die Verwendung längerer Bohlen als bisher. Gegenüber der bekannten rinnenartigen
Bohle mit Wulsten und Klauen weist die Bohle nach der Erfindung einen wesentlich
einfacher gegliederten Querschnitt auf und läßt sich daher leicht einheitlich aus
Stahlbeton herstellen. Die -aus den neuen Bolhlen zusammengesetzte Wand hat trotz
des gegliederten Querschnittes der Einzelbohlen den gleichen Vorzug beidseitig vollkommen
geschlossener und ebener Wandflächen, wie dies bei den Wänden aus rechteckigen Massiv-
oder Hohlbohlen der Fall ist.
-
Die neue Spundbohle läßt sich aber erheblich leichter rammen als eine
Massiv- oder Hohlbohle gleicher Stärke und gleicher Länge. Der Verdrängungswiderstand
beim Rammen ist geringer, und außerdem ist die Verspannung des Bodens infolge des
einseitig offenen U-Profils geringer als bei einer allseitig geschlossenen Hohlbohle
oder bei einer rinnenartigen oder im Querschnitt U-förmigen Bohle, die mit dem Bohlenrücken
in der Rammrichtung liegend gerammt werden muß. Die schweren Betonpfahlrammen früherer
Jahre können daher durch leichtere Rammgeräte ersetzt werden, was besondere wirtschaftliche
Vorteile bringt. Die Bohlen können aber auch leicht eingespült oder das Einrammen
durch Einspülen oder Rütteln unterstützt werden, wobei die Führung der Spüllanzen
zwischen den Schenkeln des U-Profils besonders günstig ist. Durch die Abschrägung
des Bohienfußes in der Rammrichtung wird die neue Bohle . infolge des Erdwiderstandes
beim Rammen an die bereits gerammte Wand angepreßt: Gemäß der weiteren Erfindung
ist der Bohlensteg außerdem am unteren Ende kurz oberhalb der Schneide an beiden
Breitseiten mit keilförmigen Verdickungen versehen. Dabei ist die Ausbildung vorzugsweise
derart, daß die Schneide des Steges außerhalb der Stegmitte entgegengesetzt zur
Rammrichtung über den Stegrücken hervortretend angeordnet ist und die rückwärtige
Keilverdickung des Steges unmittelbar in der Schneide endet, die vordere Keilverdickung
aber durch eine nach der Schneide abfallende Schräge mit dieser verbunden ist, die
sich nach oben an die Abschrägung der Bohlenschenkel anschließt.
-
Durch diese Ausbildung der Bohle, die mit gleichem Vorteil.bei allen
Spundbohlen mit zellenbildenden Stegen angewendet werden kann, wird erreicht, daß
der Keil am Bohlenrücken als Zellenräumer wirkt und eine Bodenverspannung zwischen
den Schenkeln der bereits gerammten Bohle verhindert. Quer gerichtete Kräfte innerhalb
, der ZellenwerdendadurchmitSicherheitvermieden. Der Rammwiderstand wird so noch
weiter verringert und das Anpressen der zu rammenden Bohle an die gerammte Bohle
erleichtert. Durch den Keil an der Innenseite des Steges wird zusätzlich einer Verspannung
des Bodens zwischen den Schenkeln der zu rammenden Bohle entgegengewirkt, so daß
diese schon beim Rammen keine übermäßigenBiegebeanspruchungen erfahren und der Rammwiderstand
für die nachfolgende Bohle geringer wird. Zweckmäßig werden auch diese Bohlen in
bekannter Weise staffelförmig eingebaut.
-
Die Bohlen gemäß der Erfindung werden weiterhin auf ihrer ganzen Länge
durch eine breite Feder geführt, die zwischen den Flanschen der bereits gerammten
Bohle verläuft. Durch ihre geschützte Lage und gedrungene Form ist diese Feder gegen
Beschädigungen beim Rammen usw. praktisch unempfindlich. Diese durchgehende Führung,
in Verbindung mit den Maßnahmen zum gegenseitigen Anpressen der Bohlen während der
Rammung, bewirkt bereits eine weitgehend dichte Wand. Innerhalb der Wand entstehen
zwischen je zwei Bohlen geschlossene Zellen ausreichend großen Querschnitts, die
durch geeignete Maßnahmen entleert werden können (Ausspülen, Ausbohren u. a.). Sie
erlauben, den Zustand und die Stellung der Bohle nachträglich festzustellen und
durch Einfüllen eines geeigneten Dichtungsmaterials, z. B. Kontraktorbeton, Ton,
Lehm od. dgl., eine einwandfrei dichte Wand herzustellen.
-
Ein Teil oder sämtliche Zellen der, Spundwand können aber auch mit
einem geeigneten Filtermaterial, z. B. Mischkies, das zweckmäßig nur in einer bestimmten
Höhenlage eingebaut wird, gefüllt werden. Hierdurch wird bewirkt, daß der Boden
hinter der Spundwand entwässern kann und ein Wasserüberdruck beseitigt wird, was
für alle Ufermauern und Kaiwände statisch, konstruktiv und wirtschaftlich von besonderem
Vorteil ist.
-
Die neue Stahlbetonspundbohle kann in bekannter Weise schlaff bewehrt
sein, sie kann aber auch als vorgespannte Bohle ausgebildet sein. Die Ausführung
in Spannbeton wird dann besonders bevorzugt werden, wenn lange und hochbeanspruchte
Bohlen erforderlich sind, besonders im Hinblick darauf, daß dann die Bohlen vollkommen
rissefrei eingebaut werden können.
-
Der U-förmige oder U-ähnliche Querschnitt bietet auch für den Spannbeton
wirtschaftliche Vorteile, da mit gleicher Vorspannkraft eine wirksamere Vorspannung
erreicht wird als bei vollen Rechteckquerschnitten. Die Herstellung der Vorspannung
kann
entweder vor oder nach dem Einbau der Bohle durchgeführt werden. Es kann aber auch
zweckmäßig sein, einen Teil der Vorspannung schon für die Beanspruchung der Bohle
beim Transport und beim Einbau einzuleiten, den Rest jedoch nach dem Einbau, aber
vor dem Hinterfüllen bzw. Freibaggern der Wand, also vor der Belastung der Bohle
im endgültigen Zustand.
-
Das Einbinden des Spundbohlenkopfes in ein Bauwerk sowie die Verankerung
einer aus Bohlen gemäß der Erfindung gebildeten Wand geschieht in bekannter Weise.
Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgedanken.
-
Abb. i zeigt ein Teilstück einer aus den neuen Bohlen hergestellten
Wand im Horizontalschnitt mit Blickrichtung zur Spitze der Bohlen; Abb.2 stellt
den Kopf- und den Fußteil der neuen Bohle im Längsschnitt dar; die aus der Abbildung
ersichtliche Querschnittsverminderung des Bohlenkopfes ist für das Aufsetzen der
Rammhaube erforderlich; Abb. 3 zeigt die Ansicht des Fußteiles einer aus den neuen
Bohlen gebildeten Wand mit staffelförmiger Stellung der Bohlen; Abb.4 veranschaulicht
als Beispiel den Querschnitt einer Bohle mit schlaffer Bewehrung; Abb. 5 zeigt als
Beispiel den Querschnitt einer Bohle mit Vorspannbewehrung.
-
Die- Bohle besteht aus dem Bohlensteg i, den beiden Flanschen :2 und
der Feder 3. Die keilförmige Verstärkung 4 auf der Innenseite des Steges und der
Außenseite der Feder am Bohlenfuß wirkt als Zellenräumer und verhindert damit die
Bodenverspannung in den Zellen 5. Der offene Teil des U-Querschnittes der Bohlen
zeigt in die Einbau-und Rammrichtung 6 (Pfeilrichtung). Die Bewehrung der Bohle
besteht in bekannter Weise aus der Spiral- oder Bügelbewehrung 7 mit der schlaffen
Längsbewehrung 8, die bei Ausführung in Spannbeton schwächer gehalten und durch
gerade Spannglieder 9 oder gebogene Spannglieder io bzw. durch gerade und gebogene
Spannglieder ergänzt wird. Die Bohlen werden zweckmäßig, wie bei i i dargestellt,
staffelförmig eingebaut. Die geschlossenen Zellen 5 können zur Herstellung einer
vollkommenen Dichtung mit Kontraktorbeton oder einem anderen geeigneten Dichtungsmittel
12 oder zur Ausbildung eines Filters mit Mischkies 13 ausgefüllt sein.