EP0218987A2

EP0218987A2 - Verfahren zum Setzen eines Einbauteils durch eine Spundwand in eine Bodenformation mit drückendem Wasser sowie Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: EP0218987A2
Application number: EP86113463A
Authority: EP
Inventors: Widmann Aktiengesel Dyckerhoff
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1987-04-22
Also published as: DE3535320A1; EP0218987A3; JPS6286226A

Abstract

Um ein Einbauteil, z.B. einen Ankerstab (10) für einen Verpreßanker, durch eine Spundwand (1) in eine Bodenformation (14) mit drückendem Wasser (3) einbringen zu können, wird zunächst im Boden hinter der Spundwand ein Dichtpfropfen (2) aus injiziertem erhärtendem Material hergestellt. Anschließend wird in der Spundwand (1) eine Einrichtung mit einer ersten Dichtung (6) angebracht, durch die ein Vortreibrohr (8) mit wasserdichter, verlorener Spitze (9) eingetrieben wird. In das Vortreibrohr (8) wird ein Ankerstab (10) eingeführt. Eine zweite Dichtung (12) zwischen Vortreibrohr (8) und Ankerstab (10) verhindert das Austreten von drückendem Wasser (3). Beim Ziehen des Vortreibrohrs (8) wird der dabei entstehende Hohlraum über eine Verpreßleitung (13) mit erhärtendem Material verpreßt, das einen Verpreßkörper (17) bildet. Dabei wirkt der Verschlußpfropfen (2) als dritte Dichtung gegen das drückende Wasser (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen eines stab-, draht- oder rohrförmigen Einbauteils, z.B. eines Ankerstabes für einen Verpreßanker, durch eine Wand, insbesondere eine Spundwand in eine Bodenformation mit drückendem Wasser, wobei an bzw. in der Spundwand eine Einrichtung angebracht wird, die eine Öffnung mit einer ersten Dichtung aufweist, durch diese Öffnung ein Vortreibrohr mit wasserdichter, verlorener Spitze wasserdicht eingetrieben wird, in das Vortreibrohr das Einbauteil eingebracht wird, das Vortreibrohr gezogen und der dabei entstehende Hohlraum mit einem Verpreßgut, z.B. einem erhärtenden Material verpreßt wird, wobei eine zweite Dichtung zwischen Vortreibrohr und Einbauteil das Austreten von drückendem Wasser verhindert sowie weiterhin Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art zur Anwendung bei betonierten Schlitzwänden oder dergleichen ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 54 764 bekannt. Hierbei wird bereits bei der Herstellung der Schlitzwand eine spezielle Durchführungshülse einbetoniert, die mindestens einen, vorzugsweise zwei Dichtungsringe aufweist. Durch diese Hülse und mit Hilfe der Dichtungsringe abgedichtet wird dann zunächst ein Vortreibrohr mit wasserdichter Spitze bis zur Solltiefe vorgetrieben. In das Vortreibrohr wird dann das eigentliche Einbauteil, beispielsweise ein Zugglied für einen Verpreßanker eingesetzt, wobei eine zweite Dichtung zwischen dem Ankerzugglied und dem Vortreibrohr das Austreten von drückendem Wasser verhindert. Anschließend wird das Vortreibrohr gezogen, wobei dessen Spitze im Erdreich zurückbleibt; zugleich wird der Hohlraum im Erdreich mit einem erhärtenden Material verpreßt. Der Dichtring, der sich in der Durchführungshülse befindet, muß so ausgebildet sein, daß er nicht nur gegenüber dem Vortreibrohr, sondern nach dem Ziehen desselben auch gegenüber dem Ankerzugglied so weit abdichtet, daß ein Austreten des drückenden Wassers sicher verhindert wird. Die Querschnitte von Vortreibrohr und Ankerzugglied sollten sich deshalb möglichst wenig voneinander unterscheiden.
Die endgültige Dichtung zwischen der Durchführungshülse und dem Ankerzugglied wird durch einen speziellen zylindrischen Dichtring erreicht, der mittels einer Ringscheibe und einer Hülse in axialer Richtung so weit zusammengepreßt wird, daß er den Zwischenraum zwischen der Durchführungshülse und dem Ankerzugglied endgültig abdichtet.
Bei einer Variante dieses Verfahrens gemäß der DE-OS 28 00 370 wird das Vortreibrohr so weit zurückgezogen, bis sich sein Ende etwa in der Mitte der Durchführungshülse befindet. Sodann wird der Hohlraum zwischen dem Ankerzugglied und der Durchführungshülse über eine zuvor in die Schlitzwand einbetonierte Verpreßleitung mit Kunststoff verpreßt. Dieser Kunststoffpfropfen soll verhindern, daß bei völlig gezogenem Vortreibrohr das drückende Wasser austreten kann. Die endgültige Abdichtung erfolgt auch hier wieder durch einen zylindrischen Dichtring, der mit Hilfe einer Ringscheibe und einer Hülse in axialer Richtung so weit zusammengepreßt wird, daß er den Zwischenraum zwischen der Durchführungshülse und dem Ankerzugglied endgültig abdichtet.
In beiden Fällen erfolgt die endgültige Abdichtung durch den axial zusammengepreßten Dichtring, während die Lippendichtung bzw. der Kunststoffpfropfen nur als Hilfsdichtung während der Montage dienen. Außerdem sind diese Verfahren nur für Schlitzwände oder dergleichen brauchbar, die eine nicht unerhebliche Wanddicke aufweisen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches für alle Arten von Wänden, insbesondere aber für Stahlspundwände geeignet ist und bei dem eine größere Sicherheit gegen einen eventuellen Austritt von drückendem Wasser erreicht wird.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß zunächst die Spundwand verstärkt, sodann die Einrichtung mit der ersten Dichtung montiert und die Öffnung in der Spundwand hergestellt werden, daß in den beim Ziehen des Vortreibrohres entstehenden Hohlraum das Verpreßgut, z.B. erhärtendes Material zur Bildung eines Verpreßkörpers bis zu einer dritten Dichtung eingebracht wird, die sich wirkungsmäßig vor der zweiten Dichtung befindet und daß schließlich der Hohlraum zwischen der dritten Dichtung und der Spundwand ebenfalls mit Verpreßgut, z.B. mit erhärtendem Material, verpreßt wird.
Gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Verstärkung der Spundwand hinter diese erhärtendes Material injiziert, das einen als dritte Dichtung wirkenden Verschlußpfropfen bildet. Nach der Bildung dieses Verschlußpfropfens kann in der Spundwand eine Öffnung erzeugt und an bzw. in diese Öffnung als erste Dichtung eine mit einer Durchbrechung und einer umlaufenden Dichtung versehene Grundplatte montiert werden.
Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß der Verschlußpfropfen nicht nur eine Verstärkung der Spundwand, sondern auch eine Dichtung bildet, so daß die Spundwand danach problemlos durchbohrt werden kann. Wenn danach auch der Verschlußpfropfen durchbohrt wird, wird die Abdichtung gegen das drückende Wasser durch die Grundplatte bewirkt, die eine Art Stopfbuchse bildet. Beim Ziehen des Vortreibrohres mit gleichzeitigem Verpressen des Hohlraums zwischen dem Einbauteil und der Bohrlochwand erfolgt auch eine Abdichtung zwischen dem Einbauteil und dem Verschlußpfropfen, so daß danach das Vortreibrohr aus der Stopfbuchse herausgezogen werden kann, ohne ein Austreten von Wasser befürchten zu müssen. Nach Abschluß der Arbeiten, bei Herstellung eines Verpreßankers nach erfolgtem Spannen des Ankerzugglieds und Verankerung desselben gegenüber der Grundplatte wird der verbliebene Hohlraum zwischen dem Verschlußpfropfen und der Spundwandrückseite mit einem sekundären erhärtenden Verpreßmaterial endgültig abgedichtet.
Bei einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an der Wand eine Bohrschleuse angebracht, die aus einer Grundplatte mit einem Anschlußrohrstück, einem Absperrschieber und einer Stopfbuchse als erste Dichtung besteht; sodann wird die Spundwand mittels eines wasserdichten, durch die Stopfbuchse geführten Kernbohrrohrs durchbohrt, wobei nach dessen Zurückziehen bis zum Einführen des Vortreibrohres der Absperrschieber das Austreten von Wasser verhindert und schließlich mit dem Einbauteil als dritte Dichtung eine aktivierbare Dichtung eingebaut, die nach dem Ziehen des Vortreibrohres aktiviert wird und das Bohrloch gegen das Anschlußrohrstück abdichtet.
Dabei können nach dem Aktivieren der dritten Dichtung der Absperrschieber und die Stopfbuchse abgebaut und durch eine gegen eine Ankerplatte wirkende Verankerung des Einbauteils ersetzt werden.
Der Vorteil dieses Verfahrens, bei dem die Verstärkung der Spundwand im wesentlichen durch die aufgesetzte Grundplatte und mit dieser verbundene Traversen erreicht wird, besteht darin, daß die endgültige dritte Dichtung eine aktivierbare Dichtung ist, die mit dem Einbauteil eingebaut und später aktiviert werden kann. Dabei kann der Verpreßkörper unmittelbar bis an diese Dichtung herangeführt werden.
Bei beiden Verfahrensvarianten besteht keine Beschränkung hinsichtlich der Verhältnisse der Durchmesser von Ankerzugglied und Vortreibrohr und erfolgt die endgültige Abdichtung zwischen Ankerzugglied und Spundwand mit Hilfe von dauerhaften erhärtenden Verpreßmaterialien.
Auch beim Setzen von Verpreßankern durch Spundwände hindurch in Erdformationen mit drückendem Wasser besteht die Gefahr, daß die hierzu erforderlichen Einrichtungen auf dër Luftseite der Spundwand wenigstens zeitweise unter Wasser geraten, wie z.B. bei wechselndem Wasserspiegel. Es besteht aber auch oft die Notwendigkeit, grundsätzlich unter Wasser zu arbeiten, wie beispielsweise bei Kaimauern, Uferbefestigungen oder dergleichen. Um zu verhindern, daß in einem solchen Fall die Arbeit immer wieder unterbrochen werden muß, wird nach der Erfindung zur Schonung von Material und Bedienungspersonal sowie zur Beschleunigung der Arbeiten vorgeschlagen, vor dem Öffnen der Spundwand an dieser eine Arbeitskammer wasserdicht zu befestigen.
Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren mit seinen Varianten nicht ohne daran angepaßte Vorrichtungen ausgeführt werden kann. Derartige Vorrichtungen anzugeben, ist deshalb ebenfalls Aufgabe der Erfindung.
Eine solche zur Durchführung der ersten Verfahrensvariante geeignete Vorrichtung besteht aus einer an der Spundwand wasserdicht zu befestigenden Grundplatte mit einer nach Art einer Stopfbuchse von einer umlaufenden Dichtung umgebenen Durchbrechung. Diese Grundplatte kann mindestens ein Ventil zum Einpressen von erhärtendem Material aufweisen.
Speziell für die zweite Verfahrensvariante geeignet ist eine Vorrichtung, die sich durch eine an der Spundwand wasserdicht zu befestigende Bohrschleuse aus einer Grundplatte mit einer Durchbrechung, an der ein Anschlußrohrstück, ein Absperrschieber und eine Stopfbuchse befestigt und zwischen dem Absperrschieber und der Stopfbuchse ein zentrierbares Lager für ein Kernbohrrohr angeordnet sein.
Bei dieser Vorrichtung ist zweckmäßig auf dem Einbauteil als dritte Dichtung eine aktivierbare Dichtung dicht befestigt, die im abgesenkten Zustand des Einbauteils im Bereich des Anschlußrohrs liegt, während in der aktivierbaren Dichtung Öffnungen zum dichten Hindurchführen einer Verpreßleitung sowie gegebenenfalls einer Nachverpreßleitung und der zugehörigen Entlüftungsöffnungen vorgesehen sind.
Der Vorteil dieser Bohrschleuse besteht vor allem darin, daß ein Absperrschieber vorgesehen ist, der das drückende Wasser zurückhält, nachdem durch das wasserdichte Kernbohrrohr die Öffnung in der Spundwand erzeugt wurde, bevor das Vortreibrohr mit meist geringerem Durchmesser in die Stopfbuchse eingeführt und diese dem Durchmesser des Vortreibrohrs angepaßt wurde.
Bei beiden Verfahrensvarianten wird als zweite Dichtung auf das Einbauteil zweckmäßig ein Dichtteller dicht aufgesetzt, der gegen die Innenwand des Vortreibrohrs abdichtet und in dem Öffnungen zum dichten Hindurchführen einer Verpreßleitung sowie gegebenenfalls einer Nachverpreßleitung und Entlüftungsöffnungen vorgesehen sind. Dieser Dichtteller weist an seinem Außenumfang einen in eine umlaufende Nut eingesetzten Dichtring auf. Die Entlüftungsöffnungen können verschließbar sein.
Eine geeignete Vorrichtung in Form einer als wasserdichte Raumzelle ausgebildeten Arbeitskammer zur Durch- und Weiterführung der Arbeiten auch unter Wasser zeichnet sich durch eine in das Wasser absenkbare und an der Spundwand dicht anschließbare Raumzelle aus, die in der der Spundwand zugekehrten Außenwand eine Arbeitsöffnung aufweist, wobei um diese Arbeitsöffnung herum mindestens eine umlaufende Dichtung aus elastischem Material angeordnet und das Profil der der Spundwand zugekehrten Außenwand der Raumzelle sowie der Dichtungen dem Profil der Spundwand angepaßt ist.
Zweckmäßig sind zwei parallel zueinander angeordnete Dichtungen vorgesehen und ist der zwischen diesen gebildete Zwischenraum lenzbar. Die Dichtungen selbst können an einem Dichtrahmen angeordnet sein, der die Arbeitsöffnung umschließend wasserdicht an der Außenwand der Raumzelle anbringbar ist. Dies schafft die Voraussetzung dafür, daß die Dichtung an unterschiedliche Spundwandprofile anpaßbar ist. Die Arbeitsöffnung ist zweckmäßig von innen durch eine Verschlußplatte wasserdicht verschließbar.
Die Raumzelle selbst kann an einer Hängevorrichtung anbringbar und ballastierbar sein. Sie kann auch mit Anpreßvorrichtungen zum Positionieren gegen die Spundwand versehen sein. Dabei sind zweckmäßig zwei Anpreßvorrichtungen an der Decke und am Boden der Raumzelle vorgesehen. Jede Anpreßvorrichtung kann einen in horizontaler Richtung parallel zur Spundwand verschiebbaren Träger mit Haltevorrichtung aufweisen, der mittels Stempeln gegen die Spundwand bewegbar ist.
Um die Raumzelle für Personal begehbar und mit Material beschickbar zu machen ist sie zweckmäßig mit einem Standrohr versehen, dessen Einstiegsöffnung bis über den Wasserspiegel reicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen die

Fig. 1 und 2 zwei Bauzustände während des Ablaufs der ersten Verfahrensvariante, die
Fig. 3 bis 8 verschiedene Bauzustände während des Ablaufs der zweiten Verfahrensvariante,
Fig. 9 einen Längsschnitt und
Fig. 10 einen Querschnitt durch einen als zweite Dichtung wirkenden Dichtteller zwischen Einbauteil und Vortreibrohr,
Fig. 11 einen Vertikalschnitt durch eine wasserdichte Arbeitskammer vor der Spundwand,
Fig. 12 eine Ansicht der der Spundwand zugewandten vorderen Stirnwand der Arbeitskammer,
Fig. 13 einen Horizontalschnitt durch die an die Spundwand angesetzte Arbeitskammer gemäß der Linie XIII-XIII in Fig. 12 und
Fig. 14 einen Vertikalschnitt durch die an die Spundwand angesetzte Arbeitskammer gemäß der Linie XIV-XIV in Fig. 12.

Die erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann anhand der Fig. 1 und 2 erläutert werden. Sie zeigen in einem schematischen Querschnitt eine durch eine Spundwand 1 gehaltene Bodenformation 14 mit hohem Grundwasserspiegel 3, die durch Verpreßanker gesichert werden soll. Die hierzu erforderlichen Maßnahmen müssen somit gegen den in der Bodenformation herrschenden Wasserdruck durchgeführt werden.
Dabei werden zunächst in die zu sichernde Spundwand 1 Injektionsöffnungen 7 gebohrt und durch Injizieren der Bodenformation 14 hinter der Spundwand 1 zum Beispiel mittels Zementmörtel ein Dichtpfropfen 2 hergestellt. Dieser Dichtpfropfen 2 bewirkt einerseits eine Verstärkung der Spundwand und hat zugleich eine dichtende Funktion. Im Schutze dieses Dichtpfropfens 2 kann dann die Spundwand 1 geöffnet werden. In die Öffnung wird dann eine stählerne Grundplatte 5 eingesetzt und zum Beispiel durch Schweißen wasserdicht an die Spundwand 1 angeschlossen. Die Grundplatte 5 besitzt eine zentrale Durchgangsöffnung, die mit einem umlaufenden Dichtring 6 versehen ist. Die Grundplatte 5 kann auch auf die Spundwand 1 aufgesetzt werden.
An der Grundplatte 5 wird dann eine Vortreibvorrichtung 18 mit einem Gestänge 19 befestigt. Mittels dieser Vortreibvorrichtung 18 wird ein Vortreibrohr 8 mit einer wasserdichten Spitze 9 durch die Durchgangsöffnung in der Grundplatte 5 hindurch schußweise in die Bodenformation 14 vorgetrieben; der Dichtring 6 legt sich dabei an das Vortreibrohr 8 an und bildet so eine nach Art einer Stopfbuchse wirkende erste Dichtung.
Sobald die Solltiefe erreicht ist, wird in das Vortreibrohr ein Einbauteil, beispielsweise ein Ankerstab 10 eingeführt. Der Ankerstab 10 trägt an seinem erdseitigen Ende eine Verkralleinrichtung 11. An seinem luftseitigen Ende, also an einer Stelle, die in abgesenkter Lage kurz hinter der Grundplatte 5 zu liegen kommt, ist auf dem Ankerstab 10 ein Dichtteller 12 befestigt. Dieser Dichtteller 12, der in den Fig. 9 und 10 in größerem Maßstab dargestellt ist, dichtet den Ankerstab 10 gegenüber dem Vortreibrohr 8 ab; er bildet eine zweite Dichtung. Durch den Dichtteller 12 sind bis zum Ankerfuß reichend eine Verpreßleitung 13 und eine Nachverpreßleitung 15 mit den entsprechenden Entlüftungsöffnungen bzw. -leitungen wasserdicht hindurchgeführt.
Das Vortreibrohr 8 wird nunmehr durch die Verpreßleitung 13 bis zum Dichtteller 12 mit einem erhärtenden Material, z.B. Zementmörtel, gefüllt. Danach wird das Vortreibrohr 8 zunächst nur um eine kurze Strecke gezogen; dabei bleibt die Bohrspitze 9 im Erdreich zurück, während sich die Verkralleinrichtung 11 im Boden festsetzt. Unter ständigem Nachpressen von erhärtendem Material wird sodann das Vortreibrohr 8 stetig zurückgezogen, bis sich sein Ende kurz vor dem Dichtteller 12 befindet; dabei entsteht ein den Ankerstab 10 umgebender Verpreßkörper 17, der bis in den Dichtpfropfen 2 hineinreicht.
Nunmehr wird durch in der Grundplatte 5 vorgesehene Ventile 21 eine schnell erhärtende Dichtmasse 22, z.B. wiederum Zementmörtel, in den freien Raum zwischen der Spundwand 1 und dem Dichtpfropfen 2 gepreßt. Nach dem Erhärten dieser Dichtmasse 22 kann das Vortreibrohr 8 völlig herausgezogen werden. Die Verpreßleitung 13 und die zugehörige Entlüftungsleitung werden gekappt; die Nachverpreßleitung 15 und die zugehörige Entlüftungsleitung werden freigelegt. Nach Erhärten des Verpreßkörpers 17 kann über die Nachverpreßleitung 15 mit Zementleim nachverpreßt werden; danach können auch die Nachverpreßleitung 15 und die Entlüftungsleitung am Ankerkopf gekappt und der Dichtteller 12 ausgebaut werden.
Zur Herstellung der Verankerung wird abschließend auf die Grundplatte 5 eine Traverse 16 aufgesetzt und wasserdicht an der Spundwand 1 bzw. der Grundplatte 5 befestigt. Sodann kann der Ankerstab 10 gespannt und mittels einer Ankermutter 23 samt Unterlegscheibe 24 verankert werden.
Die Fig. 9 und 10 zeigen in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt durch den Ankerkopf im Bereich des Dichttellers 12. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Ankerstab 10 aus einem Stahlstab mit warmgewalzten, schraubenlinienförmig verlaufenden und ein Teilgewinde bildenden Kraftübertragungsrippen 20. Der Dichtteller 12 ist mit einem entsprechenden Innengewinde versehen, so daß er durch Aufschrauben auf den Ankerstab 10 an einer bestimmten Stelle auf diesem fixiert werden kann. Diese Fixierung muß mit möglichst geringem Spiel erfolgen und wasserdicht sein. In einer Stirnnut am Umfang des Dichttellers 12 befindet sich eine Ringdichtung 25, die gegen die Innenwand des Vortreibrohrs 8 dichtet, ohne die zum Ziehen des Vortreibrohres notwendige Längsbewegung zu behindern.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Dichtteller 12 vier Durchgangsöffnungen 26, 27, 28 und 29. Die Durchgangsöffnungen 26 und 28 nehmen die Verpreßleitung 13 und eine Nachverpreßleitung 15 auf. Die beiden anderen Durchgangsöffnungen 27 und 29 dienen als Entlüftungsöffnungen und sind zu diesem Zweck mit - in der Zeichnung nicht dargestellten - Verschlüssen ausgerüstet, die nur beim Verpressen geöffnet werden.
Die zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Fig. 3 bis 8 erläutert.
Bei diesem Verfahren wird an der Spundwand 1 eine Art Bohrschleuse wasserdicht befestigt, die eine Grundplatte 5 aufweist, auf der ein Anschlußrohr 35 und eine Traverse 36 mit einer der späteren Einbaurichtung des Ankers entsprechenden Neigung befestigt sind. Die Grundplatte 5′ mit dem Anschlußrohr 35 und der Traverse 36 werden zweckmäßig vorweg miteinander verbunden und insgesamt an der Spundwand befestigt. Auf den Flansch des Anschlußrohrs 35 wird ein Absperrschieber 37 montiert; auf den Absperrschieber 37 folgt ein radial justierbares Lager 38 für einen Kernbohrer 40 und auf dieses eine Stopfbuchse 6′ als erste Dichtung.
Fig. 3 zeigt den Zustand, in dem bei geöffnetem Absperrschieber 37 ein Kernbohrrohr 40 durch die Stopfbuchse 6′ hindurch eingebracht wird, um die Spundwand 1 zu durchbohren. Die Stopfbuchse 6′ bewirkt dabei die Abdichtung gegen äußeres Wasser.
Nach dem Durchbohren der Spundwand 1 wird das Kernbohrrohr 40 bis in die Stopfbuchse 6′ zurückgezogen, so daß bei noch wirksamer erster Dichtung der Absperrschieber 37 geschlossen werden kann (Fig. 4). Das Kernbohrrohr 40 wird sodann gegen ein Vortreibrohr 8 mit wasserdichter Bohrspitze 9 ausgetauscht (Fig. 5). Nach Anpassen der Stopfbuchse 6′ an den Durchmesser des Vortreibrohrs 8 wird der Schieber 37 wieder geöffnet. Das Vortreibrohr 8 kann dann schußweise eingebracht werden.
Nach Erreichen der Solltiefe wird in das Vortreibrohr 8 ein Ankerstab 10 eingeführt, der am erdseitigen Ende wiederum eine Verkralleinrichtung 11 trägt. Am luftseitigen Ende, also an einer Stelle, die in abgesenkter Lage des Ankerstabes 10 hinter der Grundplatte 5′ etwa im Bereich der Stopfbuchse 6′ zu liegen kommt, ist auf dem Ankerstab 10 wiederum ein Dichtteller 12 befestigt, wie er im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 sowie 9 und 10 schon beschrieben wurde. Der Dichtteller 12 dichtet als zweite Dichtung den Ringraum zwischen Ankerstab 10 und Vortreibrohr 8 gegen drückendes Wasser ab (Fig. 6).
Im Bereich des Ankerkopfes befindet sich weiterhin als drittes Dichtelement eine aktivierbare Dichtung 2′ mit einem - nicht dargestellten - Anschluß für ein Druckmedium, zunächst in nicht aktiviertem Zustand. Auch diese Dichtung 2′ ist auf dem Ankerstab 10 wasserdicht befestigt. In ihr befinden sich Durchgangsöffnungen für die Verpreß- und Nachverpreßleitungen 13 und 15 sowie Entlüftungsöffnungen (Fig. 6).
Nach Einbau dieser Teile wird das Vortreibrohr 8 wiederum mit erhärtendem Material gefüllt und zunächst nur kurz zurückgezogen, so daß die Bohrspitze 9 im Erdreich zurück bleibt und sich die Verkralleinrichtung 11 im Boden festsetzt. Der Ankerstab 10 wird dabei durch das Haltegestänge 19 der Bohrmaschine gehalten (Fig. 7). Unter ständigem Nachpressen von erhärtenem Material wird sodann das Vortreibrohr 8 stetig zurückgezogen, bis sich sein Ende kurz vor dem Dichtteller 12 befindet; dabei entsteht ein den Ankerstab 10 umgebender Verpreßkörper 17. Sodann wird die aktivierbare Dichtung 2′, die zum Beispiel wie ein Packer ausgebildet sein kann, durch Einleiten eines Druckmediums aktiviert. Sobald diese das Bohrloch zwischen Ankerstab 10 und Anschlußrohr 35 abdichtet, kann das Vortreibrohr 8 vollständig gezogen und der verbliebene Hohlraum mit einem erhärtenden Material 22 injiziert werden. Mittels der Nachverpreßleitung 15 kann durch die aktivierte Dichtung 2′ hindurch der Verpreßkörper 17 nachverpreßt werden.
Nach dem Abbau der Bohrschleuse aus Absperrschieber 37, Lager 38 und Stopfbuchse 6′ werden die Verfüll- und Nachverpreßleitungen 13 bzw. 15 sowie der Druckanschluß für die aktivierbare Dichtung 2′ gekappt und der Dichtteller 12 abgebaut. Über den Ankerkopf wird dann auf den Flansch des Anschlußrohrs 35 eine Ankerplatte 43 aufgesetzt. Nach dem Spannen des Ankerstabes werden eine Kardangelenkscheibe 44, eine Ankermutter 45 und eine Kontermutter 46 aufgeschraubt. Der Ankerkopf ist damit fertiggestellt (Fig. 8).
Da auch bei Arbeiten gegen Wasserdruck immer die Möglichkeit besteht, daß der Wasserspiegel 4 vor der Spundwand 1 so hoch steigt, beispielsweise in Tidengewässern, daß das Bohrgerät und die Bohrmannschaft unter Wasser kommen, sind Vorkehrungen zum Schutz von Gerät und Personal zu treffen. Eine solche Vorkehrung in Form einer wasserdichten Arbeitskammer, die selbstverständlich auch generell zu Bohrarbeiten unter Wasser eingesetzt werden kann, wird nachstehend anhand der Fig. 11 bis 14 beschrieben.
Wie Fig. 11 in einem vertikalen Längsschnitt und Fig. 12 in einer Stirnansicht zeigen, besteht diese Arbeitskammer aus einer Raumzelle 52, die vor der Spundwand 1 mittels einer Hängevorrichtung 56 in Stellung gebracht wird. Die Raumzelle 52 besitzt in der der Spundwand 1 zugewandten Stirnwand 60 eine Arbeitsöffnung 53. Die Arbeitsöffnung 53 ist nach innen durch eine Verschlußplatte 73 wasserdicht verschlossen. Der wasserdichte Anschluß der Raumzelle 52 an die Spundwand 1 erfolgt durch einen Dichtrahmen 54, der von außen an die Stirnwand 60 der Raumzelle angesetzt ist.
Neben der Stirnwand 60 besitzt die Raumzelle 52 zwei Seitenwände 61 und 62, eine Decke 63, einen Boden 64 und eine Rückwand 65. Der Zugang zur Raumzelle 52 erfolgt für Personal und Material durch ein an der Decke 63 angebrachtes Standrohr 59, dessen Einstiegsöffnung 55 oberhalb des Wasserspiegels 4 liegt. Anpreßvorrichtungen 57 im Bereich der Decke 63 und des Bodens 64 der Raumzelle 52 stellen den Kontakt mit der Spundwand 1 her. Unterhalb des Bodens 64 ist eine Möglichkeit vorgesehen, um Ballast 58 anzubringen.
Die verschließbare Arbeitsöffnung 53 in der Stirnwand 60 ist ringsum durch ein im Querschnitt U-förmiges Profilblech 71 eingefaßt (Fig. 13 und 14). An dem nach innen weisenden Schenkel dieses Blechs 71 liegt unter Zwischenlage einer Dichtung die Verschlußplatte 73 an und an dem nach außen weisenden Schenkel ebenfalls unter Zwischenlage einer Dichtung der Dichtrahmen 54. In der Verschlußplatte 73 sind ein Überdruckventil 77 und ein Schieber 78 vorgesehen.
Der Dichtrahmen 54 besteht aus einer Grundplatte 70, die zwei umlaufende, verformbare Dichtungsstränge 68 und 69 aus elastischem Material, wie Gummi, Kunststoff oder dergleichen trägt. Das Profil der Grundplatte 70 und damit auch das Profil der umlaufenden Dichtungen 68, 69 ist dem Profil der Spundwand 1 angepaßt. Der Vorsatzrahmen 54 kann je nach Spundwandprofil ausgetauscht werden. Damit das Wasser zwischen den Dichtungen 68 und 69 beim Andocken der Raumzelle nicht komprimiert werdën muß, sind Überdruckventile 76 vorgesehen.
Aus der Ansicht der Stirnwand 60 der Raumzelle 52 gemäß Fig. 12 und dem Vertikalschnitt durch die Raumzelle gemäß Fig. 14 sind die im Bereich von Boden 64 und Decke 63 der Raumzelle 52 vorgesehenen Anpreßvorrichtungen 57 erkennbar. Sie bestehen aus jeweils einem in horizontaler Richtung parallel zur Spundwand verschiebbaren, durch eine Tragkonstruktion 84 gehaltenen Träger 81, auf dem dem Profil der Spundwand 1 angepaßte Halteteller 82 befestigt sind. Diese Halteteller 82 sind über rechtwinklig zur Spundwand 1 verstellbare Stempel 85 mit einem Widerlager 83 an der Raumzelle 52 verbunden.
Zum Andocken der Raumzelle 52 an die Spundwand 1 wird diese zunächst mittels der Haltevorrichtung 56 abgesenkt und der Höhe nach sowie parallel zur Spundwand 1 in ihre Sollage justiert. Rechtwinklig zur Spundwand wird die Raumzelle mittels der Stempel 85 und der Halteteller 82 so weit justiert, bis die Dichtungen 68 und 69 die Spundwand 1 berühren.
Das primäre Andocken der Raumzelle 52 an die Spundwand 1 wird dann mit Hilfe der Anpreßvorrichtungen 57 bewirkt. Hierzu wird über die Halteteller 82 nach deren Kontakt mit der Spundwand eine Haltekraft aufgebracht. Der parallel zur Spundwand verschiebbare Träger 81 kann durch den längenveränderlichen Stempel 85 mit dem Widerlager 83 an der Raumzelle 52 verbunden und diese in Richtung auf die Spundwand hin bewegt werden. Beim Aktivieren der Anpreßvorrichtung 57 kann das Wasser aus den Zwischenräumen zwischen den Dichtungen 68 und 69 und in der Arbeitsöffnung 53 durch die Überdruckventile 76 und 77 entweichen.
Nach dem primären Andocken erfolgt das sekundäre Andocken. Hierzu wird der Schieber 78 in der Verschlußplatte 73 schlagartig geöffnet. Dadurch wird der Wasserdruck auf die Stirnwand 60 der Raumzelle 52 kurzzeitig geringer als auf die Rückwand 65, wodurch die Raumzelle 52 an die Spundwand gedrückt wird. Dabei legen sich die Dichtungen 68, 69 voll an die Spundwand 1 an; das überschüssige Wasser zwischen den Dichtungen 68 und 69 entweicht durch die Überdruckventile 76 und 77.
Ein Kompressor, der an den Zwischenraum zwischen den umlaufenden Dichtungen 68, 69 angeschlossen wird, erzeugt einen Unterdruck, so daß Wasser, welches aufgrund etwaiger Undichtigkeiten die äußere Dichtung 68 passiert hat, abgesaugt werden und kein Wasser in die Arbeitsöffnung 53 fließen kann.
Um an der Spundwand arbeiten zu können, wird nun die innere Verschlußplatte 73 abgenommen. Damit wird die Arbeitsöffnung 53 frei, so daß Arbeiten an der Spundwand ausgeführt werden können.
Nach Beendigung der Arbeiten wird die Öffnung 53 durch die Verschlußplatte 73 wieder verschlossen. Durch die Überdruckventile 76 wird Wasser in den Zwischenraum zwischen den Dichtungen 68 und 69 gepreßt, wodurch sich die Raumzelle 52 wieder von der Spundwand 1 löst. Die Anpreßvorrichtung 57 ist dabei außer Betrieb. Die Raumzelle 52 wird dann mit Hilfe der Hängevorrichtung 56 geborgen und kann zu einem anderen Einsatzort gebracht werden.

Claims

1. Verfahren zum Setzen eines stab-, draht- oder rohrförmigen Einbauteils, z.B. eines Ankerstabes (10) für einen Verpreßanker, durch eine Wand, insbesondere eine Spundwand (1) in eine Bodenformation (14) mit drückendem Wasser, wobei an bzw. in der Spundwand (1) eine Einrichtung angebracht wird, die eine Öffnung mit einer ersten Dichtung (6, 6′) aufweist, durch diese Öffnung ein Vortreibrohr (8) mit wasserdichter, verlorener Spitze (9) wasserdicht eingetrieben wird, in das Vortreibrohr (8) das Einbauteil eingebracht wird, das Vortreibrohr (8) gezogen und der dabei entstehende Hohlraum mit einem Verpreßgut, z.B. einem erhärtenden Material verpreßt wird, wobei eine zweite Dichtung (12) zwischen Vortreibrohr (8) und Einbauteil das Austreten von drückendem Wasser verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Spundwand (1) verstärkt, sodann die Einrichtung mit der ersten Dichtung (6, 6′) montiert und die Öffnung in der Spundwand (1) hergestellt werden, daß in den beim Ziehen des Vortreibrohres (8) entstehenden Hohlraum das Verpreßgut, z.B. erhärtendes Material zur Bildung eines Verpreßkörpers (17), bis zu einer dritten Dichtung (2, 2′) eingebracht wird, die sich wirkungsmäßig vor der zweiten Dichtung (12) befindet und daß schließlich der Hohlraum zwischen der dritten Dichtung (2, 2′) und der Spundwand (1) ebenfalls mit Verpreßgut, z.B. mit erhärtendem Material (22) verpreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung der Spundwand (1) hinter diese erhärtendes Material injiziert wird, das einen als dritte Dichtung wirkenden Verschlußpfropfen (2) bildet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung des Verschlußpfropfens (2) in der Spundwand (1) eine Öffnung erzeugt und an bzw. in diese Öffnung als erste Dichtung eine mit einer Durchbrechung und einer umlaufenden Dichtung (6) versehene Grundplatte (5) montiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (5) zugleich der Verankerung des Einbauteils dient.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spundwand (1) eine Grundplatte (5′) mit einem Anschlußrohrstück (35), einem Absperrschieber (37) und einer Stopfbuchse (6′) als erste Dichtung befestigt wird, daß die Spundwand (1) sodann mittels eines wasserdichten, durch die Stopfbuchse (6′) geführten Kernbohrrohrs (40) durchbohrt wird, daß nach dessen Zurückziehen bis zum Einführen des Vortreibrohrs (8) der Absperrschieber (37) das Austreten von Wasser verhindert und daß mit dem Einbauteil als dritte Dichtung eine aktivierbare Dichtung (2) eingebaut wird, die nach dem Ziehen des Vortreibrohrs (8) aktiviert wird und das Bohrloch gegen das Anschlußrohrstück (35) abdichtet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aktivieren der dritten Dichtung (2′) der Absperrschieber (37) und die Stopfbuchse (6′) abgebaut und durch eine gegen eine Ankerplatte (43) wirkende Verankerung (44, 45, 46) des Einbauteils ersetzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Öffnen der Spundwand (1) an dieser eine Arbeitskammer (52) wasserdicht befestigt wird.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 3 oder 4 mit einer ersten Dichtung für ein Vortreibrohr, gekennzeichnet durch eine an der Spundwand (1) wasserdicht zu befestigende Grundplatte (5) mit einer nach Art einer Stopfbuchse von einer umlaufenden Dichtung (6) umgebenen Durchbrechung.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Grundplatte (5) mindestens ein Ventil (21) zum Einpressen von erhärtendem Material (22) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 5 oder 6 mit einer ersten Dichtung für ein Vortreibrohr, gekennzeichnet durch eine an der Spundwand (1) wasserdicht zu befestigende Bohrschleuse aus einer Grundplatte (5′) mit einer Durchbrechung, an der ein Anschlußrohrstück (35), ein Absperrschieber (37) und eine Stopfbuchse (6′) befestigt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Grundplatte eine Anschlußtraverse (36) befestigt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Absperrschieber (37) und der Stopfbuchse (6′) ein zentrierbares Lager (38) für ein Kernbohrrohr (40) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Einbauteil als dritte Dichtung eine aktivierbare Dichtung (2′) dicht befestigt ist, die im abgesenkten Zustand des Einbauteils im Bereich des Anschlußrohrs (35) liegt und daß in der aktivierbaren Dichtung (2′) Öffnungen zum dichten Hindurchführen einer Verpreßleitung (13) sowie gegebenenfalls einer Nachverpreßleitung (15) und der zugehörigen Entlüftungsöffnungen vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Dichtung auf das Einbauteil ein Dichtteller (12) dicht aufgesetzt ist, der gegen die Innenwand des Vortreibrohres (8) abdichtet und in dem Öffnungen (26, 28) zum dichten Hindurchführen einer Verpreßleitung (13) sowie gegebenenfalls einer Nachverpreßleitung (15) und Entlüftungsöffnungen (27, 29) vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtteller (12) an seinem Außenumfang einen in eine umlaufende Nut eingesetzten Dichtring (25) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen (27, 29) verschließbar sind.

17. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine in das Wasser absenkbare und an der Spundwand (1) dicht anschließbare Raumzelle (52), die in der der Spundwand zugekehrten Außenwand (60) eine Arbeitsöffnung (53) aufweist, wobei um diese Arbeitsöffnung (53) herum mindestens eine umlaufende Dichtung (68, 69) aus elastischem Material angeordnet ist und das Profil der der Spundwand zugekehrten Außenwand (60) der Raumzelle (52) sowie der Dichtungen (68, 69) dem Profil der Spundwand (1) angepaßt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel zueinander angeordnete Dichtungen (68, 69) vorgesehen sind und der zwischen diesen gebildete Zwischenraum lenzbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (68, 69) an einem Dichtrahmen (54) angeordnet sind, der die Arbeitsöffnung (53) umschließend wasserdicht an der Außenwand (60) der Raumzelle (52) anbringbar ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsöffnung (53) von innen durch eine Verschlußplatte (73) wasserdicht verschließbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumzelle (52) an einer Hängevorrichtung (69) anbringbar und ballastierbar (58) ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumzelle (52) mit Anpreßvorrichtungen (57) zum Positionieren gegen die Spundwand (1) versehen ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Anpreßvorrichtungen (57) an der Decke (63) und am Boden (64) der Raumzelle (52) vorgesehen sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anpreßvorrichtung (57) einen in horizontaler Richtung parallel zur Spundwand (1) verschiebbaren Träger (81) mit Haltevorrichtung (84) aufweist, der mittels Stempeln (85) gegen die Spundwand (1) bewegbar ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumzelle (52) mit einem Standrohr (59) versehen ist, dessen Einstiegsöffnung (55) bis über den Wasserspiegel (4) reicht.