EP1199409B1 - Tiefbauwerk, insbesondere Tunnel - Google Patents
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Classifications
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- E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
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- E02D29/05—Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them at least part of the cross-section being constructed in an open excavation or from the ground surface, e.g. assembled in a trench
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/20—Bulkheads or similar walls made of prefabricated parts and concrete, including reinforced concrete, in situ
Definitions
- Tunnel underpasses on roads and railway stations or sub-road tunnels of Subways and S-Bahn trains are regularly built in open construction, where initially the later longitudinal walls of the respective Tunnels forming sheet pile walls driven into the ground be used during the tunnel construction as a hedge of the for the tunnel provided pit opposite the side Serve soil.
- Between the sheet piling is after appropriate Excavation of the excavation pit with reinforcement Concrete sole produced, which on the one hand the tunnel interior delimited and sealed down and on the other hand also serves as a spacer for the sheet pile walls.
- the sheet pile walls Cover To above the tunnel is carried by one of the sheet pile walls Cover completed, its carrying capacity regular must be designed for high static and dynamic loads.
- the cover may be a road or a railroad track as well as if necessary between road and Rail track provided earth.
- the object of the invention is now, in a civil engineering of the at the beginning specified kind a particularly high fire safety to ensure and to offer the possibility of coverage to arrange early and to burden.
- the invention advantageously uses the fact that the Sheet pile walls to increase their bending stiffness waveform with alternating successive, each in the vertical direction have extended sheet pile mountains and valleys and the concrete columns without restriction of the free space profile of the tunnel or civil engineering within the vertical valleys housed on the interior or air side of the sheet piling can be.
- the concrete columns can serve simultaneously, so-called Sheet pile locks, i. approximately in the middle of the flanks the sheet pile valleys arranged positive connections between folded-over edges of channel-shaped sheet piling segments, from which the sheet pile walls are composed to seal.
- the sheet piles 1 consist according to FIG. 2 of trough-shaped Steel segments 1 'with the formation of undercut profiles turned edges 1 ''.
- the edges grab 1 '' adjacent steel segments 1 'of the sheet piles. 1 positive fit to form so-called sheet pile locks into one another, such that in the longitudinal direction of a sheet pile wall.
- the sheet piling segments are first of all 1 'driven to form the sheet piles 1 in the soil. Then soil is dug up between the sheet pile walls, the sheet pile walls 1 created in this way Secure the excavation sideways against the adjacent soil. If necessary, the sheet piling 1 through in the adjacent soil inserted anchor 4 against the pressure of the Soil to be secured. After sufficient excavation the excavation between the sheet pile walls 1, which is regularly extend to a depth that is the depth of the Pit clearly exceeds the concrete base 2, in the Usually made with cast-in-place concrete. By means of dowels or the like., The enforce appropriate openings of the sheet piling and in The sole 2 embedded, can be a heavy duty connection ensured between the sole 2 and the sheet piles 1 become.
- cover 3 which is usually made of prefabricated Concrete parts exists on the upper edges of the Sheet piles 1 launched.
- the peculiarity of the invention lies in the fact that in the airspace side Valleys of the sheet pile walls 1 concrete columns 5 arranged are.
- the sheet piles 1 reinforcements 6 steel bars or the like.
- disposed the grid together by reinforcing wires can be connected and from the sole 2 outstanding reinforcing bars 7 overlap, again by reinforcing wires or the like.
- a connection between the sole side Reinforcement parts 7 and the column-side reinforcing bars. 6 can be generated.
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Description
In offener Bauweise erstelltes Tiefbauwerk, insbesondere
Tunnel, mit in das Erdreich eingetriebenen Spundwänden aus
Stahl, einer zwischen den Spundwänden als untere Begrenzung
eines Bauwerkinnenraumes angeordneten Sohle aus Beton oder
ähnlich feuerfestem Material, einer den Bauwerkinnenraum
nach oben abschließenden Abdeckung sowie einer die Abdeckung
auf der Sohle abstützenden armierten Betonstruktur an bzw.
vor den Spundwänden.
Als Unterführungen an Straßen und Bahnhöfen vorgesehene Tunnel
oder unterhalb von Straßenzügen verlaufende Tunnel von
U- und S-Bahnen werden regelmäßig in offener Bauweise erstellt,
wobei zunächst die späteren Längswände des jeweiligen
Tunnels bildende Spundwände in das Erdreich eingetrieben
werden, die während des Tunnelbaus als Absicherung der für
den Tunnel vorgesehenen Baugrube gegenüber dem seitlichen
Erdreich dienen. Zwischen den Spundwänden wird nach entsprechender
Ausschachtung der Baugrube eine mit Bewehrungen versehene
Betonsohle hergestellt, welche einerseits den Tunnelinnenraum
nach unten abgrenzt und abdichtet und andererseits
auch als Abstandshalter für die Spundwände dient. Nach
oben wird der Tunnel durch eine von den Spundwänden getragene
Abdeckung abgeschlossen, deren Tragfähigkeit regelmäßig
für hohe statische und dynamische Lasten ausgelegt sein muß.
Beispielsweise kann die Abdeckung eine Straße oder ein Eisenbahngleis
sowie das gegebenenfalls zwischen Straße und
Eisenbahngleis vorgesehene Erdreich tragen.
Trotz eines regelmäßig hohen Aufwandes zur Vermeidung von
Brandfällen in Tunneln kann der Eintritt eines solchen Unfalles
nicht ausgeschlossen werden. Deshalb muß die Tragfähigkeit
eines Tunnels auch bei und nach einem Brand sicher
gewährleistet sein.
In diesem Zusammenhang sind die regelmäßig aus Stahl bestehenden
Spundwände kritisch, da die Belastbarkeit von Stahl
und sonstigen Eisen-Baumaterialien unter großer Hitze deutlich
abnimmt und nach einer Glühphase deutlich vermindert
bleibt.
Aus diesem Grunde werden die Spundwände bei Bauwerken der
eingangs angegebenen Art bisher durch eine Schutzabdeckung
aus einem unter Hitze aufschäumenden und damit als Wärmeisolator
wirkenden Material geschützt. Die Anbringung entsprechender
Überzüge ist jedoch sehr personalaufwändig und teuer
und in neuerer Zeit infolge höherer Brandbelastungskurven in
den Brandschutzvorschriften nicht mehr ausreichend.
Aus dem Abstract zu JP 57161231 ist ein Tiefbauwerk mit den
eingangs angegebenen Merkmalen bekannt. Dabei bilden die
Spundwände mit jeweils innenseitig vor den Spundwänden angeordneten
Betonwänden einen Verbund, und die Abdeckung ist
zwischen den Spundwänden angeordnet und ausschließlich über
die Betonwände abgestützt. Die Abdeckung kann also erst nach
Erstellung der Betonwände bzw. nur zusammen mit den Betonwänden
hergestellt werden. Dementsprechend muss für eine
vergleichsweise lange Zeit eine offene Baugrube in Kauf genommen
werden.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei einem Tiefbauwerk der
eingangs angegebenen Art eine besonders hohe Feuersicherheit
zu gewährleisten und die Möglichkeit zu bieten, die Abdeckung
frühzeitig anzuordnen und zu belasten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
- die Last der Abdeckung sowie die Lasten einer gegebenenfalls über der Abdeckung vorgesehenen Überdeckung bzw. dort vorgesehener überdeckender Bauwerke von den Spundwänden aufgenommen werden,
- als Betonstruktur vor bzw. an den Spundwänden zwischen Sohle und Abdeckung Betonsäulen, insbesondere Stahlbetonsäulen, für die vertikale Abstützung der Abdeckung bei durch Brandbelastung verminderter oder gar verschwindender Tragkraft der Spundwände vorgesehen sind und
- die Abdeckung im Bereich der Betonsäulen vorgefertigte Öffnungen zur Einbringung von Ortsbeton zur Herstellung der Betonsäulen aufweist.
Dabei nutzt die Erfindung mit Vorteil die Tatsache, daß die
Spundwände zur Erhöhung ihrer Biegesteifigkeit Wellenform
mit alternierend aufeinanderfolgenden, jeweils in Vertikalrichtung
erstreckten Spundwandbergen und -tälern aufweisen
und die Betonsäulen ohne Beschränkung des Freiraum-Profiles
des Tunnels bzw. Tiefbauwerkes innerhalb der vertikalen Täler
auf der Innen- bzw. Luftseite der Spundwände untergebracht
werden können.
Hierbei können die Betonsäulen gleichzeitig dazu dienen, sogenannte
Spundwandschlösser, d.h. etwa mittig der Flanken
der Spundwandtäler angeordnete formschlüssige Verbindungen
zwischen umgeschlagenen Rändern rinnenförmiger SpundwandSegmente,
aus denen die Spundwände zusammengesetzt sind, abzudichten.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen zusätzlichen Säulen zwischen
Abdeckung und Sohle können also neben ihrer Tragfunktion
auch die Funktion von Abdichtungen für die Spundwandschlösser
übernehmen und dementsprechend herkömmliche Abdichtmaßnahmen
erübrigen.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung
auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung
der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben wird.
Dabei zeigt
- Fig. 1
- einen schematisierten Querschnitt eines in offener Bauweise erstellten Tunnels,
- Fig. 2
- einen Horizontalschnitt eines Spundwandabschnittes entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und
- Fig. 3
- ein Schnittbild der Übergangsbereiches zwischen einer Säule und der Sohle des Tunnels entsprechend den Ausschnitt III in Fig. 1.
Die Spundwände 1 bestehen gemäß Fig. 2 aus rinnenförmigen
Stahlsegmenten 1' mit unter Bildung hinterschnittener Profile
umgeschlagenen Rändern 1''. Dabei greifen die Ränder 1''
aneinander angrenzender Stahlsegmente 1' der Spundwände 1
formschlüssig unter Bildung sogenannter Spundwandschlösser
ineinander, derart, daß in Längsrichtung einer Spundwand 1
aufeinanderfolgende Segmente 1' alternierend in Vertikalrichtung
erstreckte Spundwandtäler bzw. -berge bilden, wobei
jeweils ein der Innen- bzw. Luftseite einer Spundwand 1 zugewandtes
Spundwandtal auf der Außen- bzw. Erdseite der jeweiligen
Spundwand 1 einen Spundwandberg darstellt.
Beim Bau eines Tunnels werden zunächst die Spundwandsegmente
1' unter Bildung der Spundwände 1 in das Erdreich eingetrieben.
Sodann wird Erdreich zwischen den Spundwänden ausgegraben,
wobei die Spundwände 1 die auf diese Weise erstellte
Baugrube seitlich gegen das angrenzende Erdreich sichern.
Soweit erforderlich, können die Spundwände 1 durch in das
angrenzende Erdreich eingesetzte Anker 4 gegen den Druck des
Erdreiches gesichert werden. Nach hinreichender Ausschachtung
der Baugrube zwischen den Spundwänden 1, welche sich
regelmäßig bis in eine Tiefe erstrecken, die die Tiefe der
Baugrube deutlich übersteigt, wird die Betonsohle 2, in der
Regel mit Ortsbeton, hergestellt. Mittels Dübel od.dgl., die
entsprechenden Öffnungen der Spundwände durchsetzen und in
die Sohle 2 eingebettet sind, kann eine hochbelastbare Verbindung
zwischen der Sohle 2 und den Spundwänden 1 gewährleistet
werden.
Nachfolgend wird die Abdeckung 3, die in der Regel aus vorgefertigten
Betonteilen besteht, auf die Oberränder der
Spundwände 1 aufgelegt. Die Last der Abdeckung 3 sowie die
Lasten einer gegebenenfalls über der Abdeckung 3 vorgesehenen
Überdeckung bzw. dort vorgesehener überdeckender Bauwerke,
z.B. Gleisanlagen von Bahnhöfen, wird also von den
Spundwänden 1 aufgenommen und unmittelbar oder über die mit
den Spundwänden 1 verbundene Sohle 2 auf den Untergrund abgetragen.
Die Besonderheit der Erfindung liegt nun darin, daß in luftraumseitigen
Tälern der Spundwände 1 Betonsäulen 5 angeordnet
sind. Zur Herstellung der Betonsäulen 5 werden zunächst
in den für die Betonsäulen 5 vorgesehenen luftseitigen Täler
der Spundwände 1 Bewehrungen 6 aus Stahlstäben od.dgl. angeordnet,
die miteinander durch Bewehrungsdrähte gitterartig
verbunden sein können und aus der Sohle 2 herausragende Bewehrungsstäbe
7 überlappen, wobei wiederum durch Bewehrungsdrähte
od.dgl. eine Verbindung zwischen den sohlenseitigen
Bewehrungsteilen 7 und den säulenseitigen Bewehrungsstäben 6
erzeugt werden kann.
Gegebenenfalls können auch aus den die Abdeckung 3 bildenden
Betonplatten Bewehrungsteile herausstehen, die ebenfalls mit
der säulenseitigen Bewehrung 6 verbunden werden können.
Sodann wird auf der Luftseite der Spundwand vor den für die
Betonsäulen 5 vorgesehenen Spundwandtälern eine Verschalung
angeordnet, die zusammen mit den vorgenannten Spundwandtälern
säulenförmige Hohlräume umschließt, die nachfolgend,
durch entsprechende vorgefertigte Öffnungen in der Abdeckung
3 mit Ortsbeton ausgegossen werden.
Nach dem Abbinden des Betons kann die vorgenannte Verschalung
wieder entfernt werden.
Claims (5)
- In offener Bauweise erstelltes Tiefbauwerk, insbesondere Tunnel, mit in das Erdreich eingetriebenen Spundwänden (1) aus Stahl, einer zwischen den Spundwänden als untere Begrenzung eines Bauwerkinnenraumes angeordneten Sohle (2) aus Beton oder ähnlich feuerfestem Material, einer den Bauwerkinnenraum nach oben abschließenden Abdeckung (3) sowie einer die Abdeckung auf der Sohle abstützenden armierten Betonstruktur an bzw. vor den Spundwänden,
dadurch gekennzeichnet, dassdie Last der Abdeckung (3) sowie die Lasten einer gegebenenfalls über der Abdeckung vorgesehenen Überdeckung bzw. dort vorgesehener überdeckender Bauwerke von den Spundwänden (1) aufgenommen werden,als Betonstruktur vor bzw. an den Spundwänden (1) zwischen Sohle (2) und Abdeckung (3) Betonsäulen (5), insbesondere Stahlbetonsäulen, für die vertikale Abstützung der Abdeckung bei durch Brandbelastung verminderter oder gar verschwindender Tragkraft der Spundwände vorgesehen sind unddie Abdeckung (3) im Bereich der Betonsäulen (5) vorgefertigte Öffnungen zur Einbringung von Ortsbeton zur Herstellung der Betonsäulen aufweist. - Tiefbauwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spundwände (1) Wellenform mit alternierend aufeinanderfolgenden, jeweils in Vertikalrichtung erstreckten Spundwandbergen und -tälern aufweisen und die Betonsäulen (5) innerhalb der vertikalen Täler auf der Innen- bzw. Luftseite der Spundwände (1) angeordnet sind. - Tiefbauwerk nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise aus Ortsbeton hergestellten Betonsäulen (5) zwischen Segmenten (1') der Spundwände (1) ausgebildete Spundwandschlösser abdichten. - Tiefbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Betonsäulen (5) mit eingebetteten Bewehrungen versehen sind, wobei aus der Sohle (2) herausstehende sohlenseitige Bewehrungen (7) und/oder aus der Abdeckung (3) heraussstehende abdeckungsseitige Bewehrungen und den Betonsäulen (5) zugeordnete säulenseitige Bewehrungen (6) einander überlappen. - Tiefbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (3) aus vorgefertigten Betonteilen besteht.
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