EP4477804A1 - Verfahren zum bilden einer stützwand im boden und stützwand - Google Patents

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EP4477804A1
EP4477804A1 EP23179586.5A EP23179586A EP4477804A1 EP 4477804 A1 EP4477804 A1 EP 4477804A1 EP 23179586 A EP23179586 A EP 23179586A EP 4477804 A1 EP4477804 A1 EP 4477804A1
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EP
European Patent Office
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soil
support beam
retaining wall
casing element
section
Prior art date
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EP23179586.5A
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EP4477804C0 (de
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André Seidel
Hursit IBUK
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Bauer Spezialtiefbau GmbH
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    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
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    • E02D5/18—Bulkheads or similar walls made solely of concrete in situ
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    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
    • E02D5/76—Anchorings for bulkheads or sections thereof in as much as specially adapted therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a retaining wall in the ground from a soil mortar which is produced in the ground by mixing soil material and a cement suspension, wherein vertically directed support beams comprising a structural steel are set in the soil mortar in the ground before hardening, and after hardening, soil material is removed along an upper retaining wall section at least on one side of the retaining wall, while a lower retaining wall section is further surrounded by soil on both sides, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a retaining wall in the ground made of a soil mortar, wherein the soil mortar is produced in the ground by mixing soil material and a cement suspension and is hardened in the ground to form the retaining wall, before hardening, vertically directed support beams, which have a structural steel, are set into the soil mortar in the ground, and after hardening by removing soil material, the retaining wall is exposed on at least one side along an upper retaining wall section, while a lower retaining wall section is further surrounded by soil on both sides, according to the preamble of claim 11.
  • Such a retaining wall can, for example, serve as an excavation enclosure.
  • the retaining wall can have a depth of 20 meters or more and a wall thickness of typically 0.5 meters to 2 meters.
  • Such a method for constructing a retaining wall in the ground using a soil mortar is also called the CSM TM method.
  • a support or drilling wall in the ground from a soil mortar in a similar way using a drilling and mixing auger and in particular an arrangement of parallel drilling and mixing augers arranged next to one another.
  • the soil material removed during drilling is mixed with a setting liquid in the borehole to form a soil mortar.
  • support beams are inserted vertically into the soil mortar.
  • a major advantage of the method for creating a retaining wall with a soil mortar is that there is little or ideally no waste of excavated soil material that needs to be disposed of. This reduces transport and landfill costs for excavated soil material. In addition, the consumption of gravel and sand and the associated costs are reduced accordingly or, ideally, even avoided entirely.
  • the structure and composition of a floor mortar are not exactly known, so that other properties of the floor mortar are uncertain, in particular heat resistance in the event of fire and permeability to de-icing salts. These properties are particularly important when a retaining wall, such as in an excavation pit, is partially exposed and is to remain on the structure while ensuring its supporting function.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a retaining wall with which good economic efficiency in production and a particularly high level of safety can be achieved in a retaining wall made of soil mortar.
  • the method according to the invention is characterized in that a casing element made of concrete material is arranged on at least one support beam, which extends along an upper support beam section, and that the support beam is set in the soil mortar in such a way that the upper support beam section with the casing element made of concrete material extends along the upper support wall section.
  • a basic idea of the invention is to attach a thin-walled casing element made of concrete material to a support beam made of structural steel in some areas, which extends along an upper support beam section.
  • the support beam can be set in the soil mortar in such a way that the upper support beam section with the thin-walled casing element made of concrete material extends along the upper wall section.
  • the casing element can be designed and arranged in such a way that a narrow side of the thin-walled casing element is directed in an insertion direction when inserted or inserted into the concrete mortar mass. The support beam can thus be inserted relatively easily into the tough concrete mortar mass in the ground and sink into it.
  • a further aspect of the invention is that a casing element made of concrete material ensures high corrosion protection properties and also good fire protection properties.
  • the casing element is arranged primarily on the upper section of the support beam, which after installation in the retaining wall is located in the area that is exposed by the removal of soil material.
  • the support beam with the casing element is further surrounded by the soil mortar mass.
  • the casing element made of concrete material which is also integrated into the concrete mortar mass, forms an additional protective shield for the support beam against heat and against the penetration of de-icing salts.
  • the concrete material can contain cement with suitable admixtures and, if necessary, reinforcing elements.
  • the lower support beam section is formed without a casing element made of concrete and is arranged within the lower support wall section.
  • the support beam can thus be set particularly easily in the soil mortar that has not yet set.
  • the support beam with the casing element can be suspended in the setting soil mortar mass in any desired position.
  • the soil mortar mass hardens so that the support beam is finally integrated into the retaining wall in the desired position.
  • the support beam can be positioned so that the at least one thin-walled casing element extends at least into the upper retaining wall section and protects the support beam in the area in which the retaining wall is exposed by removing soil material.
  • the lower support beam section is placed on a base of the soil.
  • the support beam can preferably extend over the entire depth of the support wall in the soil, from the base to close to the upper end.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the casing element is formed with a wall thickness of between 1 cm and 10 cm, preferably between 4 cm and 8 cm.
  • the casing element can be sleeve-shaped or designed in some other way.
  • the casing element can be attached to the support beam by casting it onto an area of the support beam or by detachably connecting it using screws, hooks or other mechanical connections.
  • a further preferred embodiment of the invention is that the casing element is plate-shaped and is arranged at least on the side of the support beam which is directed towards a free side of the upper support wall section, on which soil material is removed.
  • the plate-shaped casing element is thus arranged between a free outer side of the support wall and the inner support beam and thus represents an additional barrier or protective shield against corrosive substances and/or against the effects of heat from the outside.
  • the at least one plate-shaped casing element runs essentially parallel to an outer side of the retaining wall in a vertical direction.
  • the casing element is integrated into the concrete mortar mass in the ground.
  • At least two opposing plate-shaped casing elements are arranged on the support beam, which run parallel to one another. This can provide particularly good two-sided protection for the internal support beam.
  • the support beam can be made of structural steel in any suitable manner.
  • the at least one support beam is designed as a solid, preferably rolled steel beam, in particular with an H, T, C or I profile, or as a lattice-like or a framework-like support made of struts.
  • a steel profile support can be produced inexpensively, whereby the thin-walled casing element is attached to the intended upper area before the steel profile support is placed in the concrete mortar mass, for example by means of screw or hook connections.
  • the support support can be made from relatively thin steel struts or rods, which are given a lattice-like or framework-like structure by bending and/or welding.
  • the thin-walled casing element can be arranged on an outer side of the support beam thus produced.
  • Such a lattice-like or scaffold-like beam can be used particularly efficiently in a tough concrete mortar mass to form a retaining wall in the ground.
  • the retaining wall can be made in the ground using soil mortar in any suitable way.
  • a milling slot it is particularly expedient for a milling slot to be formed in the ground by milling, whereby removed soil material in the milling slot is processed into the soil mortar by feeding in and mixing it with a cement suspension.
  • the soil mortar is thus formed in situ within the milling slot by mixing the milled soil material with the added cement suspension.
  • the cement suspension can be fed directly to the area of the milling wheels on a diaphragm wall milling machine.
  • the milling wheels can perform a multiple function, namely milling off the soil material and at the same time mixing the milled soil material with the added cement suspension. This makes it particularly expedient to create soil mortar directly in the milling slot.
  • a further preferred embodiment of the invention consists in that a borehole is formed in the ground by drilling, whereby removed soil material in the borehole is processed to supply and mix with a cement suspension to form the soil mortar.
  • the borehole can be created in particular by an earth drilling device with an elongated drilling tool, which has a removal device on its underside for removing soil material.
  • the removed soil material can be conveyed to a rear area of the borehole via a conveyor screw.
  • radially on a Mixing elements protruding from the drill string can be arranged, through which the drilled and crushed soil material is mixed with the supplied cement suspension to form the soil mortar.
  • the cement suspension can preferably be fed via a hollow drill string of the drilling tool and exit into the borehole at the lower end of the drill string and/or through outlet openings along the drill string.
  • a particularly efficient method variant is that several boreholes are drilled next to each other in the ground to form the retaining wall.
  • the drilling tools can be arranged and designed parallel to each other so that they create overlapping boreholes, so that elongated slot elements can be created in the ground.
  • the support wall can be formed in particular by the method according to the invention described above. This can result in the advantages described above.
  • the lower support beam section is formed without a casing element made of concrete and is arranged within the lower support wall section.
  • the support beam can thus be set particularly easily in the not yet set soil mortar.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the casing element is formed with a wall thickness of between 1 cm and 10 cm, preferably between 4 cm and 8 cm.
  • the casing element can be sleeve-shaped or designed in some other way.
  • the casing element can be attached to the support beam by casting it onto an area of the support beam or by detachably connecting it using screws, hooks or other mechanical connections.
  • a further preferred embodiment of the invention is that the casing element is plate-shaped and is arranged at least on the side of the support beam which is directed towards a free side of the upper support wall section is where soil material is removed.
  • the plate-shaped casing element is arranged between a free outer side of the retaining wall and the inner support beam and thus represents an additional barrier or protective shield against corrosive substances and/or against the effects of heat from outside.
  • FIG. 1 to 3 A part of a retaining wall 10 according to the invention is shown in a highly schematic manner in various views.
  • the retaining wall 10 is initially constructed in the ground 5.
  • the retaining wall 10 is constructed in a generally known manner from a soil mortar in the ground 5.
  • a hole is created by milling or drilling, whereby the soil material removed is preferably mixed in situ with a cement suspension to form the soil mortar within the hole.
  • the soil mortar produced in situ can harden to form a solid supporting wall 10.
  • at least one support beam 20 can be inserted into the still soft soil mortar.
  • An excavation pit can then be excavated down to an excavation pit base 9 by removing soil 5.
  • a lower retaining wall section 14 is still located within the soil 5 below the excavation pit base 9, while an upper retaining wall section 12 protrudes from the soil 5.
  • the upper retaining wall section 12 is exposed on at least one side. In the exemplary embodiment shown, all sides of the upper retaining wall section 12 are clearly exposed.
  • the retaining wall 10 can be directly integrated into a structure to be constructed, such as an underground parking garage wall.
  • a casing element 30 is attached to the support beam 20 on at least one side.
  • a plate-shaped casing element 30 can be attached to two opposite long sides of the support beam 20.
  • the at least one casing element can preferably extend along the upper support beam section 22 from the excavation base 9 to the upper end of the retaining wall 10.
  • the installed support beam 20 is made of vertical struts 25 and cross struts 26 made of structural steel.
  • the vertical struts 25 and the cross struts 26 can preferably be connected to one another by welding.
  • At least one casing element 30 is attached to an upper support beam section 22 of the support beam 20 before it is inserted into the still soft soil mortar.
  • a plate-shaped casing element 30 is attached to each of the two long sides of the support beam 20, so that the support beam is supported on both sides in the upper support beam section 22.
  • the support beam 20 can be further set with a relatively low resistance in a relatively tough soil mortar, preferably down to a bottom base 7 of the hole, wherein the at least one thin-walled casing element 30 of the support beam 20 in its upper support beam section 22 is very well protected against heat and corrosion influences.
  • the at least one casing element 30 is designed and arranged such that the casing element 30 is located in the upper support wall section 12 of the support wall 10.
  • the casing element 30 can extend to a certain, limited extent into the area in the floor 5.
  • the lower support beam section 24 is kept free of a casing element, since no additional protection is required in this area. This is because the lower support beam section 24 is the area of the support beam 20, which is located in the lower support wall section 14, which is further surrounded by floor 5 in its side area.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden einer Stützwand im Boden aus einem Bodenmörtel, welcher im Boden durch Vermischen von Bodenmaterial und einer Zementsuspension hergestellt wird, wobei vertikal gerichtete Stützträger, welche einen Baustahl aufweisen, in den Bodenmörtel im Boden vor einem Aushärten eingestellt werden, und nach dem Aushärten zumindest an einer Seite der Stützwand Bodenmaterial entlang eines oberen Stützwandabschnitts abgetragen wird, während ein unterer Stützwandabschnitt weiter zu beiden Seiten von Boden umgeben ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an zumindest einem Stützträger ein dünnwandiges Mantelelement aus Beton angebracht wird, welches sich entlang eines oberen Stützträgerabschnitts erstreckt, und dass der Stützträger derart in den Bodenmörtel eingestellt wird, dass sich der obere Stützträgerabschnitt mit dem Mantelelement aus Beton entlang des oberen Stützwandabschnitts erstreckt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden einer Stützwand im Boden aus einem Bodenmörtel, welcher im Boden durch Vermischen von Bodenmaterial und einer Zementsuspension hergestellt wird, wobei vertikal gerichtete Stützträger, welche einen Baustahl aufweisen, in den Bodenmörtel im Boden vor einem Aushärten eingestellt werden, und nach dem Aushärten zumindest an einer Seite der Stützwand Bodenmaterial entlang eines oberen Stützwandabschnitts abgetragen wird, während ein unterer Stützwandabschnitt weiter zu beiden Seiten von Boden umgeben ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Stützwand im Boden aus einem Bodenmörtel , wobei der Bodenmörtel im Boden durch Vermischen von Bodenmaterial und einer Zementsuspension hergestellt ist und im Boden zu der Stützwand ausgehärtet ist, vor einem Aushärten vertikal gerichtete Stützträger, welche einen Baustahl aufweisen, in den Bodenmörtel im Boden eingestellt sind, und nach dem Aushärten durch Abtrag von Bodenmaterial die Stützwand an zumindest einer Seite entlang eines oberen Stützwandabschnitts freiliegt, während ein unterer Stützwandabschnitt weiter zu beiden Seiten von Boden umgeben ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
  • Aus der EP 1 452 645 B2 geht ein Verfahren zum Erstellen einer Schlitzwand im Boden hervor, bei welchem eine Schlitzwandfräse mit drehend angetriebenen Fräsrädem in den Boden abgesenkt wird, wobei Bodenmaterial abgeräumt und zerkleinert wird. Das abgeräumte Bodenmaterial wird innerhalb des Frässchlitzes mit einer abbindbaren Flüssigkeit durchmischt, wobei ein sogenannter Bodenmörtel gebildet wird. Vor einem Aushärten des Bodenmörtels wird die Schlitzwandfräse wieder aus dem mit Bodenmörtel gefüllten Frässchlitz rückgezogen. Weiterhin ist es möglich, vor dem Aushärten des Bodenmörtels zu der Stützwand Stützträger über einen Kran in den Bodenmörtel einzusetzen.
  • Eine derartige Stützwand kann beispielsweise als eine Baugrubenumschließung dienen. Die Stützwand kann eine Tiefe von 20 Meter und mehr sowie eine Wandicke von typischerweise 0,5 Meter bis 2 Meter aufweisen.
  • Ein derartiges Verfahren zum Herstellen einer Stützwand im Boden aus einem Bodenmörtel wird auch als CSM™ - Verfahren bezeichnet.
  • Grundsätzlich ist es auch bekannt, mittels einer Bohr- und Mischschnecke und insbesondere einer Anordnung von parallelen nebeneinander angeordneten Bohr- und Mischschnecken in ähnlicher Weise eine Stütz- oder Bohrwand im Boden aus einem Bodenmörtel zu bilden. Dabei wird das beim Bohren abgetragene Bodenmaterial noch in der Bohrung mit einer abbindbaren Flüssigkeit zum Bilden eines Bodenmörtels vermengt. Zum Erreichen einer gewünschten Tragfähigkeit der Wand werden in den Bodenmörtel Stützträger vertikal eingesetzt.
  • Ein großer Vorteil der Verfahren zur Erstellung einer Stützwand mit einem Bodenmörtel besteht darin, dass kaum oder idealerweise kein Abraum an abgetragenen Bodenmaterial anfällt, der entsorgt werden muss. Dies reduziert Transport- und Deponiekosten für abgetragenes Bodenmaterial. Zudem wird ein Verbrauch von Kies und Sand und damit verbundenen Kosten entsprechend reduziert oder im Idealfall sogar ganz vermieden.
  • Allerdings ist bei der Nutzung von Bodenmörtel, welcher in situ in einem Frässchlitz oder einem Bohrloch erzeugt wird, hinsichtlich einer Querkraftbelastung, welche eine Stützwand im Boden ausgesetzt ist, kein definierter Festigkeitswert zuordbar. Für diese Belastung ist es bei der Erstellung von Stützwänden mit Bodenmörtel üblich, Stützträger so auszulegen und in der Stützwand anzuordnen, dass eine geforderte Soll-Wandsteifigkeit schon allein durch die Gesamtträgersteifigkeit der eingestellten Stützträger gegeben und sichergestellt ist. Die Stützträger sind somit für eine Stützfunktion bei einer Stützwand aus Bodenmörtel von besonderer Bedeutung.
  • Verfahrensbedingt sind bei einem Bodenmörtel der Aufbau und die Zusammensetzung nicht exakt bekannt, so dass auch weitere Eigenschaften des Bodenmörtels unsicher sind, insbesondere die Hitzebeständigkeit bei Brand und eine Durchlässigkeit von Tausalzen. Diese Eigenschaften sind insbesondere dann von Bedeutung, wenn eine Stützwand, etwa bei einer Baugrube, teilweise freigelegt wird und auch am Bauwerk unter Sicherstellung der Stützfunktion verbleiben soll.
  • Zur Erhöhung einer Brandschutzeigenschaft ist es aus der DE 31 19 474 A1 bekannt, einen Stahlträger in einer Betonmasse einzugießen, wobei eine Betonsäule mit einem Stahlträgerkern gebildet ist. Allerdings hat ein so hergestellter Träger einen relativ großen und massiven Querschnitt, so dass ein derartiger Träger nicht oder allenfalls nur mit sehr hohem Aufwand in eine zähe Bodenmörtelmasse im Boden eingestellt werden kann. Ein in Beton eingegossener Stahlträger ist zudem kostenaufwändig und würde bei größeren Wandtiefen zu einem kaum noch handhabbaren Gewicht führen.
  • Aus der DE 10 2005 013 994 B4 geht ein gitterartiger Träger zum Einsetzen in einen Bodenmörtel hervor. Durch den Aufbau aus dünnen Stäben und Bindeblechen kann dieser gut in eine Bodenmörtelmasse eingesetzt werden. Die Stäbe können mit einer Korrosionsschutzfarbe beschichtet sein. Ein besonderer Brandschutz ist nicht gegeben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Stützwand anzugeben, mit welchen eine gute Wirtschaftlichkeit in der Herstellung und eine besonders hohe Sicherheit bei einer Stützwand aus Bodenmörtel erreicht werden.
  • Die Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch eine Stützwand mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Stützträger ein Mantelelement aus Betonmaterial angeordnet wird, welches sich entlang eines oberen Stützträgerabschnitts erstreckt, und dass der Stützträger derart in den Bodenmörtel eingestellt wird, dass sich der obere Stützträgerabschnitt mit dem Mantelelement aus Betonmaterial entlang des oberen Stützwandabschnitts erstreckt.
  • Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, an einem Stützträger aus einem Baustahl bereichsweise ein dünnwandiges Mantelelement aus Betonmaterial anzubringen, welches sich entlang eines oberen Stützträgerabschnitts erstreckt. Dabei kann der Stützträger derart in den Bodenmörtel eingestellt werden, dass sich der obere Stützträgerabschnitt mit dem dünnwandigen Mantelelement aus Betonmaterial entlang des oberen Wandabschnitts erstreckt. Das Mantelelement kann dabei so ausgebildet und angeordnet werden, dass eine Schmalseite des dünnwandigen Mantelelementes in eine Einbringrichtung beim Einsetzen oder Einstellen in die Betonmörtelmasse gerichtet ist. Der Stützträger kann so relativ einfach in die zähe Betonmörtelmasse im Boden eingesetzt werden und darin absinken.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt darin, dass durch ein Mantelelement aus Betonmaterial eine hohe Korrosionsschutzeigenschaft und auch eine gute Brandschutzeigenschaft gewährleistet sind. Das Mantelelement ist dabei maßgeblich an dem oberen Abschnitt des Stützträgers angeordnet, welcher nach Einbau in die Stützwand in dem Bereich liegt, welcher durch Abtrag von Bodenmaterial freigelegt wird. Der Stützträger mit dem Mantelelement ist dabei weiter von der Bodenmörtelmasse umgeben. Das zusätzlich in die Betonmörtelmasse eingebundene Mantelelement aus Betonmaterial bildet für den Stützträger sozusagen ein zusätzliches Schutzschild gegen Hitze und gegen das Eindringen von Tausalzen. Das Betonmaterial kann Zement mit geeigneten Beimengungen und gegebenenfalls Verstärkungselementen aufweisen.
  • Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung, dass der untere Stützträgerabschnitt ohne ein Mantelelement aus Beton gebildet ist und innerhalb des unteren Stützwandabschnitts angeordnet wird. Der Stützträger kann so besonders einfach in den noch nicht abgebundenen Bodenmörtel eingestellt werden.
  • Der Stützträger mit dem Mantelelement kann in die abbindende Bodenmörtelmasse in jeder gewünschten Position eingehängt sein. Die Bodenmörtelmasse härtet aus, so dass der Stützträger endgültig in die Stützwand in der gewünschten Position eingebunden ist. Der Stützträger kann dabei so positioniert werden, dass sich das mindestens eine dünnwandige Mantelelement zumindest in den oberen Stützwandabschnitt erstreckt und den Stützträger in dem Bereich schützt, in welchem die Stützwand durch Abtrag von Bodenmaterial freigelegt wird. Besonders vorteilhaft ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass der untere Stützträgerabschnitt auf eine Bodensohle aufgesetzt wird. Somit kann sich der Stützträger vorzugsweise über die gesamte Tiefe der Stützwand im Boden, von der Sohle bis nahe an das obere Ende, erstrecken.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass das Mantelelement mit einer Wandstärke zwischen 1 cm bis 10 cm, vorzugsweise zwischen 4 cm bis 8 cm, gebildet wird. Das Mantelelement kann hülsenförmig oder in einer sonstigen Weise ausgebildet sein. Das Mantelelement kann durch Angießen an einen Bereich des Stützträgers oder durch ein lösbares Verbinden, mittels Schraub-, Haken- oder sonstigen mechanischen Verbindungen an dem Stützträger befestigt werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass das Mantelelement plattenförmig ausgebildet ist und zumindest an der Seite des Stützträgers angeordnet wird, welche zu einer freien Seite des oberen Stützwandabschnitts gerichtet ist, an welcher Bodenmaterial abgetragen wird. Das plattenförmige Mantelelement ist so zwischen einer freien Außenseite der Stützwand und dem innenliegenden Stützträger angeordnet und stellt so eine zusätzliche Barriere oder ein Schutzschild gegen korrosive Stoffe und/oder gegen Hitzeeinwirkung von außen dar.
  • Das mindestens eine plattenförmige Mantelelement verläuft dabei im Wesentlichen parallel zu einer Außenseite der Stützwand in vertikaler Richtung. Das Mantelelement ist in die Betonmörtelmasse im Boden eingebunden.
  • Insbesondere für Anwendungen, bei welchen die Stützwand in einem oberen Bereich zu beiden Wandseiten freigelegt wird, ist es nach einer Weiterentwicklung der Erfindung vorteilhaft, dass an dem Stützträger zumindest zwei gegenüberliegende plattenförmige Mantelelemente angeordnet werden, welche parallel zueinander verlaufen. Hierdurch kann ein besonders guter zweiseitiger Schutz des innenliegenden Stützträgers bewirkt werden.
  • Grundsätzlich kann der Stützträger aus Baustahl in jeder geeigneten Weise ausgebildet sein. Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung ist es bevorzugt, dass der mindestens eine Stützträger als ein massiver, vorzugsweise gewalzter Stahlträger, insbesondere mit einem H-, T-, C- oder I-Profil, oder als ein gitterartiger oder gerüstartiger Träger aus Streben ausgebildet ist. Ein Stahlprofilträger kann kostengünstig produziert werden, wobei das dünnwandige Mantelelement vor einem Einstellen des Stahlprofilträgers in die Betonmörtelmasse an dem vorgesehenen oberen Bereich angebracht wird, etwa durch Schraub- oder Hakenverbindungen. Alternativ kann der Stützträger aus relativ dünnen Streben oder Stäben aus Stahl hergestellt sein, welche durch Biegen und/oder Verschweißen einen gitter- oder gerüstartigen Aufbau erhalten.
  • An einer Außenseite des so hergestellten Stützträgers kann das dünnwandige Mantelelement angeordnet werden. Ein derartiger gitterartiger oder gerüstartiger Träger kann besonders effizient in eine zähe Betonmörtelmasse zum Bilden einer Stützwand im Boden verwendet werden.
  • Grundsätzlich kann die Stützwand im Boden mit dem Bodenmörtel in jeder geeigneten Weise hergestellt werden. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass ein Frässchlitz im Boden durch Fräsen gebildet wird, wobei abgetragenes Bodenmaterial im Frässchlitz durch Zuleiten von und Vermengen mit einer Zementsuspension zu dem Bodenmörtel verarbeitet wird. Der Bodenmörtel wird somit In Situ innerhalb des Frässchlitzes durch Vermengen des abgefrästen Bodenmateriales mit zugeführter Zementsuspension gebildet. Die Zementsuspension kann dabei unmittelbar an einer Schlitzwandfräse in den Bereich der Fräsräder zugeführt werden. Die Fräsräder können dabei eine mehrfache Funktion übernehmen, nämlich das Abfräsen des Bodenmateriales und gleichzeitig ein Vermischen des abgefrästen Bodenmateriales mit der zugeführten Zementsuspension. Hierdurch kann in besonders zweckmäßiger Weise ein Bodenmörtel unmittelbar in dem Frässchlitz erstellt werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, dass ein Bohrloch im Boden durch Bohren gebildet wird, wobei abgetragenes Bodenmaterial im Bohrloch zu Zuleiten von und Vermengen mit einer Zementsuspension zu dem Bodenmörtel verarbeitet wird. Das Bohrloch kann insbesondere durch ein Erdbohrgerät mit einem länglichen Bohrwerkzeug erstellt werden, welches an seiner Unterseite eine Abtragseinrichtung zum Abtragen von Bodenmaterial aufweist. Das abgetragene Bodenmaterial kann über eine Förderschnecke in einen rückwärtigen Bereich des Bohrlochs abgefördert werden. In diesem Bereich können radial an einem Bohrstrang vorstehende Mischelemente angeordnet sein, durch welche das abgebohrte und zerkleinerte Bodenmaterial mit zugeführter Zementsuspension zu dem Bodenmörtel vermischt wird. Die Zementsuspension kann vorzugsweise über einen hohlen Bohrstrang des Bohrwerkzeuges zugeleitet werden und am unteren Ende des Bohrstranges und/oder durch Austrittsöffnungen entlang des Bohrstranges in das Bohrloch austreten.
  • Eine besonders effiziente Verfahrensvariante ergibt sich dabei dadurch, dass zum Bilden der Stützwand mehrere Bohrlöcher nebeneinander im Boden durch Bohren gebildet werden. Die Bohrwerkzeuge können dabei parallel zueinander so angeordnet und ausgebildet sein, dass diese sich überschneidende Bohrlöcher erstellen, so dass längliche Schlitzelemente im Boden erstellt werden können.
  • materialdass der Stützträger derart in den Bodenmörtel eingestellt ist, dass sich der obere Stützträgerabschnitt mit dem Mantelelement aus Betonmaterial entlang des oberen Stützwandabschnitts erstreckt. Die Stützwand kann insbesondere durch das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren gebildet sein. Hierbei können sich die zuvor beschriebenen Vorteile ergeben.
  • Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass der untere Stützträgerabschnitt ohne ein Mantelelement aus Beton gebildet ist und innerhalb des unteren Stützwandabschnitts angeordnet ist. Der Stützträger kann so besonders einfach in den noch nicht abgebundenen Bodenmörtel eingestellt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass das Mantelelement mit einer Wandstärke zwischen 1 cm bis 10 cm, vorzugsweise zwischen 4 cm bis 8 cm, gebildet ist. Das Mantelelement kann hülsenförmig oder in einer sonstigen Weise ausgebildet sein. Das Mantelelement kann durch Angießen an einen Bereich des Stützträgers oder durch ein lösbares Verbinden, mittels Schraub-, Haken- oder sonstigen mechanischen Verbindungen an dem Stützträger befestigt werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass das Mantelelement plattenförmig ausgebildet ist und zumindest an der Seite des Stützträgers angeordnet ist, welche zu einer freien Seite des oberen Stützwandabschnitts gerichtet ist, an welcher Bodenmaterial abgetragen wird. Das plattenförmige Mantelelement ist so zwischen einer freien Außenseite der Stützwand und dem innenliegenden Stützträger angeordnet und stellt so eine zusätzliche Barriere oder ein Schutzschild gegen korrosive Stoffe und/oder gegen Hitzeeinwirkung von außen dar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen weiter beschrieben, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Stützwand von oben;
    Fig. 2
    eine Vorderansicht der Stützwand von Fig. 1; und
    Fig. 3
    eine Seitenansicht der Stützwand der Figuren 1 und 2.
  • In den Figuren 1 bis 3 ist stark schematisiert ein Teil einer erfindungsgemäßen Stützwand 10 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Stützwand 10 wird zunächst insgesamt im Boden 5 erstellt. Die Stützwand 10 wird in grundsätzlich bekannter Weise aus einem Bodenmörtel im Boden 5 erstellt. Dabei wird ein Loch durch Fräsen oder Bohren erzeugt, wobei das dabei abgetragene Bodenmaterial vorzugsweise in situ noch innerhalb des Loches mit einer Zementsuspension zu dem Bodenmörtel vermengt wird. In dem so erstellten Loch, welches in den Figuren 1 bis 3 ein Frässchlitz mit rechteckigem Querschnitt sein kann, kann der in situ erzeugte Bodenmörtel zu einer festen Stützwand 10 aushärten. Vor dem Aushärten kann mindestens ein Stützträger 20 in den noch weichen Bodenmörtel eingestellt werden.
  • Anschließend kann eine Baugrube bis zu einer Baugrubensohle 9 durch Abtrag von Boden 5 ausgehoben werden. Ein unterer Stützwandabschnitt 14 befindet sich dabei weiterhin innerhalb des Bodens 5 unterhalb der Baugrubensohle 9, während ein oberer Stützwandabschnitt 12 gegenüber dem Boden 5 vorsteht. An zumindest einer Seite liegt der obere Stützwandabschnitt 12 frei. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind anschaulich alle Seiten des oberen Stützwandabschnittes 12 freigelegt.
  • Die Stützwand 10 kann dabei unmittelbar in ein zu erstellendes Bauwerk integriert werden, etwa eine Tiefgaragenwand.
  • Um eine ausreichende Beständigkeit des eingestellten Stützträgers 20 etwa entsprechend den Bauanforderungen gegen Brand und dem Einwirken von Tausalzen zu sicherzustellen, ist gemäß der Erfindung an dem Stützträger 20 an mindestens einer Seite ein Mantelelement 30 angebracht. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel können an zwei gegenüberliegenden Längsseiten des Stützträgers 20 je ein plattenförmiges Mantelelement 30 angebracht sein. Das mindestens eine Mantelelement kann sich vorzugsweise entlang des oberen Stützträgerabschnitts 22 von der Baugrubensohle 9 bis zum oberen Ende der Stützwand 10 erstrecken.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der eingestellte Stützträger 20 aus Vertikalstreben 25 und Querstreben 26 aus einem Baustahl gefertigt. Die Vertikalstreben 25 und die Querstreben 26 können vorzugsweise durch Verschweißen miteinander verbunden sein. An einem oberen Stützträgerabschnitt 22 des Stützträgers 20 wird mindestens ein Mantelelement 30 vor einem Einstellen in den noch weichen Bodenmörtel angebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu den beiden Langseiten des Stützträgers 20 jeweils ein plattenförmiges Mantelelement 30 angebracht, so dass der Stützträger in dem oberen Stützträgerabschnitt 22 zu beiden Seiten gestützt ist.
  • Durch den vorzugsweise gitterartigen Aufbau des Stützträgers 20 aus den Vertikalstreben 25 und den Querstreben 26 in Kombination mit den seitlich angebrachten dünnwandigen Mantelelementen 30 aus einem Betonmaterial kann der Stützträger 20 weiter mit einem relativ geringen Widerstand in einen relativ zähen Bodenmörtel vorzugsweise bis auf eine Bodensohle 7 des Lochs eingestellt werden, wobei durch das mindestens eine dünnwandige Mantelelement 30 der Stützträger 20 in seinem oberen Stützträgerabschnitt 22 sehr gut gegen Hitze- und Korrosionseinflüsse geschützt ist.
  • Das mindestens eine Mantelelement 30 ist so ausgebildet und angeordnet, dass sich das Mantelelement 30 in dem oberen Stützwandabschnitt 12 der Stützwand 10 befindet. Das Mantelelement 30 kann sich in einen gewissen, begrenzten Umfang in den Bereich im Boden 5 hineinerstrecken. Hingegen ist der untere Stützträgerabschnitt 24 von einem Mantelelement freigehalten, da in diesem Bereich kein zusätzlicher Schutz benötigt wird. Denn der untere Stützträgerabschnitt 24 ist der Bereich des Stützträgers 20, welcher sich in dem unteren Stützwandabschnitt 14 befindet, welcher in seinem Seitenbereich weiterhin von Boden 5 umgeben ist.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Bilden einer Stützwand (10) im Boden (5) aus einem Bodenmörtel, welcher im Boden (5) durch Vermischen von Bodenmaterial und einer Zementsuspension hergestellt wird, wobei
    vertikal gerichtete Stützträger (20), welche einen Baustahl aufweisen, in den Bodenmörtel im Boden (5) vor einem Aushärten eingestellt werden, und
    nach dem Aushärten zumindest an einer Seite der Stützwand (10) Bodenmaterial entlang eines oberen Stützwandabschnitts (12) abgetragen wird, während ein unterer Stützwandabschnitt (14) weiter zu beiden Seiten von Boden (5) umgeben ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an zumindest einem Stützträger (20) ein dünnwandiges Mantelelement (30) aus Betonmaterial angebracht wird, welches sich entlang eines oberen Stützträgerabschnitts (22) erstreckt, und
    dass der Stützträger (20) derart in den Bodenmörtel eingestellt wird, dass sich der obere Stützträgerabschnitt (22) mit dem Mantelelement (30) aus einem Betonmaterial entlang des oberen Stützwandabschnitts (12) erstreckt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der untere Stützträgerabschnitt (24) ohne ein Mantelelement (30) aus Betonmaterial gebildet ist und innerhalb des unteren Stützwandabschnitts (14) angeordnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der untere Stützträgerabschnitt (24) auf eine Bodensohle (7) aufgesetzt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mantelelement (30) mit einer Wandstärke zwischen 1 bis 10 cm, vorzugsweise zwischen 4 bis 8 cm, gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mantelelement (30) plattenförmig ausgebildet ist und zumindest an der Seite des Stützträgers (20) angeordnet wird, welche zu einer freien Seite des oberen Stützwandabschnitts (12) gerichtet ist, an welcher Bodenmaterial abgetragen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem Stützträger (20) zumindest zwei gegenüberliegende plattenförmige Mantelelemente (30) angeordnet werden, welche parallel zueinander verlaufen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Stützträger (20) als ein massiver Stahlträger, insbesondere mit einem H-, T-, C- oder I-Profil, oder als ein gitterartiger oder gerüstartiger Träger aus Streben (25, 26) ausgebildet wird.
  8. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Frässchlitz im Boden (5) durch Fräsen gebildet wird, wobei abgetragenes Bodenmaterial im Frässchlitz durch Zuleiten von und Vermengen mir einer Zementsuspension zu dem Bodenmörtel verarbeitet wird.
  9. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Bohrloch im Boden (5) durch Bohren gebildet wird, wobei abgetragenes Bodenmaterial im Bohrloch durch Zuleiten von und Vermengen mir einer Zementsuspension zu dem Bodenmörtel verarbeitet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Bilden der Stützwand (10) mehrere Bohrlöcher nebeneinander im Boden (5) durch Bohren gebildet werden.
  11. Stützwand im Boden (5) aus einem Bodenmörtel, insbesondere gebildet nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Bodenmörtel im Boden (5) durch Vermischen von Bodenmaterial und einer Zementsuspension hergestellt ist und im Boden (5) zu der Stützwand (10) ausgehärtet ist,
    vor einem Aushärten vertikal gerichtete Stützträger (20), welche einen Baustahl aufweisen, in den Bodenmörtel im Boden (5) eingestellt sind, und
    nach dem Aushärten durch Abtrag von Bodenmaterial die Stützwand (10) an zumindest einer Seite entlang eines oberen Stützwandabschnitts (12) freiliegt, während ein unterer Stützwandabschnitt (14) weiter zu beiden Seiten von Boden (5) umgeben ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an zumindest einem Stützträger (20) ein Mantelelement (30) aus Betonmaterial angeordnet ist, welches sich entlang eines oberen Stützträgerabschnitts (22) erstreckt, und
    dass der Stützträger (20) derart in den Bodenmörtel eingestellt ist, dass sich der obere Stützträgerabschnitt (22) mit dem Mantelelement (30) aus Betonmaterial entlang des oberen Stützwandabschnitts (12) erstreckt.
  12. Stützwand nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein unterer Stützträgerabschnitt (24) ohne ein Mantelelement (30) aus Betonmaterial gebildet ist und innerhalb des unteren Stützwandabschnitts (14) angeordnet ist.
  13. Stützwand nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mantelelement (30) mit einer Wandstärke zwischen 1 bis 10 cm, vorzugsweise zwischen 4 bis 8 cm, gebildet ist.
  14. Stützwand nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mantelelement (30) plattenförmig ausgebildet ist und zumindest an der Seite des Stützträgers (20) angeordnet wird, welche zu einer freien Seite des oberen Stützwandabschnitts (12) gerichtet ist, an welcher Bodenmaterial abgetragen wird.
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