DE19739106C1

DE19739106C1 - Verfahren zum Herstellen eines Tiefbauwerks in einer mit Grundwasser gefüllten Tiefbaugrube

Info

Publication number: DE19739106C1
Application number: DE1997139106
Authority: DE
Inventors: Gert Dr Ing Dallach; Rolf Dipl Ing Muench; Alfred Prof Dr Ing Dudszus
Original assignee: Individual
Current assignee: DALLACH, GERT, DR.-ING., 18059 ROSTOCK, DE; Muench Rolf Dipl-Ing 18069 Rostock De
Priority date: 1997-09-06
Filing date: 1997-09-06
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2017-09-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Tiefbauwerks in einer mit Grundwasser gefüllten Tiefbaugrube unter Verwendung eines schwimmenden Absenkkörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2. Solche Verfahren kommen zum Einsatz in Gebieten, in denen der Grundwasserstand hoch ist und eine Grundwasserabsenkung nicht möglich oder nicht erforderlich ist.

Für die Herstellung von Bauten unterhalb der Geländeoberfläche (Tiefbauten) gibt es auch für hohen Grundwasserstand eine Vielzahl von bewährten Verfahren der Tiefbautechnik, von denen die wichtigsten nachstehend aufgezählt werden.

Bekannt sind:

- Die Schlitzwandbautechnik, bei der mit speziellen streifenförmigen Aushub- und Betonierverfahren die Außenwand eines Tiefbauwerks ohne Baugrube vollständig hergestellt wird. Danach erfolgt der Erdaushub des Tiefbauwerks und unter Wasser die Betonierung des Bodens, der mit der Seitenwand nach verschiedenen bekannten Methoden verbunden wird.
- Das Verfahren mit Grundwasserabsenkung. Dabei wird nach der durch Grundwasser absenkung bewirkten Trockenlegung der Baugrube ein Tiefbaukörper nach bekannten Verfahren der Tiefbautechnik, in der Regel in Stahlbeton, hergestellt.
- Das Caissonverfahren, bei dem vor Aushub der Baugrube ein Caisson aus Beton oder Stahl mit den Abmessungen des Tiefbaukörpers hergestellt wird. Dieser Caisson kann mit geschlossenem Boden und/oder geschlossener Decke hergestellt sein. Die Absenkung erfolgt beim Caisson durch Aushub des Bodens im Inneren des Caissons nach verschiedenen bekannten Methoden und gesteuerter Absenkung des Caissons durch Schwergewichtsbelastung. Bei einem geschlossenen Caisson kann der Boden im Überdruckverfahren ausgehoben werden.
- Zur Herstellung spezieller Wasserbauwerke sind Verfahren mit schwimmenden Caissons bekannt, bei denen der schwimmfähige Caisson aus Beton oder Stahl außerhalb des Bauplatzes hergestellt wird und zum Bauplatz geschwommen wird, um dort abgesenkt und weiter bearbeitet zu werden, beispielsweise als Stützpfeiler für Brückenwerke.
- Das Absenkverfahren, bei dem ringförmige Beton- oder Stahlwände im Schwerkraftverfahren abgesenkt werden, im Zusammenhang mit dem kontinuierlichen Aushub des Bodens im Inneren. An der Unterseite besitzen diese Ringwände schneidenartige Formen, wodurch während des Absenkvorgangs Bodeneinbrüche vermieden werden.
- Aus der DE 42 19 078 A1 ist ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 bekannt. Dort wird eine Schalungsplatte an Pfählen aufgehängt. Auf der Schalungsplatte wird dann durch Aufbetonieren einzelner Abschnitte unter gleichzeitiger Absenkung das Tiefbauwerk erstellt. Nachteilig hierbei ist der mit dem Einbringen der Pfähle und dem Aufhängen des Tiefbauwerks an den Pfählen verbundene technische Aufwand.

Die vorstehend angeführten Verfahren haben bei hohem Grundwasserstand einen oder mehrere der folgenden Mängel oder Nachteile: Hohe Kosten, Grundwasserabsenkung, mangelnde Wasserdichtigkeit, Probleme beim Absenken bis hin zur Schiefstellung und Hängenbleiben.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, wenig aufwendiges Verfahren zu schaffen, bei welchem dennoch das Tiefbauwerk nach dem Leerpumpen sicher gegen Auftrieb verankert ist gegen den von außen anstehenden Erd- und Wasserdruck statisch sicher und dicht ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 enthaltenen Merkmale gelöst.

Dabei wird mit üblichen Verfahren der Rammtechnik eine Stützwand, gerade oder gekrümmt, beispielsweise kreisförmig, hergestellt. Die Spundbohlen werden durch Fallrammen, Rütteln und Schwingen, Pressen, mit oder ohne Vorbohren zu einer Spundwand zusammengefügt, die die Kontur des zukünftigen Tiefbauwerks aufweist, jedoch eine größere lichte Weite hat, als die äußeren Abmessungen des Tiefbauwerks. Die Spundwand wird so tief in den Boden gesetzt, daß sie nach dem Aushub des Erdbodens im Inneren auf die erforderliche Baugrubentiefe noch ausreichend im Boden verankert ist. Zweckmäßigerweise wird der obere Rand der Spundwand durch einen Befestigungsring, beispielsweise einen Stahlring oder Betonring, verankert. Damit wird der äußere Erddruck durch die Spundwand vollständig aufgenommen.

Nach dem Aushub des Bodens aus der durch die Spundwand vorgegebenen Baugrube bis zur vorgesehenen Tiefe bei konstant gehaltenem Grundwasserstand erfolgt die schwimmende Montage des Absenkkörpers aus Stahl, der die Form eines allseitig verstärkten eckigen oder runden Behälters haben kann. Die Montage kann in Form vorgefertigter schwimmender Bodenabschnitte aus Stahl in der mit Wasser gefüllten Baugrube erfolgen, auf die dann die Seitenwandabschnitte bis zur vollständigen Höhe des Absenkkörpers aufgesetzt werden. Zur Begrenzung der freien Montagehöhe können zwischendurch, d. h. nach Montage einiger Seitenwand-Ringabschnitte, Absenkungen des schwimmenden Absenkkörpers, z. B. durch Ballastwasser, vorgenommen werden. Eine weitere Montagemöglichkeit besteht darin, daß der Absenkkörper an Land beim Hersteller oder neben dem Bauplatz weitgehend oder vollständig montiert und mit Hebezeugen oder auf andere Weise in die mit Wasser gefüllte Baugrube eingesetzt, abgesenkt und, soweit notwendig, fertig montiert wird.

Der schwimmende und nach Fertigstellung abgesenkte Absenkkörper kann sowohl im Boden- als auch im Seitenwandbereich durch Beton verstärkt sein, welcher mit der Spundwand durch Verankerungen verbunden ist.

Vorzugsweise erhält der schwimmende Absenkkörper rundum außen in Höhe des Behälterbodens geeignete waagerecht angeordnete und mit der Seitenwand versteifte Ankerringplatten in der Breite des Spaltes zwischen Absenkkörper und der Spundwand. Nach Absenkung des Absenkkörpers und Ausrichten des Absenkkörpers in der Baugrube erfolgt die Verankerung des Absenkkörpers an der Spundwand über den Ankerring durch Unterwasserschweißen, Unterwasserbetonieren, usw. Der zwischen Spundwand und Absenkkörper vorhandene Spalt wird verfüllt und das Verfüllmaterial verdichtet.

In bevorzugter Ausgestaltung wird im Bereich der Geländeoberfläche der Absenkkörper mit der Spundwand durch einen Stahlbetonring verbunden und verankert.

Aus dem gegen den vorhandenen Auftrieb gesicherten Absenkkörper kann das in seinem Innenraum befindliche Grundwasser herausgepumpt werden, womit das wasserdichte Tiefbauwerk fertiggestellt ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel zeigen, erläutert. Bei dem Beispiel soll ein kreisförmiges Tiefbauwerk, z. B. für Tiefgaragen oder Lagerungszwecke, dargestellt werden.

Fig. 1 zeigt im Schnitt einen Bauplatz mit Geländeoberfläche (1), den Grundwasser spiegel (2) und eine gesetzte kreisförmige Spundwand (3) mit einem oberen Befesti gungsing (16). Das Bodenmaterial ist teilweise aus der Baugrube (4) entfernt (5) worden.

Fig. 2 zeigt im Schnitt die Anordnung der kreisförmigen Spundwand (3) um die vollständig ausgehobene Tiefbaugrube (6) mit einem lichten Durchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser eines Absenkkörpers (7, 8, 9) aus Stahl, wodurch zwischen dem Tiefbaukörper und der Spundwand ein Spalt (17) entsteht. Die Figur zeigt einen Zwischenmontagezustand des Absenkkörpers, der im Grundwasser (2) schwimmt, bestehend aus einer Stahlbodenplatte mit Schwimmkörper (7), einem Ankerring aus Stahl (8), Wandsektionen (9) aus Stahl, einer Betonverstärkung (10) der Stahlaußen wand und einer Betonfüllung im Schwimmkörper (11).

Fig. 3 zeigt im Schnitt den fertiggestellten, auf den Boden der Baugrube abgesenkten Absenkkörper, wobei dieser aus Stahl mit Betonverstärkungen, u. a. in Form von Unterbodenbeton (12) und Innenbodenbeton (13), besteht. Der Spalt zwischen der Spundwand und dem Absenkkörper ist mit Material (15) verfüllt, das danach verdichtet wurde. In Geländehöhe ist die Spundwand mit dem Absenkkörper verbunden (14).

Bezugszeichenliste

1

Geländeoberfläche

2

Grundwasserspiegel

3

Baugrubenumschließung, z. B. Spundwand

4

Boden der Baugrube

5

Aushub

6

Boden der fertigen Baugrube

7

Stahlbodenplatte mit Schwimmkörper

8

Ankerring aus Stahl

9

Seitenwand bzw. Seitenwandabschnitt des Absenkkörpers aus Stahl

10

Betonverstärkung der Stahlaußenwand

11

Betonfüllung im Schwimmkörper

12

Unterbodenbeton

13

Innenbodenbeton

14

Obere Verankerung

15

Füllmaterial

16

Oberer Befestigungsring

17

Spalt zwischen Spundwand und Absenkkörper

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Tiefbauwerks in einer teilweise oder vollständig mit Grundwasser (2) gefüllten Tiefbaugrube, unter Verwendung eines schwimmenden Absenkkörpers, wobei die Wände der Tiefbaugrube durch bekannte Baugruben umschließungen (3) wie Spundwände o. a. gesichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Boden (7) aus Stahl, Seitenwände (9) aus Stahl sowie Verstärkungen und Verankerungen (8) aus Stahl aufweisende Absenkkörper an Land montiert wird, dann wasserdicht schwimmend in die Tiefbaugrube eingesetzt wird, nach Beendigung des Einsatzes kontinuierlich oder schrittweise abgesenkt und in Höhe des Bodens (6) der Tiefbaugrube verankert wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines Tiefbauwerks in einer teilweise oder vollständig mit Grundwasser (2) gefüllten Tiefbaugrube, deren Wände durch bekannte Baugruben umschließungen (3) wie Spundwände o. a. gesichert sind, unter Verwendung eines Absenkkörpers, der schwimmend in Abschnittsbauweise erstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
ein vorgefertigter schwimmender Bodenabschnitt (7) aus Stahl in die Tiefbaugrube eingesetzt wird,
daß auf den Bodenabschnitt (7) aus Stahl bestehende Seitenwandabschnitte (9) bis zur vollständigen Höhe des Absenkkörpers, gegebenenfalls unter Zwischenabsenkung des Absenkkörpers, aufgesetzt werden,
daß der Absenkkörper nach seiner Fertigstellung abschließend abgesenkt und in Höhe des Bodens der Tiefbaugrube verankert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (7) bzw. der Bodenabschnitt (7) und/oder die Seitenwände (9) mit Beton verstärkt werden, wobei der Beton mit dem Boden (7) bzw. den Seitenwänden (9) verankert ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Höhe des Bodens (6) der Tiefbaugrube vorgesehene Verankerung des Absenkkörpers an der Wand der Tiefbaugrube erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerung mittels eines, vorzugsweise horizontalen, aus Stahl bestehenden Ankerrings (8) gebildet wird, der außen am Absenkkörper angeordnet ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Absenkkörper im abgesenkten Zustand im Bereich der Geländeoberfläche (1) mit der Wand der Tiefbaugrube verbunden wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wand der Tiefbaugrube und dem Absenkkörper ein Spalt (17) vorhanden ist und daß dieser Spalt (17) nach Fertigstellung und Absenken des Absenkkörpers mit Schüttmaterial (15) ausgefüllt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Geländeoberfläche (1) vorgesehene Verbindung mittels eines Stahlbetonrings (14) erfolgt.