Verfahren zur Gründung eines vorgefertigten Baukörpers Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gründung eines vorgefertigten Baukörpers.
Die Vorteile einer Gründung von Bauwerksteilen in vorgefertigtem Zustand liegen insbesondere darin, dass durch eine Herstellung dieser Baukörper ausser halb der Baugrube und auf einem Werkplatz mit wesentlich besserer Zugänglichkeit grössere Gewähr für die Erzielung einwandfreier Festigkeit und Dich tigkeit gegeben ist.
Besondere Vorteile ergeben sich auch noch bei der Gründung vorgefertigter Baukörper unter Wasser, wenn der Baukörper durch eine besondere Isolie rung - sei es zum Schutz gegen Wasserdurchtritt oder gegen Angriff durch aggressives Wasser oder Lösung - geschützt werden muss. Dabei ist es, wie bislang üblich, nicht mehr erforderlich, unter den erschwerenden Bedingungen in einer engen, künstlich trocken gehaltenen Baugrube den Unterboden und darauf die Isolierbahn zu verlegen, da die Isolierung und darüber gegebenenfalls eine Schutzschicht bereits mit dem Baukörper ausserhalb der Baugrube her gestellt werden können.
Wenn man dabei so verfährt, wie dies bisher die Regel ist, dass man die Baugrubensohle dem Plan entsprechend einebnet - bei unter Wasser befindli chen Baugruben beispielsweise mit unter Wasser ar beitenden Planierungsgeräten - und auf die so ge schaffene Gründungssohle ein vorgefertigtes Bau werksteil absetzt, so besteht keinerlei Sicherheit, dass eine derartige Gründung allen hierfür zu stellenden Anforderungen genügt. Es lässt sich insbesondere bei grossflächigen Gründungssohlen nicht vermeiden, dass zwischen Baukörper und Baugrubensohle Hohlräume verbleiben oder sich bilden.
Für die statische Be rechnung des Baukörpers muss deshalb aus Sicher heitsgründen die ungünstigste Punktauflagerung des Baukörpers angenommen werden. Bei dem Bau von Unterwassertunneln hat man für diesen besonderen Fall vor dem Einschwimmen der grossen Baukörper die Baugrube zwar schon tiefer über die geplante Bauwerksunterkante ausge hoben und den für den Vorgang erforderlichen grösse ren Zwischenraum zwischen Baukörperunterfläche und Baugrubensohle mittels unter dem Baukörper geführter Rohre mit Sand unterspült.
Es liegt jedoch auf der Hand, dass ein derartiges Verfahren nicht voll befriedigen kann, da sich lose unter die Bau werksunterfläche eingespülter Sand nicht in durch gehend gleicher Lagerungsdichte mit Sicherheit ab setzen lässt und damit grössere ungleichmässige Set zungen zu erwarten sind. Auch bei dieser Gründungs art muss aus Sicherheitsgründen mit sehr ungünstigen statischen Verhältnissen gerechnet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bekannten Nachteile bei Gründung eines Baukörpers zu beseitigen.
Erfindungsgemäss geschieht dies bei einem Ver fahren zur Gründung eines vorgefertigten Baukörpers mit mindestens annähernd ebener Grundfläche im Grundwasser, freien Wasser oder im trockenen Boden, wobei der Baugrund so nivelliert wird, dass seine Sohle wenige Zentimeter unter der Solltiefe der geplanten Gründungssohle liegt, und wobei der Baukörper durch Aufhängen oder Abstützen in Höhe der Solltiefe der Gründungssohle gehalten wird, da durch,
dass man längs der Baukörperrandzonen unter Zugabe von Bodenmaterial einen Tiefenrüttler in den Boden des Untergrundes niederbringt und mit diesem den Boden um die Randbereiche des Bau körpers verdichtet und unter den Baukörper stopft und dass man schliesslich, sofern unter der Baukörper unterseite nach innen zu noch ein Hohlraum ver bleibt, diesen durch Einpressen von erhärtenden Stof fen satt ausfüllt.
Soweit bei einem grossflächigen Baukörper die ausserhalb am Rand des Baukörpers angesetzten Tiefenrüttler in ihrer Wirkung in waagrechter Rich tung nicht mehr ausreichen, verbleibt unter dem Baukörper ein Hohlraum, der jedoch durch den unterstopften und verdichteten Auffüllungsboden um schlossen ist. Dieser eingeschlossene Hohlraum wird durch Einpressen geeigneter Materialien, wie z. B. Zementmörtel, satt ausgefüllt, so dass seine erforder liche Tragkraft zuverlässig und gleichmässig erreicht werden kann.
Der verdichtete Auffüllungsboden unterhalb der Baukörperunterfläche entlang des Randes vom Baukörper bildet für das Einpressen z. B. des Zementmörtels ein einwandfreies Wider lager. Um eine einwandfreie Injektion und satte Ver- pressung in dem vom Bodenmaterial fest einge schlossenen Zwischenraum besonders bei grossflächi gen Baukörpern zu erreichen, kann man in dem Boden des Baukörpers zur Durchführung der Injek tion z. B.
Löcher anordnen, die sowohl das Einpres sen von Injektionsgut als auch das Einsetzen von Kontrollorganen gestatten und nach Beendigung des Einpressungsvorganges leicht verschlossen werden können.
Ist der Boden unterhalb der Bauwerksohle von nicht ausreichender Tragkraft, so kann zunächst der Baugrund vor Einbringen des Baukörpers durch Tie- fenrüttler oder durch unter Wasser arbeitende Ober- flächenrüttler verdichtet und so homogenisiert wer den, dass nach Aufbringen der Belastung bleibende Setzungen ausgeschlossen werden.
Ist jedoch der Bo den unterhalb der Bauwerksohle nicht verdichtungs fähig und nicht von ausreichender Tragfähigkeit, so tauscht man zweckmässig den Boden vor dem Einbrin gen des Baukörpers aus und verdichtet ihn, worauf in der bereits dargelegten Weise verfahren wird.
Die Zeichnung zeigt schematisch zwei bevorzugte Anwendungsbeispiele, und zwar zeigt: Fig. 1 Querschnitt durch eine mit Grundwasser angefüllte Baugrube und den an einem Kran hängen den vorgefertigten Bauwerksteil, Fig. 2 Querschnitt durch die gleiche Baugrube. Die Baugrube ist mit Boden wieder verfüllt. Durch Tiefenverdichtung liegt der Bauwerksteil auf dem Gründungsboden satt auf.
In Fig. 1 ist ein Bauwerksteil 1 an einem Kran 2 hängend in eine zuvor ohne Wasserhaltung ausge hobene Baugrube 3 dargestellt. Die Baugrube 3 ist um ein weniges tiefer ausgehoben, so dass nach Ein bringen des Bauwerkteiles 1 in seine Bestimmungs lage zwischen Bauwerks- und Baugrubensohle ein kleiner Zwischenraum verbleibt. Der Boden am Rande und zum Teil unterhalb der Bauwerkssohle wird nach Wiederverfüllung der Baugrube durch einen Tiefenrüttler S verdichtet und unterstopft, so dass nunmehr der Bauwerksteil auf der Gründungs sohle am Umfang gleichmässig satt aufliegt.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt des Bauwerksteiles, nachdem die Baugrube wieder verfüllt und die Tie- fenverdichtung fertiggestellt ist. Durch eine Öffnung 6 im Boden des Bauwerkteiles wird Zementmörtel eingepresst und der nach der Verdichtung noch ver bliebene Zwischenraum in der Mitte der Bauwerk sohle gefüllt. Der Fortgang und die Beendigung des Verpressvorganges wird über in die Bauwerkssohle eingelegte Röhrchen 7 verfolgt.
Durch eine Gründung nach dem vorliegenden Verfahren werden alle gründungstechnischen Erfor dernisse erfüllt, insbesondere wird eine zuverlässige und gleichmässige Schliessung des Zwischenraumes zwischen Bauwerks- und Baugrubensohle ohne die Gefahr ungleichmässiger späterer Setzungen erzielt. Der Baukörper liegt an allen Stellen seiner gesamten Grundfläche gleichmässig satt auf, so dass für die statische Dimensionierung des Bauwerkskörpers nun mehr die günstigsten Auflagebedingungen angenom men werden können.
Auch die Bauarbeiten selbst können schneller und unter geringerem Kostenaufwand durchgeführt werden, weil nicht nur die Bauzeit für die Herstel lung und Erhärtung des Baukörpers entfällt, sondern zum Aushub der Baugrube auch eine im allgemeinen erforderliche Wasserhaltung erspart werden kann, da der Aushub und die Gründungsarbeiten unter Wasser durchführbar sind.
Wenn die Platzverhältnisse es gestatten, kann die Baugrube auch ohne Versteifung als offene Bau grube mit sehr steilen Böschungen ausgehoben wer den, weil diese infolge der Ausgeglichenheit des inne ren und äusseren Wasserdruckes standfester sind. Die Standfestigkeit der Böschung kann man durch künst lichen Aufstau des Wasserspiegels in der Baugrube erheblich erhöhen und braucht in allen diesen Fällen keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen bezüglich Standfestigkeit der Böschungen, weil nach dem vor liegenden Verfahren in der Baugrube selbst sich keine Arbeiter aufzuhalten brauchen.
Nach Einbringen des Baukörpers in seine Soll- Lage, was vom Baugelände aus geschehen kann, und nach Auffüllen des Zwischenraumes zwischen Baugrubensohle und Baukörperunterfläche sowie seine Unterstopfung, wozu ebenfalls kein Betreten der Baugrube nötig ist, können, wie erwähnt, viel mehr alle Arbeiten zur Bildung des gewünschten Fundamentes vom Inneren des Baukörpers aus vor genommen und kontrolliert werden.
Wesentlich für die Standfestigkeit der Baugruben- böschungen ist im übrigen auch, dass die Wiederver- füllung der Baugrube bereits schon unmittelbar nach Einbringen des Baukörpers vorgenommen werden kann.
Method for the foundation of a prefabricated structure The present invention relates to a method for the foundation of a prefabricated structure.
The advantages of founding structural parts in a prefabricated state are, in particular, that by producing these structures outside the excavation pit and in a work area with much better accessibility, greater guarantee is given of achieving perfect strength and tightness.
Special advantages also result from the foundation of prefabricated structures under water, if the structure has to be protected by special insulation - be it to protect against water penetration or against attack by aggressive water or solution. As has been the case up to now, it is no longer necessary to lay the subfloor and the insulating membrane on top of it in a narrow, artificially dry excavation under the aggravating conditions, since the insulation and, if necessary, a protective layer on top of it are already made with the structure outside the excavation can be.
If you proceed as has been the rule up to now, that you level the base of the excavation according to the plan - in the case of underwater excavation pits, for example, with leveling equipment that works under water - and place a prefabricated structural component on the foundation base created in this way, then there is no guarantee that such a foundation will meet all of the requirements. Particularly in the case of large foundation bases, it cannot be avoided that cavities remain or form between the building structure and the base of the excavation.
For safety reasons, the most unfavorable point support of the building must therefore be assumed for the static calculation of the building. When building underwater tunnels in this special case, before the large structures were floated in, the construction pit was dug deeper over the planned lower edge of the structure and the larger space required for the process between the lower surface of the structure and the base of the excavation was washed with sand using pipes running under the structure .
It is obvious, however, that such a method cannot be fully satisfactory, since sand that is loosely washed under the building's undersurface cannot be safely deposited in a consistently uniform density, and larger, uneven settlements are to be expected. For safety reasons, very unfavorable static conditions must also be expected with this type of foundation.
The invention is based on the object of eliminating the known disadvantages of founding a building.
According to the invention, this is done in a method for the foundation of a prefabricated structure with at least approximately flat base in groundwater, free water or in dry soil, the subsoil being leveled so that its base is a few centimeters below the target depth of the planned foundation base, and where the The structure is held by hanging or bracing at the level of the target depth of the foundation base, as
that along the edge zones of the building, adding soil material, a deep vibrator is brought down into the subsoil and with this the soil around the edge areas of the building is compacted and stuffed under the building, and that finally, if under the building's underside, there is still a cavity towards the inside remains, this fills this by pressing in hardening substances.
If, in the case of a large-scale structure, the depth vibrators attached to the edge of the structure are no longer sufficient in their effect in the horizontal direction, a cavity remains under the structure, which, however, is enclosed by the stuffed and compacted filling floor. This enclosed cavity is made by pressing in suitable materials, such as. B. cement mortar, filled so that its required load-bearing capacity can be achieved reliably and evenly.
The compacted filling soil below the lower surface of the structure along the edge of the structure forms for pressing z. B. the cement mortar a perfect counter-camp. In order to achieve a perfect injection and full compression in the space firmly enclosed by the soil material, especially in the case of large-area structures, one can in the bottom of the structure to carry out the injection z. B.
Arrange holes that allow both the Einpres sen of injection material and the insertion of control organs and can be easily closed after completion of the injection process.
If the soil beneath the base of the structure does not have sufficient load-bearing capacity, the subsoil can first be compacted by deep vibrators or surface vibrators working under water and homogenized in such a way that permanent subsidence is excluded after the load has been applied.
However, if the floor below the building floor is not capable of compacting and is not of sufficient load-bearing capacity, it is advisable to replace the soil before bringing in the structure and compact it, whereupon the procedure described above is used.
The drawing shows schematically two preferred application examples, namely: FIG. 1 cross-section through an excavation filled with groundwater and the prefabricated structural part hanging on a crane, FIG. 2 cross-section through the same excavation. The construction pit is backfilled with soil. Due to deep compaction, the part of the structure lies firmly on the foundation soil.
In Fig. 1, a structural part 1 is shown hanging on a crane 2 in a previously raised construction pit 3 without dewatering. The excavation 3 is dug a little deeper, so that after A bring the structural part 1 into its intended position between the building and the excavation base, a small space remains. The soil at the edge and partly below the base of the structure is compacted and tamped by a depth vibrator S after the construction pit has been backfilled, so that now the part of the structure rests on the foundation base evenly around the circumference.
Fig. 2 shows the cross-section of the structural part after the excavation has been filled again and the deep compaction has been completed. Cement mortar is injected through an opening 6 in the bottom of the structural part and the space remaining after compaction in the middle of the structural floor is filled. The progress and completion of the pressing process is followed via tubes 7 inserted into the building floor.
By a foundation according to the present method, all foundation-related requirements are met, in particular a reliable and even closure of the space between the building and excavation base is achieved without the risk of uneven subsequent subsidence. The structure lies evenly in all parts of its entire base area, so that the most favorable support conditions can now be assumed for the structural dimensioning of the structure.
The construction work itself can be carried out more quickly and at lower cost, because not only does the construction time for the manufacture and hardening of the structure are omitted, but the generally required dewatering can also be saved to excavate the excavation, since the excavation and foundation work are under Water are feasible.
If space permits, the excavation pit can also be excavated as an open construction pit with very steep embankments without reinforcement, because these are more stable due to the balance between the inner and outer water pressure. The stability of the embankment can be increased considerably by artificial damming up of the water level in the excavation and in all of these cases no special safety precautions regarding the stability of the embankments are required, because according to the present method, no workers need to be in the excavation itself.
After the structure has been brought into its target position, which can be done from the building site, and after the space between the base of the building pit and the base of the structure has been filled, as well as its tamping, which also does not require entering the building pit, as mentioned, all of the educational work can be done much more of the desired foundation can be taken and checked from inside the building.
It is also essential for the stability of the excavation slopes that the excavation can be refilled immediately after the structure has been installed.