DE102004013017A1

DE102004013017A1 - Verfahren zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels vorgefertigter Schalungsbauteile

Info

Publication number: DE102004013017A1
Application number: DE200410013017
Authority: DE
Inventors: Thomas Berfelde
Original assignee: Deutsche Gleis und Tiefbau GmbH
Current assignee: Deutsche Gleis und Tiefbau GmbH
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2024-03-17
Also published as: DE102004013017B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels mindestens eines vorgefertigten Schalungsbauteiles, welches als Rahmenkonstruktion mit einem geschlossenen Querschnitt ausgeführt ist, zum Vortrieb in den Baugrund unter vorauseilender Ausschachtung. DOLLAR A Es wird angestrebt, dass eine derartige Vorrichtung für die Erstellung von Ortbetonfundamenten, über die große Kräfte ableitbar sind, nutzbar zu machen. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, dass die Außenwand bzw. mindestens eine Außenwand des mindestens einen Schalungsbauteiles (1) Aussparungen (2, 3) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels vorgefertigter Schalungsbauteile, welche als Rahmenkonstruktion mit einem geschlossenen Querschnitt ausgeführt sind, zum Vortrieb in den Baugrund unter vorauseilender Ausschachtung.

Es ist fachübliche Praxis, für die Erstellung von Ortbetonfundamenten, die beispielsweise für Mastgründungen benötigt werden, Baugruben auszuheben, die sodann in Holzbauweise oder mit Verbauelementen (wie z.B. Rammprofilen oder Kanaldielen) gegen ein Nachrutschen des umgebenden Erdreiches gesichert werden müssen. Dies ist insbesondere bei der Gründung von Mastfundamenten für Oberleitungsmasten entlang von Eisenbahnstrecken von Bedeutung, da hier zusätzlich eine Sicherung des aus Schotter bestehenden Gleisbettes gegen Abrutschen in die Gründungsgrube erforderlich ist.

Zur Vermeidung derartiger umständlicher und aufwendiger Sicherungsmassnahmen an Baugruben schlägt deshalb DE 23 35 378 das Einpressen vorgefertigter Schachtfertigteile mittels einer Vertikalpresse vor. Dieses Dokument orientiert sich jedoch daran, mittels dieses Verfahrens vertikale Press- und Endschächte abzuteufen, welche als Start- oder Zielort von (zumindest im wesentlichen) horizontalen Pressvortrieben dienen. Es ist ein Wesensmerkmal, dass derartige Schächte blosse Hilfskonstruktionen darstellen, welche nach Durchführung der Arbeiten zum Pressvortrieb überflüssig werden und üblicherweise wieder demontiert und verfüllt werden. Die für Verbauzwecke eingebrachten Schachtfertigteile werden dazu üblicherweise wieder gezogen.

In ähnlicher Weise und mit der selben Zielsetzung offenbart DE 93 09 775 einen Verbau für einen im Rohrvorpressverfahren verwendbaren Schacht, dessen oberstes Schachtfertigteil stirnseitig vom eingepressten Schacht lösbar ausgeführt ist, so dass dieses oberstes Schachtfertigteil entfernt und der restliche Schacht als verlorener, im Erdreich verbleibender Verbau aufgefüllt und eingeebnet werden kann.

Eine Übertragung dieses Prinzipes von der Anwendung bei temporären bzw. provisorischen Schachtbauwerken auf dauerhaft zu erstellende Fundamentgründungen, welche auch zur Aufnahme grosser Krafteinleitungen ausgelegt sein müssen, ist jedoch bislang nicht möglich, da das Einpressen vorgefertige. Schachtbauteile zu Hohlräumen und/oder unzureichend im Kontaktbereich zwischen Fertigbauteil und dem anstehenden Erdreich kommt. Dies wirkt sich negativ auf die von einer derartig erstellten Gründung aufnehmbaren Kräfte aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels mindestens eines vorgefertigten Schalungsbauteiles, welches als Rahmenkonstruktion mit einem geschlossenen Querschnitt ausgeführt ist, zum Vortrieb in den Baugrund unter vorauseilender Ausschachtung bereitzustellen, mittels der die Erstellung von Ortbetonfundamenten, über die grosse Kräfte ableitbar sind, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Aussenwand bzw. mindestens eine Aussenwand des mindestens einen Schalungsbauteils (1) Aussparungen (2, 3) aufweist. Beim Einbringen von Ortbeton in die erfindungsgemäss aufgebaute Schalung sowie im Zuge des daran anschliessenden Verdichtens wird ein Teil des Ortbetons durch die Aussparungen in das an das eingepresste Schalungsbauteil anstehende Erdreich gepresst. Somit entstehen nicht nur injektions-ähnliche Betoneinlagerung in das umgebende Erdreich sondern es werden auch eventuelle Hohlräume, die sich bedingt durch das Einpressen des Schalungsbauteils im Kontaktbereich zwischen Schalung und Erdreich gebildet haben, zuverlässig ausgefüllt. Insbesondere bei bindigen Böden ist dies von grosser Bedeutung. Dadurch wird die Standsicherheit eines derart erstellten Ortbetonfundaments wirksam erhöht, so dass derartige Fundamente auch zur Einleitung und Abtragung grosser Lasten nutzbar sind. Das Schalungsbauteil verbleibt als verlorene Schalung im Erdreich. Obwohl derartige Schalungsbauteile auch für die Erstellung von Schwergewichtsfundamenten geeignet sind, zielt die Erfindung insbesondere auf die Erstellung sogenannter „eingespannter Fundamente" ab, welche eine schlankere Dimensionierung gegenüber Schwergewichtsfundamenten zulassen. Das Verdienst der Erfindung besteht darin, vorgefertigte und vertikal ins Erdreich einpressbare Schalungsbauteile für die Erstellung eingespannter Fundamente nutzbar zu machen.

Eine sinnvolle Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung sieht vor, dass die Aussparungen des mindestens einen Schalungsbauteils in Form von kreisförmigen Ausnehmungen (2) ausgeführt sind. In umfangreichen Versuchen hat sich ein Lochdurchmesser von ca. 10 cm sowie eine Aussparungsdichte von 10 bis 20 Stück/m² – bevorzugt 16 Stück/m² – als äusserst günstig für einen problemlosen Durchtritt von Beton der Güte B25 erwiesen.

Eine Ausführungsvariante des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das mindestens eine Schalungsbauteil (1) an seiner in Vortriebsrichtung vorauslaufenden Unterkante Längsaussparungen (3) aufweist. Diese Längsaussparungen dienen ebenfalls dem Austritt von Beton in Hohlräume des angrenzenden Erdreiches.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn das mindestens eine Schalungsbauteil (1) an seiner in Vortriebsrichtung vorauslaufenden Unterkante eine zum Eindringen in das Erdreich geeignete Schneidengeometrie aufweist. Die Schneide weist idealerweise eine Schräge von 45° auf. Dadurch wird eine saubere Schnittführung bei der Herstellung der Baugrubenwände ermöglicht und beim vorauseilenden Ausschachten ein Ausbrechen von Boden aus den Wänden weitgehend vermieden.

Ebenso ist es sinnvoll, im Falle mehrerer aufeinanderzusetzender Schalungsbauteile an deren zueinander orientierten Stirnflächen zusammenwirkende Führungsmittel vorzusehen, wie z.B. ineinandergreifende Vertiefungen und Vorsprünge. Desweiteren ist vorgesehen, dass das Schalungsbauteil (1) aus Stahlbeton hergestellt ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in nachfolgendem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen:
1: perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Schalungsbauteils mit kreisförmigen Aussparungen
2: perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Schalungsbauteils mit Längsaussparung
Das im Ausführungbeispiel dargestellte erfindungsgemässe Schalungsbauteil (1) wird für die Erstellung eines Ortbetonfundamentes für Oberleitungsmasten von elektrifizierten Eisenbahnstrecken verwendet. Es sind zahlreiche andere Anwendungsbeispiele denkbar, beispielsweise die Fundamentierung von Signalmasten bzw. Signalbrücken. Für diesen Einsatzzweck ist das Schalungsbauteil als ein einstückiger Hohlkörper mit einem geschlossenen, rechteckigen Wandungsquerschnitt ausgeführt. Alle vier Seitenwände weisen über die gesamte Seitenfläche verteilt kreisförmige Ausnehmungen auf. In Verbindung mit der Betongüte B 25 haben sich eine Aussparungsdichte von 16 Stück/m² sowie ein Lochdurchmesser von circa 100 mm als vorteilhaft erwiesen. Die bevorzugten Abmessungen eines Schalungsbauteils für Oberleitungsmasten-Fundamente betragen
a = 1.600 mm
b = 1.400 mm
c = 1.200 mm
d = 105 mm
Damit weisen die Schalungsbauteile eine aussreichende Bemessung gegen den Erdruck von aussen, die eingeleiteten Verkehrs- und Abspannlasten sowie gegen den Betondruck von innen auf.
Zur Vorbereitung des Einbaus des Schalungsbauteils wird die Geländeoberfläche am vorgesehenen Einbauort zunächst freigeräumt und eingeebnet. Zur Gewährleistung der Standsicherheit angrenzender Gleisbettungen ist gegebenenfalls ein zusätzlicher Schotterfang zu errichten. Sodann wird das Schalungsbauteil am Einbauort abgelegt und ausgerichtet, wobei die mit Schneiden versehene Stirnfläche des Schalungsbauteils als Aufstandsfläche fungiert. Wechselweise werden im Anschluss daran jeweils 20 bis 50 cm tiefe vorauseilende Ausschachtungen in dem durch das Schalungsbauteil umgrenzten Innenraum sowie vertikale Nachpressarbeiten am Schalungsbauteil selbst vorgenommen. Das vertikale Pressen kann dabei mittels eines Baggers ausgeführt werden.
Nach Erreichen der vorgesehenen Gründungstiefe werden Bewehrung, Ankerbolzen und die Schalung des freistehenden Fundamentkopfes erstellt. Im Anschluss daran wird das Schalungsbauteil mit Ortbeton ausbetoniert. Unterstützt durch zusätzliche Verdichtungsmassnahmen tritt Beton durch die seitlichen Aussparungen des Schalungsbauteils aus und wird in das anstehende Erdreich injiziert. Insbesondere werden die Hohlräume und Inhomogenitätszonen, die sich durch das Vertikalpressen des Schalungsbauteils im Kontaktbereich zwischen Schalungsbauteil und Erdreich ausgebildet haben, mit Ortbeton verfüllt und stabilisiert.

1: Schalungsbauteil
2: kreisförmige Ausnehmung
3: Längsaussparung
a, b, c, d, e: Abmessungen

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels mindestens eines vorgefertigten Schalungsbauteiles, welches als Rahmenkonstruktion mit einem geschlossenen Querschnitt ausgeführt ist, zum Vortrieb in den Baugrund unter vorauseilender Ausschachtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenwand bzw. mindestens eine Aussenwand des mindestens einen Schalungsbauteils (1) Aussparungen (2, 3) aufweist.
Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels vorgefertigter Schalungsbauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen des mindestens einen Schalungsbauteils in Form von kreisförmigen Ausnehmungen (2) ausgeführt sind.
Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels vorgefertigter Schalungsbauteile nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Ausnehmungen auf einer Aussenwand des mindestens einen Schalungsbauteils (1) 10 bis 20 Stück/m² beträgt sowie die kreisförmigen Ausnehmungen (2) einen Lochdurchmesser von jeweils etwa 100 mm aufweisen.
Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels vorgefertigter Schalungsbauteile nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schalungsbauteil (1) an seiner in Vortriebsrichtung vorauslaufenden Unterkante Längsaussparungen (3) aufweist.
Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels vorgefertigter Schalungsbauteile nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schalungsbauteil (1) an seiner in Vortriebsrichtung vorauslaufenden Unterkante eine zum Eindringen in das Erdreich geeignete Schneidengeometrie aufweist.
Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels vorgefertigter Schalungsbauteile nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderzusetzende Schalungsbauteile an ihren zueinander orientierten Stirnflächen zusammenwirkende Führungsmittel aufweisen
Vorrichtung zur Herstellung von Ortbetonfundamenten mittels vorgefertigter Schalungsbauteile nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalungsbauteil (1) aus Stahlbeton hergestellt ist.