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Die
Erfindung betrifft ein Großbecken
aus Beton nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Zum
Auffangen von Oberflächenwasser,
das mit Schadstoffen belastet ist – z.B. Öl, Benzin, Fette usw. – werden
in besonders gefährdeten
Bereichen große,
geschlossene Becken benötigt,
in denen das belastete Oberflächenwasser
zwischengelagert und dann über
entsprechende Maßnahmen
(Öl-/Fettabscheider)
entsorgt wird. Derartige Becken werden üblicherweise segmentweise gefertigt,
wobei einzelne Segmente einen Rauminhalt von ca. 20–45 m3 aufweisen. Eine Fertigung vor Ort ist extrem
aufwändig.
Datum werden derartige Segmente bei einem Hersteller gefertigt und
transportiert. Der Transport über
die Straße
setzt den Modulgrößen weiterhin Grenzen.
Der Einbau derartiger Großbecken
in das Erdreich stellt somit eine wichtigen Verfahrensabschnitt
dar, wobei es darauf ankommt, qualitativ hochwertig innerhalb möglichst
kurzer Zeit zu arbeiten.
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Unter
qualitativ hochwertig wird hier insbesondere verstanden, dass die
Beckensegmente dauerhaft dicht miteinander verbunden sein müssen. Hierzu
war es bisher üblich,
die Segmente in U-Form, d.h. also oben offen herzustellen und jeweils
zwei Segmente mit 12 Schraubverbindungen (mit metrischem Feingewinde)
miteinander zu verbinden. Die Anzugsmomente mussten hierbei kontrolliert über Drehmomentschlüssel aufgebracht
werden. Die Dichtungen zwischen U-förmigen Segmenten enden mit
der Oberkante der Seitenteile. Nach Montage der Seitenteile werden
Deckel als Fertigteile anschließend
aufge legt. Zwischen die Seitenwände
und die Deckel werden auf der Baustelle Dichtungen eingebracht.
Die Fuge zwischen den Deckelsegmenten wird anschließend vergossen.
Ein wesentlicher, neuralgischer Punkt bezüglich der Dichtheit sind die Übergangsstellen
zwischen den auf der Baustelle zusammengefügten Teilen. Hierbei müssen auch
sämtliche
Verschraubungstaschen (in denen sich die Schraubverbindungen befinden)
verfüllt
werden. Erst nach Verfüllung
und hinreichender Trockenheit der Verfüllung kann die übliche abschließende Beschichtung
der Flächen,
um deren absolute Dichtheit zu erreichen, vorgenommen werden. Der
Arbeitsaufwand, insbesondere die Dauer der durchzuführenden
Arbeiten sowie gegebenenfalls entstehende Wartezeiten sind hierbei
erheblich. Allein das Verbinden von zwei Segmenten dauerte bisher
ca. 20 min bei zwei Monteuren.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Großbecken aus Beton der eingangs
genannten Art dahin gehend aufzuzeigen, dass bei verringertem Aufwand
auf der Baustelle qualitativ hochwertige Großbecken herstellbar sind.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Großbecken nach
Anspruch 1 gelöst.
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Insbesondere
wird diese Aufgabe durch ein Großbecken aus Beton, umfassend
mehrere Beckensegmente, die jeweils einen Boden, zwei Seitenwände und
gegebenenfalls einen Deckel aufweisen, wobei zwei Endsegmente zusätzlich jeweils
eine Endwand aufweisen, wobei weiterhin Dichteinrichtungen zum Abdichten
von Endrändern
der Segmente gegeneinander und Verbindungseinrichtungen zum Verbinden
der Segmente miteinander vorgesehen sind, dadurch gelöst, dass
die Verbindungseinrichtungen Zugstäbe umfassen, welche miteinander zugfest
verbundene Stabsegmente umfassen, wobei jedes Stabsegment mit einem
Beckensegment zugfest verbunden ist und endseitige Distanzelemente aufweist, über welche
ein vorbestimmter Abstand des Endrandes des Beckensegmentes zum
Endrand eines nachfolgenden Beckensegmentes gewährleistet wird.
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Ein
wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass alle Stabsegmente
zu Zugstäben
miteinander verbunden sind und somit eine Art „Kette" bilden, über welche die Segmente miteinander
verbunden sind. Gleichzeitig aber dienen die Stabsegmente auch dazu,
Distanzelemente zu bilden, so dass ein exakter Abstand der Segment-Endränder zueinander gewährleistet
ist und die dort vorgesehenen Dichtungen nur bis zu dem Maß zusammen gedrückt werden, wie
es ihre Konstruktion vorschreibt, um eine dauerhaft verlässliche
Dichtung zu bilden.
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Die
Stabsegmente sind vorzugsweise über Verbindungsmuffen,
Gewindespannhülsen
oder dergleichen in ihrer Länge
einstellbare Verbindungsteile miteinander verbunden, so dass eine
Feinjustierung stattfinden kann. Die Distanzelemente sind ebenfalls vorzugsweise
in ihrer Länge
einstellbar, so dass auf der Baustelle das Maß eingestellt werden kann,
um welches die Segmente voneinander entfernt gehalten bleiben sollen.
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Die
Stabsegmente weisen vorzugsweise endseitige Gewindeabschnitte auf,
auf welche Ankerplatten zur Abstützung
an einem Segment und Muttern zur Bildung der Distanzelemente aufschraubbar sind.
Die Ankerplatten stellen somit die Verbindung zwischen den Segmenten
und den Zugstäben
dar, und zwar sowohl um die Segmente aufeinander zuzuspannen, als
auch sie in einem definierten (Rest-) Abstand zu halten.
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Die
Zugstäbe
bzw. Stabsegmente können
an verschiedenen Stellen der Segmente angebracht werden. Vorzugsweise
weisen die Segmente in den Seitenwänden von Endrand zu Endrand
durchgehende Ausnehmungen oder Löcher
zur Aufnahme der Stabsegmente auf. Die Zugstäbe sind damit innerhalb der
Segmente geführt.
Weiterhin umfassen die Ausnehmungen oder Löcher an den Endrändern der Segmente
sacklochförmige
Erweiterungen zur Aufnahme der Distanzelemente auf. Insbesondere
sind diese Sacklöcher
den Ankerplatten entsprechend geformt, da diese Teile die größten Querschnitte
aufweisen. Im Bereich der Ausnehmungen oder Löcher weisen die Seitenwände insbesondere
nach außen
vorspringende Verstärkungen
auf, welche die von den Zugstäben
und Distanzelementen eingebrachten Kräfte in die Seitenwände verteilen.
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Vorzugsweise
ist der Deckel jedes Segments werksseitig mit den Seitenwänden fest
verbunden. Dies bedeutet, dass zum einen aufwändige Arbeiten auf der Baustelle
vermieden werden können,
zum anderen aber die Dichtungen an den Endrändern der Segmente schon im
Werk umlaufend und damit vollständig
abschließend
aufgebracht werden können. Übergänge zwischen
Dichtungen sind nicht mehr vorhanden.
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Weiterhin
sind vorzugsweise auf den Endrändern
insbesondere plastomere Distanzelemente derart angebracht, dass
die Endränder
von aneinander grenzenden Segmenten nicht direkt aufeinander liegen,
also niemals Beton auf Beton zu liegen kommt. Diese plastomeren
Distanzelemente werden vorzugsweise symmetrisch rings um die Segment-Endränder verteilt.
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Um
einen definierten umlaufenden Spalt zwischen zwei Segmenten zu erzielen,
wird der Abstand zwischen zwei Segmenten in erster Linie durch die symmetrisch
auf den Endrändern
verteilten plastomeren Distanzelement hergestellt. Diese bestehen vorzugsweise
aus plastomeren Kunststoffen. Natürlich sind hier aber auch elastische
oder ähnlich
elastoplastische Kunststoffe anwendbar. Der Abstand der auf den
Stabsegmenten angeordneten, durch die Ankerplatte gebildeten Distanzelemente
wird so eingestellt, dass ein minimaler Restspalt zwischen diesen und
den beiden Böden
der Sacklöcher
verbleibt. So kann ein Einzelsegment infolge von Wasserdruck, Erddruck
oder ähnlichen
Einflüssen
sich maximal nur um das Maß dieses
Restspalts relativ zum Stabsegment bewegen.
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Die
Zugstäbe
werden vorzugsweise durch Symmetrieachsen oder schwere Achsen von
Flächen
führend
angeordnet, die durch die Dichteinrichtungen begrenzt sind. Damit
wird sichergestellt, dass eine gleichmäßige Verpressung der Dichtelemente auf
den angrenzenden Segmenten stattfindet. Insbesondere wird bevorzugt,
lediglich zwei Zugstäbe
in einer horizontalen Ebene (in den Schwereachsen) anzuordnen. Es
müssen
somit beim Verspannen von zwei Segmenten gegeneinander lediglich
zwei Spannelemente eingestellt werden. Dies führt zu einer erheblichen Arbeitsvereinfachung
und Steigerung der Montageleistung. Natürlich ist es aber auch möglich, insbesondere
bei sehr hohen Segmenten, mehrere Zugstäbe und insbesondere in mehreren
Ebenen oder mehrere Zugstäbe
pro Seite anzuordnen.
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Die
Deckel der Segmente sind vorzugsweise (werksseitig) mit den Seitenwänden verklebt.
Dadurch sind die Wände
und Böden
ebenso wie die Deckel sehr leicht herstellbar und dennoch im Endstadium
miteinander besonders fest verbunden.
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Die
Dichteinrichtungen werden vorzugsweise werkseitig mit den Segmenten
verbunden, vorzugsweise mit den Endrändern der Segmente verklebt
bzw. auf diese aufgeklebt. Der artige Verklebungen sind – insbesondere
wenn sie im Werk vorgenommen werden – äußerst haltbar, aber dennoch einfach
herstellbar.
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Die
Zugstäbe
sind vorzugsweise in einem abgedichteten Hohlraum angebracht bzw.
die Löcher und
Sacklöcher
sind abgedichtet. Dadurch wird ein zufrieden stellender Korrosionsschutz
erzielt.
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Die
Endwände
sind vorzugsweise mit wenigstes einem Teil der Verbindungseinrichtungen
mit den Endsegmenten verbindbar. Somit sind die Endwände als
eigenständige
Plattenbauteile ausgeführt, die
mittels der Verbindungseinrichtungen mit dem jeweiligen Endsegment
verbindbar bzw. verspannbar sind. Dazu ist es beispielsweise möglich, dass
der "letzte" Zugstab des Endsegmentes über eine
Verbindungsmuffe mit einem weiteren Zugstab verbunden ist, der durch
die geführt
und dann seinerseits mittels einer Ankerplatte und einer Spannmutter
gegen die Außenseite
der Endplatte verspannt wird. Nach dem Anziehen der Mutter wird
die Endplatte gegen das Endsegment verspannt, sodass eine zwischen
den beiden Bauteilen eingelegte Dichtung oder das zuvor genannte
elastomere Distanzelement in Wirkung tritt und ein zuverlässiger und
dichter Abschluss des Endsegmentes gewährleistet ist. Natürlich ist
es hier auch möglich,
den Zugstab als durchgehenden Zugstab auszubilden und nicht über eine Verbindungsmuffe
und einen weiteren Zugstab zu verlängern. Prinzipiell sind darüber hinaus
sämtliche aus
dem Stand der Technik bekannte Verfahren bekannt, um eine Platte über einen
Zugstab an einem Segment anzuschließen.
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Da
die Endwände
als eigenständige
Plattenbauteile und insbesondere als Plattenscheiben ausgeführt sind,
ist es möglich,
dass sie sich bei gefülltem
Großbecken
unter dem anstehenden Wasserdruck verformen und so im Großbecken
ein Leck entsteht. Deshalb ist es bevorzugt entlang der umlaufenden
Dichtfläche
in bestimmten Abständen
Verschraubungen anzubringen, die die Endwand mit dem Endsegment
verbindet. Diese Verschraubungen können beispielsweise durch eine
im Endsegment verankerte Gewindemuffe mit daran verpresstem Betonstabstahlstück (dies
entspricht einem serienmäßigen Transportanker
für Betonteile)
gebildet werden. Durch eine entsprechende Aussparung in der Endwand
wird dann eine Sechskantschraube mit Beilagscheibe in diese Gewindemuffe
eingeschraubt und die Endwand an dieser Stelle auf den gewünschten Spalt,
um insbesondere ein überpressen
der eingelegten Dichtung zu verhindern, fixiert. Natürlich sind hier
aber auch andere Verbindungsmittel, wie beispielsweise die Ausbildung
entsprechender eingegossener Gewindestäbe, die dann lediglich mit
einer Kontermutter gegen die Endwand verschraubt werden, möglich.
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Vorzugsweise
wird das Großbecken
in Form eines Baukastens für
Großbecken
hergestellt und angeboten. Dieser Baukasten umfasst mindestens zwei
Gruppen von Segmenten, deren Baumaße bis auf ihre Längen, d.h.
Abstände
zwischen den Endrändern,
unterschiedlich sind, sowie mindestens zwei Gruppen von Zugstäben, welche
den Längen
im Wesentlichen entsprechen. Es kann also sozusagen mit konfektionierten
Bauteilen gearbeitet werden, wobei Betonsegmente und die Stabsegmente
in ihren Längen
aufeinander abgestimmt sind. Die Produktion von verschieden großen Großbecken
ist somit sehr einfach.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels,
das anhand von Abbildungen näher
erläutert wird.
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Hierbei
zeigen
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1 Eine
Seitenansicht eines Großbeckens
vor dem endgültigen
Ansetzen eines Endteils,
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2 eine
Ansicht entlang der Linie II-II aus 1,
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3 eine
Teilansicht des Bereiches III aus 2,
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4 eine
vergrößerte Schnittdarstellung
eines Verbindungsbereichs zwischen zwei Stabsegmenten,
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5 eine
Ansicht entlang der Linie V-V aus 4,
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6 eine
Darstellung entsprechend der nach 1,
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7 Schnitt-Details
entlang der Linie VII-VII aus 6,
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8 eine
isometrische Darstellung eines Großbeckens vor dem Anbringen
einer Endwand, und
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9 einen
Detailschnitt entlang der Linie IX-IX aus 8.
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In
der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende
Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, umfasst ein Großbecken
mehrere Segmente, im hier gezeigten Beispiel drei Segmente 10, 10', 10'', von denen das mittlere als offener
Kasten mit einem Boden 11, Seitenwänden 12, 13 und
einem darauf angebrachten Deckel 14 aufgebaut ist. Zwischen
dem Deckel 14 und dem Boden 11 ist eine Säule 16 angebracht, um
eine erhöhte
Tragkraft sicherzustellen und eine weitere Versteifung zu erzielen.
Die beiden endseitigen Segmente 10 und 10'' weisen zusätzlich Endwände 15, 15' auf, so dass
topfartige Gebilde entstehen.
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Von
den Seitenwänden
vorspringend sind Verstärkungen 23, 23' vorgesehen,
welche die Seitenwände 12, 13 verstärken. Innerhalb
dieser Verstärkungen 23 sind
durchgehende Ausnehmungen 21 (siehe 4 und 7)
vorgesehen, welche an ihren Enden, also dort, wo sie an Endrändern 19, 19', 20, 20', 20'' münden, in Sacklöcher 22 übergehen, die
einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
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Auf
Endränder
der Segmente 10, 10', 10'' sind Beckendichtungen 17, 17' aufgeklebt
und zwar so, dass bei zwei aufeinander gesetzten Segmenten jeweils
eine Dichtung 17 vorgesehen ist.
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Weiterhin
ist um das Sackloch 22 herum eine weitere Dichtung 18 als
Verbindungsdichtung vorgesehen, welche die in den Seitenwänden 12, 13 bzw. in
den Verstärkungen 23 vorgesehenen
Löcher
bzw. Sacklöcher
abdichtet.
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Zur
festen Verbindung der Segmente 10, 10', 10'' untereinander sind nun Verbindungseinrichtungen 30 vorgesehen,
welche jeweils einen Zugstab 31 umfassen, von denen jeder
eine Anzahl von Stabsegmenten 32, 33, 34 umfasst,
welche der Anzahl der miteinander zu verbindenden Segmente 10, 10', 10'' entspricht, im vorliegenden Fall
als drei Stabsegmente. Jedes Stabsegment weist endseitig ein Gewindeende 38 auf,
wobei auf einem Gewindeende 38 eines Zugstabes 31 eine
Verbindungsmuffe 39 vorgesehen ist, welche auf ein Gewindeende 38 eines
darauf folgenden Stabsegments 32, 33 oder 34 aufgeschraubt werden
kann. Weiterhin sind an beiden Enden eines jeden Stabsegments 32, 33, 34 Muttern 37 und
Ankerplatten 35 auf die Stabsegmente 32-34 aufgesetzt.
Diese Elemente sind insbesondere in den 4–7 gezeigt.
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Beim
Zusammenbau der Segmente 10, 10', 10'' geht
man nun derart vor, dass man zunächst
ein erstes Segment 10 an der Baustelle auf den vorbereiteten
Untergrund aufsetzt und Stabsegmente 32 durch die Ausnehmungen
bzw. Löcher 21 einsetzt. Daraufhin
werden die beiden Stabsegmente mit Hilfe der Muttern 37 derart
mit dem Segment 10 verspannt, dass eine Spannung vorliegt,
welche gleich oder etwas größer ist
als die im Endeffekt notwendige Spannung zum Zusammenhalten von
zwei Segmenten 10, 10'. Daraufhin wird das nächste Segment 10' in die Nähe des schon
stehenden Segmentes 10 gebracht und es werden wieder zwei
Stabsegmente 33 eingesetzt. Nun werden die Verbindungsmuffen 39 auf
den Gewindeabschnitt 38 des zum noch nicht angesetzten
Segment 10' gehörigen Stabsegmentes 33 aufgeschraubt,
so dass die beiden Stabsegmente 32, 33 zugfest
miteinander verbunden sind. Nun wird über die noch frei bewegliche
Mutter 37 eine Distanz D zwischen den beiden einander zugewandten
Ankerplatten 35 derart eingestellt, dass dann, wenn die Ankerplatte 35 des
noch nicht angesetzten Segments 10' fest am Boden des Sackloches 22 aufliegt, zwischen
den Endrändern 19, 20 der
aneinander grenzenden Segmente 10, 10' ein Dichtspalt
d entsteht, der nicht mehr unterschritten werden kann. Dieser Dichtspalt
d entspricht der Distanz, die sich bei einem optimal dichtenden
Zusammenpressen der Dichtungen 17, 17' ergibt. Nun
wird das zweite Segment 10' nahe
an das schon stehende Segment 10 herangerückt und
es werden an den außenseitigen Enden
der Stabsegmente 33 wieder eine Ankerplatte 35 und
eine Mutter 37 aufgesetzt. Das so eingesetzte Stabsegment 33 kann
nun wieder (wie zuvor beim ersten Segment 10 beschrieben)
mit dem zweiten angesetzten Segment 10' verspannt werden. Daraufhin kann
das nächste
Segment 10'' angesetzt werden, wie
dies zuvor beschrieben wurde. Eine Dar stellung der mehreren aneinander
angesetzten bzw. anzusetzenden Segmente ist in 6 und 7 zu
finden.
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Aus
Obigem geht hervor, dass die Verbindungseinrichtungen 30 einerseits
auf Zug ausgerichtet sind – hierfür sind die
Zugstäbe 31 in
ihren Abschnitten zwischen den Muttern 37 zuständig – und in den
Bereichen, in denen zwei Zugstabsegmente miteinander verbunden sind,
wird zusätzlich
noch eine Distanz-Haltefunktion erfüllt. Damit in keinem Fall Beton
auf Beton unter vollständigem
Zusammenquetschen der Dichtungen zu liegen kommt, sind zusätzlich Distanzelemente 24 (siehe 2)
vorgesehen, die z.B. aus plastomerem Kunststoff bestehen können.
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Die 8 und 9 schließlich zeigen
einen Großbecken,
an dessen Endsegment 10 eine Endwand 15 dichtend
anschließbar
ist. Dazu weißt das
Endsegment 10 eine Beckendichtung 17 auf, die (siehe 9)
nach dem Anbringen der Endwand 15 am Segment 10 eine
dichte Verbindung zwischen den beiden Bauteilen und somit ein dichtes
Großbecken
garantiert.
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Zum
Anschluss der Endwand 15 wird am Endsegment 10 ein
plastomeres Distanzelement 24 angeordnet, dass einen definierten
Abstand zwischen dem Endsegment 10 und der Endwand 15 garantiert
und eine „Überpressung" der Dichtung 17 verhindert.
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Der
Anschluss der Endwand 15 an das Endsegment 10 erfolgt
gemäß den zuvor
genannten Ausführungsformen über einen
Zugstab 31',
der die Endwand 15 durchdringt und der über eine Gewindemuffe 39 mit
dem Zugstab 31, der dem Endsegment 10 zugeordnet
ist, verbunden wird. Durch ein Verspannen der Zugstäbe 31, 31' über eine
Ankerplatte 35 und eine Mutter 37 werden dann
das Endsegment 10 und die Endwand 15 so zusammenpresst,
dass das plastische Distanzelement 24 und die Dichtung 17 in Wirkung
treten und das Großbecken
in diesem Bereich abdichten.
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Da
sich bei gefülltem
Großbecken 10 die
hier als Scheibe ausgeführte
Endwand 15 verformen kann, sind am Segment 10 in
bestimmten Abständen Gewindeaufnahmen 40 vorgesehen,
in die komplementäre
Gewindebolzen durch die Endwand 15 eingeschraubt werden
können.
Diese Gewindeaufnahmen 40 sind beispielsweise Gewindemuffen,
die mit einem Betonstahl verschraubt und in das Endsegment 10 eingegossen
sind. Diese Fixierung der Endplatte 15 zusätzlich zu
der Fixierung über
den Zugstab 31 garantiert die dichte Verbindung zwischen Endsegment 10 und
Endwand 15 auch bei gefülltem Großbecken.
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- 10,
10', 10''
- Segment
- 11
- Boden
- 12
- Seitenwand
- 13
- Seitenwand
- 14
- Deckel
- 15,
15'
- Endwand
- 16
- Säule
- 17,
17'
- Beckendichtung
- 18
- Verbindungsdichtung
- 19
- Endrand
- 20
- Endrand
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Sackloch
- 23
- Verstärkung
- 24
- plastomeres
Distanzelement
- 30
- Verbindungseinrichtung
- 31,
31'
- Zugstab
- 32
- Stabsegment
- 33
- Stabsegment
- 34
- Stabsegment
- 35
- Ankerplatte
- 37
- Mutter
- 38
- Gewindeende
- 39
- Verbindungsmuffe
- 40
- Gewindeaufnahme
- 42
- Gewindebolzen