DE1963852A1

DE1963852A1 - Verfahren zum Errichten eines wenigstens teilweise in einem Gewaesser untergetauchten Bauwerks

Info

Publication number: DE1963852A1
Application number: DE19691963852
Authority: DE
Inventors: Tavares Carlos J
Original assignee: MARINE SPACE ENCLOSURES Inc
Current assignee: MARINE SPACE ENCLOSURES Inc
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1969-12-19
Publication date: 1970-11-26
Also published as: IL33383A0; BE743393A; JPS50613B1; NL142750B; NL6918056A; ES374295A1; CH508105A; US3499292A; BR6915259D0; IL33383A; MC823A1; FR2026638A1; GB1251099A

Description

383 Madison Avenue, New York, New York, USA

Verfahren zum Errichten eines wenigstens
teilweise in einem Gewässer untergetauchten Bauwerks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Errichten eines wenigstens teilweise in einem Gewässer untergetauchten Bauwerks.

Zum Errichten von Bauwerken über Wasser werden im allgemeinen Spundbohlen in den Boden, vorzugsweise bis zum Mutterfels, getrieben, und auf den Spundbohlen wird eine Plattform angeordnet. Auf dieser Plattform können dann
mehrere Stockwerke eines geschlossenen Gebäudes aufgebaut werden. Ein derartiges Bauwerk hat keinen umbauten Raum unter Niveau und ist daher pro Kubikmeter umbauten Kaum teurer.

Wenn ein umbauter Raum unter Niveau erwünscht war, mußte man bisher das Wasser durch Schüttgut verdrängen. Das Aufschütten ist ein zeitraubender und. kostspieliger Vorgang. Nach dem Aufschütten muß sich das Schüttgut im

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allgemeinen erst setzen« was mehrere Jahre dauert.' Diese Wartezeit ist ebenfalls sehr teuer. Danach wird ein großer Teil des auf die Baustelle transportierten Schüttgutes wieder ausgebaggert und abtransportiert, worauf ein Bauwerk relativ üblicher Art mit einem unter Niveau liegenden umbauten Raum annähernd in der üblichen Weise errichtet werden kann.

Die Erfindung hat die Aufgabe, zum Errichten eines wenigstens teilweise in einem Gewässer untergetauchten Bauwerks ein Verfahren zu schaffen, das die Schaffung von unter Niveau liegendem umbauten Raum mit einem geringeren Aufwand gestattet als die bekannten Verfahren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Anzahl von in Abständen voneinander angeordneten vertikalen Spundbohlen in den Boden des Gewässers getrieben werden, daß oberhalb der Wasserlinie ein unterster Fußboden und Außenseitenwände hergestellt werden, die mit dem untersten Fußboden verbunden sind und sich von ihm aufwärts erstrecken, daß der unterste Fußboden sowie die Außenseitenwände auf den Spundbohlen beweglich gelagert und gegenüber den Spundbohlen abwärtsbewegt werden, bis sich der unterste Fußboden und mindestens ein Teil der Außen sei ten wände unterhalb des Wasserspiegels befinden, und daß danach der unterste Fußboden an mindestens einer der Spundbohlen so befestigt wird, daß zwischen diesem und dem untersten Fußboden keine Relativbewegung mehr möglich ist.

Im Rahmen der Erfindung werden somit Spundbohlen in den Boden eines Gewässers eingetrieben, vorzugsweise in den Mutterfels. Die Spundbohlen werden zweckmäßig von

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Säulen in Form von Hülsen umgeben, die lösbar derart festgelegt werden, daß sie sich gegenüber den Spundbohlen nicht abwärtsbewegen können. Es wird ein unterster Fußboden hergestellt, für den die Hülsen als Stützen verwendet werden..Auf dem untersten Fußboden werden vertikal aufwärtsgerichtete Außenwände errichtet, die etwa die Höhe eines Stockwerks haben. Danach wird ein zweiter Fußboden hergestellt, wobei wieder die Hülsen als Stützen verwendet werden, und die so erhaltene Konstruktion kann sich dann unter der Wirkung der Schwerkraft abwärts zu dem Wasser hin oder in das Wasser bewegen. Diese Abwärtsbewegung läßt sich beispielsweise durch Hebezeuge oder Kolbeiitriebe steuern. Danach werden weitere Außenwände hergestellt und mit dem zweiten Fußboden verbunden und wird ein dritter Fußboden hergestellt, wobei wieder die Hülsen als Stützen dienen. Die Hülsen werden dann weiter in das Wasser gesenkt. Die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte werden wiederholt, bis das Bauwerk in dem erwünschten Maß im Wasser untergetaucht ist. Wenn das Untertauchen eines genügenden Bauwerksvolumens durch den hydrostatischen Druck verhindert wird, kann das Bauwerk vorübergehend geflutet werden," damit der hydrostatische Druck überwunden wird und sich die hergestellten Fußboden unter der Wirkung der Schwerkraft abwärts in das Wasser bewegen. Schließlich wird ein Bauwerksteil errichtet, der sich über Wasser befindet, wobei die Spundbohlen als Pfähle oder Stützen verwendet werden. Dieser über Wasser befindliche Bauwerksteil hat das zur Überwindung des hydrostatischen Drucks erforderliche Gewicht. Nach dem Herstellen des untergetauchten Teils nach dem vorstehend angegebenen

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Verfahren werden die Hülsen vorzugsweise an den Spundbohlen z.B. mit Hilfe von Keilen festgelegt, so daß danach keine Relativbewegung zwischen den Hülsen und den Spundbohlen mehr möglich ist·

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mithin in den Boden eines Gewässers provisorische Spundbohlen getrieben, die in einer gemeinsamen Horizontalebene liegende, obere Stirnflächen erhalten. Auf diese Spundbohlen werden dann Stahlteile gelegt, welche die Stahlkontruktion des untersten Fußbodens des Bauwerks bilden. Diese Stahlkonstruktion weist mehrere vertikale Hülsen auf, die als Stützen für den unterzutauchenden Teil des Bauwerks dienen sollen. Nach der Herstellung dieser Stahlkonstruktion bestimmen die Hülsen die Stellen, an denen bleibende Spundbohlen vorgesehen werden sollen, und deren vertikale Orientierung. Diese bleibenden Spundbohlen in Form von Hohlzylindern, die einen beträchtlich kleineren Durchmesser haben als die Hülsen, werden durch diese hindurch in den Boden und vozrtxgsweise in den Mutter fels eingetrieben. Die Hohlzylinder werden dann mit Beton gefüllt, so daß man massive, vertikale Spundbohlen erhält.

An dem oberen Ende der bleibenden Spundbohlen und der Hülsen wird eine geeignete Absenkvorrichtung befestigt, die wahlweise eine Abwärtsbewegung der Hülsen gegenüber den bleibenden Spundbohlen verhindert oder gestattet. Danach kann man den Beton für den untersten Fußboden einbringen, und zwar in Form von Fertigbeton und/oder Ortsbeton. Die provisorischen Spundbohlen können jetzt entfernt werden, weil das Gewicht des untersten Fußbodens vollständig von e'en Hülsen aufgenommen wird, die. an der Absenkvorrichtung befestigt ist,

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An dem untersten Fußboden des teilweise unterzutauchenden Bauwerks können dann Außenseitenwande befestigt werden. Danach kann man einen zweiten Fußboden des teilweise unterzutauchenden Bauwerks herstellen, wobei die Hülsen als Stützen für den zweiten Fußboden verwendet werden. Nach dem Fertigstellen des zweiten Fußbodens kann man die Absenkvorrichtung derart betätigen, daß sich der jetzt fertiggestellte Teil des teilweise unterzutauchenden Bauwerks unter der Wirkung der Schwenkkraft abwärtsbewegt. Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen zur Herstellung des untersten und des zweiten Fußbodens und der zwischen ihnen vorgesehenen Außenseitenwände können mehrmals wiederholt werden, wobei das Bauwerk schrittweise um solche Beträge gesenkt wird, daß es sich in einer zweckmäßigen Arbeitshöhe befindet. Auf diese Weise wird das Bauwerk bis zu der gewünschten Tiefe in das Wasser abgesenkt.

Im allgemeinen nutzt man für die Abwärtsbewegung des unterzutauchenden Teils des Bauwerks in Wasser die Schwerkraft aus. Wenn die Ausnutzung der Schwerkraft zu dem genannten Zweck durch den hydrostatischen Druck beeinträchtigt wird, kann man die unteren Teile des unterzutauchenden Bauwerks vorübergehend derart fluten, daß die Wirkung des hydrostatischen Druckes überwunden, wird und die Schwerkraft zur Wirkung gelangen kann.

Nach dem Herstellen des unterzutauchenden Teils des teilweise unterzutauchenden Bauwerks nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden die vertikalen Hülsen mit den ihnen zugeordneten, bleibenden Spundbohlen verkeilt, z.B. indem Stangen od.dgl. durch die Hülsen und die Spundbohlen getrieben werden. Dadurch werden die

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Hülsen gegenüber den Spundbohlen festgelegt. Danach kann man in den Zwischenraum zwischen den Hülsen und den Spundbohlen Schlempe einbringen, damit eine feste Konstruktion gewährleistet ist. Jetzt kann oberhalb des Wasserspiegels der nicht unterzutauchende Teil des Bauwerks errichtet werden 5 dieser Teil ist vorzugsweise so schwer, daß er den auf den untergetauchten Teil des Bauwerks wirkenden hydrostatischen Druck überwindet .

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 Schnittansicht in einer den ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Errichten eines teilweise untergetauchten Bauwerks,

Fig. 2 bis 9 in der Fig. 1 ähnlichen Darstellungen weitere aufeinanderfolgende Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-30 in Fig. 5.

Das vorliegende Verfahren wird anhand einer besonderen Ausführung und einer Vorrichtung beschrieben, mit deren Hilfe das gewünschte Ergebnis erhalten werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch auf andere Weise und mit anderen Vorrichtungen durchgeführt werden^ Nachstehend wird die Durchführung von Verfahrensschritten in einer bestimmten Reihenfolge erläutert, doch können diese Schritte in zahlreichen Fallen auch in einer anderen Reihenfolge.durchgeführt werden.

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In dem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zunächst zahlreiche provisorische Spundbohlen 10 in den Boden 12 eines Gewässers l*t getrieben. Die provisorischen Spundbohlen 10 können aus jedem geeigneten Material, z.B. Holz bestehen. Man kann die Spundbohlen 10 bis zum Mutterfels trei- ■ ben, doch ist dies nicht notwendig und oft wahrscheinlich nicht einmal erwünscht. Wie nachstehend erläutert wird, hat die Verwendung der provisorischen Spundbohlen 10 den Vorteil, daß diese nicht an bestimmten Stellen in den Boden 12 getrieben werden müssen und aus den nachstehend erläuterten Gründen auch nicht genau lotrecht zu sein brauchen. Sie dürfen nur nicht so angeordnet sein, daß sie die nachstehend beschriebene "Errichtung von weiteren Teilen des Bauwerks stören.

Wenn die provisorischen Spundbohlen 10 in dear vorstehend beschriebenen Weise in den Boden 12 getrieben worden sind, werden ihre oberen Stirnflächen so eingestellt, daß sie alle in derselben Horizontal ebene liegen. Zu diesem Zweck können die Spundbohlen 10 beispielsweise abgesägt oder weiter eingetrieben werden. Danach kann man an den oberen Enden der provisorischen Spundbohlen 10 geflanschte Stützen l6 befestigen, die eine feste Plattform für das darüber zu errichtende Bauwerk bilden. Die provisorischen Spundbohlen 10 lassen sich mit Hilfe von üblichen Rammen eintreiben, die auf Kähnen od.dgl. angeordnet sein können. Gegebenenfalls kann man im Bereich der Baustelle auch die bekannten DeLong-Plattformen vorsehen, auf denen Kämmen angeordnet werden. DeLong-Plattforinen sind beispielsweise in der USA-Patentschrift 2 972 23'i beschrieben, auf deren Inhalt liier Bezug gßnoniinen wird.

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Wenn sich die oberen Stirnflächen aller Spundbohlen 10 in einer gemeinsamen Horizont al ebene oberhalb der Höchstwasserlinie befinden, kann man darangehen, oberhalb des Wasserspiegels den untersten Fußboden 17 des teilweise unterzutauchenden Bauwerks herzustellen« Derzeit wird in dem untersten Fußboden 17 vorzugsweise eine Stahlkonstruktion 18 verwendet, die vorzugs_r weise ein horizontales Traggitter für einen Betonfußboden bildet, wie nachstehend beschrieben wird. Gemäß Fig. 2 werden auf die oberen Stirnflächen der provisorischen Spundbohlen 10 mehrere Stahlträger 20 gelegt, de das Gitter bilden. Aus nachstehend angegebenen Gründen besteht das Stahlgitter zum größten Teil aus ρ aarwpise angeordneten, paralleln Trägern, wie sie in Fig. 10 gezeigt sind. Diese Träger sind beispielsweise durch Schweißen, Nieten od.dgl. an zylindrischen Buchsen 22 befestigt. In den Buchsen 22 sind satt passend zylindrische Hülsen 24 angeordnet, die vorzugsweise aus Stahl bestehen und als Stützen für den unterzutauchenden Teil des zu errichtenden Bauwerks dienen sollen. Die Buchsen 22 werden beispielsweise durch Schweißen oder Nieten an den Hülsen 24 befestigt.

Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, dienen die Hülsen 24 unter anderem zum Festlegen von bleibenden Spundbohlen, die durch die Hülsen hindurchgeführt werden. Damit die Hülsen 24 an den richtigen Stellen und in einer vertikalen Orientierung angeordnet sind, wird jetzt vorzugsvreise die Stahlkonstruktioii 26 für einen zweiten Fußboden 28 hergestellt, der über die Buchsen 29 von den Hülsen 24 getragen wird. Die Stahlkonstruktion 26 kann leichter sein als die Stahlkonstruktion l8 des untersten Fußbodens. Vorzugsweise sind jedoch die Träger des zwei ten Fußbodens ähnlich angeordnet wie die Träger der Stahlkonstruktion l8, besonders hinsieht-

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lich der Verwendung von im Abstand voneinander parallel angeordneten Paaren von Trägern 30. Die Gründe hierfür sind nachstehend angegeben. Nach der Errichtung der Stahlkonstruktion für den zweiten Fußboden 28 hat das Bauwerk das in Fig. 2 gezeigte Aussehen.

Jetzt werden Rohre 32, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Hülsen 2k, durch die Hülsen in das unter diesen befindliche Wasser l4 fallengelassen, bis sie am Boden 12 auftreffen.

Mit Hilfe von auf Kähnen oder De-Long-Plattformen angeordneten Rammen werden die Rohre dann in den Boden 12 und vorzugsweise tief bzw . fest in den darunter befindlichen Mutterfels 43 getrieben, so daß die Rohre in den in Fig. 3 gezeigten Stellungen dauerhaft festgelegt werden. Die Rohre werden dann vorzugsweise mit Beton 35 gefüllt, so daß bleibende Spundbohlen 36 gebildet werden.

Man erkennt, daß die Schritte <ka erfindungsgemäßen Verfahrens nicht unbedingt in der vorstehend angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden müssen. Beispielsweise kann das Einbringen der provisorischen Spundbohlen 10 in den Boden 12 vollständig entfallen und als erster Schritt des Verfahrens das Eintreiben der bleibenden Spundbohlen JG in den Boden und vorzugsweise in den darunter befindlichen Mutterfels vorgenommen werden. Es sind nämlich Vorkehrungen bekannt, mit denen gewährleistet werden kann, daß Spundbohlen genau vertikal an Stellen mit vorherbestimmten horizontalen Koordinaten angeordnet sind* Bei dieser Arbeitsweise werden nach dem

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Eintreiben der Spundbohlen 36 die Hülsen 24 auf die Spundbohlen 36 vorzugsweise derart aufgeschoben, daß die Hülsen auf den Spundbohlen verschiebbar sind. Die in den Zeichnungen dargestellte Arbeitsweise wird jedoch bevorzugt, weil sie die genaue Pestlegung der bleibenden Spundbohlen 36 an den gewünsch-, ten Stellen und mit einer vertikalen Orientierung s ehr er 1 ei cht er t.

Jetzt sei unter Bezug auf Fig. 4 angenommen, daß sich die bleibenden Spundbohlen 36 in der dargestellten Stellung befinden. Sodann wird an den oberen Enden der Spundbohlen 36 zur Befestigung an der Stahlkonstruktion 37 eine geeignete Absenkvorrichtung 38 angebracht. Die Stahlkonstruktion 37 besteht aus den Hülsen 24 sowie den Stahlträgern 18,26 und ist vorzugsweise gemäß Fig.2 ausgebildet. Die Absenkvorrichtung 38 dient zum späteren Absenken der Konstruktion 37 in das Wasser Ik. Vorzugsweise weist die jeder Spundbohle 36 zugeordnete Absenkeinrichtung 38 zwei hydraulische Kolbentriebe kO auf, die je einen Kolben kk und einen Zylinder k2 besitzen. Gemäß Fig. k sind die Zylinder 42 der hydraulischen Kolbentriebe 40 an Querträgern 46 befestigt, die ein I-Profil haben und an den oberen Enden der bleibenden Spundbohlen 36 angebracht sind. Die Kolbentriebe 40 erstrecken sich von den äußeren Enden der Querträger 46 abwärt. Die äußeren Teile der Kolben 44 erstrecken sich abwärts zwischen den Paaren der parallelen Träger 30 und sind an aufwärtsgerichteten VorSprüngen 46a befestigt, die an benachbarten parallelen Trägern 20 des Gitters angebracht sind. Die paarweise Anordnung von parallelen Trägern hat den Vorzug, daß Raum für die Kolben 44 vorhanden ist. Gemäß Fig. 4 ist der äußere Teil des Kolbens 44 nicht so lang, daß er von dem Zylinder 42 zu den

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Trägern 20 reicht. Infolgedessen wird zwischen dem

unteren Ende des Kolbens 44 und dem zugeordneten Vorsprung 46a ein kurzes Fortsatzstück 48 eingeschaltet und z.B. mit einer geeigneten Kupplung 50 am Kolben 44" befestigt. Natürlich kann man letzteren auch so bemessen, daß er sich bis zu den Vorsprüngen 46 erstreckt und mit ihnen verbunden werden kann. Die VorSprünge 46 werdenan Trägern 20 angebracht, wodurch die Kolbentriebe 40 an der Stahlkonstruktion 37 befestigt werden. Nach den Anordnungen der Kolbentriebe 40 in der vorstehend beschriebenen Weise werden die oberen Enden der bleiben- | den Spundbohlen 36 gegeneinander verstrebt und dadurch starr festgelegt. Die Verstrebungen bilden vorzugsweise ein Gitter 51 aus !-Trägern 53» die sich zwischen den oberen Enden der Spundbohlen 36 erstrecken. Zwischen den Verstrebungs-I-Trägern und den oberen Enden der Spundbohlen 36 sind vorzugsweise die Querträger 46 angeordnet, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist.

Wenn die Kolbentriebe an den Trägern 20 und den Querträgern 46 befestigt und die Spundbohlen durch die Stahlkonstruktion versteift sind, werden die Kolbentriebe auf eine einheitliche Länge,eingestellt und auf solche Zugspannung gebracht, daß sie die Stahlkonstruk- '

tion 37 tragen können. Danach können die provisorischen Spundbohlen 10 aus dem Bereich unterhalb der Stahlkonstruktion entfernt werden, z.B. mit Hilfe von Rammen od.dgl., so daß die provisorischen Spundbohlen 10 die Abwärtsbewegung der Konstruktion 37 gegenüber den bleibenden Spundbohlen 36 nicht behindern. Danach oder gegebenenfalls auch vor dem Entfernen der prvisorischen Spundbohlen IO kann der unterste Fußboden fertiggestellt worden, z.H. indem Fertigplatten 5 2 auf übliche Stahlzapfen 5^fl aufgelegt werden, di g na den !-Trägern 20 ·

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befestigt sind. Dann wird vorzugsweise Ortsbeton 56 über die Fertigplatten 52 gegossen. Auf den Ortsbeton 56 kann eine Feinputz schicht 5Ö für den untersten Fußboden gegossen werden. Die Konstruktion ist jetzt in dem in Fig. 5 gezeigten Zustand.

Nun werden am Außenumfiang des untersten Fußbodens l8 Außenseitenwände l6 errichtet, die sich von dem untersten Fußboden aufwärts vorzugsweise mindestens bis zum Niveau des zweiten Fußbodens 28 erstrecken. Due Außenseitenwände werden vorzugsweise aus Fertigbeton hergestellt, können aber auch aus Ortsbeton oder aus anderen Materialien hergestellt werden. Danach kann man auf der Stahlkonstruktion 26 für den zweiten Fußboden das für den zweiten Fußboden bestimmte Material, z.B. Beton, aufbringen. Beispielsweise kann man zwei Fertigstellen des zweiten Fußbodens auf die Träger 30 Fertigplatten auflegen. Man kann für diesen Zweck aber auch Ortsbeton oder eine Kombination von Fertig- und Ortsbeton verwenden. Unabhängig von der Ausbildungsform des Fußbodens muß ein freier Kaum für den Kolben kk oder seine Fortsätze vorhanden sein, damit das Einführen von weiteren Kolbenfortsätzen und ihre spätere Entfernung erleichtert wird.

An einem bestimmten Punkt nach der Fertigstellung des untersten Fußbodens 17 und eines aufwärtsgerichteten Teils der Außenseitenwände 60 werden die hydraulischen Kolbentriebe 40 gemeinsam ausgefaliren, so daß sich die ganze Konstruktion unter der Wirkung der Schwerkraft abwärtsbewegt, wobei die Hülsen , die als vertikale Stützen für die Konstruktion 37 dienen, auf den bleibenden Spundbohlen 36 gleiten. Die gleichmäßige Ab-

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wärtsbewegung der Kolbentriebe 40 wird im wesentlichen automatisch erzielt, weil alle Kolbentriebe vorzugsweise an eine gemeinsame Druckflüssigkeitsleitung 62 angeschlossen sind, so daß alle gemeinsam gesteuert werden.

Die Konstruktion wird vorzugsweise langsam und über die volle Hublänge der Kolbentriebe 40 ausgefahren. Diese Hublänge kann beliebig gewählt werden und beträgt beispielsweise etwa 6l bis 366 cm. Nach ihrem vorstehend beschriebenen Absenken befindet sich die Konstruktion in dem in Fig. 6 gezeigten Zustand, in dem der unterste Fußboden 17 untergetaucht ist und der zweite Fußboden 28 sich knapp oberhalb der Wasserlinie befindet. Jetzt werden Mittel eingeführt, die dazu dienen, die Hülsen 2k vorübergehend an den bleibenden Spundbohlen 36 zu befestigen, so daß die Kolben kk z.B. an den Kupplungen 50 von der Konstruktion 37 gelöst werden können und ein zusätzliches Kolbenfortsatzstück 6k eingesetzt werden kann. Dies wird nachstehend beschrieben. Zum vorübergehenden Befestigen der Hülsen 2k an den Spundbohlen 36 dienen vorzugsweise Schweißstellen 66. Man kann die Hülsen 2k jedoch auch auf andere Weise an den bleibenden Spundbohlen 36 befestigen, z.B. mit Hilfe von Seilen, Stangen, zusätzlichen Kolbentrieben od.dgl.

Unabhängig von der Art und Weise der Befestigung der Hülsen 2k an den Spundbohlen 36 werden danach die KoIbentriebe kO von der im Bau befindlichen Konstruktion gelöst, z.B. die ausgefahrenen Kolben kk von der Kupplung 50 getrennt. Anschließend werden die Kolbentriebe wieder eingezogen, so daß der Kolben in die in Fig. 7 gezeigte Stellung gelangt und das untere Ende des Kolbens kk von

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-leider Kupplung 50 in einem Abstand angeordnet ist,' welcher der Hublänge von z.B. 3°5 ^c«n entspricht. In den Raum zwischen dem unteren Ende des Kolbens 44 und der Kupplung 50 wird jetzt ein Kolbenfortsatz 64 eingebracht und mit dem unteren Ende des Kolbens 44 durch eine Kupplung 68 und mit der Konstruktion 37 durch die Kupplung 50 verbunden. In die-' sem Augenblick oder ungefähr zu diesem Zeitpunkt wird ein zusätzlicher Hülsen teil 24 oberhalb der zunächst verwendeten Hülse hinzugefügt, z.B. indem um den infolge der Abwärtsbewegung der Konstruktion jetzt freiliegenden, oberen Endteil der bleibenden Spundbohlen 36 herum zwei halbzylindrische Hülsenteilstücke 70 und 72 vorgesehen und danach durch die Schweißnaht 74 miteinander verbunden werden. In dieser Zeit oder ungefähr im gleichen Zeitpunkt können die Schweißsteilen 66 beispielsweise durch Schmelzen gelöst werden, weil die Konstruktion jetzt wieder von den eingezogenen Kolbentrieben 40 und den Fortsätzen 64 getragen wird. Danach werden die jetzt miteinander verbundenen halb zyliidris ch en Teilstücke 70 und 7k mit dem oberen Rand des ursprünglichen Hülsenstücks 24 durch eine Umfangsschweißnaht 76 am oberen Rand der Hülse 24 verbunden.

Nach dem Abwärtsbewegen der Konstruktion 37 und dem Aufstecken der Hülse 24 sowie dem Vorbereiten der Kolbentriebe 40 für eine erneute Abwärtsbewegung der Kolben 44 kann eine Konstruktion 78 für einen dritten Fußboden hergestellt werden, der von den verlängerten Hülsen 24 als Stützen getragen wird. Die Herstellung des dritten Fußbodens 78 erfolgt vorzugsweise in der für den zweiten Fußboden 28 beschriebenen Weise. Von dem Niveau des zweiten Fußbodens 28 werden die Außenseiten wände 60 weiter aufgestockt, vorzugsweise bis über das

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Niveau 78 des dritten Fußbodens,z.B. bei 80, so daß sie das Niveau des dritten Fußbodens umschließen.

Nach der Fertigstellung der vorstehend beschriebenen Konstruktion (Fig. 7), werden die Kolbentriebe kO wieder gemeinsam derart gesteuert, daß die Konstruktion gegenüber den bleibenden Spundbohlen 36 abgesenkt wird, z.B. indem die Hülsen 24 auf den Spundbohlen 36 abwärtsgleiten. Dieses Absenken findet langsam und gleichmäßig während eines Zeitraums von vielleicht mehreren Stunden statt. Nach dem erneuten Ausfahren der Kolbentriebe 40 können die vorstehend beschriebenen Schritte zum Herstellen und Senken des Fußbodens 78 wiederholt werden, wobei jedesmal ein weiterer unterzutauchender Fußboden 82 hergestellt wird. Vor dem Herstellen jedes zusätzlichen Fußbodens" 82 müssen natürlich die notwendigen Arbeitsgänge ausgeführt werden. Diese sind: Die vorübergehende Befestigung der Hülsen 24 an den bleibenden Spundbohlen 36» z.B. durch Schweißstellen 66; die Trennung der Kolbentriebe 40 von der Konstruktion durch Abkupplung der Kolben von den Kolbenfortsätzen; das Einziehen der Kolbentriebe 40, damit weitere Kolbenfortsätze eingesetzt und zum Verbinden der KoIbentriebe mit der Konstruktion verwendet werden können; das Lösen bzw. Zerstören der vorübergehend vorgesehenen Schweißstellen oder sonstigen Befestigungen: Das Aufstocken der Hülsen 24 in der vorstehend beschriebenen Weise; die Herstellung der von den aufgestockten Hülsen getragenen zusätzlichen Fußböden 82 und die Aufstockung der Außenseitenwände 60 um ein weiteres Stockwerk.

Die Anzahl der zusätzlichen unterzutauchenden Stockwerke ist natürlich von dem 'zu errichtenden Gebäude abhängig. Nach dem Herstellen jedes dieser Stockwerke werden die Kolbentriebe kO gemeinsam ausgefahren, so daß

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das Bauwerk um eine Stockwerkshöhe abwärtsbewegt wird, wobei die Hülsen 24 auf den bleibenden Spundbohlen 36 abwärtsgleiten.

In irgendeinem Zeitpunkt der Errichtung des unterzutauchenden Teils kann der bereits untergetauchte Teil so groß sein, daß der auf den untergetauchten Teil wirkende, hydrostatische Druck das Gewicht der ganzen bereits fertiggestellten Konstruktinn trägt, so daß sich diese unter der Wirkung der Schwerkraft allein nicht abwärtsbewegen kann. Man kann jetzt eine von mehreren Maßnahmen treffen. Beispielsweise können die Kolbentriebe 40 eine solche Schubkraft haben, daß sie den untergetauchten Teil des Bauwerks gegen den hydrostatischen Druck weiter abwärts in das Wasser drücken, doch stellt diese Maßnahme keine besonders zweckmäßige Lösung des Problems dar. Die bevorzugte Lösung des auf den hydrostatischen Druck zurückzuführenden Problems ist in Fig.8 erläutert. Sie besteht darin, einen Teil 84 des untergetauchten Teils des im Bau befindlichen Bauwerks zu fluten, so daß die hydrostatische Kraft herabgesetzt wird und die Schwerkraft allein das Bauwerk weiter abwärtsbewegen kann. Wenn man flutet oder teilflutet, muß irgendwann nach der Durchführung der gewünschten Abwärtsbewegung des Gebäudes der geflutete Teil leergepumpt werden.

Zu irgendeinem Zeitpunkt nach der vollständigen Durchführung der Abwärtsbewegung der Konstruktion werden die Hülsen 24 dauerhaft an den bleibenden Spundbohlen befestigt. Zu diesem Zweck können die' Hülsen an den Rohren 32 der bleibenden Spundbohlen angeschweißt oder können ein oder mehrere Keile durch die Hülsen und die ihnen zugeordneten bleibenden Spundbohlen 36 getrieben werden.

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Gemäß Fig. 9 werden zum Befestigen der Hülsen 24 an den bleibenden Spundbohlen j6 Keile 86 verwendet, welche die Hülsen 24 und die Spundboüen 86 diametral durchsetzen.

Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Konstruktionsverfahrens besteht darin, daß nach dem Untertauchen eines beträchtlichen Teils des Bauwerks in der vorstehend beschriebenen Weise auf das Bauwerk eine beträchtliche, aufwärtsgerichtete hydrostatische Kraft wirkt, die dadurch überwunden wird, daß man zu der Konstruktion oberhalb der Wasserlinie einen oder mehrere nicht unterzutauchende Fußböden hinzufügt. Beispielsweise zeigt Fig. 9 ' einen nicht unteizutauchenden Fußboden 88, der von den bleibenden Spundbohlen 36 als Stützen getragen wird. Wieviele nicht unterzutauchende Fußböden 88 zum Ausgleichen des hydrostatischen Druckes erforderlich sind, ist von der geometrischen Form des untergetauchten Teils und dem Gewicht der Konstruktion abhängig. Die Anzahl der für diesen Zweck erwünschten Fußböden 86 kann vom Fachmann ohne weiteres errechnet werden. Das fertige Bauwerk kann natürlich oberhalb der Wasserlinie auch mehr oder weniger Fußböden haben, als zum Ausgleich des hydrostatischen Druckes erforderlich sind.

Nach dem Fertigstellen und Untertauchen des unterzutauchenden Teils und vorzugsweise nach dem Befestigen der Hülsen 24 an den bleibenden Spundbohlen 36 kann man die Verstrebung 51 der Spundbohlen entfernen, ebenso die KoIb en triebe 40 und gegebenenfalls auch deren horizontale Träger 46. Jetzt liegen die oberen Enden der bleibendenSpundbohlen frei, so daß diese als Haupttragnäuleii für die oberhalb der Wässerlinie befindlichen Fußböden 88 dienen können.

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Nach dem Fertigstellen des unterzutauchenden Teils und vorzugsweise nach dem Befestigen der Hülsen 2'i an den bleibenden Spundbohlen 36 wird in den Ringraum zwischen den Spundbohlen 36 und den Hülsen 2k Schlempe gegossen, so daß sie zu einem im wesentlichen einheitlichen Körper verbunden werden.

Während des Baufortschrittes oder bei oder etwa bei der Fertigstellung des unterzutauchenden Teils des Bauwerks muß kalfatert werden, soweit dies erforderlich ist, damit die Konstruktion im wesentlichen wasserdicht ist. Beispielsweise kann es zweckmäßig sein, die Fugen zwischen den Außenseitenwänden 60 und dem untersten Fußboden 17 zu kalfatern, ehe dieser unterste Fußboden z,B. gemäß Fig. 6 in das Wasser Xk bewegt wird. Auch die zwischen-den oberen Fußböden und den Außenseitenwänden vorhandenen Fugen werden ebenfalls vorzugsweise vor dem Untertauchen dieser Fußböden kalfatert. Wenn angenommen werden kann, daß die vorhandenen Undichtigkeiten nur gering sind, kann man das Kalfatern aber auch erst nacllder Fertigstellung des untergetauchten Teils vornehmen.

Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, beschrieben, das jedoch vom Fachmann abgeändert werden kann. Beispielsweise wird das Bauwerk vorzugsweise Schritt für Schritt, z.B. Stockwerk für Stockwerk gesenkt, doch ist dies nicht erfindungswesentlich, sondern man kann das ganze Bauwerk oder wenigstens den ganzen unterzutauchenden Teil desselben oberhalb der Wasserlinie fertigstellen und erst daneich den ganzen unterzutauchenden Teil des Bauwerks in das Waseer Ik absenken. Man kann dns vorstehend beschriebene Verfahren auch ii der Weise abändern, daß die Hülsen 2^

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nicht während des Bau fort Schritts um Teillängen auf ge-·· stockt werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde, sondern daß die Hülsen von Anfang an in voller Länge in die in Fig. 2 gezeigte Konstruktion eingesetzt werden. Ferner lassen sich zum Absenken der Konstruktion andere Einrichtungen und andere Maßnahmen anwenden. Beispielsweise kann man anstelle von hydraulischen Kolbenantrieben auch Schraubenwinden oder Seilwinden od.dgl. verwenden.

In dem vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeder Spundbohle 36 zwei hydraulische Kolbentriebe kO zugeordnet, von denen jeder vorzugsweise die ganze Last tragen kann, der die beiden Kolbentriebe während des Verfahrens unterworfen werden. Durch den Ausfall eines der beiden Kolbentriebe wird daher die weitere Durchführung des Verfahrens nicht gestört. Man kann aber das Verfahren auch so durchführen, daß man pro Spundbohle nur einen KoIbentrieb oder sogar weniger Kolbentriebe als Spundbohlen verwendet, sofern die KoIbentriebe so stark sind, daß sie die beträchtlichen Belastungen ausnehmen können, denen sie ausgesetzt werden. Man kann die Sicherheit auch noch dadurch erhöhen, daß drei oder mehr Kolbentriebe pro Spundbohle 36 verwendet werden.

Derzeit wird jedoch angenommen, daß zwei Kolbentriebe, von denen jeder so stark ist, daß er die ganze auf die beiden Kolbentriebe wirkende Belastung aufnehmen kann, für eine ausreichende Sicherheit und eine ungestörte Arbeitsweise genügen.

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Man kann zum Absenken des Bauwerks auch so vorgehen! daß an der Unterseite des untersten Fußbodens 17 Pontons befestigt werden, die einen so großen Auftrieb haben, daß sie das Bauwerk beispielsweise in dem in Fig. 2 und 3 gezeigten Zustand tragen können. Nach dem Entfernen von etwa verwendeten, provisorischen Spundbohlen 10 und dem Hinzufügen von zusätzlichen Teilen des Bauwerks bewirkt das Gewicht, daß die Pontons langsam weiter in das Wasser sinken, so daß die Hülsen 2k auf den bleibenden Spundbohlen 36 abwärtsgleiten und das Bauwerk senken. Dieser Vorgang kann schrittweise durchgeführt werden, wenn man die Hülsen 24 periodisch an den Spundbohlen 36 befestigt, z.B. durch Schweißstellen usw., und von ihnen löst. Wenn das Gewicht des Bauwerks nicht ausreicht, um die Pontons mit der gewünschten Geschwindigkeit abwärtszubewegen, kann man die Pontons teilflugen, damit die gewünschte Absenkgeschwindigkeit erzielt wird. Bei dieser abgeänderten Arbeitsweise kann das Absenken dadurch unterstützt werden, daß fertiggestellte und untergetauchte Teile des Bauwerks geflutet werden.

Ferner erkennt mnn, daß die Schritte des oben ausführlich beschriebenen oder im Sinne der vorstehenden Varianten abgeänderten Verfahrens nicht unbedingt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt zu werden brauchen, sondern daß der Fachmann diese Schritte im RaIi in en des Erfindung sgedaiikens ohne weiteres auch in einer anderen Reihenfolge durchführen kann.

Unabhängig von den zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Einrichtungen und der Reihenfolge, in der die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens

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durchgeführt werden, führt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu zahlreichen Vorteilen. Erstens braucht man über einem vorhandenen Gewässer keine Konstruktion zu errichten, mit deren Hilfe zunächst das erforderliche Volumen mit Schüttgut aufgefüllt wird, worauf nach mehreren Jahren, nachdem sich das Schüttgut gesetzt hat, ein beträchtlicher Teil des Schüttguts ausgebaggert wird, .damit ein Bauwerk errichtet werden kann. Durch den Wegfall dieser Notwendigkeit werden beträchtliche Kosten eingespart, die bisher bei der Errichtung von Uferbauten, wie Piers bzw. Kaimauern, udgl. auftreten, und es wird die Bauzeit beträchtlich herabgesetzt. Außerdem wird die Durchführung der Bauarbeiten sehr erleichtert, weil sie vollständig über der Wasserlinie durchgeführt werden. Es ist überdies nicht notwendig, den Boden des Gewässers auszubaggern und dann die Grube zwecks Schaffung eines Fundaments für das Bauwerk auszufüllen, weil dieses nicht auf dem Grund ruhen braucht und unter dem Bauwerk kein Schüttgut erforderlich ist. Vielmehr ist das Bauwerk an bleibenden Spundbohlen 36 befestigt, die fest in den Mutterfels getrieben sind und von ihm festgehalten werden. Ferner erkennt man, daß die Hülsen 24 einerseits einen Teil der Vorrichtung zum Absenken des unterzutauchenden Bauwerksteils in das Wasser und andererseits die Stützen zum Tragen des unteren Teils des Bauwerks bilden. Auch können die bleibenden Spundbohlen 36, die sich über die Hülsen hinaus aufwärts erstrecken, die Stützen zum Tragen des oberhalb der Wasserlinie befindlichen Teils des auf diese Weise errichteten Bauwerks bilden.

Die Erfindung schafft somit ein billiges, leicht und schnell durchführbares Verfahren zum Errichten von B«uwerken über derzeit wasserbedeckten Flächen. Man kann das Verfahren mit großem Vorteil zum Errichten von Ufer-

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bauten wie Piers bzw. Kaimauern und dgl. anwenden. Der untergetauchte Teil der Konstruktion ist für Lagerräume, Parkgaragen oder für beliebige andere Zwecke benutzbar. Infolge der Wirkung des hydrostatischen Druckes auf den untergetauchten Teil kann man ohne weiteres ein Bauwerk errichten, das eine beträchtliche Höhe über der Wasserlinie hat. Der obere Teil des Bauwerks, d.h. die Fußböden 88 in Fig. 9« trägt daher nicht nur zum umbauten Raum des Bauwerks bei, sondern ergibt auch das Gewicht, das zum Niederhalten des Bauwerks gegen den hydrostatischen Druck notwendig ist,der von dem Wasser 14 auf den untergetauchten Teil des Bauwerks ausgeübt wird. -Im allgemeinen werden Piers derzeit auf Spundbohlen errichtet, wobei unterhalb des Straßenniveaus kein nutzbarer umbauter Raum vorhanden ist. Die Anwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens fühi*t daher zu einer beträchtlichen Verbesserung des nutzbaren umbauten Raums, ohne daß die Kosten des Gesamtbauwerks wesentlich erhöht wurden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Errichten eines wenigstens teilweise in einem Gewässer untergetauchten Bauwerks, dadurch gekennzei chne t, daß eine Anzahl von in Abständen voneinander angeordneten vertikalen Spundbohlen in den Boden des Gewässers getrieben werden, daß oberhalb der Wasserlinie ein unterster Fußboden und Außenseitenwände hergestellt wrden, die mit dem untersten Fußboden verbunden sind und sich von ihm

aufwärts erstrecken, daß der unterste Fußboden sowie "

die Außenseitenwände auf den Spundbohlen beweglich gelagert und gegenüber den Spundbohlen abwärtsbewegt werden, bis sich der unterste Fußboden und wenigstens ein Teil" der Außenseitenwände unterhalb des Wasserspiegels befinden, und daß danach der unterste Fußboden an mindestens einer der Spundbohlen so befestigt wird, daß zwischen diesem und dem untersten Fußboden keine Relativbewegung mehr möglich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch & sk e η η zeichnet , daß vor dem Festlegen des untersten Fußbodens an mindestens einer der Spundbohlen i eine weitere Fußbodenkonstruktion oberhalb des untersten Fußbodens hergestellt, auf den Spundbohlen beweglich gelagert und mit den Außenseiten wanden verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß vor dem Abwärtsbewegen des untersten Fußbodens mindestens ein Teil des von den Außenseitenwänden begrenzten Raums oberhalb des unternten Fußbodens mit Wasser geflutet und nach dem Befestigen des untersten Fußbodens an mindestens einer der Spundbohl en das zum Fluten verwendete Wa.^cJ«er entfernt wird.

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4. Verfahren zum Errichten eines wenigstens teilweise in .einem Gewässer untergetauchten Bauwerks, dadurch gekennzei chnet , daß eine Anzahl von in Abständen voneinander angeordneten, vertikalen Spundbohlen in den Boden des Gewässers getrieben werden, daß auf einem oberhalb des Wasserspiegels befindlichen Teil der Spundbohlen vertikale Stützen vertikalbeweglich gelagert werden, daß oberhalb des Wasserspiegels ein von den Stützen getragener, unterster Fußboden und Außenseit enwände hergestellt werden, die sich von dem untersten Fußboden aufwärts erstrecken, daß die Stützen gegenüber den Spundbohlen so -weit in das Gewässer abwärtsbewegt werden bis der unterste Fußboden und itfindestens ein Teil der Außenseiten wände in dem Gewässer untergetaucht sind, und daß danach mindestens eine der Stützen bo an einer Spundbohle befestigt wird, daß sich die Stütze gegenüber der Spundbohle nicht mehr bewegen kann«

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Befestigen wenigstens einer der Stützen an einer der Spundbohlen eine von den Stützen getragene, weitere Fußbodenkonstruktion oberhalb

der Wasserlinie und oberhalb des untersten Fußbodens hergestellt sowie mit den Außenseitenwänden verbunden wird, und daß die Außenseitenwände über das Niveau der weiteren Fußbodenkonstruktion aufgestockt und danach die Stützen gegenüber der Spundbohlen abwärts bewegt werden, bis die weitere Fußbodenkonstruktlon untergetaucht ist.

6. Verfahren nach Anspruch k oder 51 dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Untertauchen des untersten Fußbodens bzw. eine zusätzliche Fußbodenkonstruktion auf den Spundbohlen oberhalb der Wasserlinie errichtet wird.

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7· Verfahren wenigstens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß vor dem Befestigen mindestens einer der Hülsen an einer Spundbohle mehrerer in Abständen voneinander angeordneten, von den Stützen getragene, obere Fußböden nacheinander oberhalb der Wasserlinie hergestellt werden, die Außenseitenwände , wiederholt aufgestockt und mit jedem der oberen Fußböden verbunden werden, und daß danach die Stützen schrittweise abwärts bewegt werden, so daß die oberen Fußbodenkonstruktionen nacheinander untergetaucht werden.

8. Verfahren wenigstens nach Anspruch 4, dadurch .gekennzeichnet , daß vor wenigstens einer der Abwärtsbewegungen der Stützen mindestens ein Teil des von den Außenseitenwänden umschlossenen Raums mit Wasser geflutet und nach der Durchführung aller Abwärtsbewegungen der Stützen das zum Fluten verwendete Wasser entfernt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß nach der Durchführung aller Abwärtsbewegungen der Stützen oberhalb der Wasserlinie mindestens eine von den Spundbohlen getragene, zusätzliche Fußbodenkonstruktion errichtet wird.

10* Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche k bis 9t dadurch g ekennzeichnet , daß die Stützen aus Hülsen bestehen, die auf die Spundbohlen derart aufgeschoben werden, daß die Stützen gegenüber den Spundbohlen beweglich sind. .

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11. Verfahren wenigstens nach Anspruch 10, dadur'ch gekennzeichnet , daß vor dem Eintreiben der Spundbohlen in den Boden des Gewässers mehrere provisorische Spundbohlen in den Boden des Gewässers getrieben werden, daß auf den provisorischen Spundbohlen mindestens ein die Hülsen aufweisender Teil des untersten Fußbodens errichtet wird und daß dann die erstgenannten Spundbohlen verschiebbar in die Hülsen eingeführt werden.

12.Verfahren wenigstens nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet , daß zum Errichten des untersten Fußbodens Träger an den Hülsen so befestigt werden, daß diese die Träger tragen.

13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Errichten cfes untersten Fußbodens auf den Trägern Beton so angebracht wird, daß die Träger den Beton tragen.

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