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Abaperrelement für Schlitze im Locker- und Feisgestein Die Erfindung
betrifft ein Absperrelement, das bei der Herstellung unterirdischer Wände nach dem
Sohlitzverfahren als Verschalung der Stirnseiten bei der absohnittsweisen Verfüllung
mit Wandmaterial z. B. Beton, Tonzementbeton, natürlichem oder künstlichem Dichtungsmaterial
des bis dahin offenen oder mit Stützflüssigkeit gefüllten Schlitzes dient.
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Bei der Herstellung von unterirdischen Wänden wird aus ökonomischen
und teohnologischen Gründen angestrebt, den Aushub des Erd- oder Felsmaterials zwecks
Herstellung eines offenen oder mit Stützflüssigkeit gefüllten Schlizes in der Form
durchzuführen, daß die Aushubgeräte nur in Baufortschrittsrichtung vorwärts hewegt
werden. Ebenso ist es ökonomischer und technologisch einfacher, die Verfüllung des-
entstandenen Schlitzes mit geeignetem Wandmaterial oder die Einbringung von verstteifenden
Mitteln in die Stützflüssigkeit 50 zu gestalten,daß die dazu benutzten Geräte nicht
umgesetzt werden brauchen, sondern sich nur in Schlitzlängsrichtung fortbewegen,
so daß nacheinander jeweils der unmittelbar folgende Sohlitzabschnitt bearbeitet
wird. Um dieses zu ermöglichen, muß während des Verfüllvorganges eine Abschlußschalung
an der in Baufortsohrittrichtung vorn liegenden Stirnseite des zu verfüllenden Abschnittes
in den Sohlitz eingebracht werden, während die hintere Stirnseite duroh den bereits
verfilllken Abschnitt gehildet wird. Diese Abschlußverschalung wird allgemein als
Absperrelement bezeichnet.
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Es sind bereits Absperrelemente erprobt worden, die aus einem tragenden
Teil, z.B. I-Trger, Stahlrohr usw., bestehen und an den Seiten zum besseren Abschluß
an die Schlitzwandungen abdiohtende, bewegliche Elemente, -z .3.
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in Form von Gummi- oder Kunststoffsäumen, besitzen.
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Diese bekannten Elemente haben u. a. den Nachteil, daß ihre Masse
relativ groß ist und zu ihrer Handhabung schwere Hebezeuge benutzt werden müssen,
besonders wenn sie bei Verwendung von abbindendem Wandmaterial gelöst und herausgezogen
werden sollen. Verzichtet man auf eine Wiederverwendung und beläßt diese Elemente
in der unterirdischen Wand, so steigen die Herstellungskosten fi die Wand erheblioh!
Bei der Versvendung solcher starren Elemente mit seitliohen-SRumen ist ferner die
Gefahr des seitlichen Durohbrechens des Verfüllmaterials verhaltnismRßig groß, weil
die Seitenwandungen des Schlitzes häufig durch Ausbrüche von Steinen und durch andere
Umstände, z.B. Anstoßen des Aushubgerätes an die Wandungen, allgemein recht unregelmäßig
geformt sind. Andererseits besteht die Gefahr, daß die seitlichen Säure mit einbetoniert
werden und dadurch das iehen des Absperrelements erschwert oder unmöglich gemaoht
wird.
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Der Zweck der Erfindung ist u.a. die Vermeidung der obengenannten
Nachteile und damit die Schaffung der Möglichkeit, bei der Herstellung von unterirdischen
Wänden das wirtschaftlich und technisch iiberlegene Verfahren des kontinuierlichen
Schlitzes und Verfüllens einzuführen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrelement zu schaffen,
das wiederverwendbar ist, beim Ein- und Ausbau eine verhältnismäßig geringe Masse
hat, ein gutes Anliegen an den Schlitzwänden gewähr leistet und leicht vom Wandmaterial
u lösen ist.
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Erfindungsgemf3 wird das durch ein Absperrelement, bestehend aus
einem aus schmiegsamen Material gefertigten Hohlkörper, erreicht. Oben und unten
befindet sioh je eine Abschlußplatte, die mit einem Rohr verbun den sind, das durch
die obere Platte hindurch.führt, auf die untere jedoch aufgesetzt ist.- Das Rohr
ist kurz liber
der unteren Platte perforiert. An den beiden Platten
ist der aus schmieggamem, Wasser und luftdichtem Maserial, z.B. Gummi- oder Kunststoffolie,
bestehende schlauchartige eigentliche Hohlkörper befestigt. Der Durchmesser des
Hohlkörpers muß großer sein als die größte Breite des Erdschlitzes. Der Hohlkörner
wird in ungefülltem oder teilweise gefiilltem Zustand senkrecht in den mit Stützflüssigkeit
gefüllten Schlitz eingeführt und nach Erreichen der Sohle mit Flüssigkeit, vorzugsweise
Wasser oder Stützflüssigkeit, angefüllt. Der Hohlkörper muß eine solche Länge besitzen,
daß sein oberer Teil bis oberhalb des Spiegels der Stützflüssigkeit reicht. Ferner
muß gewn,hrleistet sein, daß durch den im Inneren Hohlkörper herrschenden hydrostatischen
Überdruck ein Anliegen der Wandungen an das Erdreich erfolgt, was durch Erhöhen
der Flüssigkeitssaule in einem Stand rohr oder dergl. gesichert werden kann. Durch
Aufbringen von Luft oder Gasdruck durch eine weitere Öffnung in der oberen Abachlußolatte
auf den Flüssigkeitsspiegel im Inneren des Hohlkörpers kann zusätzlich Je nach Erfordernis
der Anpreßdruck an die Erdwandungen so re,gllliert werden, daß die aufnehmbaren
Reibungskräfte zwischen Hohlkörper und Erdwandung gleich oder größer werden, als
es für die Aufnahme der resultierenden aus den auf den Hohlkörper wirkenden horizontalen
Kräften aus der Stützflüssigkeit einerseits und dem Wandmaterial andererseits notwendig
ist.
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Die Verarendung von Flüssigkeit als druckerzeugendes Medium im Hohlkörper
ist deshalb vorteilhaft, weil sich im Hohlkörper eine nach unten größer werdende
dreieckformige Druckverteilung einstellt, der eine ebenfalls dreieckförmige Druckverteilung
aus der Stütz flüssigkeit bzw. dem-unabgebundenen Beton gegenübersteht. Ebenfalls
dreieckförmig ist die Erddruckfigur der aus den Schlitzwandungen stammenden Kräfte.
Der zusätzlich aufzubringende Luft- oder Gasdruck ergibt dagegen eine
rechteckförmige
Druhkfigur, die die hydrostatische Druckfigur oben und unten um den gleichen Betrag
vergrößert.
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Der gesamte Innendruck muß erstens größer sein als der direkt auf
den Hohlkörper wirkende Seitendruck aus dem Wandmaterial bzw. der Stfitsflüesigkeit;
zweitens muß er so groß sein, daß die Differenz der von beiden Stirnseiten auf das
Absperrelement wirkenden Krefte aus Stützflüssigkeit einerseits und Wandmaterial
andererseits durch die vom Innendruck abhangigen Reibungskräfte swischen Hohlkörper
und Schlitzwandung übertragen werden kann.
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Zum Herausziehen des Absperrelementes aus dem Schlitz wird zunächst
die Flüssigkeit aus dem Inneren des Hohlkörpers entfernt. Dazu wird der auf dem
Flüssigkeitsspiegel liegende Druck beibehalten oder ggfs. erhöht, wodurch die Flüssigkeit
durch das im Hohlkörper befindliche Rohr nach Öffnen eines Ventils entweichen kann.
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Danach wird der Uberdruck entfernt und ggfs. Unterdruck an den Hohlkörper
angelegt. Dadurch wird die Wandung des Absperrelementes sowohl von den Erdwandungen
als auch vom Wandmaterial gelöst, was noch durch einen zweckmäßigen Außenanstrich
des Hohlkörpers, z .3. mit Schalungsöl, unterstützt wird. Das Absperrelement kann
dann aus dem Schlitz entfernt werden, wozu es sich empfiehlt, den Hohlkörper wieder
teilweise mit Luft zu füllen, um den damit entstehenden Auftrieb nutzen zu können.
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Um das erfindungsgemäße Absperrelement sowohl bei geringeren als
auch bei größeren Schlitztiefen mit Vorteil anwenden zu können, kann das im 2. Ausfuhrungsbeispiel
beschriebene zusammensetzbare Absperrelement benutzt werden. Es arbeitet nach dem
gleichen Prinzip wie das einteilige Absperrelement, nur ist eine besondere Ausbildung
der Kupplungselemente notwendig. Es ist auch möglich, die Entleerung des Hohlkörpers
in der Art durdhzuführen, daß in das im Inneren befindliche Rohr eine
Pumpe
eingehängt wird, Durch das patentgemäß gestaltete Absperrelement ist es möglich,
bei der Herstellung unterirdischer Wände das kontinuierliche Schlitzen und Verfüllen
anzuwenden, welches sich dadurch auszeichnet, daß die Geräte ohne umsetzen kontinuierlich
in Baufortschrittsriohtrng arbeiten können. Es ist ferner gewahrleistet, daß ein
Absperrelement beliebig oft benutzt werden kann. Der Aufwand an Hebezeugen und BedienungspOrsonal
ist gegenüber der Verwendung starrer Absperrelemente sehr gering, selbst wenn Schlitze
größerer Tiefe hergestellt werden.
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Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher
erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: 1. Ausführungsbeispiel,
Schnitt senkrecht zur Schlitzachse Fig. 2: 1. Ausführungsbeispiel, Draufsicht auf
das Absperrelement Fig. 3: 2. Ausführungsbeispiel, Schnitt sekrecht zur Schlitzachse
1.
Ausführungsbeispiel Hauptbestandteil der Vorrichtung ist ein zylindrischer Hohlkörper
1, der z.B. aus Kunststoffolie besteht. Er ist mit einer oberen und einer unteren
Abschlußplatte 2 und 3 luft- und wasserdicht verbunden. Die beiden Abschlußplatten
sind durch ein Rohr 4 verbunden, das an seinem unteren Teil mit Perforationslöchern
5 versehen ist, oben führt das Rohr 4 durch die Abschlußplatte 2 hindurch und kann
mit Hilfe eines Ventils 6 geschlossen werden. Durch die Abschlußplatte 2 ist ein
Rohr 7 mit Ventil 8 hindurchgefhrt.
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Zum Einbau wird das Absperrelement in ungefülltem Zustand bei geöffneten
Ventilen 6 u. 8 in den Schlitz eingebracht und auf die Sohlitzsohle gestellt, dabei
dient das Rohr 4 als Pthrung. Der zylindrische Hohlkörper 1 wird durch den Druck
der Stützflüssigkeit nach innen gegen das Rohr 4 zusammengedriickt. Dann wird durch
das Rohr 4 Wasser eingefüllt, das durch die Perforatianslöcher 5 in den Hohlkörper
1 eintritt, Die dabei verdrängte Luft kann durch das Rohr 7 entweiohen. Ist die
Füllung so weit fortgeschritten, daß durch Rohr 7 Wasser austritt, wird das Ventil
8 geschlossen. Im Rohr 4 kann dann eine Flüssigkeitssäule aufgebaut werden, deren
hydrostatisoher Überdruok den Hohlkörper gegen das Erdreich drückt.
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Daduroh können Reibungakräfte zwischen Hohlkörper und Erdwandung übertragen
werden. Zur Erhöhung des AnpreB-druoks und damit auch der übertragbaren Reibungskrafte
kann nach Schließung des Ventils 6 und Öffnung des Ventils 8 durch das Rohr 7 ein
Luft oder Gasdruok auf die Wasserfüllung des Hohlkörpers 1 aufgebracht werden.
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Zum Entfernen des Absperrelementes aus dem Schlitz wird wie folgt
verfahren: Naoh Öffnen des Ventils 6 wird über das Rohr 7 Druckluft in den Hohlkörper
1 geleitet, woduroh die FlUssigkeit durch die Öffnungen 5 und das Rohr 4 herauagedrU6kt
wird. Die Stützflüssigkeit dringt nun von
außen zwischen Hohlkörper
1 tnd Erdwandung bzw. Wandmaterial ein und löst so das Absperrelement. Bei Bedarf
kann zur Beschleunigung dieses Vorganges nach Schließen des Ventils 6 an des Rohr
7 ein Unterdruok angelegt werden. Das Absperrelement kann dann aus dem Schlitz herausgehoben
werden, wozu es sich empfiehlt, den Hohlkörper mit Luft teilweise zu füllen, um
den so entstehenden Auftrieb auszunutzen.
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2, Ausführungsbespiel Dieses Beispiel zeigt ein Absperrelement, das
aus mehreren gleichartigen Einzelelementen zusammengesetzt wird und mit Vorteil
bei tieferen Schlitzen verwendet werden kann.
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Hauptbestandteil eines jeden Einzelelementes ist ein zylindrischer
Hohlkörper 1, der z.B aus Eunststoffolie besteht. Er ist mit einer oberen 9 und
einer unteren 10 Abschlußplatte luft- und wasserdicht verbunden. Die beiden Abschlußplatten
sind durch ein Rohr 11 verbunden, das oben und unten dicht unterhalb bzw. oberhalb
der Abschlußplatten 9 u. 10 mit Perforationslöchern 12 versehen ist. Oben führt
das Rohr 11 durch die Absohlußplatte 9 hindurch und ist oberhalb dieser mit Außengewinde
versehen. Unterhalb ist das Rohr 9 gekröpft, besitzt Innengewinde und sitzt auf
der unteren Abschlußplatte 10 auf, welche eine Bohrung von der Größe des Außendurchmessers
des ungekröpften Rohres 11 hat.
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Beim Einbau des Absperrelementes in den Schlitz wird wie folgt verfahren:
Es wird zunschst ein Einzelelement mit einer Verschlußka-pe 13 unten verschlossen.
Dann wird dieses Element umgefüllt soweit in den Schlitz eingebraoht, bis man das
nächste Einzelelement mit seinem Gewinde oberhalb der'Abschlußplatte 10 aufschrauben
kannSi Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis der untere
Teil
des Gesamtabsperrelementes auf der Schlitzsohle aufsteht. Dann wird ein Schlauch
14 in das Rohr 11 eingebraucht, so daß sich seine Mündung kurz oberhalb der VerschluBkappe
13 befindet. Das obere Ende des Schlauches wird am Stutzen 15 der oberen Verschluß
kappe 16 befestigt, die dann auf das obere Gewinde des Rohres 1^ aufgeschraubt wird.
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Dann wird bei geöffnetem Ventil 17 Wasser duroh Stutzen 15 und Schlauch
14 eingefüllt, das zuna'chst das untere Einzelelement anfällt, wobei die verdrängte
Luft durch die oberen Perforationslöcher 12 nach oben entweiohen kann. So können
nacheinander alle Einzelelemente mit Wasser. gefüllt werden. Ein evtl. in den oberen
Teilen der Einzelelemente verbleibendes Luftpolster ist ohne Auswirkung auf die
Wirkungsweise des Absperrelementes.
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Es wird so lange Wasser nachgefüllt, bis dieses durch den Stutzen
18 und Ventil 19 austritt, dann wird Ventil 19 geschlossen. Im Stutzen 15 kann dann
eine XYassersëule aufgebaut werden, deren hydrostatischer Überdruck die Hohlkörper
1 gegen das Erdreich drückt. Dadurch könneni Reibungskräfte zwischen Hohlkörper
1 und Erdwandung übertragen werden. Zur Erhöhung des Anpreßdrucks und damit auch
der übertragbaren ReibungskrKfte kann nach Schließung des Ventils 17 und Öffnung
des Ventils 19 durch den Stutzen 18 ein Luft oder Gasdruok auf den Wasserspiegel
im Hohlkörper 1 aufgebraoht werden.
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Zum Entfernen des Absperrelementes aus dem Schlitz wird wie folgt
verfahren: Nach Öffnen des Ventils 17 wird über den Stutzen 18 Druokluft in den
Hohlkörper 1 geleitet, wodurch das Wasser durch den Schlauch 14 und den Stutzen
15 herausgedrückt wird. Duroh die von außen zwischen Hohlkörper 1 und Erdwandung
bzw. Wandmaterial dringende Stützflüssigkeit wird das Absperrelement gelöst. Gegebenenfalls
kann dieser Vorgang noch durch Anlegen eines Unterdruoks an Stutzen 18 beschleunigt
bzw. verstärkt werden.
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Das Absperrelement kann dann in umgekehrter Reihenfolge wie bei der
Montage durch Lösen der Einzelelemente aus dem Schlitz entfernt werden.