DE2751972A1

DE2751972A1 - Verfahren zur herstellung einer verstaerkten unterirdischen bauscheidewand

Info

Publication number: DE2751972A1
Application number: DE19772751972
Authority: DE
Inventors: Kenji Kawasaki
Original assignee: Konoike Construction Co Ltd
Current assignee: Konoike Construction Co Ltd
Priority date: 1976-12-08
Filing date: 1977-11-21
Publication date: 1978-06-15
Also published as: US4146348A; JPS6016534B2; JPS5372311A; NL7713510A; DE2751972C2; FR2374476B1; FR2374476A1; IT1090651B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verahren zur Herstellung einer
verstärkten unterirdischen Bauscheidewand, bei welchem fortlaufend Betonwandplatten im Anschluß an eine Bodenaush^bung in den Boden eingebracht werden und ein Zusammenstürzen der Platten durch die Einbringung einer Bentonitsuspension oder eines entsprechenden Materials und Stahlverstärkungseinsätzen verhindert wird.

B-i der Errichtung unterirdischer Baukonstruktionen errichtet man herkömmlicherweise zunächst Scheidewände oder Spundwände am Rand der Ausgrabung, um das auszugrabende Erdvolumen möglichst gering zu halten und ein seitliches Nachrutschen des Bodens zu verhindern. Bei Bauausführungen im städtischen Bereich wird jedoch ein Bauverfahren gefordert, das frei von Vibration und Geräusch ist, um die Umweltbelastung durch die Bautätigkeit herabzusetzen. Außerdem hat sich im Hinblick auf die begrenzte Festigkeit von Haltewänden, wenn sich die Bodenaushebung in größere Tiefe erstreckt, in stärkerem Maße die
Fertigung einer fortlaufenden unterirdischen Wand als sogenanntes Scheidewanderrichtungsverfahren durchgesetzt. Das
Bauverfahren dieser Art wird unter verschiedenen Bezeichnungen geführt, entsprechend der Art und Weise der Bodenaushebung, wobei jedoch das grundsätzliche Durchführungsverfahren schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Hierbei wird im einseinen
zunächst ein Graben aus dem Boden bis zu einer Tiefe von
1 bis 1,5 m ausgehoben, in welchen zwei Betonwände 1 (nachfolgend als "Führungswände¹¹ bezeichnet) mit einer Dicke von jeweils etwa 20 cm eingebracht werden, wobei der Zwischenraum etwas größer als die Dicke der erforderlichen und hierzwischen zu errichtenden Scheidewand ist. Hierauf wird der Graben für die erste Wandplatte 2 ausgehoben, bis auf die erforderliche Tiefe und eine Länge von etwa 6 bis 10 m, wobei jedoch in
diesem Fall, um ein seitliches Abrutschen des angrenzenden

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Bodens zu verhindern, eine Bentonitsuspension als wässrige Aufschlämmung in den ausgehobenen Graben bis zum oberen Ende der Führungswände eingebracht wird, um die Wandflächen des Grabens unter den hydraulischen Druck des schlammigen Wassers mit einem hohen spezifischen Gewicht zu setzen.

Nachdem die Aushebung der ersten Wandplatte 2 beendet ist, werden die sich absetzenden Bodenpartikel und der Schlamm in dem Graben entfernt und Verzahnungsrohre 4 an beiden Enden des Grabens eingeführt, wie dies in Fig. 1 (b) gezeigt ist. Dann wird ein Stahlverstärkungseinsatz 3 eingebracht, Beton 5 zwischen den Rohren 4, wie dies in Fig. 1 (c) gezeigt ist, eingeführt, und die Rohre 4 werden zwei oder drei Stunden nach dem Einbringen des Betons 5 herausgezogen.

Nach der Errichtung der ersten Bütonwandplatte 5 wird die dritte Wandplatte 6 ausgegraben und in Beton ausgegossen, wobei die zweite Wandplatte ausgelassen wird. Nachdem die dritte Wandplatte 6 gefertigt ist, wird die zweite Wandplatte 7 zwischen der ersten Wandplatte und der dritten Wandplatte ausgehoben, worauf dieser Bereich mit Beton 8 ausgefüllt wird, wie die Fig. 1 (d) zeigt.

Bei der Verwendung von Verzahnungsrohren können jedoch Schwierigkeiten auftreten, wie sie in Fig. 3 (a) dargestellt sind, wobei Schlamm und Ton 15 sich zwischen dem Beton der einzelnen Wandplatten festsetzen, mit dem Ergebnis, daß die Betonwandplatten nicht dicht aneinander haften. Angesichts solcher Schwierigkeiten hat man bereits SpezialVerbindungen, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, eingesetzt. In diesem Fall wird ein Stahlverstärkungseinsatz 303 in den ausgehobenen Graben einer vorangehenden Wandplatte eingeführt, wobei eine Stahlplatte 11 entsprechend der Dicke an einem Ende des Stahleinsatzes eingeschweißt wird, mit Hilfe eines Stahlriegels 10, wobei eine Vinylfolie 13 an der Stahlplatte 11 mit Hilfe einer Mt;tal lklemme 12 gehalten wird. Die Vinylfolie 13 wird

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mit Hilfe eines Abstandselementes 14 an die Wandflächen angedrückt, um ein Austreten frischen Betons aus der vertikalen Stahlplatte heraus zu verhindern.

Nachdem eine vorangehende Wandplatte gefertigt ist, wird in einem angrenzenden Bereich ein ausgebauchter Stahlverstärkungseinsatz 304 einer besonderen Form in eine Aussparung das Stahlverstärkungseinsatzes 303 der vorangehenden Wandplatte eingesetzt, womit eine Betonwand mit sich überlappenden Stahlverstärkungseinsätzen gebildet wird.

Bei dem erwähnten Verfahren dringen jedoch auch dann, wenn Schlamm und Tonklumpen entfernt worden sind, bevor ο in Stahlverstärkungseinsatz eingeführt ist, sehr feine Boderp-jrtike] in der Form schlammigen Wassers in den Schlamm ein und auch beim Eindringen des Betons wird dieser das schlammige Wasser nicht vollständig entfernen. Dementsprechend worden, wenn Verzahnungsrohre verwendet werden, oder der in Fig. 2 gezeigte Verbindungsaufbau eingesetzt wird, Schlamm und Ton 15 bzw. 16 an den Verbindungsstellen der Wardplatten, wie in Fig. 3 (a) bzw. 4 (a) gezeigt, eingeschlossen und es tritt oft der Fall ein, daß bei der Ausschachtung des Bodens im Bereich der Scheidewände Wasser durch die Verbindungsstellen austritt, wodurch ein Absitzen der benachbarten Erdbereiche und andere Schwierigkeiten auftreten können.

Angesichts dieser Sachlage liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu beheben und ein Verfahren zur Herstellung von Bauscheidewänden zu schaffen, das die aufgezeigten Nachteile behebt und eine hohe Sicherheit gegen durchdringendes Wasser gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß man im Anschluß an die Aushärtung einer vorangehenden Wandplatte den Raum für die folgende Platte aushebt und im An-

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Schluß an die oder gleichzeitig mit der Einführung eines Stahlverstärkungseinsatzes mindestens ein Injektionsrohr durch eine an dem Verstärkungseinsatz befestigte, ringförmige Halterung in den auszufüllenden Raum einbringt und nach der Zuführung des Betons eine Zementsuspension durch eine am unteren Ende des Injektionsrohres horizontal angebrachte Düse auspreßt, worauf man das Injektionsrohr unter Drohung in aufwärtiger Richtung führt und den zwischen den Endflächen d^r Wandplatten befindlichen Schlamm durch die Wirkung dos Strahles unter Bildung einer wasserdichten Scheidewand ausspül t.

Dabei wird bevorzugt die Zementsuspension mit einem Druck von 100 bis 300 kp/cm injiziert. Mit der Injektion der Z .rrentsuspension kann man in einem zeitlichen Abstand nach der Einbringung des Betons in die Aushebung beginnen.

Durch das Einspritzen der Zementmilch mit einem hohen Druck gegen den Schlamm und die Tonklumpen in den B.reich der Verbindungsstellen der Scheidewände wird der Schlamm vollständig verdrängt.

Es wird also nach der Erfindung der Bereich im Anschluß an eine vorangehend gefertigte Wand ausgehoben und, wenn ein Stahlverstärkungseinsatz in die Aushebung eingeführt wird, mindestens ein Injektionsrohr, das durch eine an einem Ende des Stahlverstärkungseinsatzes befestigten Halterung getragen ist, ebenfalls eingeführt. Dabei kann die Zuführung gleichzeitig mit dem Stahl Verstärkungseinsatz oder auch dann erfolgen, wenn sich der Stahlverstärkungseinsatz bereits in seiner Endlage befindet. Wenn der Beton für diese Wandplatte mit Hilfe einer Betonrutsche oder auf eine andere Art eingebracht wird, spritzt man eine Portlandzementsuspension in den

_2 frischen Beton mit einem hohen Druck von 100 bis 300 kp/cm durch eine Düse ein, die in horizontaler Richtung an der

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Spitze des Injektionsrohres befestigt ist, worauf man das Injektionsrohr dreht und unter fortlaufender Abspritzunq in aufwärtige Richtung zieht. Damit wird der Ton oder Schlamm, wie Bentonit, der zwischen den angrenzenden Flächen einer vorangehenden und einer nachfolgenden Wandplatte eingeschlossen ist, verdrängt, so daß die Scheidewände einen dichten Anschluß besitzen und kein Durchtreten von Wasser möglich ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Errichtung von Bauscheidewänden,

Fig. 2 den Einsatz einer besonderen Verbindungsstelle,

Fig. 3 die Darstellung des Einschlusses von Schlamm zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen der Wandplatten unter Verwendung von Verzahnungsrohren,

Fig. 4 die Darstellung des Herstellungsverfahrens

unter Verwendung besonderer Verbindungselemente,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung von Verzahnungsrohren ,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Verbindungsstelle

zwischen zwei Wandplatten während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 7 eine schematische Darstellung des erflndungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung besonderer Verbindungselemente.

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In Fig. 5 ist die Draufsicht auf eine Verbindungsstelle gezeigt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter der Verwendung von Verzahnungsrohren hergestellt wird. Hier wurde ein Stahlverstärkungseinsatz 306 in die nachfolgend zu betonierende Wand eingesetzt. An mehreren Stellen des Stahlverstärkungseinsatzes ist eine ringförmige Stanlhalterung 17 befestigt. Lin Injektionsrohr 18 wird durch die Stahlhalterungen 17 eingeführt.

Nachdem der Beton in die vorangehenden Wandplatten 5 und 6 eingeführt ist, wie dies Fig. 1 (c) zeigt, wird der Raum für die dazwischenliegende Wandplatte 7 ausgehoben. Nach der Aushebung des Erdreiches für die Wandplatte 7 und der Entfernung des Schlammes wird der Stahlverstärkungseinsatz 306 zusammen mit dem Injektionsrohr, das von der Stahlhalterung 17 getragen ist, in die Aushebung eingesetzt. Wenn der Grobi.r. so tief ist, daß mehrere Stahlverstärkungseinsätze eingebracht werden müssen, werden diese miteinander verbunden, und auch die Injektionsrohre werden aneinander angeschlosser, während sie herabhängen und an Ort und Stelle gebracht werden. Nachdem der Stahlverstärkungseinsatz 306 und das Injektionsrohr 18 entsprechend eingeführt sind, werden mehrere Betor.rutschen an dem Stahlverstärkungseinsatz befestigt, um den Beton wie üblich in die Aushebung einzuführen. Wenn die Hohe des zugeführten Betons in dem Graben zwei oder drei Meter erreicht, führt man dem Injektionsrohr 18 über eine (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Hochdruckpumpe eine Portlandzementsuspension über eine (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Hochdruckleitung zu. Während dieser Zeit wird das Injektionsrohr 18 langsam in aufwärtiger Richtung gezogen, während es mit einer (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Bohrvorrichtung gedreht wird, welche oberhalb dos Injektionsrohres auf dem Boden angeordnet ist. Ks wird also eine Portlandzementsuspension durch des Injektionsrohr eingeführt und kraftvoll durch eine Düse ausgespritzt, die horizontal am Ende des In-

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jektionsrohres angeordnet ist. Dabei wird die Zementsuspension in den frischen Beton 8 eingespritzt, der noch nicht ausgehärtet ist. Wenn sich das Injektionsrohr 18 etwa 20 bis 30 cm von der Endfläche der vorangehenden Betonwand entfernt befindet, wird der zwischen der vorangehenden Betonwand und dem frischen Beton eingeschlossene Schlamm 16 verteilt und mit dem frischen Beton vermischt, wobei er durch die Wirkung des Strahles aufgelöst und verrührt wird. Somit wind der über die gesamte Tiefe der Wandplatte eingeschlossene Schlamm entfernt, während das Injektionsrohr unter Drehung nach oben geführt und die Portlandzementsuspension aus der Düse ausgespritzt wird. In den Fällen, in welchen die Dicke der Scheidewand zu groß ist, um den Schlamm über die gesamte Breite mittels eines einzigen Injektionsrohres zu entfernen, kann eine Mehrzahl von Injektionsrohren installiert werden unter Berücksichtigung des Strahldruckes und der wirkungsvollen Strahllänge.

Die Fig. 7 zeigt den einsatz eines Injektionsrohres in einem solchen Fall, wo eine SpezialVerbindungsstelle, wie sie in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist, Verwendung findet. Dabei wird gemäß Fig. 7 ein Stahlverstärkungseinsatz 303 in die vorangehende Wandplatte eingebracht. Bin weiterer Stahlverstärkungseinsatz 304 ist in die anschließende Wandplatte eingeführt. Das Injektionsrohr 18 wird innerhalb einer ringförmigen Stahlhalterung 17 geführt.

Die Fig. 6 zeigt eine schematische Seitenansicht der Verbindungsstelle zu dem Zeitpunkt, wenn das Injektionsrohr in aufwärtiger Richtung gezogen wird, während die Z-mentsuspension gegen die Verbindungsstelle und um das Injektionsrohr herum gespritzt wird. Dabei ist der Strahl zeitweilig auf die Verbindungsatelle 16a gerichtet. Durch das Injektionsrohr 18 wird die Portlandzementsuspension in einen Bereich 19 eingespritzt, in welchem der noch nicht gehärtete Beton

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aufgerührt wird.

Da das Einbringen des Betons für die Scheidewände in der Bentonitsuspension durchgeführt wird, liegt die Standardmischungsbemessung bei einem Wasser-Zementverhältnis von 55 /b, wobei die Zementmenge etwa 390 kg/m~ ausmacht. Die Festigkeit des Wandbetons wurde für den Fall, daß Zementmilch mit einem Wasser-Zementverhältnis von 100 % eingespritzt wurde, experimentell ermittelt. Das Ergebnis dieyor Messungen zeigte, daß bei einem Einspritzen unmittelbar nachdem der Beton eingebracht wurde, überschüssiges Wasser in dem Beton, welches sich noch im flüssigen Zustand befindet, durch den Entmischungseffekt aufsteigt und als Sickerwasser aus der Betonoberfläche austritt. Somit kann eine Verminderung der Festigkeit aufgrund der Anwesenheit von Überschußwasser verhindert werden.

Die Auswirkung des in den Beton hlieindispergierten Schlammes ist infolge der Schlammenge äußerst gering im Vergleich zu der durch den Strahl aufgerührten Betonmenge. Außerdem wird die absolute Menge an Portlandzement erhöht infolge der zusätzlichen Beigabe der Portlandzementsuspension durch das Injektionsrohr. Der Beton in dem Bereich, der dem Strahl und damit dem Rührvorgang ausgesetzt ist, d. h. der Beton in dem in *"ig. 6 dargestellten Bereich 19, besitzt eine höhere Festigkeit als der Beton in anderen B.reichen. Somit wird der Bereich um die Verbindungsstelle, der als schwächster Teil der Scheidewand anzusehen ist, verstärkt,und es wird eine kontinuierliche Wand hoher Qualität hergestellt.

Angesichts des Widerstandes gegenüber einer Drehung und dem Herausziehen des Injektionsrohres infolge der Aushärtung des Betons, wenn es drei oder vier Stunden dauert, bei tiefen Scheidewänden oder bei Scheidewänden größerer Dicke den Beton einzubringen, wird das Injektionsrohr bei Beginn der Beton-

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einbringung gedreht, oder die Injektion beginnt, worm das
Einbringen des Betons zur Hälfte oder zu einem Drittel durchgeführt ist.

Gjmöß der Erfindung wird vor der Verbindung d'-τ Sch';j {);v;üncl·.·
und des Einbringens des Betons ein Injektionsrohr zus<uTn'.-n
mit der oder im Anschluß an die Einbringung des V .rstärkungseinsatzes eingeführt. Dann wird der Bjton eingebracht und
bevor dieser auszuhärten beginnt, wird di« Zementmilch mit
einem hohen Druck gegen die Verbindungsstelle der Wandplatten gespritzt. Dementsprechend wird Schlamm und Ton, d<;r zwischen den Endflächen der Wandplatten eingeschlossen ist, vollständig durch den Strahleffekt verdrängt und das Lbcrschußwasser der injizierten ZürnentmiIch wird durch den Sntnischunc effekt nach außen abgeführt. Somit wird nach der Erfindung
der große Vorteil erzielt, daß die Festigkeit des Sch^id'iwand betons nicht abgesenkt wird, während sich eine dichte A-jndverbindungsstelle erzielen läßt, die ein Durchdringen von
Wasser ausschließt. Darüber hinaus wurde durch die Erfindung
ein sehr einfaches Bauverfahren geschaffen, gemäß w'lcivirr. die Arbeiten an den Verbindungsstellen der Schoidewandplatton nur in Intervallen von 5 bis 8 m durchzuführen sind.

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Claims

Patentanwalt DipL-tog. GERD LANGE 485 Mhden/Westf. Konoike Construction Co.,Ltd. 55-go, S-ban^-choine, Denpo, Konohana-ku, Osaka, Japan 18.November 1977 Anwaltsakte 534.222 Verfahren zur Herstellung einer verstärkten unterirdischen Bausche!dewand Patentansprüche

1.)Verfahren zur Herstellung einer verstärkten unterirdischen Bauscheidewand, bei welchem fortlaufend Betonwandplatten im Anschluß an eine Bodenaushebung in den Boden eingebracht werden und ein Zusammenstürzen der Platten durch die Ein-

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ORIGINAL INSPECTED

bringung einer Bentonitsuspension oder eines entsprechenden Materials und Stahlverstärkungseinsätzen verhindert wird, worauf man den Beton in die Aushebung einführt, dadurch gekennzeichnet, daß man im Anschluß an die Aushärtung einer vorangehenden Wandplatte den Raum für die folgende f-latte aushebt und im Anschluß an die oder gleichzeitig mit der Einführung eines Stahlverstärxungseinsatzes mip.destf.-ns ein Injektionsrohr durch eine an dem V-.-rstärkungsoinsats befestigte Halterung in den auszufüllenden Rdun -iirbrjngt und nach der Zuführung des Betons eine Zemontsuspi.-pcion durch eine am unteren Ende des In ]<ik tionsrohres horizontal angebrachte Düse auspreßt, worauf man. das In j <·;'<; tionsrohr unter Drehung in aufwärtiger Richtung führt und cV. · zwir.ch':n den Endflächen der Wandplatten befindlichen Schlem.7 durc. die Wirkung des Strahles unter Bildung einjr wasserdichtvr Scheidewand ausspült.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb der Injektionsleitung 100 bis 300 kp/cm '" beträgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mit der Injektion der Zementsusp-jr.sion in einem zeitlichen Abstand nach Einbringen des B-'tons in die Aushebung beginnt.

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