DE4129995A1 - Vorrichtung zum heben eines fundaments - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heben eines Funda­ ments, insbesondere in einem Bergbausenkungsgebiet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fundament zum Ausgleich von Absenkungen des Untergrundes im praktisch erfor­ derlichen Rahmen unbegrenzt heben zu können und bei Hebungen dauerhaft abzustützen.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck erfüllt, indem in dem Fun­ dament ein nach unten offener, mit einer Einfüllöffnung für Schüttgut versehener Hohlraum angeordnet ist und eine Einrich­ tung zum Ausdrücken des Schüttgutes aus dem Hohlraum nach unten vorgesehen ist.

Soll das Fundament, beispielsweise ein Pfeiler-Sockel, gehoben werden, so wird Schüttgut ausgedrückt, das sich unter dem Fun­ dament ausbreitet und es hebt.

In einer ersten Ausführungsart der Erfindung ist in dem Hohlraum ein hydraulischer Stempel angeordnet, der oben gegen das Funda­ ment und unten gegen den, auch das Fundament tragenden, an der Oberfläche aus einer Schüttung bestehenden Untergrund abge­ stützt ist, und die Einfüllöffnung für Schüttgut führt derart in den Hohlraum, daß das Schüttgut bei hängendem, nach oben eingezogenem Stempel unter diesen rutschen kann.

Wird der Stempel, nachdem Schüttgut unter ihn gefüllt worden ist, ausgefahren, so hebt er auch schon selbst das Fundament und verdrängt gleichzeitig das Schüttgut aus dem Hohlraum nach den Seiten unter das Fundament. Am Ende des Vorgangs kann der Stempel entlastet werden. Das Fundament steht wie vorher auf der Schüttung, nur ist die Schüttung höher. Das läßt sich prak­ tisch beliebig wiederholen.

Es versteht sich, daß entsprechende Dimensionierungen gewählt werden müssen. Die hydraulisch erzeugte Kraft muß für den Vor­ gang ausreichen. Die Grundfläche des Stempels darf selbst nicht so groß sein, daß die Schüttung darunter hält und schon allein die ganze Abstützung übernimmt. Die Grundfläche des Fundaments andererseits muß so groß sein, d. h. die Schüttung auf solcher Fläche überdecken, daß sie trägt.

Das wird sich aber weitgehend von selbst ergeben. Der hydrau­ lische Zylinder kann zweckmäßigerweise unmittelbar den Stempel bilden mit dem breiteren Zylinder als bewegtem Teil. Bei der erforderlichen Hebekraft kommt man dann unter Anwendung eines gut beherrschbaren hydraulischen Druckes von z. B. 200 bis 300 bar zu einem Stempelquerschnitt, unter dem die Schüttung durch­ aus noch beweglich ist. Die Grundfläche des Fundaments muß ohnehin immer nach der Tragfähigkeit des Untergrunds bemessen werden.

Es kann aber auch angebracht sein, den hydraulischen Kolben vor­ zuschieben und aus ihm, wenn er seine Endstellung erreicht hat, einen weiteren, spitzen Stempel auszustoßen, der dann mit seiner Spitze das Schüttgut nach der Seite schiebt. Damit der spitze Stempel während des Vorschubs des Kolbens keinen Druck nach der Seite ausübt, liegt in seinem eingezogenen Zustand seine Spitze innerhalb des Kolbens.

Da der Stempel das Schüttgut aus dem Hohlraum ausstoßen soll, hat vorzugsweise für den runden Stempel auch der Hohlraum einen dazu passenden runden Querschnitt.

Um das Fundament immer möglichst gleichmäßig und jedenfalls symmetrisch zu seiner Mitte mit dem Schüttgut zu unterstützen, wird man es in der Regel symmetrisch zu dem Hohlraum bzw. der Gesamtheit der Hohlräume ausbilden. Der Pfeiler-Sockel als bevorzugte Form ist oben schon erwähnt. Es könnten aber auch breite oder unten verbreiterte Fundament-Mauern gebaut werden mit in Abstand angeordneten Hohlräumen und Stempeln der genannten Art.

Die Einfüllöffnung führt zweckmäßigerweise an der Seite des Hohlraumes schräg von oben her in den Hohlraum und mündet in Abstand über dem untersten Querschnitt des Hohlraumes aus.

Vorzugsweise hat sie einen so großen Querschnitt, daß der Stempel auch durch sie hindurch gewartet werden und bei Bedarf ausgewechselt werden kann.

In einer zweiten Ausführungsart der Erfindung ist als die Ein­ richtung zum Ausdrücken des Schüttgutes eine Pumpe etwa von der Bauart einer Betonpumpe für das, mit Wasser zu einer pumpfähigen Masse gemachte, Schüttgut vorgesehen. Ist die Masse auf den Untergrund ausgedrückt, versickert das Wasser, und das Fundament steht auf dem Schüttgut.

Auch die von dem Stempel ausgedrückte Schüttgutmasse könnte man mit Wasser versetzen.

Die hydraulische Beaufschlagung des hydraulischen Stempels bzw. der Pumpdruck für die pumpfähige Schüttgut-Masse kann pulsierend sein, um damit zu rütteln und so die Schüttgut-Masse beweglicher zu machen, insbesondere zur Förderung ihrer seitlichen Ausbrei­ tung.

Die Zeichnungen geben Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder.

Fig. 1 zeigt einen von Pfeilern getragenen Beton-Boden eines Sportplatzes in Seitenansicht,

Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 eingekreisten Ausschnitt in größerem Maßstab,

Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 eingekreisten Ausschnitt in noch einmal vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 zeigt den Ausschnitt gemäß Fig. 3 in einer anderen Stellung der Teile,

Fig. 5 zeigt das untere Ende eines Gebäude-Pfeilers mit seinem Fundament in senkrechtem Schnitt und

Fig. 6 zeigt das Fundament in Draufsicht.

Fig. 7 zeigt eine Abwandlung in einem Ausschnitt und einer Stellung entsprechend Fig. 4,

Fig. 8 zeigt den Ausschnitt gemäß Fig. 7 in einer anderen Stel­ lung der Teile und

Fig. 9 zeigt in einem Fig. 7 und 8 entsprechenden Ausschnitt eine andere Ausführungsart.

Ein üblicher Sportplatz ist durch Beschichtung und Begrünung auf einem Betonboden 1 angelegt, der von Pfeilern 2 getragen ist. Die Pfeiler 2 stehen mit Abständen von z. B. 5 m in parallelen Längs- und Querreihen und haben eine Höhe von z. B. 2,5 m, so daß der Raum unter dem Betonboden zwischen den Pfeilern begeh­ bar und befahrbar ist. Die Pfeiler 2 stehen mit sich stark ver­ breiternden Sockeln runden Querschnitts als Fundamenten 3 auf einer Baustoff-Schüttung 4.

Auf der Achse der Pfeiler ist in den Fundamenten 3 jeweils ein nach unten offener Hohlraum 5 kreisförmigen Querschnitts ausge­ bildet. Darin ist ein Stempel 6 angeordnet in Form eines hydrau­ lischen Zylinders, dessen Kolben an der Decke des Hohlraums 5 befestigt ist und dessen Zylinder das bewegte Teil, d. h. der unmittelbare Stempel ist. Der Außendurchmesser des Zylinders liegt in der Größenordnung von 100 bis 200 mm. Der Durchmesser des Hohlraumes 5 ist in der Zeichnung übertrieben größer dar­ gestellt; er soll nur das für die Bewegung des Stempels not­ wendige Spiel lassen. Eine Einfüllöffnung 8 führt von der Seite her in den Hohlraum 5.

In den Pfeilern 2 sind durch Leitungen 9 insgesamt zu einer Wasserwaage verbundene Meßgefäße 10 installiert. Jeweils durch einen einfachen Schwimmer, dessen Bewegung auf ein Linearpoten­ tiometer übertragen wird, können Absenkungen eines Pfeilers mit einer Meßgenauigkeit von 0,1 mm erfaßt werden. Die Meßer­ gebnisse werden in Zeitabständen als elektrische Signale zu einem zentralen Rechner gesandt und dort verarbeitet.

Hat sich ein Pfeiler über ein vorgegebenes Maß hinaus gegenüber den anderen abgesenkt, löst der Rechner seine Anhebung aus.

Die Anhebung vollzieht sich ausgehend von der in Fig. 4 gezeig­ ten Stellung, in der der Stempel 6 an dem Kolben 7 hochgezogen und durch die Einfüllöffnung 8 hindurch weiteres Schüttgut 11 unter den Stempel 6 in den Hohlraum 5 gebracht worden ist. Der Stempel wird abgesenkt und erfüllt dabei gleichzeitig die bei­ den Funktionen, das Fundament 3 anzuheben und das Schüttgut 11 aus dem Hohlraum 5 auszudrücken und unter den Sockel zu stopfen, wohin es nur ausweichen kann. Anschließend wird der Stempel 6 wieder angehoben, und das Fundament ist wieder ausschließlich auf der, nunmehr höheren, Schüttung 4 abgestützt.

Fig. 5 und 6 zeigen ein Fundament 12 eines Gebäudepfeilers 13, beispielsweise eines von 4 Pfeilern eines Stadiondaches. Der Gebäudepfeiler 13 ist über ein Gelenklager 14 auf dem Fundament 12 abgestützt. Wie bei 15 angedeutet, ist die Abstützung über­ dacht.

Das Fundament 12 hat wiederum einen kreisförmigen Querschnitt, doch sind hier drei Hohlräume 16 mit Stempeln 17 in winkel­ symmetrischer Anordnung vorgesehen. Einfüllöffnungen sind mit 18 bezeichnet, die Schüttung mit 19.

Die Funktion entspricht der oben beschriebenen. Die drei Stem­ pel 17 werden gleichzeitig betätigt.

Das Material des weiteren Schüttgutes 11 kann man nach Bedarf zusammenstellen: Mit der Auswahl der Korngrößen und der Kornformen, ggf. rundkörnigem Kies und/oder feinem Sand, kann man ein Schüttgut von ausreichend geringer innerer Reibung schaffen, das sich aus den Hohlräumen 5 und 16 aus­ stoßen und unter die Fundamente 3 bzw. das Fundament 16 drücken läßt.

Bei der Abwandlung nach Fig. 7 und 8 ist ein Teleskopzylinder vorgesehen: In einem Zylinder 19 ist ein Stempel 20 als Kolben angeordnet, der wiederum Zylinder für einen weiteren, spitzen Stempel 21 ist. Der Stempel 20 setzt sich über seinen Zylinder­ raum hinaus fort, um eine Umfassung 22 für die Spitze des Stem­ pels 21 zu bilden. Aus der Umfassung 22, deren Innendurchmesser sich nach außen leicht erweitert, ragt in der in Fig. 7 darge­ stellten Ausgangsstellung nur der vorderste Teil der Spitze heraus.

Unter der Beaufschlagung mit dem hydraulischen Druck fahren zu­ nächst die Stempel 20 und 21 zusammen aus. Das in dem Hohlraum befindliche Schüttgut wird dabei nach unten ausgedrückt. Erreicht der Stempel 20 seine aus Fig. 8 ersichtliche Endstellung, so fährt der spitze Stempel 21 weiter aus, drückt sich in die unter dem Fundament befindliche Schüttung hinein und bewirkt mit seiner Spitze eine Ausbreitung.

Nach Fig. 9 ist ein Hohlraum 23 in dem Fundament eingerichtet mit einer Einfüllöffnung 24, die von der Seite her heranführt und sich unter Krümmung nach unten zu dem Hohlraum 23 erweitert.

Die Einfüllöffnung 24 ist mit einem Anschluß 25 für eine Leitung versehen, durch die mit Wasser pumpfähig gemachtes Schüttgut angefördert und durch die Einfüllöffnung 24 und den Hohlraum 23 hindurch ausgedrückt wird.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Heben eines Fundaments (3; 12), insbesondere in einem Bergbausenkungsgebiet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fundament (3; 12) ein nach unten offener, mit einer Einfüllöffnung (8; 18; 24) für Schüttgut versehener Hohlraum (5; 16; 23) angeordnet ist und eine Einrichtung (6; 17; 20) zum Ausdrücken des Schüttgutes aus dem Hohlraum (5; 16; 23) nach unten vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die genannte Einrichtung in dem Hohlraum (5; 16) ein hydraulischer Stempel (6; 17; 20) angeordnet ist, der oben gegen das Fundament (3; 12) und unten gegen den, auch das Fundament tragenden, an der Oberfläche aus einer Schüttung (4; 19) bestehenden Untergrund abgestützt ist, und daß die Einfüllöffnung (8; 18) für Schüttgut (11) derart in den Hohlraum (5; 16) führt, daß das Schüttgut (11) bei hängendem, nach oben eingezogenem Stempel (6; 17; 20) unter diesen rutschen kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (8; 18) an der Seite des Hohlraumes (5; 16) schräg von oben her in den Hohlraum (5; 16) führt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (8; 18) in Abstand über dem untersten Querschnitt des Hohlraumes (5; 16) ausmündet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (8; 18) zugleich Wartungsöffnung für den Stempel (6; 17; 20) ist, durch die hindurch der Stempel (6; 17; 20) auch auswechselbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (5; 16) und der Stempel (6; 17; 20) einen runden Querschnitt haben und der Hohlraum (5; 16) einen nur um das benötigte Spiel größeren Durchmesser als der Stempel (6; 17; 20) hat.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Zylinder unmittelbar den Stempel (6; 17) bildet, vorzugsweise mit dem breiteren Zylinder als bewegtem Teil.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Stempel (20) ein weiterer, spitzer Stempel (21) vorschiebbar ist, dessen Spitze in seinem eingezogenen Zu­ stand im wesentlichen innerhalb des Stempels (20,22) liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die genannte Einrichtung eine Pumpe für das, mit Wasser zu einer pumpfähigen Masse gemachte, Schüttgut vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (24) von der Seite her heranführt und sich unter Krümmung nach unten zu dem Hohlraum (23) erweitert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament (3; 12) symmetrisch zu dem Hohlraum (5) bzw. der Gesamtheit der Hohlräume (18) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament (3) rund und Sockel eines Pfeilers (1) ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Beaufschlagung des hydraulischen Stem­ pels (6; 17; 20) bzw. der Pumpdruck für die pumpfähige Schütt­ gut-Masse pulsierend ist.