DE4230533C2 - Vorrichtung zum Austausch von Bodenmaterial, insbesondere neben Verkehrswegen und Bauwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Austausch von Bodenmaterial, insbesondere neben Verkehrswegen und Bauwerken nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP-A-0 470 297 ist ein Verfahren zum Bodenaus­ tausch bekanntgeworden, bei dem mindestens drei im Quer­ schnitt rechteckige, rohrartige Behälter so verwendet wer­ den, daß jeweils nur der mittlere oder mehrere mittlere von den nebeneinander eingerammten Behältern entleert werden und daß neues Bodenmaterial in den leeren Behälter bzw. die leeren Behälter eingebracht wird, wobei die Be­ hälter entlang einer Arbeitsrichtung so eingesetzt werden, daß der jeweils hintere mit neuem Bodenmaterial gefüllte Behälter herausgezogen wird und vor dem jeweils vorderen, eingerammten, noch ursprünglich im Boden enthaltenen Be­ hälter eingerammt wird. Mit Hilfe eines derartigen Verfah­ rens entfallen die sonst bei Bodenaustauscharbeiten in der Nähe von Bauwerken oder im Betrieb befindlichen Verkehrs­ wegen aufwendigen Abstützmaßnahmen oder Bodenaufschüttun­ gen. Die auftretenden Bodenkräfte werden wirksam von den Behältern aufgenommen, die sich gegenseitig stützen und im Hinblick auf den benachbarten statisch belasteten Boden eine Schalung hoher Abstützwirkung bilden. Eine offene Baugrube unmittelbar neben Verkehrswegen und Gebäuden ent­ fällt, und ein nur kurzzeitig leerer Behälter erfährt durch die benachbarten Behälter eine ausreichende Absiche­ rung, so daß im Hinblick auf die statische Belastbarkeit des benachbarten Bodens keine Abstriche gemacht werden müssen. Die Verwendung von mindestens drei Behältern in der beschriebenen Arbeitsweise realisiert eine technolo­ gische Kette, die ein kontinuierliches Arbeiten erlaubt.

Das Entfernen von Bodenmaterial aus den eingerammten Be­ hältern, das Wiederauffüllen leerer Behälter mit neuem Bodenmaterial und auch das Verdichten des Bodenmaterials in den Behältern erfordert den Einsatz entsprechender Ar­ beitsgeräte. Hinzu kommt ein entsprechendes Gerät für das Einrammen und Herausziehen der Behälter. Vielfach ist der hierfür erforderliche Platz nicht vorhanden, zum Beispiel wenn ein Bodenaustausch zwischen nur in geringem Abstand verlaufenden Bahngleisen durchgeführt werden soll, ohne daß der Verkehr auf den Gleisen eine Beschränkung erleidet.

Das Einrammen und Wiederherausziehen der Behälter erfolgt normalerweise mit Hilfe geeigneter Vibratoren, die den ge­ samten Behälter und auch damit das umgebende Erdreich in Schwingungen versetzen. Zuweilen besteht die Gefahr, daß benachbarte Bauwerke, wie Gebäude, Brücken und dergleichen durch Schwingungen gefährdet werden.

Aus der DE 40 29 632 A1 ist eine wandernde Baugrube be­ kanntgeworden, die von einem geschlossenen Kasten gebildet ist, dessen vordere und rückseitige Wand doppelt ausgebil­ det ist mit Verstellzylindern zwischen den Wandabschnitten, wobei die äußeren Wandabschnitte entsprechend verstellbar sind und gegeneinander verriegelbar. Wird die hintere Stützwand nachgeführt, um die wandernde Baugrube voranzu­ treiben, entsteht ein Loch, das statisch nicht abgesichert ist. Der Vortrieb der Wände kann nur erfolgen, wenn vor der Baugrube ein entsprechender Aushub erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde- eine Vorrichtung zum Austausch von Bodenmaterial, insbesondere neben Ver­ kehrswegen und Bauwerken, zu schaffen, bei der unter Ein­ haltung statischer Anforderungen ein Bodenaustausch un­ mittelbar neben Bauwerken und Verkehrswegen vorgenommen werden kann, ohne daß das erforderliche Versetzen der ver­ wendeten Schalung die Bauwerke oder Verkehrswege gefährdet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind lediglich zwei parallel beabstandete Schalungswände vorgesehen, die mit Hilfe einer Druckplatte oder dergleichen zwischen den Schalungswänden schrittweise vorgeschoben werden können. Der durch die beiden Schalungswände abgetrennte kanalar­ tige Bereich ist nach vorn und hinten geöffnet. Der Vor­ schub der Schalungswände auch beim Einstechen in das Erd­ material erfordert zwar eine relativ hohe Kraft, läßt sich jedoch mit Hilfe herkömmlicher Hydraulikzylinder bewerk­ stelligen. Erfindungswesentlich ist ferner, daß der Boden­ austausch stets innerhalb der Schalungswände stattfinden kann. Dadurch ist gewährleistet, daß ein leerer Bereich zwischen den Schalungswänden stets durch die Schalungs­ wände geschützt ist, so daß Erdreich aus dem benachbarten Abschnitt, beispielsweise einem Verkehrsweg oder derglei­ chen nicht nachrutschen kann.

Bei dem Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt ein schrittweiser Vortrieb der Schalungswände in horizontaler Richtung, wobei die Schalungswände zweck­ mäßigerweise mit der oberen Kante über das Oberflächen­ niveau des Bodens hinausstehen. Im jeweils vorderen Ab­ schnitt wird altes Bodenmaterial herausgeholt, wonach ein horizontaler Arbeitshub der Schalungswände erfolgt. Da­ durch befindet sich im hinteren Bereich der Schalungswände nunmehr ein leerer Raum, der mit Bodenmaterial gefüllt werden kann. Gleichzeitig oder danach kann wiederum der nunmehr vordere Bereich zwischen den vorgetriebenen Scha­ lungswänden geleert werden.

Der Vortrieb der Schalung erfordert kein Einrammen in den Erdboden und damit den Einsatz von Vibratoren. Vielmehr kann der Vortrieb durch geeignete Hubmittel, wie hydrau­ lische Verstellzylinder durchgeführt werden. Er erfolgt mit Hilfe des plattenförmigen Widerlagers zwischen den Ab­ schnitten innerhalb der Schalungswände, der über Verstell­ zylinder nur auf der Vorderseite des plattenförmigen Wi­ derlagers betätigbar ist. Das plattenförmige Widerlager stützt sich an dem verdichteten neuen Bodenmaterial ab, um den entsprechenden Vorschub der Schalungswände in das da­ vorliegende Erdreich vorzunehmen. Dazu ist notwendig, daß nach dem Vorschub der Schalungswände das plattenförmige Widerlager in eine etwa mittige Position zwischen den Schalungswänden gebracht wird, bevor in den leeren Bereich der hinteren Schalungswandabschnitte neues Bodenmaterial eingebracht wird.

Die Schalungswände sind durch mindestens eine Traverse im oberen Bereich miteinander verbunden. Dadurch können die Schalungswände stets parallel zueinander horizontal vorge­ trieben werden. Außerdem ist durch geeignete Maßnahmen Sorge dafür zu tragen, daß der Vortrieb in der horizonta­ len Ebene erfolgt und die Schalungswände sich nicht weiter eingraben oder schräg nach oben fahren. Dies kann durch eine entsprechende Anbringung von Verstellzylindern und geeignete Führungsmittel im unteren Bereich der Schalungs­ wände erzielt werden. Der Vortrieb der Schalungswände wird erleichtert, wenn sie an den vorderen vertikalen Kanten schneidenartig geformt sind.

Insbesondere für den vorderen Bereich der Schalungswände ist es vorteilhaft, wenn sie doppelwandig ausgebildet sind mit innerer Versteifung. Dadurch wird verhindert, daß die Schalungswände während des Vortriebs eine unerwünschte Verformung erleiden.

Um eine Anpassung an die Breite der Baustelle zu erhalten, entlang der ein Bodenaustausch vorgenommen werden soll, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Tra­ verse in der Länge verstellbar ist. Auf diese Weise kann der Abstand der Schalungswände auf den gewünschten Abstand eingestellt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mit einer Ver­ legeeinrichtung für Geotextilmatten oder Dränagerohre kom­ biniert werden, die zweckmäßigerweise in Vorschubrichtung hinter der Druckplatte angeordnet wird. Die Verlegeein­ richtung kann z. B. eine Rollenhalterung für eine Rolle mit Geotextilmatte aufweisen oder für eine Haspel, auf der flexibles Dränagerohr aufgewickelt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung in Draufsicht in vier Arbeitsstadien.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 2.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 2 entlang der Linie 4-4.

Eine Schalungsanordnung 10 weist zwei Schalungswände 12, 14 auf, die parallel und im Abstand voneinander verlaufen. Wie aus Fig. 4 zu erkennen, sind die Wände 12, 14 im vorderen Be­ reich doppelwandig. Sie können außerdem versteift werden (nicht gezeigt), um ihnen eine hohe Stabilität zu ver­ leihen. Die untere Kante der Wände 12, 14 wird von Doppel- T-Profilen 16, 18 gebildet, und an der Oberseite der Wände 12, 14 sind liegend angeordnete Doppel-T-Profile 20, 22 angebracht, die über vier Traversen 24, 26, 28 und 30 im Abstand verbunden sind. Zwischen den Wänden 12, 14 senk­ recht zu diesen ist ein plattenförmiges Widerlager in Form einer Druckplatte 32 angeordnet, an die nahe den Wänden 12, 14 jeweils zwei Verstellzylinder 34, 36 und 38 über die Kolbenstange angelenkt sind. Die Zylin­ der selbst sind bei 42, 44 bzw. 46, 48 an der Innenseite der Wände 12, 14 mittels Konsolen angelenkt. Auf diese Weise können die Seitenwände 12, 14 einerseits und die Druckplatte 32 andererseits unterschiedliche Relativposi­ tionen einnehmen, wie in Fig. 3 links gestrichelt ange­ deutet. Die maximalen Relativpositionen sind durch den maximalen Hub der Verstellzylinder 34 bis 40 vorgegeben.

Wie aus Fig. 2 zu erkennen, laufen die Wände 12, 14 nach rechts in eine schneidenartige Kante 50, 52 aus. In Fig. 1 ist unterstellt, daß eine Schalungsanordnung 10 der beschriebenen Art in eine vorher ausgehobene Baugrube eingesetzt ist. Dies ist bei a in Fig. 1 dargestellt. Die Wände 12, 14 können etwas über die Bodenoberfläche überstehen. Die Druckplatte 32 befindet sich etwa in der Mitte zwischen den Wänden 12, 14, d. h. die Verstellzylinder 34 bis 40 sind auf minimale Länge eingefahren. Demnach befindet sich auf beiden Seiten der Druckplatte 32 ein leerer Raum. An­ schließend wird der hintere Bereich hinter der Druckplatte 32 (im Hinblick auf die noch zu beschreibende Vortriebs­ richtung gemäß Pfeil 70) mit neuem Bodenmaterial auf ge­ füllt, das ggf. auch verdichtet wird. Dies ist in Fig. 1b dargestellt. Anschließend werden die Verstellzylinder aus­ gefahren. Da sich die Druckplatte 32 an dem hinter ihr liegenden Boden abstützt, bewegen sich die Wände 12, 14 in Pfeilrichtung 70 vor, so daß nunmehr der vordere Bereich zwischen den Schalungswänden 12, 14 mit Boden gefällt ist und der dahinterliegende Bereich leer. Dies ist in Fig. 1c zu erkennen. Anschließend wird die Druckplatte 32 wieder in die Ausgangsposition zurückgestellt, wie in Fig. 1d zu erkennen. Dadurch ergibt sich hinter der Druckplatte 32 ein leerer Raum, der wiederum mit neuem Bodenmaterial auf­ gefüllt werden kann. Der vor der Druckplatte 32 liegende Bereich ist voll und kann daher geleert werden (Fig. 1d). Bevor nun in der Arbeitsposition Fig. 1d ein weiterer Vor­ trieb der Wände 12, 14 stattfindet, wird zunächst der Be­ reich hinter der Druckplatte 32 wieder mit frischem Boden­ material aufgefüllt. Das Auffüllen mit und das Entfernen von Bodenmaterial kann gleichzeitig oder nacheinander er­ folgen, je nach den gegebenen Möglichkeiten und rationa­ ler Arbeitsweise.

Die Traversen 24 bis 30 und/oder die Druckplatte 32 können in der Länge verstellbar gemacht werden, um den Abstand zwischen den Schalungswänden 12, 14 in Anpassung an die Baustelle zu verändern.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, kann der hintere Teil der Scha­ lungswände 12, 14 mit dem vorderen Teil einen Absatz bil­ den, in den die Druckplatte 32 hineinstehen kann, damit das Nachholen der Druckplatte 32 nach einem Hub der Scha­ lungswände 12, 14 (Fig. 1c und d) ohne Probleme vorgenom­ men werden kann.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Austausch von Bodenmaterial, insbeson­ dere neben Verkehrswegen und Bauwerken, mit
einer nur aus zwei parallen, im Abstand gehaltenen ver­ tikalen Schalungswänden (12, 14) bestehenden Schalungs­ anordnung (10) und
einem quer zwischen den Schalungswänden (12, 14) ange­ ordneten plattenförmigen Widerlager (32), das in jeder Arbeitsstellung einen nach vorn und nach hinten offenen kanalartigen Bereich zwischen den Schalungswänden (12, 14) jeweils begrenzt, wodurch die vor und hinter dem plattenförmigen Widerlager gelegenen Abschnitte des kanalartigen Bereichs zwischen den Schalungswänden (12, 14) vom Bodenmaterial befreit oder mit Bodenmaterial gefüllt werden können, wobei
mindestens jeweils ein Verstellzylinder (34, 36, 38, 40) nur auf der Vorderseite des plattenförmigen Widerlagers (32) jeweils in dessen Randbereich angeord­ net und mit diesem und mit dem vorderen inneren Bereich der zu­ geordneten Schalungswand verbunden ist, und wobei
mindestens eine Traverse (24, 26, 28, 30) die Schalungs­ wände (12, 14) im oberen Bereich miteinander fest ver­ bindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalungswände (12, 14) im vorderen Bereich doppelwandig ausgebildet sind mit innerer Versteifung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die oberen Kanten der Schalungswände (12, 14) von einem Profilträger (20, 22) gebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere vertikale Kante (50, 52) der Schalungswände (12, 14) schneidenartig geformt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (24, 26, 28, 30) bzw. das plattenförmige Widerlager (32) in der Länge ver­ stellbar ist.