DE2623179A1

DE2623179A1 - Underground chambers with domed ceilings - are made by excavating under domed ceiling in open trench

Info

Publication number: DE2623179A1
Application number: DE19762623179
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Dr I Fortmann; Kurt Ing Grad Stein
Original assignee: Beton & Monierbau AG
Current assignee: Beton & Monierbau AG
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1976-05-24
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2623179C2

Abstract

An underground hollow chamber has a domed ceiling and is constructed in an open trench. These chambers are built readily in unstable soils. The chambers are built economically and the disturbance on the ground surface is held within minimum extent. The domed ceiling (2, 3) of the chamber is lowered onto the soil in the open trench and the soil under the dome is excavated by mining methods using a domed cutting shield. The side walls are also curved which ensures that the lateral pressure of the unstable soil reacts with advantageous effect. The soil in the vicinity of the workings is not disturbed and hence this work can be carried out near built up areas without danger of subsidence of foundations of existing buildings.

Description

Verfahren zur Herstellung unterirdischer HohlräumeProcess for the production of underground cavities

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung unterirdischer Hohlräume mit gewölbter Decke und gewölbten Seitenwänden in halboffener Bauweise.The invention relates to a method for making underground Hollow spaces with a vaulted ceiling and vaulted side walls in a semi-open design.

Zur Herstellung unterirdischer Hohlräume in halboffener Bauweise sind sogenannte Deckelbauweisen" bekannt. Ein gemeinsames Merkmal dieser Baumethoden besteht darin, daß sowohl die Seitenwände als auch die Deckenkonstruktion von der Oberfläche aus nacheinander in schmalen Streifen gesondert hergestellt und unter dem Schutze dieses vorher eingebrachten tragfähigen unterirdischen Rahmens die weiteren Arbeiten (Erdaushub, Sohlplatte, Innenausbau usw.) unterirdisch ausgeführt werden.For the production of underground cavities in semi-open construction so-called cover construction methods "known. A common feature of these construction methods is that both the side walls and the ceiling structure of the Surface made of one after the other in narrow strips separately and under the protection of this load-bearing subterranean frame that was previously introduced, the other Work (excavation, floor slab, interior work, etc.) is carried out underground.

Allen diesen bekannten Baumethoden liegt der Gedanke zugrunde, die Baugrube in möglichst kleinen Abschnitten möglichst kurzfristig zu öffnen und eine vorübergehende Baugrubenabdeckung zu vermeiden. Hierdurch sollen die Störungen an der Oberfläche auf ein zulässiges Maß verringert werden.All these known building methods are based on the idea that To open the excavation in the smallest possible sections as quickly as possible and a avoid temporary excavation cover. As a result, the Disruptions be reduced to an acceptable level on the surface.

Ein neuerer Vorschlag sieht vor, die Seitenwände von der Oberfläche aus durch Einzug biegesteifer Konstruktionsteile herzustellen, im Schutz dieser Wände den Hohlraum in bergmännischer Bauweise auszubrechen und mit einer gewölbten Decke auszubauen, wobei sich das Gewölbe auf die im voraus hergestellten Seitenwände abstützt. Hierdurch wird eine offene Baugrube überhaupt vermieden.A more recent suggestion is to remove the side walls from the surface Manufacture from rigid structural parts by pulling in, in the protection of these Walls to break out the cavity in a mined construction method and with a vaulted one Expand the ceiling, with the vault on the side walls made in advance supports. This avoids an open excavation at all.

Ein erheblicher Nachteil aller dieser bekannten Baumethoden für unterirdische Hohlräume mit im voraus hergestellten Seitenwänden besteht darin, daß sie für die Konstruktion eines statisch vorteilhaften Hohlraumausbaues mit gewölbten Seitenwänden bei gewölbter Decke nicht sonderlich gut geeignet und daher unwirtschaftlich sind.A significant disadvantage of all these known building methods for underground Cavities with side walls made in advance is that they are for the Construction of a statically advantageous cavity extension with curved side walls are not particularly suitable for a vaulted ceiling and are therefore uneconomical.

Andererseits ist es bei nicht standfesten Böden vor allem in Oberflächennähe häufig unwirtschaftlich, unterirdische Hohlräume ausschließlich in einer bergmännischen Bauweise herzustellen, Es ist deshalb die Aufgabe gestellt, für unterirdische Hohlräume mit gewölbter Decke und gewölbten Seitenwänden in nicht standfestem Boden ein Verfahren anzugeben, das diese Hohlräume in technisch vorteilhafterer und zugleich wirtschaftlicher Weise herstellt und dabei Störungen an der Oberfläche auf ein zulässiges Maß verringert.On the other hand, it is especially close to the surface in the case of unstable floors often uneconomical, underground cavities exclusively in mining To produce construction method, it is therefore the task of underground cavities a procedure with a vaulted ceiling and curved side walls in a non-stable floor indicate that these cavities in a technically more advantageous and at the same time more economical Way and reduces disturbances on the surface to an acceptable level.

Die Lösung nach der Erfindung besteht darin, daß die gewölbte Hohlraumdecke in offener Baugrube eingebracht und bergmännisch mit gewölbten Seitenwänden unterfangen wird.The solution according to the invention is that the vaulted cavity ceiling placed in an open construction pit and underpinned by mining with arched side walls will.

Die erfindungsgemäße Methode vereinigt die Vorteile der bekannten Deckelbauweisen mit den wirtschaftlichen Vorteilen eines gewölbten Hohlraumausbaues, wie er in bergmännischen Bauweisen zur Anwendung kommt.The method according to the invention combines the advantages of the known Lid construction methods with the economic advantages of a curved cavity construction, how it is used in mining construction methods.

Der Lösung nach der Erfindung liegt die gesicherte Erkenntnis zugrunde, daß bei nicht standfestem Boden ein Seitendruck vorhanden ist, dem der Hohlraumausbau gerade dann am wirtschaftlichsten entgegenwirkt, wenn seine Seitenwände gewölbt sind.The solution according to the invention is based on the established knowledge, that if the ground is not stable, there is a side pressure that the cavity expansion counteracts most economically when its side walls are arched are.

Das Verfahren nach der Erfindung läßt diesen Seitendruck zu einem gewollten Zeitpunkt und in einer gewollten Kraftumlenkung auf den Hohlraumausbau einwirken, um damit die in offener Baugrube hergestellte gewölbte Decke für ihre ÜberdeckungslaSen in wirtschaftlicher Weise und frühzeitig tragfähig zu machen. In entgegengesetzter Kraftrichtung betrachtet aktiviert die gewölbte Seitenwand unter Einwirkung des Kämpferdruckes aus der gewölbten Decke einen sofortigen Ausbauwiderstand gegen mögliche seitliche Bodenverformungen und vermeidet damit erfindungsgemäß beispielsweise in Hausnähe schädliche Fundamentsetzungen.The method of the invention allows this side pressure to become one desired point in time and in a desired force deflection on the cavity expansion act in order to create the arched ceiling produced in the open excavation for their To make excess charges economically viable and at an early stage. Viewed in the opposite direction of force, the curved side wall activates Immediate dismantling resistance under the action of the striker pressure from the vaulted ceiling against possible lateral soil deformation and thus avoids according to the invention, for example harmful foundation settlements in the vicinity of the house.

Der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einem Vergleich mit den seither bekannten halboffenen Bauweisen deutlich, die aus Gründen, die für den Fachmann naheliegen, eine Unterfangung der Deckenkonstruktion vermeiden. Vielmehr verwenden sie in herkömmlicher Weise biegesteife, verformungsarme Seitenwände, die im voraus bis unter die Sohle des Hohlraumes von der Oberfläche aus hergestellt werden.The technical progress of the process according to the invention is at a comparison with the half-open construction methods known since then, the Reasons that are obvious to the expert, an underpinning of the ceiling construction avoid. Rather, they use rigid, low-deformation in a conventional manner Side walls, which in advance to below the sole of the cavity of the surface can be made from.

Das erfindungsgemäße Verfahren überwindet die seitherige Vorstellung, daß in halboffener Bauweise nur biegesteife Konstruktionen geeignet sind, den unterirdischen Hohlraum standsicher auszubauen und im Hinblick auf angrenzende Bebauung schädliche Bodensetzungen zu vermeiden. Es gestattet vielmehr wirtschaftliche, weil dünnwandig gewölbte Ausbaukonstruktionen anzuwenden. Gleichzeitig enthält es eine wirksame Maßnahme zur Verhinderung von Bodensetzungen.The method according to the invention overcomes the previous notion that that in half-open construction only rigid structures are suitable, the underground Expanding the cavity in a stable manner and damaging it with regard to the adjacent buildings Avoid subsidence. Rather, it is economical because it is thin-walled to use arched expansion structures. At the same time it contains an effective Measure to prevent subsidence.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es grundsächlich ohne Belang, ob und wie die offene Baugrube verbaut wird, um darin die gewölbte Hohlraumdecke einzubringen. Sie kann abgeböscht, mit senkrechtem Verbau verankert oder ausgesteift sein. Es ist auch grundsätzlich ohne Belang, ob etwa verwendete Verbauträger im Boden verbleiben oder nach Verfüllung wieder gezogen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich nicht davon abhängig, wie die Wände der offenen Baugrube geneigt sind und wie sie gesichert werden.Es ist in offenem und bebautem Gelände gleich wirtschaftlich anwendbar.For the method according to the invention it is basically irrelevant whether and how the open construction pit is built, around the vaulted cavity ceiling bring in. It can be demolished, anchored with vertical sheeting or stiffened be. It is also fundamentally irrelevant whether the shoring supports used in the Remaining soil or being pulled back after backfilling. The inventive Procedure is basically not dependent on how the walls of the open excavation are inclined and how they are secured.It is in open and built-up area equally economically applicable.

Weiterhin ist es für das erfindungsgemäße Verfahren kein einschränkendes Kriterium, ob die Hohlraumdecke aus einem oder mehreren Gewölben besteht. Bei mehreren aneinandergereihten Gewölben, die nebeneinander angeordnet sind, müssen lediglich Zwischenstützungen vorgesehen werden. Diese können sowohl von der Oberfläche oder von der offenen Baugrubensohle aus im voraus oder im Zusammenhang mit dem untertägigen Bodenausbruch hergestellt werden.Furthermore, it is not restrictive for the method according to the invention Criterion whether the cavity ceiling consists of one or more vaults. With several Lined up vaults, which are arranged side by side, only have to Intermediate supports are provided. These can be either from the surface or from the open base of the excavation in advance or in connection with the underground Soil excavation can be established.

Desgleichen hat das erfindungsgemäße Verfahren kein einschränkendes Kriterium bezüglich der Einbringungsart für die gewölbte Hohlraumdecke. Sie kann also in Fertigteilbauweise, in geschaltem oder gespritztem Ortbeton oder in einer Kombination daraus eingebracht werden.Likewise, the method of the present invention is not limiting Criterion regarding the type of introduction for the vaulted cavity ceiling. she can So in precast construction, in formwork or sprayed in-situ concrete or in one Combination of these can be introduced.

Schließlich ist es für das erfindungsgemäße Verfahren unerheblich, ob der Hohlraumausbau einschalig mit wasserundurchlässigem Beton oder mehrschalig mit einer Abdichtungshaut oder mit einer Kombination daraus erfolgt.Finally, it is irrelevant for the method according to the invention, whether the cavity expansion is single-shell with waterproof concrete or multi-shell with a sealing skin or a combination thereof.

Seine wirtschaftliche Anwendung ist grundsätzlich unabhängig vom gewählten oder vorgeschriebenen Aufbau des Ausbaues. So sind für den untertägigen Wandausbau beispielsweise auch Fertigteile (Tübbings) aus Stahl oder Stahlbeton verwendbar.Its economic application is fundamentally independent of the chosen one or prescribed structure of the expansion. So are for underground wall construction For example, prefabricated parts (tubbings) made of steel or reinforced concrete can also be used.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die bergmännische Unterfangung der gewölbten Hohlraumdecke mit einem gewölbten Messer-Wandverbauschild erfolgt, wie es bereits in ebener Konstruktion zur Herstellung von Kanalgruben angewendet wird.A variant of the method according to the invention is that the mining underpinning of the vaulted cavity ceiling with a vaulted knife wall construction sign takes place as it is already applied in a flat construction for the production of sewer pits will.

Das Verfahren nach der Erfindung schreibt das Messerwandverbauschild in kohäsionsarmen Lockerböden vor.The method according to the invention writes the knife wall construction sign in loose soils with low cohesion.

In den beigefügten Abbildungen ist der erfiiidungsgemäße Hohlraumausbau dargestellt.In the attached figures, the cavity extension according to the invention is shown shown.

Fig. 1 zeigt den Schnitt in der Längsachse eines im Bau befindlichen einteiligen unterirdischen, röhrenförmigen Hohlraumes.Fig. 1 shows the section in the longitudinal axis of one under construction one-piece underground, tubular cavity.

Legende: 1 offene, seitlich abgeböschte Baugrube, bis in Kämpferhöhe der gewölbten Decke ausgehoben.Legend: 1 open, laterally sloping excavation, up to the height of the transom the vaulted ceiling.

2 Gewölbeschalkonstruktion, absenkbar, unzerlegt verschoben.2 Vaulted balcony construction, can be lowered, moved without being dismantled.

3 gewölbte Stahlbetondecke, ausgeschalt.3 vaulted reinforced concrete ceiling, stripped.

4 Abschnitt des untertägigen Ausbruches vor seinem Ausbau mit einer gewölbten Seitenwand.4 Section of the underground excavation before its expansion with a arched side wall.

5 gewölbter Ausbau der Seitenwand als bergmännische Unterfangung der Decke.5 arched extension of the side wall as a mining underpinning of the Ceiling.

6 Hohlraumsohle, gewölbt.6 hollow sole, arched.

7 lagenweise Verfüllung der offenen Baugrube.7 Backfilling of the open construction pit in layers.

Fig. 2 stellt den Querschnitt durch den gleichen röhrenförmigen Hohlraum im Bereich des geschlossenen Ausbaues bei Teilverfüllung der offenen Baugrube dar.Fig. 2 shows the cross section through the same tubular cavity in the area of the closed expansion with partial backfilling of the open construction pit.

Legende: 3 gewölbte Stahlbetondecke, ausgeschalt.Legend: 3 vaulted reinforced concrete ceiling, stripped.

6 gewölbte Sohle des Hohlraumes.6 cavity arched sole.

7 Teilverfüllung der offenen Baugrube.7 Partial backfilling of the open construction pit.

Fig. 3 stellt den Querschnitt durch einen zweiteiligen, unterirdischen Hohlraum mit zwei nebeneinander gereihten Gewölben als Decke sowie senkrecht verbauter, offener Baugrube im Zustand geschlossenen Ausbaues vor der Uberschüttung dar.Fig. 3 shows the cross section through a two-part, underground Cavity with two vaults lined up next to each other as a ceiling as well as vertically installed, open excavation in the state of closed expansion before the filling.

Legende: 8 senkrechter Wandverbau der offenen Baugrube.Legend: 8 vertical wall shoring of the open construction pit.

9 Anker des Wandverbaues.9 anchors of the wall shoring.

10 Hohlraumdecke aus zwei nebeneinander gereihten Gewölben.10 Cavity ceiling made of two vaults lined up next to each other.

11 Zwischenstützwand der Hohlraumdecke.11 Intermediate retaining wall of the cavity ceiling.

12 Hausfundanient neben der offenen Baugrube.12 House fund next to the open construction pit.

Fig. 4 stellt den Querschnitt durch einen anderen einteiligen röhrenförmigen, unterirdischen Hohlraum im Zustand der Deckenunterfangung durch ein gewölbtes Messer - Wandverbauschild dar.Fig. 4 shows the cross section through another one-piece tubular, underground cavity in the state of the ceiling underpinning by a curved knife - Wall construction sign.

Legende: 13 Vortriebsmesser aus Spundbohlen.Legend: 13 jacking knives made from sheet piles.

14 Aussteifungsträger des Wandverbauschildes.14 Bracing girders of the wall construction sign.

15 Kolbenpressen zum Messervortrieb.15 piston presses for knife advance.

16 Aussteifung des senkrechten Wandverbaues der offenen Baugrube.16 Reinforcement of the vertical wall shoring of the open construction pit.

Claims

Claims method for producing underground cavities with vaulted ceiling and vaulted side walls, d u r c h e k e n n z e i c h n e t that the vaulted cavity ceiling was introduced into the open construction pit and with arched side walls is undertaken by mining.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the miner underpinning of the vaulted ceiling by a vaulted one Knife wall construction sign takes place.