DE4312267A1

DE4312267A1 - Segment-Schacht für Deponien und andere hohe Aufschüttungen

Info

Publication number: DE4312267A1
Application number: DE4312267A
Authority: DE
Inventors: Volker Haehnlen
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1993-04-15
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2013-04-16
Also published as: DE4312267C2

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung und Erhaltung eines Schachtes für Deponien und andere hohe Aufschüttungen, der zumindest ein Schachtfundament, Schachtsegmente und zwischen den Schachtsegmenten ausgebildete, horizontale Fugen aufweist, die an der äußeren Schachtumfangsfläche gegen Einfall von Schachtbettungs- oder Aufschüttungsmaterial durch Manschetten oder dgl. abgedeckt und/oder abgedichtet werden.

Ein derartiges Verfahren ist durch die DE 38 23 121 A 1 bekannt. Dieser bekannte Schacht weist umlaufende Dehnungsfugen mit Abstandshaltern auf, die mit Sollbruchstellen versehen sind. Bei diesem bekannten Schacht besteht aber die Gefahr, daß sich nach Aufzehrung der vorgegebenen Verformungsmöglichkeiten neuerlich Mantelreibungskräfte aufsummieren kön nen, die zu einer Überbeanspruchung des Schachtes selbst und einer Beschädigung der Depo niebasisabdichtung infolge zu hoher Fundamentlasten führen können. Dies ist besonders der Fall, wenn Mülldeponien auf beträchtliche Höhe angeschüttet werden. Im Laufe des Betriebs einer Deponie und auch nach Erreichen der zulässigen Aufschütthöhe treten große Setzungen des Deponiematerials. Auch ist es möglich daß eine Deponie nachträglich von oben verdichtet wird, ein Prozeß, der es unmöglich macht die Setzungshöhe im voraus abzuschätzen.

Die Standsicherheit des Schachtbauwerks in Deponien hängt sowohl von den auftretenden Ho rizontallasten infolge Erddruckkräften ab als auch von den Vertikallasten, die sich aus dem Eigengewicht G des Schachtes und den Mantelreibungkräften T aus der Setzung des umgeben den Schachtbetons bzw. Aufschüttmaterials ergeben. Die Mantelreibungskräfte T können sich bei hohen Schachtbauwerken zu großen Vertikallasten summieren, so daß diese nicht mehr mit vernünftigen Bauwerksabmessungen abzutragen sind. Bei bisher üblichen Schachtbauwerken war es im System Schacht-Boden immer das Schachtumfeld, von dem die Reibungskräfte ver ursachende Bewegung in Form von Setzungen ausging. Der Schacht nahm im System stets eine passive Rolle ein und trug als statisches Element entweder die auftretenden Mantelkräfte über die Gründung ab, oder wurde mit Verformungsmöglichkeiten ausgestattet, welche es möglich machen sollten, den vom Boden vorgegebenen Zwangsverformungen mehr oder weniger zu folgen.

Eine solche Anordnung wird in der DE 38 23 121 A 1 beschrieben. Doch auch bei dieser An ordnung ist nach einmal erfolgtem Bruch der Sollbruchstelle keine weitere Nachführung der Rohrstücke mehr möglich. Sind die vorgegebenen Fugenabstände einmal aufgezehrt, so können die weiterhin vorhandenen Mantelreibungskräfte zu so großen abzutragenden Vertikallasten führen, daß die Gefahr eines Durchstanzens der Basisabdichtung durch das Schachtfundament gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren dieser Art die vom Funda ment aufzunehmenden und insbesondere durch Mantelreibung hervorgerufenen Vertikallasten auf einen vorgebbaren Maximalwert zu begrenzen. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Auf gabe besteht darin, die Fugen durch wiederholbares vertikales Anheben der Schachtsegmente offenzuhalten. Mit dieser Lösung werden folgende Vorteile erreicht:

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird die aktive und passive Rolle der Reibungskräfte verursachenden Komponenten vertauscht. Im Gegensatz zu den bekannten Systemen geht die aktive Bewegung vom Schacht aus. Der Schacht wird so aufgebaut, daß die Stoßfugen stets offen gehalten werden können. So sind auch Setzungen in einer Größenordnung auf nehmbar, die sich im Bereich von 10 bis 25% der Schachthöhe bewegen können. Durch die offen gehaltenen Fugen wird ferner erreicht, daß die jetzt negativen Mantelreibungs kräfte zu einer Stützung der einzelnen Schachtelemente führen. Der umgebende Boden behält diese Stützfunktion so lange, wie die Fuge an der Unterseite des jeweiligen Seg ments noch besteht.

Weiterbildungen des beanspruchten Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 enthalten. Diese Weiterbildungen bringen folgende Vorteile mit sich:

Durch den Einbau von Mechanismen zum Anheben der Schachtsegmente, wie sie in den Ansprüchen 2 und 3 erläutert werden und die Möglichkeit, den Hubvorgang erneut durchzuführen, können die Fugen immer erneut geöffnet werden. So wird vermieden, daß sich nach Aufzehrung der Fugen zwischen den Schachtsegmenten unbeherrschbar große Mantelreibungskräfte aufsummieren können.

Ein Schachtsegment mit dem das Verfahren vorteilhaft durchgeführt werden kann enthält der Anspruch 9. Ausgestaltungen des Schachtsegments sind in den Ansprüchen 9 bis 17 enthalten und richten sich nach den zu erwartenden Belastungen während des Hubvorgangs, den Mate rialeigenschaften der Schachtteile sowie nach den zum Einsatz kommenden Hubelementen. Solche Schachtsegmente ermöglichen es in vorteilhafter Weise einen dauerhaft funktionsfähi gen Schacht herzustellen. Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden im folgenden an hand der Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 Schnitt durch einen Schachtaufbau,

Fig. 2 Detail der Schachtsegmente,

Fig. 3 die Vorgehensweise bei einem Setzungsausgleich.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Schachtes. Die Schachtrohre (2) werden auf dem Fundament (4) gegründet. Dieses Fundament ruht in der mineralischen Abdichtschicht (9) der Deponie. Um die Abfuhr und Kontrolle von Sickerwässern zu gewährleisten ist im Regelfall eine Entwässerungsleitung (7) oberhalb der Kunststoffabdichtung (8) angebracht. Die einzel nen Schachtrohre sitzen mit ihrem Stoß aufeinander und ragen bis zur Oberkante des Geländes (10). Das Schacht Umfeld besteht im allgemeinen aus der Schachtbettung (5) und dem Auf füllmaterial (6) der Aufschüttung.

In Fig. 2 werden verschiedene Ausführungsformen für die Schachtringe (2) dargestellt, wobei bereits bekannte Ausführungen gewählt wurden. Der Stoß der Schachtelemente kann in Form von im Kanalleitungsbau bewährten Rohrstoßausbildungen mit Stahlmanschette (11) ein schließlich Dichtung (16) ausgeführt werden. An einem anderen Rohrstoß erkennt man eine plane Stoßfläche mit eingebautem Hubkissen (13). Als Hubelemente können Druckelemente in der Form von hydraulischen Pressen (12) oder Hubkissen (13) in den Segmentfugen angeordnet werden. Alternativ besteht auch die Möglichkeit den Hubvorgang über außerhalb der Schacht wandung angreifende Druckelemente mit Widerlager (14) oder Zugelemente (15) vorzuneh men. Die Einleitung dieser Druckkräfte, bei Abstützung auf Bauteile unterhalb des zu bewe genden Elementes, bzw. Zugkräften kann über Konsolen erfolgen, welche an der Innenseite des Schachtes angeordnet werden.

Die Vorgehensweise beim Ausgleich von Setzungen zeigt die Fig. 3. Die Schachtsegmente E₁ bis E_i+1 werden vertikal angehoben. Sie werden dabei so ausgebildet, daß die Bauhöhen der einzelnen Schachtsegmente eines Schachtes von unten nach oben anwachsen. Die Bauhöhen der Abschnitte E₁ bis E_i+1 wird so festgelegt, daß die Summe der Belastung infolge Eigengewicht G und einwirkenden Mantelreibungskräften T für jedes Schachtsegment annähernd gleich ist. Von der Ausgangsstellung S_a aus, bei der an den Elementen minimale Spaltweiten vorliegen, werden zunächst sämtliche Elemente ausgehend vom obersten Element um den Wert Delta f_i+1 angehoben. Auf diese Weise wird die Elementfuge f_i+1 auf den zulässigen Maximalwert max f_i+1 vergrößert. Mit dem Hubvorgang H_i+2 wird die Erhöhung der Elementfuge f_i ein geleitet. Die einzelnen Schachtelemente werden dann der Reihe nach so oft angehoben, bis die Endstellung S_e erreicht ist, in welcher alle Fugen die maximale Spaltweite max f₁ bis max f_i+1 haben.

Als Material für die Schachtteile sind grundsätzlich alle Baustoffe denkbar, welche in der Lage sind die auftretenden Lasten nach entsprechender Dimensionierung mit der geforderten Si cherheit abzutragen. Als wirtschaftlicher Baustoff kann dabei bevorzugt Stahlbeton zum Ein satz kommen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung und Erhaltung eines Schachtes für Deponien und andere hohe Aufschüttungen, der zumindest ein Schachtfundament, Schachtsegmente und zwischen den Schachtsegmenten ausgebildete horizontale Fugen aufweist, die an der äußeren Schachtumfangsfläche gegen Einfall von Schachtbettungs- oder Aufschüttungsmaterial durch Manschetten od. dgl. abgedeckt und/oder abgedichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fugen durch wiederholbares vertikales Anheben der Schachtsegmente offen gehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anheben durch Hubkräfte mit im Innern des Schachtes abgestützten hydraulischen Pressen (12), Hubkissen (13) oder Spindeln erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anheben Zugkräfte (15) an der Innenwand der Schachtsegmente angreifen, die von außerhalb des Schachtes abge stützten Geräten erzeugt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hub/Zug kräfte für die Ausführung eines Hubabschnitts bzw. die Hubhöhe eines Hubabschnitts so groß sind, daß die an der äußeren Schachtumfangsfläche angreifende und nach unten wirkende Mantelreibung überwunden wird und eine Relativverschiebung zwischen der äußeren Schachtumfangsfläche und dem diese umgebenden Material herbeigeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub dann wiederholt wird, wenn der Fugenabstand durch den Angriff der Mantelreibung aufge zehrt ist, die infolge neuerlicher Setzung des Schachtumfelds entsteht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das oberste Schachtsegment angehoben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß danach das darunter liegende Schachtsegment um einen Betrag angehoben wird, bei dem die Fuge zum darüber liegen den Schachtsegment näherungsweise geschlossen wird, und daß danach sukzessive die dar unter liegenden Schachtsegmente um entsprechende Beträge angehoben werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anheben durch wegstreckendefinierte Schalter automatisch gesteuert wird.

9. Schachtsegment zum Einsatz beim Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, beste hend aus einem Kreisring mit konstantem Außendurchmesser und einer ebenen Ober- und Unterseite, bei dem im Bereich der unteren äußeren Umfangsfläche eine Manschette (11) im Schachtsegment verankert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette bündig zur Umfangsfläche des Schachtsegments die Fuge zum darunter befindlichen Schachtsegment gegen Eindringen von Schachtbettungs- oder Aufschüt tungsmaterial abdeckt, und daß im Bereich der oberen äußeren Umfangsfläche des unte ren Schachtsegments eine zur Oberseite des Kreisringes hin offene ringförmige Ausneh mung zur Aufnahme der Manschette ausgespart ist.

10. Schachtsegment nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Stahlbeton besteht.

11. Schachtsegment nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette aus Stahl besteht.

12. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Spaltraums, der zwischen der Innenfläche der Manschette und der Außenflä che der zur Oberseite des Kreisringes hin offenen ringförmigen Ausnehmung verbleibt, ein Dichtungsprofil (16) in einer ringförmigen Nut angeordnet ist.

13. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß inner halb des Wandquerschnitts an der Unterseite des Schachtsegments Aussparungen zur Auf nahme hydraulischer Pressen oder Spindeln vorgesehen sind.

14. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette die horizontale Fuge zuzüglich der ausgefahrenen Baulänge der Pressen ab deckt.

15. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Segmentober- und -unterseite jeweils Konsolen zur Aufnahme hydraulischer Pressen oder Spindeln vorgesehen sind.

16. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Be reich der Segmenthöhe an der Segmentinnenseite Konsolen zum Einleiten von Zugkräften vorgesehen sind.

17. Schachtsegment nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauhöhen der einzelnen Schachtsegmente eines Schachtes von unten nach oben anwachsen.