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Gründungskörper, insbesondere Senkbrunnen Die deutsche Patentschrift
593 664 - Einrichtung an Senkkästen für die Gründung von Bauwerken - gibt einen
Werg an, um die Druckluftgründu.ng bei größeren Tiefen, als bisher erreicht wurden,
zu ermöglichen., indem eine außen um den Senkkasten und mit diesem dicht verbundene,
tiefer als dieser reichende Schürze vorgesehen ist. Diese Schürze hat dort allein
die Aufgabe zu lösen und ist auch demgemäß beschaffen, den Wasserzufluß zu verhindern
und den Druck in der Arbeitskammer dadurch auf ein dem menschlichen Organismus erträgliches
Maß zu vermindern oder sogar ganz aufzuheben. Diese Gründung kommt für weiche Bodenschichten
allgemein, besonders aber für tonige und lehmige Böden in Frage, die dem Wasserdurchfluß
an sich schon hinderlich sind. Diese besondere Einrichtung für ein Gründungsverfahren
ist jedoch in seinem Anwendungsgebiet außerordentlich beschränkt; sie erschöpft
sich in einer Hilfseinrichtung für :die Verringerung des Luftdruckes im Arbeitsraum.
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Weiter sind verschiedene amerikanische Tiefgründeverfahren bekannt,
die Zellenbrunnen benutzen, wobei das Gründungsbauwerk über seinen gesamten Querschnitt
in Zellen aufgelöst ist. Bei diesen "#,usführ@un.gen wurde der Boden in den Zellen
in geeigneter Weise unter Wasser entfernt und durch Beton ersetzt, der mit Schüttrohren
oder Klappkübeln unter Wasser eingebracht wird. Diese Zellenbrunnen. werden entweder
auf künstlichen
Inseln an Ort und Stelle hergestellt oder anderswo
erbaut und schwimmend zur Versetzstelle gebracht. Zu diesem Zweck sind die unten
offenen Zellen mit Deckeln geschlossen, die nach Absetzen durch die Zellen hindurch
schwierig und umständlich wieder ausgebaut werden müssen.
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Es ist auch eine Anordnung bekannt, bei der unter einer Siloz-ellen
tragenden Grundplatte der Erdkörper unter ihr von einer Spundwand umschlossen ist,
die aus gewöhnlichen eisernen Spund.wandbohlen Bund Kastenträgern zusammengesetzt
war. Diese Spundwand ergibt durch ihre Bauart und durch ihre Anordnung der Einzelteile
in ebenen Flächen keine feste Einspannung, ist vielmehr nachgiebig und kann deshalb
das seitliche Ausweichen insbesondere der oberen Bodenschichten nicht wirksam genug
verhindern. Sie ist auch nicht geeignet, Ringzug- oder Druckkräfte wirksam aufzunehmen.
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Die Erfindung vermeidet dagegen in überraschender Weise die verschiedenen
großen Nachteile der einzigen bisher angewendeten Tiefgründeverfahren mittels Zellenbrunnen
(Amerika) und übernimmt den Gru.nd@gedanken der Einrichtung nach der deutschen Patentschrift
593 664, weist ihm aber unter Abwandlung dieser Gründungsform ganz andere neue Aufgaben
zu, so daß in Zukunft mit der neuen Konstruktion, selbst .ohne Anwendung von Druckluft,
Tie fgründungen von außergewöhnlichen Ausmaßen in einfachster Weise durchgeführt
werden können.
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In der Erkenntnis, daß es bei einer tiefen Gründung genügt, nur die
Bauwerkumrandung bis zur Gründungssohle auf oder in den guten Baugrund hinabzuführen,
während der umschlossene Mittelteilweniger tief gegründet zu werden braucht, ist
nach der Erfindung bei einem Gründungskörper, insbesondere einem Senkbrunnen, mit
nach unten überstehender, mit Aussparungen versebener Schürze diese ringförmig und
zur Aufnahme von Ringzug- oder Druckkräften geeignet ausgebildet. Diese Schürze
reicht um ein bestimmtes, im allgemeinen der Gründungstiefe des Bauwerkes unter
der Erdoberfläche entsprechendes Maß unter dem eigentlichen Brunnen hinab. Unter
dem Druck der Bauwerklasten wird der Boden innerhalb der Schürze komprimiert und
drückt gleichzeitig radial nach außen. Diese Beanspruchungen nimmt die kreisförmige
auf Ringz:ugspannungen bewehrte bzw. in Stahl konstruierte Schürze leicht auf und
zwingt erfindungsgemäß dadurch den eingeschlossenen Boden zum Tragen. Findet sich
unter den zu durchfahrenden weichen Bodenschichten Fels, so kann durch Spülsonden
die genaue Oberfläche des Felsens vorher festgestellt und die Schürze entsprechend
geformt und passend aufeesetzt werden.
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Der Anschluß der Schürze an den Fels kann dabei völlig unter Wasser
durch Ausgreifen ödes Bodens, Spülen der Felsoberfläche und Einbringen von Unterwasserbeton
vorgenommen werden, oder es können Taucher für die Reinigungsarbeiten eingesetzt
werden. oder die einzelnen Aussparungen in der Schürze können bei nicht zu großer
Tiefe unter Druckluft gesetzt und trocken gelegt werden, worauf der Anschluß im
Trockenen und bei Augenschein vorgenommen wird. Die Druckluftarbeit beschränkt sich
in diesem Falle auf sehr wenige und massenmäßig geringe Arbeiten, die Drucklufthaltung
erfolgt in den verhältnismäßig sehr kleinen Räumen der einzelnen Aussparungen, und
es «#erden nur sehr wenige auf Druckluft besonders spezialisierte Arbeiter eingesetzt.
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Bei der oben beschriebenen neuartigen Schürze kann %demnach, wenn
besondere Gründe vorliegen, innerhalb der Aussparungen Druckluft zur Anwendung kommen.
Darüber hinaus ist es sogar möglich, wenn es erforderlich wird, auch den Raum innerhalb
der Schürze nach oben zu schließen und unter Druckluft zu setzen, und demnach die
Erfindung auch bei Sienkkastengründuaig vorteilhaft zu verwenden.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung beispielsweise und schematisch
veranschaulicht.
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Es stellt dar Fi.g. r einen lotrechten Längsschnitt durch eine Eimrichtung
nach der Erfindung, Fig. z einen waagerechten Querschnitt nach der Linie II-II .der
Fig. z, Fig, 3 einen lotrechten Querschnitt durch eine etwas andere Ausführungsform
der Erfindung bei felsigem Untergrund, Big. 4 einen lotrechten Schnitt durch eine
weitere Ausführungsform der Erfindung wie Fig. 3 (Verwendung von Deckeln).
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Die Elnrichtu.n,g nach der Erfindung ist für eine Brunnengründung
in weichen Böden an dem Beispiel nach Fig. i und, a dargestellt. Hier bezeichnet
a eine kreis-förmige, auf Rinigzug hernessene Schürze, die für die Absenkung mit
beispielsweise runden Aussparungen b versehen ist. Das Maß c, um das die Schürze
über den eigentlichen Brunnen hinausragt, kann beliebig groß sein, entspricht im
allgemeinen jedoch dem Maß der Gründungstiefe g von Gründungssohle i bi.s
Geländesohle d. e ist der Spiegel des offenen Wassers oder Grundwassers.
Der Boden f1 wird während der Brunnenabsenkung durch Bagger, Greifer, Spülen oder
sonst in geeigneter Weise in der Schürze unter Wasser entfernt, wodurch die Schürze
mit dem Brunnen einsinkt. Nach Erreichen d:er Gründungssohle i werden die Aussparungen
der Schürze unter Wasser mit Beton gefüllt. Nach Ausfüllen des offenen Brunnens
la mit Beton werden die Bauwerkslasten durch den am seitlichen Ausweichen behinderten
Boden f2 innerhalb der Schürze auf die Gründungssohle i übertragen.
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Für eine reine Brunnengründung oder teilweise Druckl,uftgründung auf
Fels ist die Erfindung an dem Beispiel nach Fig. s dargestellt. Hier bezeichnet
a eine kreisförmige, ringzug- und druckfeste Schürze, die für die Absenkung mit
eckigen oder runden Aussparungen b versehen ist. c, d, e,
f1 und f2
haben die gleiche Bedeutung wie bei der vorbeschriebenen Gründung, wobei. c zwecks
Anpassung an die verschieden tief liegende Felsoberfläche
i variabel
ist. Der Boden f1 wird, wie vorstehend erläutert, in geeigneter Weise in den Aussparungen
der Schürze entfernt und der Brunnen dadurch abgesenkt, bis er mit der Schürze auf
dem Fels zum Aufstehen kommt. Zur Herstellung des Anschlusses an den Fels kommen
verschiedene Verfahren in Frage, z. B.
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r. Der Boden f1 in den Aussparunggen b wird durch Greifer oder andere
geeignete Geräte bis auf den Fels entfernt und die Felsoberfläche durch Spülen gereinigt.
Anschließend wird ein Pfropf aus Unterwasserbeton eingebracht. Nach Erhärten werden
die Aussparungen anisgepumpt und vollends im Trockenen mit Beton gefüllt. Sie können
auch durchgehend -unter Wasser mit Beton gefüllt werden.
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a. Der Boden «-irl in den Aussparungen bis in die Nähe der Felsoberfläche
i, wie vorstehend ausgeführt, ausgehoben, für den restlichen Aushub und die Reinigung
der Felsoberfläche in den Aussparungen werden Taucher eingesetzt, die diese Arbeit
an Ort und Stelle be-i künstlicher Beleuchtung vornehmen. Das Betonieren erfolgt
wie vorbeschrieben.
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3. Durch Aufsetzen von Druckluftschleusen l auf die Aussparungen b
werden diese trockengelegt und die vorerwähnten Arbeiten im Trockenen und bei Augenschein
durch spezialisierte Druckluftarbeiter vorgenommen.
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Nachdem alle Aussparungen auf diese Weise ausbetoniert sind, ist der
Raum na innerhalb der Schürze nach außen wasserdicht abgeschlossen und kann ausgepumpt
werden. Der Boden. f2 wird-, soweit erforderlich, entfernt. Den von außen angreifenden
Wasser- und Bodendruck nimmt die kreisförmige Schürze leicht auf, wobei nur Ringdruckbeanspruchungen
entstehen. Das,. Ausbetonieren der Räume m und k des Brunnens erfolgt im Trockenen.
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Bei der Ausführungsform nach der Fig. q. ist in einem Abstand c über
der Felsoberfläche ein Boden h angeordnet, welcher mit Deckeln, 1a versehen
ist. Bei verschlossenen Deckeln kann in den einzelnen Zellen des Brunnens Ballastwasser
o zur Beschwemung des Brunnens eingelassen werden.
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Die Vorteile, die die Schürze nach der Erfinduug bringt, sind sehr
mannigfaltiger Natur: Bei der reinen Brunnengründung fällt vor allem der außerordentlich
wirtschaftliche Vorteil ins Gewicht, daß der über der Gründungssohle liegende Boden
f2 nicht ausgehoben und durch Beton ersetzt zu werden braucht, wobei die Sicherheit
der Gründung in keiner Weise beeinträchtigt wird. Beim Absenken des Brunnens. dient
außerdem die Schürze der sicheren Führung. Da ferner der Boden unter dem Brunnen
nicht auf ganzer Fläche, sondern nur auf der Umrißlinie zu entfernen ist und noch
dazu durch die Aussparungen vielfach unterteilt wird, ist das gleichmäßige Niederbringen
des Brunnens sehr leicht zu erreichen. Ferner ist ein Eintreiben von Boden nach
innen oder eine Lockerung des Untergrundes ausgeschlossen, da der Boden innerhalb
der Schürze ungestört bleibt. Schließlich sind die Pressungen unter der Schürze
an sich schon hoch und könne durch schneiderartige Ausbildung der Schürze so gesteigert
werden, d'aß der Brunnen ohne Anwendung von Ballast abgesenkt werden kann. Die Schwierigkeiten
also, die bisher die Anwendung großer Brunnen bei großen Absenkungstiefen meist
unmöglich machten, sind durch die Einrichtung nach der Erfindung behoben.
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Die kreisrunde Form -der Schürze gibt auch dem ganzen Brunnen erhöhte
Festigkeit und Verwindungssteifigkeit. In bodenchemischer Hinsicht schafft die Kreisfläche
die besten Bedingungen für gleichmäßige, von Spannungsspitzen freie übertragzng
der Lasten auf den Baugrund.
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Bei der teilweisen Druckluftgründung auf Fels kommen diese Vorteile
entsprechend auch vor. Die Verringerung der Druckluftarbeiten gegenüber dem üblichen
Senkkastenverfahren, wobei der Boden in voller Grundrißfläche in ganzer Höhe der
weichen Schichten über dem Fels unter Druckluft auszuheben .und der Beton in der
Arbeitskammer unter Druckluft einzubringen ist, leuchtet ohne weiteres ein. Die
Gefährlichkeit der Druckluftarbeit beim Aufsetzen eines in seiner Festigkeit: begrenzten
Senkkastens auf unregelmäßig liegenden Fels ist völlig vermieden, ebenso die bekannte
Erscheinung, daß der Beton in Arbeitskammern durch die Druckluft in seiner Festigkeit
und Dichtigkeit verschlechtert wird. Die Beschleunigung der Gründungsarbeiten und
die Möglichkeit zur Beseitigung von Hindernissen verdienen ebenfalls hervorgehoben
zu werden.
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Gegenüber den Zellenbrunnen. der amerikanischen Tiefgründung bietet
die Schürze sehr wesentliche Vorteile. Die amerikanischen Brunnen -waren unten mit
Holzböden verschlossen. Der Untergrund war schlammig, so daß der Brunnen unmittelbar
beim Absetzen in den Schlamm einsank. Man war genötigt, die Deckel sofort und unter
Schwierigkeiten auszubauen, da der Schlamm bereits gegen die Deckel drückte und
das Ausbauen dadurch sehr behinderte. Beim Ausbau der Deckel sank der Brunnen infolge
Verringerung der Gruudrißfläche bis zu a,q.o m tiefer ein, ein Schiefstellen konnte
dabei nur .durch große Vorsicht in der Reihenfolge des Deckelaiusbaues bekämpft
werden. Bei den Brunnen mit Schürze liegen, wie in Fig. d. zu ersehen, die Deckel
n um das Maß c (= Höhe der Deckel) über der Unterkante des Bauwerks und können mit
dem Untergrund nicht in Berührung kommen. Zu Beginn der Absenkung kann das Gewicht
des Brunnens und damit die Pressung auf den Untergrund in einfacher rund billigerWeise
durch .dIe Menge des Ballaswassers o in den Zellen über denDeckeln reguli,ert werden.
Erst bei vorgeschrittener Absenkung, wenn der Brunnen bereits fest im Boden steht,
werden die Deckel ausgebaut. Dann erst drückt das volle Gewicht des Brunnens auf
den Untergrund. Zu diesem Zeitpunkt ist aber dieser Druck ausschließlich zur Überwindung
der Reibungskräfte erfoderlich und eine weitere Regulierung der Druckverhältnisse
nicht mehr nötig.
Die Einrichtung nach der Erfindung ist besonders
für moderne Großbauten mit ihren sehr hohen Lasten und den durch die hohen Bodenpressungen
ungewöhnlich tiefen Gründungen sehr geeignet und hat hier offensichtlich noch ein
weites Anwendungsgebiet.
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Die kreisförmig geschlossene Form der Schürze läßt sich bei besonderen
Grwndrißfo.rmen der Bauwerke oder bei kleinem Verhältnissen nicht immer anwenden.
Bei einer quadratischen" rechteckigen oder elliptischen Grundrißform der Schürze
lassen sich die. auf diese wirkenden Kräfte nicht mehr durch Ringzug- und Ringdruckwirkung
aufnehmen, sondern die Schürze mu,ß als, Kragträger auf Bdegung und Schub ausgebildet
werden. Dann erfüllt die Schürze ihre Aufgabe ebenso wie die kreisförmig geschlossene
und schafft gleiche Vorteile hinsichtlich Ersparnis an Aushub und Beton und geringstem
Eingriff in die Lagerungsverhältnisse des Untergrundes-