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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS FOR BUILDING BY SECTORS A SLIT TRENCH FOUNDATION WALL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/002212
Kind Code:
A1
Abstract:
Two holes (9, 10) are dug into the ground, at a certain interval from each other, and are as wide as the future slit trench foundation wall and have the definitive depth of said wall and are filled during their formation with a thixotropic liquid, so that the final interval separating the holes is suppressed and is also filled with the thixotropic liquid, and so that the whole segment is then filled with concrete from the bottom to the top while the thixotropic liquid is discharged. The invention provides during the construction of the slit trench foundation wall into a rocky underground, to dig into the ground between the two holes (9, 10) a drilling hole (16) provided on its length with an explosive charge (17); at the lower end of the two holes a pressure effect is produced during a short time lapse, which pressure effect enables to take out temporarily the thixotropic liquid from the holes and to discharge it upwardly, as well as to fire the first explosive charge (17) during the discharge of the thixotropic liquid. The discharge may be carried out by means of a second explosive charge (18) placed at the bottom of each of the two holes, the second explosive charges (18) being fired a little before the first explosive charge (17) is fired. It would also be possible to cause a pressure air thrust at the bottom of both holes (9, 10) a little before the firing of the first explosive charge (17).

Inventors:
ROSENSTOCK WINFRIED (DE)
Application Number:
PCT/DE1984/000237
Publication Date:
May 23, 1985
Filing Date:
November 07, 1984
Export Citation:
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Assignee:
ROSENSTOCK WINFRIED (DE)
International Classes:
E02D3/10; E02D5/18; F42D3/04; (IPC1-7): E02D5/18; E02D3/10; F42D3/04
Foreign References:
BE538890A
NL7703935A1978-10-16
FR1528894A1968-06-14
EP0069817A21983-01-19
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur abschnittsweisen Herstellung einer Schlitzwand, bei dem ein Abschnitt dadurch gebildet wird, daß im Untergrund im Abstand voneinander zwei Löcher hergestellt werden, die so breit wie die spätere Schlitzwand sind und bis zu deren endgültiger Tiefe reichen, und die bei ihrer Herstellung mit einer thixotropen Flüssigkeit ausgefüllt werden, daß anschließend der zwischen den Löchern verbliebene Untergrund entfernt und ebenfalls mit der thixotropen Flüssigkeit ausgefüllt wird, und daß daraufhin schließlich der gesamte Abschnitt von unten nach oben mit Beton unter Verdrängung der thixotropen Flüssigkeit aus¬ gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Herstellung der Schlitzwand in einem gegebenenfalls mit einer Überlagerung" (7) versehenen Gesteinsuntergrund (8) in dem Untergrund (15) zwischen' den beiden Löchern (9, 10) ein Bohrloch (16) hergestellt wird, das über seiner Länge mit einer ersten Sprengladung (17) versehen wird, daß am unteren Ende der beiden Löcher (9, 10) kurzzeitig eine Druckwirkung erzeugt wird, durch die die thixotrope Flüssig¬ keit vorübergehend aus den Löchern (9, 10) nach oben verdrängt wird, und daß während der Verdrängung der thixotropen Flüssigkeit die erste Sprengladung (17) gezündet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der beiden Löcher (9, 10) je eine zweite Sprengladung (18) angebracht wird, und daß die zweiten Sprengladungen (18) kurz vor der ersten Sprengladung (17) gezündet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zündung der ersten Sprengladung (17) am Boden der beiden Löcher (9, 10) ein Druckluftstoß erzeugt wird. OMPI .
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Löcher (9, 10) im Ge¬ steinsuntergrund dadurch hergestellt erden, daß zunächst in der Mittellinie der Trasse der Schlitzwand zwei im Vergleich zur Schlitzwanddicke kleine Löcher (11, 12) gebohrt werden, daß in jedes Loch ein oder mehrere je eine Sprengladung (13) enthaltend Behälter (14) eingesetzt werden, wobei der Volumenanteil der Sprengladungen (13) gering gegenüber dem Volumen der Behälter (14) ist, daß die Stärke der Sprengladungen (13) so gewählt wird, daß der Gesteinsuntergrund etwa im Bereich der Dicke der spätere Schlitzwand nur in seinem Gefüge zertrümmert, in seiner äußeren Form jedoch annähernd unverändert bleibt, und daß dann in das zertrümmerte Gefüge die Löcher (9, 10) mit ihrem endgültigen großen Durchmesser gebohrt werden.
Description:
Verfahren zur abschnittsweisen Herstellung einer Schlitzwand

In den letzten Jahren haben Schlitzwände eine zunehmen de Bedeutung für die Herstellung senkrechter Wände erhalten, sei es als tragende Wände aus Stahlbeton oder als Dichtungswände zur Verhinderung des Grundwasserstromes.

Gegenüber Spundwänden besitzen Schlitzwände erhebliche Vorteile, denn sie lassen sich ohne Lärm und Erschütterung aus¬ führen und erfüllen dann die Forderung zahlreicher Städte, in Wohngebieten, in der Nähe von Krankenhäusern und Erholungsheimen sowie nahe erschütterungsempfindlicher Gebäude nicht zu rammen. Ihr Einsatz ermöglicht es in vielen Fällen, auf eine Grundwasser absenkung zu verzichten oder sie einzuschränken und damit wirt¬ schaftlicher zu bauen, denn bei Grundwasserabsenkungen besteht oft die Gefahr von Setzungen mit Schäden an nebenliegenden Gebäu den, und schließlich ermöglichen es Schlitzwände beim Bau von Tiefstraßen, Tiefbahnen usw. unmittelbar neben bestehenden Gebäu den die bei Unterfangungen eintretenden Schäden an Nachbargebäu¬ den weitgehend zu vermeiden.

Die Herstellung der Schlitzwände erfolgt dabei ab¬ schnittsweise, wobei z. B. ein Abschnitt einer bestimmten Länge ausgehoben und betoniert wird, worauf in gleicher Weise der über nächste Abschnitt ausgehoben und betoniert wird, so daß anschlie

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ßend der zwischen den beiden hergestellten Abschnitten verbliebe¬ ne Abschnitt ausgehoben und betoniert werden kann.

Für den Bodenaushub werden Spezialgreifer verwendet, wobei je nach Schwere des Bodens ein Abschnitt auf seiner ganzen Länge ausgehoben werden kann oder aber im Untergrund im Abstand voneinander zwei Löcher hergestellt werden, die so breit wie die spätere Schlitzwand sind und bis zu deren endgültiger Tiefe reichen, worauf dann anschließend der zwischen den Löchern ver¬ bliebene Untergrund durch einen Greifer entfernt wird.

In jedem Fall ist es bei der Schlitzwandherstellung üb¬ lich, den ausgehobenen Boden mit einer thixotropen Flüssigkeit auszufüllen, die in der Lage ist, auf die Wandungen eine stark stützende Wirkung auszuüben. Solche mit thixotroper Flüssigkeit ausgefüllten Wände bleiben auch bei völlig kohäsionslosen Böden senkrecht ohne Aussteifung stehen.

Schlitzwände werden im allgemeinen in Stärken von etwa 40 bis 60 cm erstellt. Ihre Tiefe kann dabei zwischen etwa 10 bis 50 m betragen. Bisher gab es jedoch keine Möglichkeit, Schlitz¬ wände zu errichten, wenn der Untergrund Gesteinsschichten ent¬ hält, denn Greifer sind dann nicht mehr einsatzfähig, und Bohr¬ werkzeuge, die mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand in der Lage sind, Löcher mit einem Durchmesser von ^0 bis 60 cm bis zu den erforderlichen Tiefen zu bohren, sind bisher nicht verfügbar.

Andererseits besteht aber häufig das Bedürfnis, auch bei einem Gesteinsuntergrund eine Schlitzwand vorzusehen, z. B. um beim Talsperrenbau die Talsohle unterhalb des Dammfußes abzu¬ dichten.

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur abschnitts¬ weisen Herstellung einer Schlitzwand aus, bei dem ein Abschnitt dadurch gebildet wird, daß im Untergrund im Abstand voneinander zwei Löcher hergestellt werden, die so breit wie die spätere •

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Schlitzwand sind und bis zu deren endgültiger Tiefe reichen, un die bei ihrer Herstellung mit einer thixotropen Flüssigkeit aus¬ gefüllt werden, daß anschließend der zwischen den Löchern ver¬ bliebene Untergrund entfernt und ebenfalls mit der thixotropen Flüssigkeit ausgefüllt wird, und daß daraufhin schließlich der gesamte Abschnitt von unten nach oben mit Beton unter Verdrängun der thixotropen Flüssigkeit ausgefüllt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahre der vorgenannten Art zu schaffen, das auch bei einem Gesteinsun¬ tergrund anwendbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei Herstellung der Schlitzwand in einem gegebenen¬ falls mit eine.r Überlagerung versehenen Gesteinsuntergrund in de Untergrund zwischen den beiden Löchern ein Bohrloch hergestellt wird, das über seiner Länge mit einer ersten Sprengladung verse¬ hen wird, daß am unteren Ende der beiden Löcher kurzzeitig eine Druckwirkung erzeugt wird, durch die die thixotrope Flüssigkeit vorübergehend aus den Löchern nach oben verdrängt wird, und daß während der Verdrängung der thixotropen Flüssigkeit die erste Sprengladung gezündet wird.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Gesteinsun¬ tergrund zwischen den beiden Löchern in Schichten abgelöst wird und anschließend mit einem Greifer entfernt werden kann. Die Sprengladung ist dabei nur schwach und so bemessen, daß eine dis lozierende Wirkung über die Breite der späteren Schlitzwand hin¬ aus nicht auftritt, wobei aber die Dislozierung in der Ebene der zu erstellenden Schlitzwand dadurch ermöglicht wird, daß die bei den Löcher, die mit der thixotropen Flüssigkeit gefüllt sind, vorübergehend eine Expansionsbewegung des zwischen ihnen befind¬ lichen Gesteins zulassen. Ohne diese Maßnahme würde sich ' die Sprengung nicht in dem gewünschten Sinne auswirken können, da di thixotrope Flüssigkeit inkompressibel ist und dem Explosionsdruc einen unendlichen Widerstand entgegensetzen würde.

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Die Druckwirkung in den Löchern wird vorzugsweise da¬ durch erzeugt, daß am Boden der Löcher je eine zweite Sprengla¬ dung angebracht wird, und daß die zweiten Sprengladungen kurz vor der ersten Sprengladung gezündet werden.

Stattdessen kann aber auch vor der Zündung der ersten Sprengladung am Boden der beiden Löcher ein Druckluftstoß erzeugt werden.

Um aber überhaupt die beiden Löcher in dem Gesteinsun¬ tergrund herstellen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß zunächst in der Mit¬ tellinie der Trasse der Schlitzwand zwei im Vergleich zur Schlitz -wanddicke kleine Löcher gebohrt werden, daß in jedes Loch ein oder mehrere je eine Sprengladung enthaltende Behälter eingesetzt werden, wobei der Volumenanteil der Sprengladungen gering gegenü¬ ber dem Volumen der Behälter ist, daß die Stärke der Sprengladun¬ gen so gewählt wird, daß der Gesteinsuntergrund etwa im Bereich der Dicke der späteren Schlitzwand nur in seinem Gefüge zertrüm¬ mert, in seiner äußeren Form jedoch annähernd unverändert bleibt, und daß dann in das zertrümmerte Gefüge die Löcher mit ihrem end¬ gültigen großen Durchmesser gebohrt werden.

Durch dieses Verfahren, das in Verbindung mit der Her¬ stellung von Spundwänden bekannt ist, um einen Gesteinsuntergrund zum Einrammen der Spundwandbohlen vorzubereiten, wird überhaupt erst eine Bohrung ohne den andernfalls untragbaren Verschleiß von Bohrwerkzeugen durchführbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Schlitzwandab¬ schnitt und

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Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend der Darstel¬ lung in Fig. 1

In Fig. 1 sind die Linien 1 und 2 die seitlichen Be¬ grenzungen einer Schlitzwand, und die Kreise 3 und 4 sind die Konturen von Großbohrlöchern, die der Breite der Schlitzwand en sprechen und einen Schlitzwandabschnitt 5 begrenzen.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Schlitzwand in einem Gelände angebracht werden soll, das unter seiner Oberfläc 6 und einer Überlagerung 7 einen Gesteinsuntergrund 8 aufweist.

Die Schlitzwand hat beispielsweise eine Breite von 600 mm, und der Mittenabstand der Kreise 3 und 4 beträgt bei¬ spielsweise etwa 1,4 m. Wie oben bereits erwähnt wurde, lassen sich in einem Gesteinsuntergrund die von den Kreisen 3 und 4 um gebenen Großbohrlöcher 9 und 10 nicht durch einen Bohrvorgang herstellen.

Zu diesem Zweck werden zunächst im Zentrum der Kreise und 5 Bohrlöcher 11 und 12 eingebracht, die im Vergleich zu den Großbohrlöchern 9 und 10 verhältnismäßig klein sind, und in die beiden Bohrlöcher 10 und 11 werden ein oder mehrere je eine Sprengladung 13 enthaltende Behälter 14 eingesetzt, wobei der Volumenanteil der Sprengladungen gering gegenüber dem Volumen de Behälter ist, und anschließend werden die Sprengladungen 13 ge¬ zündet, wobei aber die Stärke der Sprengladungen so bemessen wird, daß der Gesteinsuntergrund etwa im Bereich der Dicke der späteren Schlitzwand nur in seinem Gefüge zertrümmert, in seiner äußeren Form jedoch annähernd unverändert bleibt, so daß auf diese Weise der Gesteinsuntergrund für die Bohrung der Großbohr¬ löcher 9 und 10 vorbereitet wird, ohne daß dann anschließend bei Bohren ein großer Werkzeugverschleiß auftritt. Hierbei wird also nur eine vergleichsweise kleine Sprengladung eingesetzt, die bei der Explosion zwar ihre volle Schockwirkung in seitlicher Rich-

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tung auf das Gestein ausüben kann, deren durch die Verbrennung expandierende Gase jedoch in dem Behälter ein ausreichend großes Volumen vorfinden, um sich darin zunächst ausdehnen zu können, ohne auf das dem Bohrloch benachbarte Gestein derartig einzuwir¬ ken, daß dieses verlagert wird. Die Explosionsgase, die wegen des massiven Gesteinsuntergrundes nach unten nicht wirken können, entweichen daher aus dem Behälter nach oben in das Bohrloch, ohne daß jedoch der sonst übliche Sprengtrichter entsteht. Es wird also hierbei erreicht, daß das dem Bohrloch benachbarte Gestein nicht weggeschossen, sondern nur in kleinste Kornfraktionen mit einer Größe von weniger als 0,5 cm zertrümmert wird. In einen derartig vorbereiteten Gesteinsuntergrund kann dann das Großbohr¬ loch ohne Schwierigkeiten eingebracht werden. In die Großbohrlö¬ cher wird unmittelbar in Verbindung mit ihrer Herstellung die thixotrope Flüssigkeit eingebracht, die hier die Funktion hat, ein Einstürzen der Überlagerung 7 in die Großbohrlöcher 9, 10 zu verhindern.

Um nun aber den zwischen den Großbohrlöchern 9 und 10 stehengebliebenen Gesteinsuntergrund 15 entfernen zu können, wird darin etwa in der Mitte zwischen den Großbohrlöchern 9 und 10 ein Bohrloch 16 eingebracht, in das eine über seine Länge verteilte Sprengladung oder mehrere gestaffelt übereinander angeordnete Sprengladungen 17 eingebracht werden. Diese Sprengladungen sind notwendig, um den Untergrund 15 wirtschaftlich abtragen zu kön¬ nen. Sie müssen natürlich so schwach bemessen werden, daß eine Dislozierung des dem Schlitzwandabschnitt benachbarten Gesteins¬ untergrunds nicht auftritt, d. h. die Wirkung der Sprengung soll auf die Schlitzwandbreite beschränkt werden.

Eine Zündung der in diesem Sinne bemessenen Sprengla¬ dungen 17 würde bei dem herkömmlichen Verfahren, bei dem die Großbohrlöcher 9 und 10 mit der thixotropen Flüssigkeit ausge- - füllt sind, jedoch dazu führer., daß die Sprengkräfte auf einen unendlichen Widerstand wirken, weil die " thixotrope Flüssigkeit inkompressibel ist, so daß damit die erwünschte Wirkung nicht

erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wird nun vorgesehen, daß am Boden der beiden Großbohrlöcher kurzzeitig eine Druckwirkung erzeugt wird, durch die die thixotrope Flüssigkeit vorübergehend nach oben ver drängt wird, und nach dieser Verdrängung werden die Sprengladun¬ gen 17 gezündet, so daß sich dadurch die Gesteinsmassen aus dem Bereich des Untergrunds 15 in Richtung auf die Großbohrlöcher bewegen können und damit eine Struktur erhalten, die anschließen ohne Schwierigkeiten eine Entfernung durch einen Greifer zuläßt.

Die Druckwirkung am unteren Ende der Großbohrlöcher läßt sich auf verschiedene Weise erzeugen. Eine bevorzugte Mög¬ lichkeit besteht darin, daß auf dem Boden der beiden Großbohrlö¬ cher 9 und 10 je eine kleine zweite Sprengladung 18 deponiert wird, die kurz vor der Zündung der ersten Sprengladungen 20 ge¬ zündet wird, so daß die Sprengladungen 17 ihre Wirkung entfalten können, solange die thixotrope Flüssigkeit in den Großbohrlöcher 9 und 10 durch die Wirkung der Sprengladungen 18 verdrängt worde ist.

Stattdessen kann aber auch am Boden der Großbohrlöcher 9 und 10 die Druckwirkung durch eine Druckluftquelle aufgebaut werden, die zum erforderlichen Zeitpunkt einen Druckluftstoß er¬ zeugt.

Da die Wirkung beider Sprengladungen 17 und 18 örtlich begrenzt ist, bleiben die eingangs erwähnten Vorteile der Schlitzwand voll erhalten.