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Dokumentenidentifikation DE102004004321B4 15.02.2007
Titel Struktur-Stabilisierungsplatte zur Sicherung von Graben- oder Baugrubenwänden durch Verbau nach Aushub des Erdstoffes mittels Grabenbaugerät und Verfahren hierfür
Anmelder FITR-Gesellschaft für Innovation im Tief- und Rohrleitungsbau Weimar mbH, 99427 Weimar, DE
Erfinder Berger, Wolfgang, Dr., 99423 Weimar, DE;
Solas, Hartmut, 99198 Mönchenholzhausen, DE
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 80538 München
DE-Anmeldedatum 28.01.2004
DE-Aktenzeichen 102004004321
Offenlegungstag 18.08.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.02.2007
IPC-Hauptklasse E02D 17/04(2006.01)A, F, I, 20060518, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Struktur-Stabilisierungsplatte zur Sicherung von Graben- oder Baugrubenwänden durch Verbau nach Aushub des Erdstoffes mittels Grabenbaugerät gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren unter Nutzung einer derartigen Platte.

Gemäß DIN 4124 und den Berufsgenossenschaftlichen Vorschriften für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit, BGV C22, sind Wände und Baugruben so abzuböschen, zu verbauen oder anderweitig zu sichern, dass diese während der einzelnen Bauzustände standsicher sind.

Aufgrund technologischer und baufeldspezifischer Gegebenenheiten sowie bauwirtschaftlicher Erfordernisse sind geböschte Wände oft nicht realisierbar. Die alternative Absicherung ist das Verbauen von Baugruben und Leitungsgräben.

Dazu gehören einerseits unterschiedliche Grabenverbaue wie waagerechter und senkrechter Grabenverbau, großflächige Verbauplatten, Spundwände, Trägerbohlenwände, Schlitzwände, Pfahlwände und Unterfangungswände. Im Regelfall werden Verbauarten angewandt, welche mittels Quersteifen die auftretenden Kräfte aufnehmen. Weiterhin ist das Setzen und Ziehen des Verbaus technologisch in gesonderten Arbeitsgängen beim Aushub oder Verfüllen Bestandteil der Arbeiten. Diese Vorgänge führen teilweise geometrisch aufgrund der Aussteifungen als auch arbeitsorganisatorisch zu Behinderungen oder Verzögerungen und damit zu höheren Kosten.

Als Einrichtungen zur Sicherung von Grabenwänden kommen Grabenverbaugeräte zum Einsatz. Hier werden unterschieden mittig gestützte Grabenverbaugeräte als Plattenpaare, die über mittig angeordnete Aufrichter durch Stützteile verbunden sind. Weiterhin sind randgestützte Grabenverbaugeräte bekannt, die aus Plattenpaaren bestehen, die über an den Rändern der Platten angeordnete Aufrichter durch Stützbauteile verbunden sind. Auch existieren Schleppboxen als randgestützte Grabenverbaugeräte, welche waagerecht gezogen werden.

Bei rahmengestützten Grabenverbaugeräten werden Plattenpaare oder Sonderprofile genutzt, die durch waagerecht angeordnete Rahmen gestützt sind. Gleitschienen-Grabenverbaugeräte enthalten Platten, die in Einfach- oder Mehrfach-Gleitschienenpaaren geführt werden und die durch gelenkige oder steife Stützbauteile verbunden sind.

Außerdem sind sogenannte Dielenkammer-Geräte im Einsatz. Bei solchen Geräten sind Gurtpaare vorhanden, die zur Führung von Kanaldielen, Spundbohlen oder Sonderprofilen geeignet sind und welche Stützbauteile umfassen.

Beim Einstellverfahren werden Grabenverbaugeräte in einen zuvor ausgeschachteten Grabenabschnitt eingestellt, wobei ein Einstellen nur dann zulässig ist, wenn der Boden vorübergehend standfeste Eigenschaften aufweist und wenn senkrechte Grabenwände vorhanden sind. Außerdem ist beim Einstellverfahren auf gleichbleibende Grabenbreite bezogen auf die Länge eines Verbaugeräts zu achten. Eine Belastung und ein Betreten der noch nicht gesicherten Grabenkanten darf vor dem Einstellen nicht erfolgen. Als vorübergehend standfest wird ein Boden bezeichnet, der in der Zeit zwischen Beginn der Ausschachtung und dem Einbringen des Verbaus keine wesentlichen Nachbrüche aufweist.

Beim Absenkverfahren werden Grabenverbaugeräte oder Teile davon senkrecht in den Boden gedrückt. Das Absenken erfolgt im Wechsel mit dem eigentlichen Bodenaushub.

Allen vorstehend genannten Grabenverbautechniken ist gemeinsam, dass die Grabenverbaugeräte nach Abschluss der Arbeiten Zug um Zug mit dem Verfüllen des Grabens wieder entfernt werden müssen und dass die Geräte selbst sowohl bezogen auf den Transport zur Baustelle und von dieser weg als auch mit Blick auf den Materialeinsatz erhebliche Aufwendungen nach sich ziehen.

Aus der DE 44 40 787 A1 ist eine Strukturplatte vorbekannt, welche als Rost ausgeführt ist, der ein unverrottbares Textilgewebe an der Unterseite und gegebenenfalls noch ein weiteres unverrottbares Gewebe an der Oberseite aufweist. Der vorbekannte Rost muss daher also mindestens ein unterseitiges Gewebe und eine Lastverteilmatte aufweisen, um beispielsweise zur Böschungssicherung zu dienen. Der vorbekannte Rost erfüllt ausschließlich lastverteilende Aufgaben ohne erdstatische Funktion.

Aus dem Vorstehenden ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Struktur-Stabilisierungsplatte und ein Verfahren Sicherung von Graben- oder Baugrubenwänden durch Verbau nach Aushub des Erdstoffes mittels Grabenbaugerät anzugeben, wobei auf eine Aussteifungsfreiheit orientiert wird, so dass sich technologische Vorteile bei der Ausbildung von Gräben einstellen und weiterhin den Anfordernissen an den Gesundheits- und Arbeitsschutz unter allen Aspekten Genüge getan wird.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt verfahrensseitig mit einer Lehre gemäß Patentanspruch 9 sowie mit einer Struktur-Stabilisierungsplatte in der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen beinhalten.

Bei dem vorgestellten Verfahren unter Nutzung der Struktur-Stabilisierungsplatten wird in Anlehnung an das eingangs erläuterte Einstellverfahren des Grabenbaugeräts die Baugrube oder der Leitungsgraben bis in eine technologisch und statisch sinnvolle Tiefe ausgehoben.

Nach Erreichen dieser Tiefe erfolgt ein seitliches Eindrücken von speziellen strukturierten Stabilisierungsplatten. Durch die Ablagerung des anstehenden Erdstoffes in die Plattenstruktur sowie deren Verzahnung im anstehenden Erdstoff entsteht ein Verbund mit der Baugruben-/Grabenwand, so dass diese stabilisiert wird.

Danach ist das Weiterschachten in einen tieferen Grabenabschnitt möglich und mit Erreichen der entsprechenden Tiefe erfolgt wiederum das Eindrücken der Stabilisierungsplatten. So erfolgt die Stabilisierung entsprechend dem Tiefenfortschritt der Grabung bis zum Erreichen der Endtiefe.

Die Struktur der Platten kann entsprechend dem anstehenden Erdstoff Modifizierungen unterliegen. Eine Erhöhung der Wandstabilisierung kann beispielsweise mittels ankerförmiger Auskragungen an der Plattenfläche erfolgen.

Das Einbringen der Platten erfolgt mittels einer Eindrückvorrichtung, welche separat genutzt wird oder am Grabenbaugerät, z.B. einem Bagger, angebracht bzw. mit diesem kombiniert ist.

Beim Verfüllen erfolgt bei Erfordernis das lagenweise Entfernen der Stabilisierungsplatten mit gleichzeitiger Verfüllung. Bei entsprechenden Gegebenheiten können die Stabilisierungsplatten auch vorteilhafterweise im Boden verbleiben. Mit einer Strukturierung auf der Grabeninnenseite kann bei Belassen des Verbaus im Erdreich nach der Verfüllung somit ein stärkerer Verbund zwischen der Verfüllung und dem anstehenden Boden erreicht werden, so dass Setzungen minimierbar sind.

Bei dem Verfahren wird demnach mit dem Erreichen der technologisch und/oder statisch vorgegebenen Tiefe ein Einpressen von Strukturplatten in die Grabenwände vorgenommen mit der Folge, dass der anstehende Erdstoff mindestens teilweise in die Strukturplatte eindringt und/oder diese durchsetzt, so dass durch die entstehende Verzahnung zwischen Erdstoff und Strukturplatte die gewünschte Stabilisierung im Bereich der Graben- oder Baugrubenwand eintritt.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die erfindungsgemäße Strukturplatte nicht nur für Gräben oder Gruben anwendbar ist, sondern auch zur Stabilisierung von Wänden z.B. im Bereich sonstiger Schachtarbeiten Anwendung finden kann.

Die Stabilisierungsplatten können senkrecht oder unter einem Winkel in die jeweilige Grabenwand eingepresst werden. Alternativ erfolgt ein Einpressen der Struktur-Stabilisierungsplatten parallel zur Grabenwand.

Wie erläutert, können die Struktur-Stabilisierungsplatten im Erdstoff verankert bleiben, wobei mittels einer auch zur Grabeninnenseite ausgebildeten Porigkeit der Platten nach dem Verfüllen ein verbesserter Verbund zwischen der Verfüllung und dem anstehenden Boden erreichbar ist. Die zur Grabeninnenseite gerichtete Porigkeit weist bevorzugt eine Porengröße auf, die auf die Materialeigenschaften des Verfüllstoffs, z.B. dem sogenannten WBM – Weimarer Boden-Mörtel (eingetragene Marke) entspricht.

Bei der Anordnung zur Sicherung von Graben- oder Baugrubenwänden durch Verbau nach Aushub des Erdstoffes mittels Grabenbaugerät wird von einer in die Grabenwandung einpressbaren Strukturplatte ausgegangen, wobei diese Bereiche zur Aufnahme des anstehenden Erdstoffes aufweist.

Die Aufnahmebereiche für den Erdstoff können als die vorerwähnten Poren und/oder Durchbrüche im Plattenmaterial ausgebildet werden.

Die Poren sind entweder einseitig oder beidseitig vorhanden, wobei bevorzugt zur Innenseite des Grabens gerichtete Poren in ihrer Porengröße auf den eingebrachten Verfüllstoff und die zur Grabenwand gerichteten Poren auf die Eigenschaften des anstehenden Erdstoffes abgestimmt sind.

Mit Hilfe von ankerförmigen Auskragungen besteht die Möglichkeit, für einen verbesserten Halt der Platten im umgebenden Erdstoff zu sorgen.

Die Poren und/oder Durchbrüche in den Strukturplatten sind im Auslieferungszustand von einer dünnen Folie oder einem ähnlichen Material abgedeckt, so dass das Eindringen von Fremdstoffen oder unerwünschter Feuchte verhinderbar ist.

In einer Ausgestaltungen der Erfindung kann die Strukturplatte als Sandwichplatte mit harter Kern- und einer für den Erdstoff durchdringbaren weicheren Oberflächenschicht ausgeführt sein.

Wiederum bevorzugt besteht die Strukturplatte aus einem verrottbaren, sich über die Zeit zersetzenden Material, was insbesondere dann von großem Vorteil ist, wenn die Strukturplatte im Sinne der Erfindung nicht entfernt wird bzw. nicht entfernt werden muss.

Die Durchbrüche der Strukturplatte können über die gesamte Breite reichen.

Ausgestaltend ist die Innenfläche der Poren und/oder der Durchbrüche strukturiert. Diese Innenflächenstruktur kann einen Sägezahnverlauf, einen Wellenlinienverlauf oder die Form eines Mäanders aufweisen.

Die Poren der Strukturplatten sind auf den jeweiligen Seiten zueinander versetzt ausgebildet, so dass die Gesamtstabilität der Platte den notwendigen statischen Erfordernissen genügt.

Die Strukturplatte kann auch die Form eines Gatters aufweisen und es besteht die Möglichkeit, in die Strukturplatte ein Geotextil oder eine Geomatte, z.B. eine Bentonitmatte mit Feuchterückhalt- oder Feuchtespeicher-Eigenschaften einzubetten oder auf diese aufzubringen.

Zusammenfassend gelingt es mit der erfindungsgemäßen Strukturplatte, in besonders einfacher Weise Baugruben und Leitungsgräben abzusichern, wobei die Stabilisierungsplatten aus jedem Material bestehen können und ein- oder beidseitig oder durchgängig offen strukturiert sind. Je nach erdstatischen Erfordernissen werden die Strukturplatten senkrecht oder winklig in den umgebenden Erdstoff eingebracht. Bei der Anwendung der Strukturplatten zur Stabilisierung kann auf eine ansonsten notwendige Aussteifung der Baugrube bzw. eines Leitungsgrabens in technologisch vorteilhafter Weise verzichtet werden.


Anspruch[de]
Struktur-Stabilisierungsplatte zur Sicherung von Graben- oder Baugrubenwänden durch Verbau nach Aushub des Erdstoffes mittels Grabenbaugerät, gekennzeichnet durch Poren als Bereiche zur Aufnahme des anstehenden Erdstoffes auf der zur Graben- oder Baugrubenwand sowie auf der zur Graben- oder Baugrubeninnenseite weisenden Fläche, wobei die zur Innenseite gerichteten Poren in ihrer Porengröße auf den eingebrachten Verfüllstoff und die zur Grabenwand gerichteten Poren auf die Eigenschaften des anstehenden Erdstoffes abgestimmt sind. Struktur-Stabilisierungsplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ankerförmige Auskragungen zur Verbesserung des Plattenhalts und des Stabilisierungseffekts. Struktur-Stabilisierungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur-Stabilisierungsplatte als Sandwichplatte mit harter Kern- und einer für den Erdstoff durchdringbaren Oberflächenschicht ausgeführt ist. Struktur-Stabilisierungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur-Stabilisierungsplatte aus einem verrottbaren, sich über die Zeit zersetzenden Material besteht. Struktur-Stabilisierungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Durchbrüche über die gesamte Breite der Struktur-Stabilisierungsplatte reichen. Struktur-Stabilisierungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche der Poren und insbesondere der Durchbrüche strukturiert ist. Struktur-Stabilisierungsplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenflächenstruktur einen Sägezahnverlauf, einen Wellenlinienverlauf oder die Form eines Mäanders aufweist. Struktur-Stabilisierungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geotextil oder eine Geomatte mit Feuchterückhalt- oder Feuchtespeicher-Eigenschaften eingebettet oder aufgebracht ist. Verfahren zur Sicherung von Graben- oder Baugrubenwänden durch Verbau nach Aushub des Erdstoffes mittels Grabenbaugerät, wobei nach Erreichen einer technologisch und/oder statisch vorgegebenen Tiefe in die Grabenwände seitlich Struktur-Stabilisierungsplatten eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur-Stabilisierungsplatten, ausgebildet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, eingepresst, -gedrückt oder -gerüttelt werden, wobei der anstehende Erdstoff in die Struktur-Stabilisierungsplatten eindringt und/oder diese durchsetzt, so dass durch die entstehende Verzahnung zwischen Erdstoff und Struktur-Stabilisierungsplatte die gewünschte Stabilisierung im Bereich der Graben- oder Baugrubenwand eintritt, wobei nach der Erstverbringung der Struktur-Stabilisierungsplatten ein Weiterschachten mit nachfolgender erneuter Stabilisierung der Seitenwände durch sich tiefenmäßig anschließende Struktur-Stabilisierungsplatten vorgenommen wird und sich dieser Vorgang bis zum Erreichen der Endtiefe wiederholt. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass über erdseitige Auskragungen oder Erdanker der Sitz der jeweiligen Struktur-Stabilisierungsplatten in der Grabenwand und damit der Stabilisierungseffekt erhöht wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur-Stabilisierungsplatten senkrecht oder unter einem Winkel in die jeweilige Grabenwand eingepresst, -gedrückt oder -gerüttelt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur-Stabilisierungsplatten parallel zur Grabenwand in diese eingepresst, -gedrückt oder -gerüttelt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einpressen der Struktur-Stabilisierungsplatten mittels einer Eindrückvorrichtung erfolgt, welche mit dem Grabenbaugerät kombiniert ausführbar ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur-Stabilisierungsplatten im Erdstoff verankert bleiben, wobei mittels einer auch zur Grabeninnenseite ausgebildeten Porigkeit der Platten nach dem Verfüllen ein verbesserter Verbund zwischen der Verfüllung und dem anstehenden Boden sowie das Vermeiden von Setzungen erreichbar ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Struktur-Stabilisierungsplatten eine ansonsten notwendige Aussteifung des Grabens bzw. der Baugrube entfällt.






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