DE-102024101753-B4 - Verfahren zur Verdichtung eines Baugrunds

Abstract

Verfahren zur Verdichtung eines Baugrunds (1), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a. Aufstellen mindestens zweier Bauelemente (2) auf dem Baugrund (1), wobei jedes Bauelement (2) mindestens einen aus Beton gegossenen Baustein (3) umfasst. b. Verbinden der Bauelemente (2) mittels mindestens eines Verbindungselements (4, 9) miteinander unter Ausbildung eines Verbunds (5). c. Belasten des Baugrunds (1) mit den Bauelementen (2) für eine vorgegebene Zeitdauer. d. Entfernen der Bauelemente (2) von dem Baugrund (1), wobei das Entfernen der Bauelemente (2) rückstandlos und zerstörungsfrei erfolgt.

Inventors

• Erfinder auf Antrag nicht genannt.

Assignees

• A2C GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20240122

Claims (17)

1. Verfahren zur Verdichtung eines Baugrunds (1), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a. Aufstellen mindestens zweier Bauelemente (2) auf dem Baugrund (1), wobei jedes Bauelement (2) mindestens einen aus Beton gegossenen Baustein (3) umfasst. b. Verbinden der Bauelemente (2) mittels mindestens eines Verbindungselements (4, 9) miteinander unter Ausbildung eines Verbunds (5). c. Belasten des Baugrunds (1) mit den Bauelementen (2) für eine vorgegebene Zeitdauer. d. Entfernen der Bauelemente (2) von dem Baugrund (1), wobei das Entfernen der Bauelemente (2) rückstandlos und zerstörungsfrei erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Bauelemente (2), vorzugsweise lückenlos, nebeneinander und/oder aufeinander auf dem Baugrund (1) aufgestellt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Gewicht eines Bauelements (2) im Bereich zwischen 1 t und 10 t liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Gesamtgewicht des Verbunds (5) einem Gewicht eines später auf dem Baugrund (1) aufzustellenden Bauwerks entspricht, vorzugsweise dieses übersteigt, sodass eine durch das Bauwerk auf den Baugrund (1) wirkende Auflast mittels des Verbunds (5) erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Verbund (5) der Bauelemente (2) für eine Zeitdauer in einem Bereich von sechs Monaten bis zu zwei Jahren auf dem Baugrund (1) aufgestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Verbund (5) der Bauelemente (2) eine Höhe (7) im Bereich zwischen 1 m und 50 m, vorzugsweise zwischen 10 m und 30 m, aufweist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Bauelement (2) mindestens zwei, zu einem Teilverbund miteinander verbundene Bausteine (3) aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass der Baustein (3) ein ausgehärtetes Gemisch aufweist, das Gemisch umfassend - mindestens einen Zuschlagsstoff, - mindestens eine Flüssigkeit und - mindestens ein Bindemittel.
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass es sich bei dem Zuschlagsstoff um Kies oder Sand, insbesondere Wüstensand, handelt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet , dass es sich bei der Flüssigkeit um Süßwasser oder Salzwasser handelt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10 , dadurch gekennzeichnet , dass es sich bei dem Bindemittel um Zement oder Kalkmörtel handelt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass der Baustein (3) einen dreieckigen, rechteckigen, fünfeckigen, achteckigen oder hexagonalen Querschnitt aufweist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12 , dadurch gekennzeichnet , dass der Baustein (3) einen, vorzugsweise zentral angeordneten, Durchbruch (6) zur Durchführung mindestens eines Beförderungsmittels (10) aufweist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13 , dadurch gekennzeichnet , dass eine Höhe (7) eine Seitenlänge (8) des Bausteins (3) übersteigt, vorzugsweise das 1,5-Fache, weitere vorzugsweise das 2-Fache der Seitenlänge (8) oder umgekehrt beträgt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Verbindungselement (4, 9) H- oder U-förmig ausgebildet ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15 , dadurch gekennzeichnet , dass der Baustein (3) mindestens eine, in den Baustein (3) eingegossene Verstärkungseinrichtung (11) aufweist, wobei die Verstärkungseinrichtung (11) vorzugsweise entweder - mindestens zwei Verstärkungselemente (12, 13) aufweist, wobei ein erstes Verstärkungselement (12) vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist und ein zweites Verstärkungselement (13) sich ausgehend von dem ersten Verstärkungselement (12) vorzugsweise geradlinig in Richtung eines Randbereichs (14) des Bausteins (3) erstreckt und weiter vorzugsweise ein an einem dem ersten Verstärkungselement (12) abgewandten Ende angeordnetes Ringelement (15) aufweist, wobei Querschnitte des ersten Verstärkungselements (12) und des Ringelements (15) vorzugsweise in einer Ebene liegen oder - mindestens zwei Verstärkungselemente (12) aufweist, wobei ein erstes Verstärkungselement (12) vorzugsweise halbkreisförmig ausgebildet ist und ein zweites Verstärkungselement sich ausgehend von dem ersten Verstärkungselement (12) vorzugsweise geradlinig in Richtung eines Randbereichs (14) des Bausteins (3) erstreckt und weiter vorzugsweise ein an einem dem ersten Verstärkungselement (12) abgewandten Ende angeordnetes Ringelement (15) aufweist, wobei Querschnitte des ersten Verstärkungselements (12) und des Ringelements (15) vorzugsweise in einer Ebene liegen.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 16 , dadurch gekennzeichnet , dass die Bausteine (3) mindestens einen Durchbruch (16) zum zumindest teilweisen Einführen eines Endabschnitts (23) eines die Bausteine (3) in horizontale Richtung verbindenden horizontalen Verbindungselements (4, 9) aufweisen, wobei der Durchbruch (16) vorzugsweise in Form eines Sackdurchbruchs (18) ausgebildet ist.

Description

Einleitung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verdichtung eines Baugrunds. Typischerweise ist vor einer Bebauung eines Baugrunds eine Verdichtung des Baugrunds nötig. Hierdurch soll eine Tragfähigkeit des Baugrunds zur Aufnahme von Bauwerkslasten erhöht und zugleich die Setzung des Baugrunds infolge der Bebauung verringert werden. Bei dem Baugrund kann es sich um einen an Land befindlichen oder einen Baugrund handeln, der sich in einem Gewässer oder Meer befindet. Insbesondere bei einer (Neu-)Landgewinnnug in Meeren und Gewässern, die durch Aufschüttung von Sand oder Müll erfolgt, kann eine Baugrundverdichtung nötig werden. Aber auch Sumpflandschaften erfordern den Einsatz einer Verdichtung vor einer Bebauung, um ein Absinken der auf dem Baugrund aufzustellenden Bauwerke zu verhindern. Typischerweise erfolgt die Verdichtung eines Baugrunds mittels einer Aufschüttung auf dem zu verdichtenden Baugrund. Hierzu wird in aller Regel ein Schüttgut, beispielsweise Sand, verwendet, das in großen Mengen auf dem zu verdichtenden Baugrund abgeladen wird. Eine Gesamtmasse des Schüttguts entspricht dabei in etwa der Masse des später auf dem Baugrund aufzustellenden Bauwerks. Um die Verdichtung zu verbessern, können weiterhin vertikal ausgerichtete Abflussleitungen (sogenannte „vertical drains“) in den Baugrund gebohrt werden. Das vorbeschriebene Verfahren ist auch als „preloading“ bekannt. Nachteilig an dem vorbeschriebenen Verfahren ist jedoch, dass das Schüttgut nach dem Verdichtungsvorgang in mühseliger Arbeit von dem Baugrund entfernt werden muss. Auch erfolgt die Verdichtung des Baugrunds nicht gleichmäßig, da der aufgeschüttete „Haufen“ insbesondere in den Randbereichen eine vergleichsweise geringe Auflast auf dem Baugrund erzeugt, sodass die Randbereiche im Vergleich zu einem zentralen Bereich des Baugrunds weniger stark verdichtet werden. Aufgrund der losen Aufschüttung kann das Verfahren auch nicht zur Verdichtung mit beliebig hohem Gewicht verwendet werden. Ein weiteres Verfahren zur Verdichtung eines Baugrunds ist als Dynamische Bodenverdichtung (auch Dynamic Compaction genannt) bekannt. Hierbei wird eine Fallplatte, die mittels eines Krans hochgehoben wurde, aus einer Höhe auf den zu verdichtenden Baugrund fallen gelassen. Typischerweise werden hierbei Fallplatten aus Stahl oder Beton mit einem Gewicht im Bereich zwischen sechs und 20 Tonnen aus einer Höhe von bis zu 20 m über dem Baugrund auf letzteren fallen gelassen. Auf diese Weise soll der Baugrund schneller verdichtet werden können. Dieser Vorgang wird an verschiedenen Stellen des Baugrunds wiederholt. Nachteilig an dem vorbeschriebenen Verfahren hat sich herausgestellt, dass die Verdichtung nur bereichsweise erfolgt. Weiterhin ist das Verfahren äußerst aufwendig. Zudem hat sich herausgestellt, dass eine derartige Verdichtung nicht für jeden Baugrund geeignet ist. So eignet sich das Verfahren beispielsweise nicht für besonders lehmhaltige oder stark organische Baugrundzusammensetzungen. Zur Verdichtung von Baugründen sind darüber hinaus diverse weitere Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt. So beispielsweise sogenanntes Bodenmischen (auch bekannt als Deep Cement Mixing, DCM), Fräsmischen, eine Rütteldruckverteilung oder Rüttelstopfverdichtung. Die vorgenannten Verfahren erfolgen jedoch alle mittels eines Eingriffs in den Baugrund. So werden beispielsweise beim Bodenmischen Mischwerkzeuge genutzt, um den Baugrund aufzubrechen und diesen anschließend mit Wasser und einem Bindemittel, typischerweise Zement, zu einer Suspension zu vermischen. Ein alternatives Verfahren zur Verdichtung eines Baugrundes wird in dem deutschen Patent DE 742 166 beschrieben. Hierbei wird ein mit Wasser oder Kies befüllbarer Tragkörper offenbart, auf dem ein Bauwerk errichtet wird. Mit Anwachsen des Bauwerks wird das Wasser aus dem Tragkörper ausgelassen, um die Belastung auf den Baugrund konstant zu halten. Der Tragkörper soll auf diese Weise von Anfang an die auf den Baugrund wirkende Belastung simulieren und soll damit zu einer Setzung des Baugrunds führen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zur Verdichtung zu entwickeln, bei dem die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik behoben sind und das sich gleichzeitig durch eine besonders einfache Durchführung auszeichnet. Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren wird die vorstehende Aufgabe durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht mindestens vier Verfahrensschritte vor: In einem ersten Verfahrensschritt werden mindestens zwei Bauelemente auf dem Baugrund aufgestellt. Jedes der Bauelemente weist dabei mindestens einen aus Beton gegossenen Baustein auf. Der Baustein kann dabei vorzugsweise aus Vollmaterial gebildet sein. In einem zweiten Verfahrensschritt werden die Bauelemente mittels mindestens eines Verbindun