DE4007990A1 - Laermschutzwand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur Er­ stellung von Lärmschutzwänden, eine mit Hilfe solcher Bauelemente aufgebaute Lärmschutzwand sowie ein zur Her­ stellung derselben dienendes Verfahren.

In Anbetracht der in den letzten Jahren erfolg­ ten erheblichen Zunahme der durch enge Bebauung, erhöhte Verkehrsdichte und Verkehrswegeneubau bedingten Belastun­ gen kommt dem Lärmschutz, und insbesondere dem Schutz des Menschen vor Verkehrslärm, im Rahmen des Umwelt­ schutzes erhöhte Bedeutung zu. Seit längerem werden daher am Rande von Verkehrswegen, beispielsweise an Autobahnen oder Bahntrassen, Lärmschutzwände erstellt.

Andererseits haben in den letzten Jahren die an Verkehrswegen beobachtbaren Schäden wie Fahrbahnsac­ kungen, Spreizungen und Risse in Fahrbahnen und Banket­ ten, Abwanderungen von Randplatten usw. in einem Aus­ maße zugenommen, das früher nicht für möglich gehalten wurde. Verkehrswege, die sich über Jahrzehnte als stabil erwiesen haben, werden nun durch noch nicht erschöpfend geklärte Einflüsse, bei denen die Verkehrsdichte sowie die durch Umwelteinflüsse (saurer Regen) bedingte Vermin­ derung der Bodenqualität eine wichtige Rolle spielen, so beeinträchtigt, daß an zahlreichen Stellen, insbesondere Hanglagen, Sofortmaßnahmen zur Bodenstabilisierung un­ ausweichlich sind.

Nachdem bisher Lärmschutzwände auf Ramm- oder Bohrpfählen bzw. auf flachgründenden Einzel- oder Strei­ fenfundamenten ohne Rücksicht auf die eventuelle Verbes­ serung der Bodenqualität erstellt wurden und außerdem bei der Stabilisierung geschädigten Erdreichs der Lärm­ schutzfrage kaum Beachtung geschenkt wurde, liegt der vorliegenden Erfindung der Gedanke zugrunde, diese bei­ den Probleme auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen und demnach eine Lärmschutzwand vorzuschlagen, welche die anstehenden Aufgaben sowohl im Sinne einer erdstati­ schen Stabilitätsverbesserung als auch vom Gesichtspunkt des Lärmschutzes zu lösen vermag.

Die zur Zeit bekannten Lärmschutzwände werden auf Fundamenten erstellt, deren gegenseitiger Abstand üblicherweise 4 m beträgt und die ausschließlich vom Gesichtspunkt der Standsicherheit der fertigen Lärmschutz­ wand, d. h. ohne Rücksicht auf die sich anbietende Mög­ lichkeit der Verbesserung der Bodenstabilität, konzipiert werden. Bei einer bekannten Ausführung werden Stahl- oder Holzstützen mit verzinkten Stahlschuhen montiert und zwischen die Stützen die einzelnen Lärmschutz-Wandele­ mente eingesetzt. Die dieser bekannten Bauweise anhaften­ den Nachteile lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

• a) Bei Flachgründungen sind für den Aushub größere Erdarbeiten notwendig, wobei die bei größeren Grundflächen erforderlichen Abgrabungen oft zur Instabilität des umliegenden Erdkörpers führen. Auch lassen sich diese Gründungsarbeiten ohne den Einsatz relativ schwerer Erdbaugeräte nicht aus­ führen.
• b) Bohr- und Rammpfähle, die im allgemeinen einen Mindestdurchmesser von 50 cm haben, erfordern den Einsatz von Großgeräten, wobei die Montage von Rammpfählen außerdem mit schweren Erschütterungen des Erdreichs verbunden ist. Im übrigen hängt der Einsatz von Bohr- oder Rammpfählen in starkem Aus­ maße von der Beschaffenheit des Baugrundes ab, wobei schon das Vorhandensein von Findlingen zu erheblichen Erschwernissen führen kann.
• c) Der gegenseitige Abstand der die Lärmschutzwand tragenden Fundamente, welcher im allgemeinen 4 m beträgt, ergibt sich aus der Länge der Wandele­ mente. Eine Bodenstabilisierung ist im Bereich zwischen den Fundamenten nicht ohne weiteres mög­ lich und wurde bisher auch nicht ins Auge gefaßt.

Die DE-OS 36 31 257 zeigt ebenso wie die DE-PS 31 31 104 eine Lärmschutzwand, welche auf ihrer der Lärm­ quelle zugewandten Seite eine schallschluckende Gliede­ rung aufweist. Die Frage der Gründung, d. h. der Fundament­ ausbildung ist in diesen Veröffentlichungen nicht berück­ sichtigt, spielt aber bei der Auslegung solcher Wände eine erhebliche Rolle. Schallschutzwände müssen bekannt­ lich so dimensioniert werden, daß sie einer Windlast von 1,45 KN/m² standhalten können. Diese Kräfte können bei den bekannten Konstruktionen nur über massive, große Pfosten oder Träger aufgenommen werden.

Angesichts dieser Situation ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lärmschutzwand vorzu­ schlagen, welche

• - ihre Lärmschutzfunktion mit der Möglichkeit der gleichzeitigen Stabilisierung des Erdreichs verbin­ det,
• - eine flexible Anpassung der Stabilisierungsdichte an die lokalen Abweichungen der Bodenstabilität ge­ stattet und
• - auf unkomplizierte Weise und kostengünstig ohne zu­ sätzliche Beeinträchtigung der Bodenqualität (Er­ schütterungen) und ohne Einsatz von Großgeräten montiert werden kann.

Die erfindungsgemäße Lärmschutzwand ist, eben­ so wie das zu ihrer Erstellung verwendbare Bauelement und deren Herstellungsverfahren in den Patentansprüchen 1, 3 und 8 definiert.

Das erfindungsgemäße System löst die eingangs definierte, komplexe Aufgabe auf überraschend unkompli­ zierte Weise. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wer­ den zur Gründung Kleininjektionspfähle verwendet, die bei einem Pfahldurchmesser zwischen 8 und 30 cm durch Verpressen des Injektionsgutes (z. B. Zementsuspension) eine innige Verbindung mit dem anstehenden Baugrund ge­ währleisten. Dieser Pfahltyp läßt sich in jeden waag­ rechten oder geneigten Boden einbringen und auf Zug und Druck beanspruchen.

Da Kleininjektionspfähle mit Kleingeräten her­ gestellt werden können, sind damit auch Bereiche zugäng­ lich, wie z. B. Bahndämme, die für Großgeräte nur unter Schwierigkeiten erreichbar sind.

Dank der Verwendung relativ kleiner, auf un­ komplizierte Weise anbringbarer Stützpfähle und deren ge­ zielter Verteilung in dem mehr oder weniger stabilen Erd­ reich ergibt sich - in Wirkungsverbund mit einem hohl­ raumfüllenden Dämmaterial (Blähtonkugeln) - ein äußerst flexibles System, das die stabile Abstützung der Lärm­ schutzwand nicht nur im Montagezeitpunkt sichert, son­ dern dank der gleichzeitigen Bodensanierung auf viele Jahre hinaus gewährleistet.

Die gegenseitigen Abstände benachbarter Klein­ injektionspfähle sind nicht mehr durch die Länge der Wandelemente bestimmt, sondern können weitgehend den vorliegenden Bodenverhältnissen angepaßt werden und da­ mit ihrer Doppelfunktion als Träger der Schallschutz­ wand und Bodenstabilisierungselemente gerecht werden.

Nachstehend wird anhand der beiliegenden Zeich­ nung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelementes sowie einer mit solchen Bauelementen erstell­ ten Lärmschutzwand beschrieben.

Fig. 1 ist eine vereinfachte Perspektivdarstellung einer im Bau befindlichen Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Lärmschutzwand und die

Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsvarianten bzw. Ergän­ zungsmöglichkeiten der in Fig. 1 dargestellten Wand.

Eine Lärmschutzwand, wie sie den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, soll störenden Schall in er­ ster Linie, das heißt in dem durch Konstruktion, Material und örtliche Gegebenheiten möglichen Ausmaße, absorbieren, da in den meisten Fällen mit bloßer Reflexion keine wirk­ same Abhilfe geschaffen werden kann. Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel verbindet die weitgehende Berücksichtigung dieses Kriteriums mit einer den vorliegenden Bodenverhältnissen ohne weiteres anpaßbaren Stabilisierung des die Lärmschutzwand tragenden Untergrundes.

Der aus der Erde herausragende Teil der in Fig. 1 dargestellten Lärmschutzwand weist eine Vielzahl von Elemen­ ten 1 auf, welche aus Holz erstellt sind und einen praktisch quaderförmigen Umriß besitzen. An den beiden Stirnseiten besitzt jedes dieser Elemente ein Verbindungsorgan, das heißt einerseits eine Nut 2, andererseits einen entsprechend dimen­ sionierten Steg 3. Die Nut 2 - und dementsprechend der Steg 3 - sind vorzugsweise nach innen verjüngt, so daß sie im Quer­ schnitt einem gleichschenkligen Trapez entsprechen. Anein­ andergrenzende Elemente 1 lassen sich auf diese Weise nach Art einer Nut- und Federverbindung miteinander koppeln und durch Übereinanderlagerung zu einer geschlossenen Wand formen, deren vertikale Fugen entweder durchgehend, wie Fig. 1, oder ver­ setzt sind, wie dies der herkömmlichen Bauweise einer Back­ steinmauer entspricht.

Jedes Element 1 weist bei dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel drei durchgehende Ausnehmungen 4 auf; ferner ist die der Schallquelle zugewandte Frontwand der Elemente 1 mit Löchern 5 versehen, welche die Frontwand ganz durch­ dringen und die Ausnehmungen 4 mit der Außenwelt verbinden.

Durch mindestens zwei der Ausnehmungen 4 jedes Elementes 1 ragen Stützpfähle 6, die vorzugsweise als Stahl­ rohre ausgebildet sind und auf im Erdreich verankerten Tragpfählen 7 ruhen. Letztere sind sogenannte Injektions­ pfähle, das heißt mit Austrittslöchern 8 versehene Stahl­ rohre, welche nach deren Einbringung in das Erdreich mit einem flüssigen Injektionsgut, vorzugsweise Zementsuspen­ sion, beschickt werden, das aus den Löchern 8 ins umliegen­ de Erdreich gelangt und damit den Pfahl nicht nur sicher verankert, sondern gleichzeitig auch das umliegende Erd­ reich stabilisiert. Im vorliegenden Zusammenhänge werden Kleininjektionspfähle verwendet, das heißt Stahlrohre mit 8 bis 30 cm Außendurchmesser, die sich praktisch erschüt­ terungsfrei ohne den Einsatz von Großgeräten in jedem Boden anbringen lassen.

An ihren oberen, aus dem Erdreich 9 herausragen­ den Enden tragen die Pfähle 7 je eine Koppelmuffe 10, die beispielsweise auf ein am Pfahlkopf angebrachtes Außenge­ winde aufgeschraubt sein kann. In den oberen Abschnitt der mit Innengewinde versehenen Koppelmuffen sind die unteren Enden der Stützpfähle 6 eingeschraubt.

Oberhalb jeder Koppelmuffe 10 ist ferner am Gewin­ deteil der Stützpfähle 6 ein teller- oder scheibenförmiges Auflager 11 aufgeschraubt, auf das sich die darüber angeordne­ ten Elemente 1 abstützen. Die jeweilige Höhenlage der Aufla­ ger 11 kann somit durch bloßes Verdrehen derselben reguliert werden.

Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Elemen­ te 1 zwar grundsätzlich aus Holz, beispielsweise aus druck­ imprägniertem Kiefernholz erstellt, doch wird die unterste, auf den Auflagern 11 aufliegende Elementenreihe vorzugs­ weise aus Betonelementen 12 gebildet, die grundsätzlich die gleiche Form aufweisen, wie die darüberliegenden Holzelemen­ te 1.

Bei Erstellung einer erfindungsgemäßen Lärmschutz­ wand werden zunächst die Tragpfähle 7 eingebracht, deren Länge L und gegenseitiger Abstand a der Stabilität des je­ weiligen Erdreiches angepaßt wird. Nachdem die Stützpfähle 6 auf die Koppelmuffen 10 aufgeschraubt wurden, werden die Elemente 12 und 1 auf die Auflager 11 aufgesetzt, bis die Lärmschutzwand die gewünschte Höhe erreicht hat. Gleichzei­ tig mit dem Aufbau der Lärmschutzwand durch Übereinander­ schlichten der Elemente 1 und 12 werden deren Ausnehmungen 4 mit einem Schalldämmstoff, beispielsweise den unter der Bezeichnung Leccabeton bekannt gewordene Blähtonkugeln, aus­ gefüllt, so daß die Elemente 1 und 12 mit den Stützpfählen 6 fest verbünden werden. Die Löcher 5 müssen bei Verwendung eines relativ flüssigen Füllmaterials von außen vorüber­ gehend abgedeckt werden, bis das Füllmaterial einigermaßen ausgehärtet ist.

Die auf diese Weise erstellte Lärmschutzwand ent­ spricht bereits allen entscheidenden Kriterien, die vom Ge­ sichtspunkt der Schallabsorption und der stabilen Gründung im Erdreich gestellt werden müssen. Vorzugsweise wird die Wand jedoch auf ihrer der Schallquelle zugewandten Fläche mit einer Schallabsorptionsverkleidung 13 (Fig. 2) versehen, die ihrerseits bereits einen Teil der ankommenden Schallenergie absorbiert. Anstelle der Verkleidung 13, vorzugsweise aber zusätzlich zu derselben, können an der schallseitigen Front­ wand Rundstäbe 14 (Fig. 3) aus Holz angebracht werden, worauf die Lärmschutzwand mit einer oberen Abdeckung (Holz- oder Leichtmetallhaube) 15 versehen wird.

Die beschriebene Lärmschutzwand zeichnet sich ge­ genüber den bekannten Lärmschutzwänden durch mehrere ent­ scheidende Vorteile aus und das beschriebene Ausführungs­ spiel kann im Rahmen der in den Patentansprüchen definier­ ten Erfindung vom Fachmann in vielfacher Weise variiert werden. Von besonderer Bedeutung ist in erster Linie die Kombination der effektiven Schallabsorption mit der gleich­ zeitigen Verbesserung der Bodenstabilität, wobei die gegen­ seitigen Seitenabstände der Tragpfähle 7 nicht mehr durch die Länge der Dämmplatten bestimmt sind, sondern weitgehend variabel nach bodenmechanischen Erfordernissen gewählt wer­ den können. Je nach Bedarf können die vertikalen Tragpfähle auch durch Schrägpfähle 16 verstärkt werden, wie dies in Fig. 2 und 3 angedeutet ist. Auch wäre es beispielsweise möglich, anstelle eines vertikalen zwei schrägliegende Tragpfähle zu verwenden, die in zwei Gewindebohrungen einer gemeinsamen Koppelmuffe verankert waren.

Die in den Holzelementen angebrachten Löcher 5 können in beliebiger Anzahl und Form, beispielsweise auch als Schlitze, angebracht werden. Sie haben in erster Linie die Aufgabe, die auf die Wand auftreffenden Schallwellen zu dem die Ausnehmungen 4 füllenden Dämmstoff zu leiten.

Die Verwendungsmöglichkeiten der beschriebenen Lärmschutzwand sind äußerst vielseitig und unter anderem auch nicht auf deren Erstellung auf einem natürlichen, so­ genannten gewachsenen Boden beschränkt. Je nach Bedarf läßt sich eine solche Lärmschutzwand auch auf eine bestehende Mauer aufsetzen, in welcher ein Tragpfahl in einem vorge­ bohrten Loch verankert wird. Trag- und Stützpfähle könnten insbesondere bei dieser Anwendungsform aus einem einzigen Stahlrohr bestehen.

Claims (8)

1. Bauelement (1) aus Holz zur Erstellung von Lärm­ schutzwänden, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe eine praktisch quaderförmige Konfiguration und an seinen bei­ den Schmalseiten je ein Kupplungsorgan (2, 3) aufweist, das auf einer Schmalseite des Bauelements (1) aus derselben heraus ragt und auf der gegenüberliegenden Schmalseite als ent­ sprechend geformte Einbuchtung ausgebildet ist, wobei ferner das Bauelement (1) mindestens eine dasselbe auf seiner Gesamthöhe durchsetzende Ausnehmung (4) be­ sitzt.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das eine Kupplungsorgan (3) in Form einer sich über die Gesamthöhe des Bauelements erstreckenden Leiste und das gegenüberliegende Kupplungsorgan als ent­ sprechend geformte Nut (2) ausgebildet ist.

3. Lärmschutzwand in Holzkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe

• a) einerseits eine Vielzahl der in Anspruch 1 definierten Bauelemente (1) aufweist, die mittels ihrer Kupplungs­ organe (2, 3) unter Vermeidung offener Fugen ineinandergreifend eine geschlossene Wand bilden,
• b) andererseits zwecks Gründung der gemäß a) gebilde­ ten Wand und gleichzeitigen Stabilisierung des da­ runter befindlichen Erdreiches Injektionspfähle (7) in bestimmten, vom Zustand des Erdreichs abhängigen Abständen (a) im letzteren verankert sind, deren aus dem Erdreich nach oben ragende Verlängerungen (6) durch die genannten Ausnehmungen (4) der Bauelemente (1) hindurchragen, wobei
• c) sämtliche Ausnehmungen (4) der Bauelemente (1) mit einem Schalldämmstoff ausgefüllt sind.

4. Lärmschutzwand nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tragpfähle (7) mit deren Verlänge­ rung bildenden Stützpfählen (6) durch Koppelmuffen (10) verbunden sind.

5. Lärmschutzwand nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß jeder Stützpfahl (6) an seinem unteren Endabschnitt ein höhenverstellbares Auflager (11) auf­ weist, auf das sich die darüber befindlichen Bauelemente (1) abstützen.

6. Lärmschutzwand nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das genannte Auflager (11) ein aus Holz oder Beton erstelltes Sockelelement oder als Ablenkpro­ fil ausgebildet ist.

7. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (4) der Bauelemente (1) mit Blähton, d. h. mit Zementmörtel umhüllten Tonkugeln, ausgefüllt sind.

8. Verfahren zur Erstellung einer Lärmschutz­ wand mit Hilfe der in Anspruch 1 definierten Bauelemente, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zunächst Tragpfähle als Injektionspfähle in vorbe­ stimmten, von der Stabilität des vorhandenen Erd­ reichs abhängigen Abständen in das Erdreich einge­ bracht werden,
• b) die Stützpfähle, insofern sie nicht bereits ein­ teilig mit den Tragpfählen erstellt sind, auf die Tragpfähle aufgesetzt und mit denselben gekoppelt werden, worauf
• c) die Bauelemente auf die Stützpfähle aufgesetzt werden, worauf deren Ausnehmungen mit einem Schall­ dämmstoff ausgefüllt werden und die auf diese Weise erstellte Wand gegebenenfalls mit einer oberen Ab­ deckung und einer frontalen Schallabsorptionsver­ kleidung versehen wird.