DE10037038A1 - Verfahren zum Herstellen des Unterwasseranschlusses einer tonigen Erdstoffmassenlage an eine Spundwand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Her­ stellen des Unterwasseranschlusses einer tonigen Erdstoffmassenlage, insbesondere einer Tondichtung, zur Dichtung eines Gewässerbodens, insbesondere einer Kanalsohle und/oder einer Böschung, an einer Spundwand.

Es ist bekannt, beispielsweise nach der DE 36 22 133, aus aufbereiteten tonigen Erdstoffmassen mit Hilfe einer Ausstechform Platten auszustechen, die dann gezielt auf eine abzudichtende Fläche eines Gewässerbodens abgesenkt werden, so daß die dann aneinander angrenzenden Platten eine Tondichtung bilden. Dort, wo Gewässer durch Bauwerke, wie Wände, beispielsweise Kaimauern, insbesondere aber Spundwände, begrenzt sind, ist es problematisch, die Tondichtung an ein Bauwerk, insbesondere eine Spundwand, so anzuschließen, daß eine sichere Abdichtung in diesem Anschlußbereich gewährleistet ist. Schwierigkeiten der Abdichtung im Anschlußbereich resultieren insbesondere aus dem Profil der Spundwand. Die Form der Spundwand weist Erhebungen und Absenkungen auf, die auch als Täler und Berge bezeichnet werden, in denen Schlösser der Spundbohlen ineinander greifen. Diese Täler und Berge können von einer vor die Erhebungen stoßenden Dichtmassenlage, insbesondere der tonigen Erdstoffmasse nicht ohne weiteres so ausgefüllt werden, daß ein wasserdichter Abschluß gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu finden, mit denen sich ein Unterwasseranschluß einer tonigen Erdstoffmasse an ein im Wasser stehendes Bauwerk, insbesondere an eine Spundwand, herstellen läßt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebene Vorgehensweise gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 7.

Durch den Aushub eines Grabens entlang der Spundwand läßt sich die Fläche des Anschlußbereiches an eine Spund­ wand vergrößern. Wird der Graben anschließend mit einer in sich geschlossenen Füllage aufgefüllt, ist die Mächtigkeit der Füllage mit Vorteil vergrößert, so daß die gewünschte Abdichtung über einen vorteilhaft größeren, in die Tiefe des Gewässerbodens hineinreichenden Flächenbereich erfolgt.

Tonartige Erdstoffmassen werden zunächst zur Homogenisierung aufbereitet und in eine Vielzahl dreidimen­ sionaler Körper zerteilt. Die dreidimensionalen Körper sind bevorzugt solche, deren Abmessungen in allen drei Dimensionen etwa gleich sind. Insbesondere werden die aufbereiteten tonigen Dichtmassen in dreidimensionale Kör­ per mit Abmessungen im Zentimeterbereich, beispielsweise von 3 bis 10 oder 15 cm zerteilt, wobei kubische Körper mit Kantenlängen von 6 bis 8 cm bevorzugt werden. Mit einer Schüttung der so hergestellten dreidimensionalen Körper aus toniger Erdstoffmasse kann der ausgehobene Graben gefüllt werden. Vorzugsweise werden so viele dreidimensionale Körper in den Graben geschüttet, daß sich eine aus dem Graben nach oben vorstehende Erhebung durch einen vorbestimmten Überschuß der Schüttung ausbildet. Die den Graben ausfüllende Schüttung aus dreidimensionalen Körpern wird anschließend mit einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einem Rüttler auf Verdichterplatten, beauf­ schlagt. Diese führt einerseits eine Vibration bzw. ein Rütteln oder Stampfen durch und kann auch gleichzeitig einen mechanischen Druck ausüben. Dieser mechanische Druck kann durch das Eigengewicht der Bearbeitungsvorrichtung erzeugt werden. Es ist jedoch auch möglich, eine Druckausübung durch entsprechende Belastung der Bearbeitungsvorrichtung, beispielsweise mit entsprechenden Mechaniken, Gewichten und dergleichen zu erzeugen. Die vor­ beschriebenen Maßnahmen eignen sich insbesondere auch zur Durchführung unter der Oberfläche von vor dem Bauwerk, der Spundwand, anstehendem Wasser.

Die Bearbeitungsvorrichtung kann als Rüttler ausgebildet sein, dessen Bodenplatte auf die Schüttung auf­ gesetzt wird und der durch die Vibrationsenergie und gleichzeitigen mechanischen Druck auf die dreidimensionalen Körper aus toniger Erdstoffmasse der Schüttung einwirkt. Während des Einsatzes des Bearbeitungsgerätes erfolgt eine Umformung und Verdichtung der Vielzahl dreidimensionaler Körper in der Schüttung zu einer durchgängigen homogenen Füllage, die sich an die den Graben landseitig begrenzende Spundwand formschlüssig anschmiegt. Täler der Spundwand werden vollständig ausgefüllt und optimal abgedichtet. Auch Bodenunebenheiten im ausgehobenen Graben werden durch Ein­ schmiegen ausgefüllt und abgedichtet.

Auf die fertiggestellte Füllage wird erfindungsgemäß eine weitere Schüttung aus tonigen dreidimensionalen Körpern gelegt, die anschließend durch erneutes Aufsetzen der Bearbeitungsvorrichtung zu einer Decklage verformt werden. Diese Decklage schmiegt sich ebenfalls an die Spundwand aber auch an die Oberseite der darunter befind­ lichen Füllage an, und kann sich sogar mit der Füllage innig verbinden. Des weiteren kann auch ein Anlegen bzw. Anschließen der Decklage an den parallel zur Spundwand liegenden freien Rand der Dichtmassenlage bzw. der Tondichtung erfolgen.

Der gegenseitige Anschluß zwischen Decklage und Dicht­ massenlage ist ohne weiteres möglich, wenn sowohl für die Decklage als auch die Dichtmassenlage gleiche tonige Erd­ stoffmassen verwendet werden, da sich diese in den gegenseitigen Anlagebereichen übergangslos innig mitein­ ander verbinden lassen.

Um den Graben so ausheben zu können, daß auch die Täler einer Spundwand frei geräumt sind, damit auch diese Bereiche mit nachfolgend eingebrachter Schüttung aus drei­ dimensionalen Körpern ausgefüllt werden, wird mit besonderem Vorteil ein Schaufelwerkzeug verwendet, dessen vordere Arbeitskante dem Profil der Spundwand angepaßt ist. Die vordere Arbeitskante des Schaufelwerkzeugs weist folg­ lich Einschnitte auf, deren Formgebung und Dimensionierung der Form und den Abmessungen der Täler und Berge der Spundwand entspricht. Mit einem solchen Schaufelwerkzeug, das beispielsweise von einem Bagger bewegt werden kann, läßt sich ein Graben abschnittsweise unmittelbar vor der Spundwand ausheben.

Die Bearbeitungsvorrichtung, mit der die Schüttung aus dreidimensionalen Körpern anschließend zu einer in sich ge­ schlossenen Füllage verformt werden, weist ebenfalls ein Bearbeitungswerkzeug auf, das eine an das Profil der Spund­ wand angepaßte Vorderkante hat, so daß auch die mit der Schüttung gefüllten Bereiche innerhalb der Täler eines Spundwandprofils von der Bearbeitungsvorrichtung erreicht werden.

Es hat sich gezeigt, daß eine Grabenbreite von etwa 1,5 m, gemessen von einem Berg der Spundwand aus, ausreicht, um eine optimale Abdichtung im Anschlußbereich zu gewährleisten. Das Grabenprofil und damit auch das Profil der den Graben nach der Bearbeitung ausfüllenden Füllage ist mit besonderem Vorteil etwa keilartig, derart, daß sich die größte Grabentiefe bzw. größte Dicke der Füllage im Bereich der Spundwand befindet. Die größte Grabentiefe befindet sich dabei insbesondere unmittelbar vor der Spundwand und in den Bereichen der Täler der Spundwand. Dies hat den Vorteil, daß auch die größte Anlagefläche zwischen der Füllage und der angrenzenden bzw. anliegenden Oberfläche der Spundwand gegeben ist. Dadurch ist eine verbesserte Abdichtung gegen das Eindringen von über den Lagen aus Erdstoffmassen anstehendem Wasser erreicht, zumal zu beachten ist, daß unmittelbar an der Spundwand eine Wassersäule von mehreren Metern steht, so daß der Bereich des Anschlusses der Erdstoffmassen an die Spundwand besonders empfindlich gegen eindringendes Wasser ist und folglich die erfindungsgemäßen Maßnahmen, welche die gewünschte Abdichtung gewährleisten, besonders vorteilhaft sind.

Dabei wird die die Dichtwirkung verbessernde Anlage­ fläche zwischen den Erdstoffmassen und der Spundwandober­ fläche durch die auf die Füllage aufgebrachte Decklage auch noch mit Vorteil weiter vergrößert.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst der Graben ausgehoben. Der Graben wird dabei bevorzugt etwa mit der doppelten Tiefe der Dichtmassenlage für den Gewässerboden ausgehoben. Besonders günstig ist es, wenn die Tiefe sogar noch etwas größer als die doppelte Dicke der Dichtmassenlage ist. Bei einer Schicht von 30 cm ist beispielsweise eine Grabentiefe von 70 cm günstig. Sodann wird die Füllage des Grabens hergestellt. Anschließend wird die Decklage hergestellt. Daran kann sich die Herstellung der eigentlichen Erdstoffmassenlage auf dem Gewässerboden anschließen. Diese Verfahrensschritte können in trockengelegten Gewässerbereichen durchgeführt werden, aber auch ohne weiteres unter Wasser.

Selbstverständlich kann der Graben, und damit auch die Füllage, auch andere Querschnittsformen aufweisen. Bei­ spielsweise ist eine Füllage vorteilhaft, die im unmittel­ baren Anschlußbereich an die Spundwand die rechteckige Form eines Streifens oder Bandes aufweist, dessen der Spundwand abgekehrte Randseite dann in einem Spitzkeil ausläuft, dessen Schrägflanke, Grabenrand, d. h. zum Niveau des Gewässerbodens, auf dem es die Erdstoffmassenlage zu legen gilt, ansteigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der schematischen Zeichnung dargestellt. Im einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Anschluß­ bereich einer Dichtmassenlage durch einen Berg eines Anschluß­ profils; und

Fig. 2 einen Schnitt durch den Anschluß­ bereich einer Dichtmassenlage durch ein Tal eines Anschlußprofils.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Anschluß­ bereich einer Dichtmassenlage 1 an eine Spundwand 2 im Bereich eines Bergs der Spundwand, die aus Spundbohlen 3 in an sich bekannter Weise gesetzt ist und quer zur Zeichnungsebene verläuft. Der Gewässerboden ist mit 4 bezeichnet. Demzufolge entspricht der linke Zeichnungsrand der Landseite des Gewässers mit der begrenzenden Spundwand 2. Unmittelbar vor der Spundwand 2 ist ein quer zur Zeichnungsebene verlaufender Graben 5 ausgehoben, dessen Sohle im der Spundwand 2 unmittelbar benachbarten Bereich etwa horizontal verläuft und dann keilförmig auf das Niveau des Gewässerbodens 4 ansteigt.

Durch Verwendung eines speziellen Schaufelwerkzeugs, welches dem Profil der Spundwand angepaßt ist, läßt sich der Graben 5 so ausheben, daß er sich mit seiner Sohle bis in die Täler einer Spundwand 2 hinein erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist hier ein Tal eines Spundwandprofils durch die Bezugszahl 6 angedeutet. Ein Berg eines Spundwandprofils ist mit 7 bezeichnet.

In den Graben 5 ist eine Schüttung aus drei­ dimensionalen Körpern gegeben. Die Körper bestehen aus tonigen Erdstoffmassen. Die Schüttung wird durch Aufsetzen einer hier nicht weiter dargestellten Bearbeitungs­ vorrichtung zu einer in sich geschlossenen Füllage F1 verformt, die sich dabei an die den Graben 5 landseitig begrenzende Spundwand 2 formschlüssig anschmiegt und dabei das hier angedeutete keilförmige Querschnittsprofil annimmt.

Anschließend wird, ebenfalls aus dreidimensionalen Körpern, die aus tonigen Massen hergestellt sind, eine weitere Schüttung in den Bereich des Grabens gegeben, der durch anschließendes erneutes Aufsetzen der Bearbeitungs­ vorrichtung zu der Decklage F2 verformt wird. Sowohl die Füllage F1 als auch die Decklage F2 erstrecken sich dabei bis in die Täler der Spundwand 2 hinein, so daß ein abdichtendes Anschmiegen an die Oberfläche der einzelnen Spundbohlen 3 der Spundwand 2 gegeben ist.

Mit F3 ist eine tonige Erdstoffmassenlage bezeichnet, die der Abdichtung des eigentlichen Gewässerbodens dient. Es ist ersichtlich, daß die Erdstoffmassenlage F3 und die Decklage F2 etwa gleiche Dicke aufweisen. In den Stoßbereichen zwischen Decklage und Füllage sowie letztlich der Erdstoffmassenanlage ergeben sich innige, praktisch übergangslose bzw. absatzlose Verbindungen, so daß die Erdstoffmassenlage letztlich optimal an die Spundwand 2 angeschlossen ist. Eine sichere Abdichtung eines Gewässer­ bettes im problematischen Spundwandbereich ist gegeben.

In Fig. 2 ist vergleichbar zu Fig. 1 ein Schnitt durch den Anschlußbereich einer Dichtmassenlage 1 an eine Spundwand im Bereich eines Tals der Spundwand dargestellt. Gleiche Bereiche sind mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen des Unterwasser-Anschlusses einer tonigen Erdstoffmassenlage, insbesondere Tondichtung, zur Dichtung eines Gewässerbodens, insbesondere einer Kanalsohle und/oder einer Böschung, an einer Wand, insbesondere einer Spundwand, dadurch gekennzeichnet, daß gewässerseitig unmittelbar vor der Spundwand (2) ein Graben (5) ausgehoben wird, daß eine Schüttung aus dreidimensionalen Körpern, die vorher aus aufbereiteten tonigen Massen hergestellt sind, in den Graben (5) gegeben wird, daß die Schüttung durch nachfolgendes Aufsetzen einer verdichtenden Bearbeitungsvorrichtung zu einer in sich geschlossenen Füllage (F1) verformt und die Füllage (F1) dabei an die den Graben (5) landseitig begrenzende Spundwand (2) formschlüssig geschmiegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des ausgehobenen Grabens (5) etwa die doppelte Dicke der tonigen Erdstoffmassenlage (F3) für den Gewässerboden (4) ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Graben (5) und damit auch die ihn nach der Verdichtung ausfüllende Füllage (F1) mit einem Profil in Form eines etwa keilförmigen Bandes hergestellt wird, derart, daß sich die größte Grabentiefe im Bereich vor der Spundwand (2) befindet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die bearbeitete Füllage (F1) eine weitere Schüttung aus tonigen dreidimensionalen Körpern gelegt wird, welche anschließend durch erneutes Aufsetzen der Bearbeitungsvorrichtung zu einer Decklage (F2) verformt werden, und die Decklage (F2) sowohl an die Spundwand (2), die Oberseite der darunter befindlichen Füllage (F1) als auch an den parallel zur Spundwand liegenden freien Rand, der auf dem Gewässerboden zu verlegenden Erdstoffmassenlage (F3) innig geschmiegt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graben (5) und damit auch die Füllage (F1) mit einer Gesamtbreite von etwa 1,5 m, gemessen von einem Berg (6) der Spundwand (2) aus, hergestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Aushub des Grabens (5) ein dem Profil der Spundwand (2) angepaßtes Schaufelwerkzeug verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bearbeitungsvorrichtung verwendet wird, deren Bearbeitungswerkzeug eine an das Profil der Spundwand (2) angepaßte Vorderkante hat.