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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Erdwall, insbesondere Deich
oder Damm, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben und ein
Verfahren zur Abdichtung oder Andichtung von Bauwerken.
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Mit
Erdwall sind sämtliche
baulichen Erdwallanlagen gemeint, deren Bestimmung es ist, über- und/oder
unterirdisch Wassermassen abzuwehren und/oder abzuleiten.
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Die
Herstellung von Dammanlagen zum Schutz vor Wassermassen ist seit
Jahrhunderten von existentieller Bedeutung. Im letzten Jahrzehnt
haben Überflutungen
gezeigt, wie wichtig Damm- und Deichanlagen für Leib und Leben, aber auch
Umwelt, Natur, Bauwerke und Lebensqualität sind.
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Insgesamt
rund 7500 Kilometer Deiche sollen das deutsche Binnenland trocken
halten. Doch in der Natur ist der Idealdeich oft nur ein frommer Wunsch.
Ganze Wälder
wuchern über
die Flutwälle. Deichfühler, wie
Mäuse,
Bisamratten, Füchse,
Kaninchen, Maulwürfe
und Biber beschädigen
die Flutbarrieren. Von einer Dichtung kann oft keine Rede mehr sein.
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Der
Druck der Wassermassen lastet im Ernstfall tagelang auf den beschädigten Bauten.
Dabei müssen
Binnendeiche ganz anderen Belastungen widerstehen als die Flutbauwerke
an der See, da der Druck der Wassermassen nicht nur bis zum nächsten Niedrigwasser,
sondern unter Umständen wochenlang
auflastet. Auch hinterlassen heiße Sommer in den Schutzwällen meist
tiefe Trocknungsrisse, in denen dann das Wasser eingepresst wird,
so dass der Schutzwall durchnässt
und es zu einer akuten Bruchgefahr kommt.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Erdwall und ein
Verfahren zur Herstellung desselben bereitzustellen, der den schädlichen und
zerstörerisch
wirkenden Umwelteinflüssen
besser widersteht bzw. Beschädigungen
selbständig heilt.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch
einen Erdwall, insbesondere Deich oder Damm, dadurch gekennzeichnet,
dass er aus einem selbstdichtenden Material, insbesondere Erdbaustoff,
hergestellt ist, das einen natürlichen
Erdbaustoff, der unter Zugabe eines natürlichen oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterial homogenisiert ist,
umfasst oder daraus besteht.
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Weiterhin
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren zur Herstellung eines Erdwalls nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, dass ein selbstdichtendes Material, insbesondere
Erdbaustoff, bereitgestellt wird, das einen natürlichen Erdbaustoff umfasst,
dem natürlichen Erdbaustoff
beim Homogenisieren mindestens ein natürliches oder künstliches,
bei Kontakt mit Wasser quellendes Quellmaterial zugegeben und das
aufbereitete Material zu einem Erdwall verbaut wird.
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Bei
dem Erdwall ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Erdbaustoff ton-,
lehm- oder mergelartige Erdstoffmasse umfasst.
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Weiterhin
ist die Zugabe des Quellmaterials vorzugsweise gleichmäßig.
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Weiterhin
wird diese Aufgabe gelöst
durch einen Erdwall, insbesondere Deich oder Damm, mit einem Kern,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus einem selbstdichtenden
Material, insbesondere Erdbaustoff, hergestellt ist, das einen natürlichen Erdbaustoff,
der unter Zugabe eines natürlichen
oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterial homogenisiert ist,
umfasst oder daraus besteht.
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Vorteilhafterweise
umfasst der Erdbaustoff ton-, lehm- oder mergelartige Erdstoffmasse.
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Besonders
bevorzugt ist die Zugabe des Quellmaterials gleichmäßig.
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Gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Erdwall
eine Krone und zu beiden Seiten des Kerns jeweils ein Widerlager
auf, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des Kerns auf den Feuchtigkeitsgehalt
der Widerlager gezielt eingestellt ist und/oder die Breite des Kerns
maximal der Breite der Krone entspricht.
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Weiterhin
wird ein Verfahren zur Herstellung eines Erdwalls nach einem der
Ansprüche
4 bis 6 bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein selbstdichtendes
Material, insbesondere Erdbaustoff, bereitgestellt wird, das einen
natürlichen
Erdbaustoff umfasst, dem natürlichen
Erdbaustoff beim Homogenisieren mindestens ein natürliches
oder künstliches, bei
Kontakt mit Wasser quellendes Quellmaterial zugegeben und das aufbereitete
Material zu einem Kern verbaut wird.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass der Kern vor dem, während des oder nach dem Bau(s)
eines oder zweier Widerlager verbaut wird. Mit anderen Worten erfolgt
der Verbau des Kerns in einer besonderen Ausführungsform während des
Neubaus eines Erdwalls.
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Alternativ
ist auch denkbar, dass der Kern nachträglich in einem Erdwall verbaut
wird. Beispielsweise kann der bereits vorhandene Deich oder Damm
entlang seiner Längsmittellinie
ausgekoffert werden, um dann den selbstdichtenden Erdbaustoff von
oben zur Bildung eines Kerns einzubringen.
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Vorteilhafterweise
wird der Feuchtigkeitsgehalt des Kerns auf den Feuchtigkeitsgehalt
eines oder zweier Widerlager eingestellt.
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Darüberhinaus
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
einen Erdwall, insbesondere Deich oder Damm, mit einem wasserseitigen Widerlager
und einem landseitigen Widerlager sowie einer Krone, wobei eines
der wasserseitigen oder landseitigen Widerlager aus einem selbstdichtenden Material,
insbesondere Erdbaustoff, hergestellt ist, das einen natürlichen
Erdbaustoff, der unter Zugabe eines natürlichen oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterials homogenisiert ist, umfasst
oder daraus besteht.
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Insbesondere
kann dabei vorgesehen sein, dass die Zugabe des Quellmaterials gleichmäßig ist.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform der
Erfindung schließt
das Widerlager, das aus einem selbstdichtenden Material, insbesondere
Erdbaustoff, hergestellt ist, das einen natürlichen Erdbaustoff, der unter
Zugabe eines natürlichen
oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterials homogenisiert ist,
umfasst oder daraus besteht, zumindest einen Teil der Krone ein.
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Vorteilhafterweise
ist das Widerlager, das aus einem selbstdichtenden Material, insbesondere Erdbaustoff,
hergestellt ist, das einen natürlichen Erdbaustoff,
der unter Zugabe eines natürlichen
oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterials homogenisiert ist,
umfasst oder daraus besteht, in den Baugrund eingearbeitet.
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Weiterhin
wird diese Aufgabe gelöst
durch ein Verfahren zur Herstellung eines Erdwalls nach einem der
Ansprüche
11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein selbstdichtendes Material,
insbesondere Erdbaustoff, bereitgestellt wird, das einen natürlichen
Erdbaustoff umfasst, dem natürlichen
Erdbaustoff beim Homogenisieren mindestens ein natürliches
oder künstliches,
bei Kontakt mit Wasser quellendes Quellmaterial zugesetzt und das
aufbereitete Material zu einem wasserseitigen oder landseitigen Widerlager
eines Erdwalls verbaut wird.
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Insbesondere
kann dabei vorgesehen sein, dass zur Bereitstellung des selbstdichtenden
Materials ein natürlicher
Baustoff eines entsprechenden wasserseitigen oder landseitigen Widerlagers
eines Erdwalls abgetragen, aufbereitet, homogenisiert und das jeweilige
wasserseitige bzw. landseitige Widerlager profilgerecht wieder hergestellt
wird.
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Weiterhin
liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Abdichtung oder
Andichtung von Bauwerken, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauwerk
in einem selbstdichtenden Material, insbesondere Erdbaustoff, das
einen natürlichen
Erdbaustoff umfasst oder daraus besteht, der unter Zugabe eines natürlichen
oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterial homogenisiert ist,
eingebettet oder davon ummantelt wird.
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Schließlich kann
dabei vorgesehen sein, dass das Bauwerk ein Bauwerk in einem Damm
oder Deich ist.
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Der
Erfindung liegt die überraschende
Erkenntnis zugrunde, dass das in dem selbstdichtenden Material,
insbesondere Erdbaustoff, befindliche Quellmaterial, in den Erdbaustoff
eindringendes Wasser absorbiert und das Wasser einlagert. In Folge
der Absorption des Wassers durch das Quellmaterial nimmt das Quellmaterial
an Volumen zu und verdichtet den das Quellmaterial umgebenden natürlichen
Erdbaustoff dergestalt, dass der natürliche Erdbaustoff eine sehr
hohe Lagerungsdichte erfährt, die
die Wasserdurchlässigkeit
im Abdichtungsmaterial stark reduziert. Soweit Beschädigungen
durch Tiere, Ungeziefer, Waldbestand (Wurzeln) oder natürliche Erosionen
(Trocknungsrisse) in dem mit dem selbstdichtenden Erdbaustoff hergestellten
Deich- oder Dammanlagen vorhanden sind, quillt der mit Quellmaterial
homogenisierte Erdbaustoff bei Wasserkontakt in diese Beschädigungen
und Hohlräume und
schließt
die Wasserläufigkeiten,
so dass kein Wasser mehr in den Damm- bzw. Deichkörper eindringen
kann. Mithin nutzt der selbstdichtende Erdbaustoff das in den Damm
bzw. Deich eindringende Wasser, um diesen zu dichten und Beschädigungen nachhaltig
zu heilen. Nachdem die Wassermassen abgezogen sind, verbleibt ein
intakter Schutzwall mit geheilten Beschädigungen. Das im selbstdichtenden Material,
insbesondere Erdbaustoff, befindliche Quellmaterial gibt in Trockenzeiten
eingelagertes Wasser wieder frei, so dass dieses bei erneutem Wasserzutritt,
zum Beispiel Hochwasser, erneut quellaktiv ist. Aufgrund des Eigengewichts
des Damm- bzw. Deichmaterials erfolgt kontinuierlich mit der Austrocknung
des Damm- bzw. Deichbaumaterials eine selbstständige Nachverdichtung desselben. Der
Anteil des Quellmittels in dem homogenisierten selbstdichenden Erdbaustoff
richtet sich nach der Qualität
und der Beschaffenheit des zur Herstellung des selbstdichtenden
Erdbaustoffs verwendeten natürlichen
Erdbaustoffes sowie den Vorgaben der zuständigen Baubehörden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung, in der mehrere Ausführungsbeispiele
anhand der schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert werden.
Dabei zeigt:
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1 eine
perspektivische Schnittansicht durch einen Damm gemäß einer
ersten besonderen Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Schnittansicht wie 1, aber mit auf einer Seite
des Damms anstehendem Wasser;
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3 eine
perspektivische Schnittansicht von dem Damm gemäß den 1 und 2,
wobei jedoch auf der Wasserseite des Damms Dammkörperbeschädigungen vorliegen;
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4 den
Damm von 3 bei anstehendem Wasser;
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5 einen
Damm gemäß einer
weiteren besonderen Ausführungsform
der Erfindung in perspektivischer Schnittansicht;
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6 den
Damm von 5 bei anstehendem Wasser;
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7 den
Damm von 5 bei Dammkörperbeschädigungen;
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8 den
Damm von 7 bei anstehendem Wasser;
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9 einen
Damm gemäß einer
weiteren besonderen Ausführungsform
der Erfindung in perspektivischer Schnittansicht;
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10 den
Damm von 9 bei anstehendem Wasser; und
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11 eine
Abdichtung eines Bauwerkes in perspektivischer Schnittansicht bei
anstehendem Wasser.
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Wie
sich aus einer Zusammenschau der 1 und 2 ergibt,
weist der darin gezeigte Damm einen Dammkörper 1 mit einer Dammkrone 2 auf.
Besagter Damm ist aus einem selbstdichtendem Erdbaustoff hergestellt,
der einen natürlichen
Erdbaustoff 6 umfasst, der unter Zugabe eines natürlichen
oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterials 7 homogenisiert
ist. Bei auf einer Seite des Damms anstehendem Wasser 8 absorbiert
der selbstdichtende Erdbaustoff, aus dem der Damm besteht, mittels
des Quellmaterials in den selbstdichenden Erdbaustoff eindringendes
Wasser 8, das durch Tröpfchen-Symbole
dargestellt ist. Besagtes Wasser lagert sich im Bereich des Übergangs zwischen
Wasser 8 und dem Damm ein. In Folge der Absorption des
Wassers 8 durch das Quellmaterial 7 nimmt das
Quellmaterial an Volumen zu und verdichtet den das Quellmaterial
umgebenden natürlichen Erdbaustoff 6 dergestalt,
dass der natürliche
Erdbaustoff eine sehr hohe Lagerungsdichte erfährt, die die Wasserdurchlässigkeit
im Abdichtungsmaterial stark reduziert.
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In
dem in den 3 und 4 gezeigten Fall
von Dammkörperbeschädigungen 10,
beispielsweise Gänge
oder Hohlräume
in den Dammkörper 1, die
durch Tiere geschaffen worden sind, quillt der mit dem Quellmaterial 7 homogenisierte
Erdbaustoff 6 bei Wasserkontakt in diese Dammkörperbeschädigungen 10 und
schließt
die Wasserläufigkeiten,
so dass kein Wasser mehr in den Dammkörper 1 eindringen
kann.
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In
den 5 und 6 ist ein Damm mit einem Dammkörper 1 gezeigt,
der zwei gegenüberliegende
Widerlager, nämlich
ein wasserseitiges Widerlager 4 und ein landseitiges Widerlager 5 und
einen dazwischen angeordneten Kern 9 aufweist. Der Kern 9 weist
eine Breite auf, die kleiner als die Breite der Dammkrone 2 ist.
In allen vorangehend und auch in allen weiteren beschriebenen Figuren
ist der Damm auf einem Baugrund 3 verbaut.
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Kerndichtungen
in Dämmen
sind Stand der Technik. Jedoch haben sämtliche bekannten Kerndichtungen
den Nachteil, dass diese nach Fertigstellung als starre oder statische
Wand in einem Schutzwall eingebaut sind und Bewegungen im Dammkörper nicht
folgen können,
wie Spundwände
oder Kerndichtungen auf Zementbasis.
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In
dem in den 5 und 6 gezeigten Fall
wird der Kern 9 bzw. die Kerndichtung mit gezielt eingestelltem
gleichen Feuchtigkeitsgehalt wie das für die Widerlager 4 und 5 verwendete
Dammmaterial, wie zum Beispiel Ton oder Mergel, verbaut. Der Kern 9 behält auch
nach dem Einbau und nach Fertigstellung des Dammes den gleichen
Feuchtigkeitsgehalt wie die beidseitig anschließenden Widerlager 4 und 5 bei
und bildet somit eine homogene Schicht zwischen dem landseitigen
Widerlager 5 und dem wasserseitigen Widerlager 4.
Vorzugsweise wird bei dem Kern 9 ein hoher Anteil an Quellmaterial 7 verwendet.
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Wie
in den 5 und 6 gezeigt, absorbiert das Quellmaterial 7 das
bereits durch das wasserseitige Widerlager 4 gedrungene
Wasser und „lagert” dieses
ein. Der durch die Absorption des Wassers einsetzende Quellvorgang
verdichtet das Material des Kerns 9 sowie auch das für das wasserseitige Widerlager 4 verwendete,
an den Kern 9 anschließende
Dammbaumaterial stark. Durch diesen Quellvorgang wird eine Sperrschicht
mit sehr hoher Wasserdichtigkeit erzielt, so dass ein Durchnässen des landseitigen
Widerlagers 5 und mithin eine Bruchgefahr vermieden wird.
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In
den 7 und 8 ist der Fall gezeigt, in dem
sich Dammkörperbeschädigungen 10 durch den
Dammkörper 1 und
durch den Kern 9 erstrecken. Im Bereich von Beschädigungen
des Kerns 9 oder der mit dem Kern 9 in Verbindung
stehenden Widerlager 4 und 5 durch Deichwühler, Wurzeln,
Setzungen oder natürlichen
Einflüssen
hat das Abdichtungsmaterial 9 in dem Kern bei Wasserzutritt
keinen Quellwiderstand während
des Quellvorganges. Durch einen hohen Anteil des Quellmaterials 7 in dem
Kern 9 wird das Abdichtungsmaterial plastisch bis flüssig und
wird es durch den voranschreitenden Quellvorgang in die beschädigten Hohlräume gedrückt, so
dass diese versiegelt und mithin nachhaltig abgedichtet (geheilt)
werden. Nachdem ein Hochwasser abgelaufen ist und der Damm auf natürliche Weise
das gebundene Wasser abgibt, wird dem Kern ebenfalls das gebundene
Wasser entzogen und gewinnt der Kern 9 sein Quellvermögen zurück. Es verbleibt
mithin ein intakter und geheilter Kern 9.
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In
den 9 und 10 ist ein Damm mit einem Dammkörper 1 gezeigt,
der im Prinzip wie der in den 5 bis 8 gezeigte
Damm zwei gegenüberliegende
Widerlager, nämlich
ein wasserseitiges Widerlager 4 und ein landseitiges Widerlager 5,
aber keinen dazwischen angeordneten Kern aufweist. Die Widerlager 4 und 5 grenzen
daher direkt aneinander. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst sowohl
das wasserseitige Widerlager 4 als auch das landseitige
Widerlager 5 jeweils einen Teil der Dammkrone 2.
Dies muss aber nicht der Fall sein. Desweiteren ist im vorliegenden
Ausführungsbeispiel das
landseitige Widerlager 5 aus einem selbstdichtenden Material,
insbesondere Erdbaustoff, hergestellt ist, das aus einem natürlichen
Erdbaustoff 6, der unter Zugabe eines natürlichen
oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterial 7 homogenisiert
ist, besteht. Wie ebenfalls in den 9 und 10 gezeigt
ist, ist das landseitige Widerlager 5 in den Baugrund 3 eingearbeitet,
um einem Grundbruch vorzubeugen. Dies muss aber nicht so sein.
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Der
in den 9 und 10 gezeigte Damm kann beispielsweise
durch Sanierung oder Zustandsverbesserung eines bestehenden Damms (Erdwalls)
zur Verbesserung der Standfestigkeit und Wasserdichtheit gegen Hochwassergefahren
hergestellt sein. Dazu wird gemäß einer
besonderen Ausführungsform
der Erfindung der natürliche
Erdbaustoff 6 eines der Widerlager 4 und 5,
im vorliegenden Fall und vorzugsweise das landseitige Widerlager 5, abgetragen,
der abgetragene natürliche
Erdbaustoff unter Zugabe eines natürlichen oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterials 7 homogenisiert
und das landseitige Widerla ger 5 mit dem so aufbereiteten
homogenisierten selbstdichtenden Material wieder hergestellt. Der
Umfang und die Abmessungen des aufzubereiteten Widerlagers 4 bzw. 5 richten
sich nach den Vorgaben der Behörden und
den Bedingungen der Örtlichkeit.
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Ein
wesentlicher Vorteil des vorangehend beschriebenen Verfahrens liegt
in der kostengünstigen
Sanierung/Zustandsverbesserung von Erdwällen, insbesondere Deichen
oder Dämmen.
Außerdem
bleibt die Vegetationsdecke des wasserseitigen Widerlagers unverändert bestehen,
so dass wasserseitige Erosionsschäden durch die Sanierungsmaßnahme nicht
entstehen können.
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Schließlich zeigt 9 eine
perspektivische Schnittansicht von einem Damm gemäß einer
weiteren besonderen Ausführungsform
der Erfindung, in dem oberhalb des Baugrundes 3 ein horizontaler Durchlass 11 sowie
ein damit in Verbindung stehender vertikaler Schacht 12,
das heißt
Bauwerk, vorgesehen sind. Sowohl der Durchlass 11 als auch
der Schacht 12 sind mit einem selbstdichtenden Erdbaustoff,
der einen natürlichen
Erdbaustoff 6, der unter Zugabe eines natürlichen
oder künstlichen,
bei Kontakt mit Wasser quellenden Quellmaterials 7 homogenisiert
ist, umfasst oder daraus besteht, eingebettet oder ummantelt, um
bei Wasserzutritt Randläufigkeiten
und Erosionen entlang der Bauwerkssubstanz nachhaltig zu verhindern.
Ebenso wird durch die Einbettung des gesamten Bauwerks oder von
Teilen desselben in dem selbstdichtenden Erdbaustoff ein Eindringen
von Wasser in das Bauwerk, das heißt den Schacht 12,
verhindert.
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Die
in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in beliebigen Kombinationen für
die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
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- 1
- Dammkörper
- 2
- Dammkrone
- 3
- Baugrund
- 4
- wasserseitiges
Widerlager
- 5
- landseitiges
Widerlager
- 6
- Erdbaustoff
- 7
- Quellmaterial
- 8
- Wasser
- 9
- Kern
- 10
- Dammkörperbeschädigung
- 11
- Durchlass
- 12
- Bauwerk