DE19602604A1 - Bodenmörtel - Google Patents

Description

Die Patentanmeldung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Gründungs- und Verbauelementen im Baugrund, bei denen der anstehende Boden ein Teil des Baustoffes ist.

Zur Verbesserung der Tragfähigkeit des Bodens und zur Einleitung konzentrierter Kräfte in den Baugrund sind neben bekannten Techniken wie Ortbetonpfählen und Schlitzwänden zahlreiche Verfahren bekannt, bei denen der anstehende Boden durch Zugabe von Bindemitteln in einen selbsterhärtenden Baustoff verwandelt wird.

Zur Herstellung von Mörtelpfählen sind beispielsweise Techniken bekannt, bei denen unterschiedliche Rührflügel an Bohrstangen befestigt sind, welche in den Boden einge­ dreht werden und durch Zugabe von Zementsuspension aus dem anstehenden Boden eine Bodenmörtelsäule herstellen.

Die Patentanmeldung 42 19 150 beschreibt ein Herstellverfahren für Mörtelpfähle, welches mit einer durchgehenden Bohrschnecke ausgeführt wird. Der Vorteil dieser Verfahren ist, daß der Boden nicht durch einen teuren, fertigen Beton aus dem Lieferwerk ersetzt wird, sondern selbst an Ort und Stelle zu einem erhärtenden Baustoff umgewandelt wird.

Nachteil dieser Verfahren ist, daß bei unterschiedlichen Bodenschichten die Qualität des an Ort und Stelle gemischten Mörtels und somit seine Festigkeiten entlang der Pfahlachse erheblich schwanken.

Ein weiteres Verfahren beschreibt die Europäische Patentschrift 0633361, bei dem eine schwertartige Schlitzwandfräse den Boden nach oben fördert, diesen oben mit Bindemittel vermischt und in einem kontinuierlichen Kreislauf in den Schlitz zurück fördert. Wird dieses Verfahren in Böden angewendet, bei denen hinsichtlich Zusammensetzung und Korngröße unterschiedliche Bodenschichten anstehen, so besteht gerade bei kontinuierlich durch­ geführten Verfahren die Gefahr, daß die Qualität der wieder eingebrachten Mörtelmi­ schung erheblichen Schwankungen unterliegt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn wie beim Verfahren der Patentanmeldung E 0633361 beschrieben, der Boden so wie gefördert und ohne vorher behandelt bzw. von unbrauchbaren Bestandteilen befreit direkt zu einem Mörtel verarbeitet wird. Treten beispielsweise in einigen Schichten gröbere Bestandteile im Boden auf und werden diese nur gebrochen, so ist es gerade bei kontinu­ ierlichen Zugaben von Bindemitteln sehr schwierig, die richtige Menge an Bindemitteln zuzugeben. Will man jedoch ein Produkt in den Boden einbauen, welches eine gleich­ mäßige Qualität und hohe Druckfestigkeiten besitzt, so ist eine Behandlung des Aushub­ materiales und eine angepaßte Dosierung der Bindemittel zwingend nötig.

Die Erfindung beschreibt nun ein Verfahren, bei dem aus dem anstehenden Boden ein hochwertiger Mörtel hergestellt wird, welcher aufgrund guter Homogenität und dosierter Bindemittelzugabe ein anspruchsvoller, hoch belastbarer Baustoff mit gleichbleibender Qualität und Festigkeit ist.

In einem Großteil der vorhandenen Böden läßt sich auf diese Weise ein Baustoff her­ stellen, welcher mit den teureren Fertigmörteln bzw. Betonen, wie sie im Betonlieferwerk hergestellt werden, gut konkurrieren kann.

Unabhängig davon ergibt sich auch ein logistischer Vorteil, da der Beton nicht über weite Strecken antransportiert werden muß; infolgedessen wird auch die Umwelt geschont. Weiter reduzieren sich die Aufwendungen für die Abfuhr des Aushubs.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die Aufgabe entsprechend den Arbeitsschritten des kennzeichnenden Anspruchs 1.

Mit dem Greiferbohrverfahren, dem Drehbohrverfahren oder dem Schlitzwandverfahren wird der anstehende Baugrund gelöst, und auf diese Weise entstehen Hohlräume im Boden. Diese Hohlräume werden unverrohrt, verrohrt oder unter Einsatz einer Stützflüssig­ keit hergestellt. Ebenso ist eine Stützung mit einer bodengefüllten durchgehenden Schnec­ ke denkbar.

Der Boden wird auf der Baustelle gesammelt, gegebenenfalls gebrochen und anschlie­ ßend über eine Siebanlage geführt. Hier wird er in mindestens eine Kornfraktion getrennt, wobei Überkorn bzw. Bodenbestandteile, welche für die Herstellung eines Mörtels nicht geeignet sind, abgesondert werden. Dies sind beispielsweise tonige Bestandteile des Bodens, welche schlecht in einem Mörtel homogenisiert werden können bzw. zu Festig­ keitsminderung im Mörtel führen würden.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, der Siebung nicht nur den Boden aus den hergestell­ ten Hohlräumen zuzuführen, sondern auch geeigneten Boden aus oberflächennahen Bereichen, der mit üblichen Aushubgeräten gewonnen und transportiert werden kann.

Nach Durchführung der Siebung, welche auf der Baustelle erfolgt, wird der gesiebte Boden zu einer auf der Baustelle installierten Mischanlage befördert. Die Beförderung kann sowohl über Schaufellader als auch Förderschnecken oder Förderbänder erfolgen. In der Mischanlage wird der gesiebte Boden volumetrisch oder gewichtsmäßig dosiert in den Mischer eingebracht. Ebenso dosiert wird ein Bindemittel in den Mischer eingebracht und eine exakt zudosierte Wassermenge. Wird eine besondere Verarbeitbarkeit des Boden­ mörtels gewünscht, so werden noch Betonzusatzmittel zugesetzt.

Bevorzugterweise erfolgt die Mischung der einzelnen Bestandteile in Chargenmischern. Bei besonders gleichmäßigen Böden kann die Mörtelherstellung auch in kontinuierlicher Weise in Durchlaufmischern erfolgen.

Der fertig gemischte Bodenmörtel wird bevorzugterweise von einem Sammelbehälter aus zu den hergestellten Hohlräumen gepumpt. Hier wird der Bodenmörtel über einen Schlauch oder ein Betonierrohr in den Hohlraum eingefüllt. Machbar aber nicht immer zweckmäßig ist das Einbringen des fertigen Bodenmörtels über das Freifallbetonier­ verfahren.

Tritt Grundwasser im Boden auf, so wird der Bodenmörtel im Kontraktorverfahren einge­ bracht, das gleiche gilt auch für die Verwendung von Stützsuspensionen.

Wird das Verfahren in Böden durchgeführt, in denen sich Umweltschadstoffe befinden, so kann der Boden zusätzlich zum Sieben noch einer Reinigung unterzogen werden, bei der die Schadstoffe mit Flüssigkeiten aus den Bodenkörnern herausgewaschen werden. Werden im Boden Schadstoffe angetroffen, die sich nicht negativ auf das Erhärtungs­ verhalten und die Dauerfestigkeit des Betons bzw. der Mörtelmischung auswirken, so können diese ohne Reinigung in den Mischer eingebracht werden.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß der Aushub, wie er von der Baustelle weggefahren werden muß, minimiert wird und daß gleichzeitig ein preiswerter, qualitativ hochwertiger Baustoff aus dem anstehenden Boden hergestellt wird, der deutlich preiswerter als Fertigbeton oder Fertigmörtel ist.

Anstelle eines selbsterhärtenden Bodenmörtels kann es auch zweckmäßig sein, anstelle von selbsterhärtenden Bindemitteln wie beispielsweise Zemente oder ähnlich hydraulisch wirkende Materialien auch nicht erhärtende Bindemittel zu verwenden. Diese nicht erhär­ tenden Bindemittel können beispielsweise Gemische aus Tonen, Bentoniten und Wasser sein. In diesem Falle dient der Bodenmörtel nicht zur Übertragung von Vertikalkräften, sondern er dient rein zur Abdichtung gegen Wasser oder schadstoffhaltige Wässer.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Gründungs- oder Wandelementen im Baugrund, wobei der anstehende Boden als Baustoff verwendet wird, durch folgende Arbeitsschritte gekennzeichnet:

• - Herstellung eines oder mehrerer vertikaler Hohlräume mit im wesentlichen runden oder rechteckigen oder durch Polygonzüge begrenzten Querschnitten mit Hilfe des Drehbohrverfahrens und/oder des Greiferbohrverfahrens und/oder des Schlitzwandverfahrens, wobei der Hohlraum bis zur Endtiefe geführt wird;
• - Verbringen des bei der Hohlraumherstellung geförderten Bodenmateriales und/oder auf der Baustelle oberirdisch geförderten Bodens zu einer auf der Baustelle installierten Siebanlage und Durchführung einer Siebung mit Trennung des anstehenden Bodens in mindestens eine Siebfraktion unter Aussonderung von für die weitere Verarbeitung ungeeigneter Bestandteile des Bodens;
• - Herstellung eines Bodenmörtels in einer auf der Baustelle installierten Misch­ anlage, wobei die gesiebten Bestandteile des Bodens sowie Bindemittel und Wasser in gewichtsmäßig oder volumetrisch dosierter Form zugegeben werden;
• - Verbringen des auf der Baustelle gemischten Bodenmörtels in die vorher her­ gestellten Hohlräume, wobei das Einbringen von der Sohle des Hohlraumes aus nach oben erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß dem Bodenmörtel in der Mischanlage Betonzusatzmittel zugegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel hydraulisch wirkende Stoffe wie Zement sowie andere selbst­ erhärtende Stoffe verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet,
daß als Bindemittel nicht erhärtende Stoffe wie Tone und Bentonite verwendet wer­ den, um einen Baustoff zu erzeugen, der mit einem Erdbeton vergleichbar ist und zur reinen Abdichtung dient.