DE19604525C2 - Hochliegende Abdichtungssohle mit Baugrubenumschließung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hochliegende Hochdruckinjektions-Abdichtungssohle mit Bau­ grubenumschließung.

Bei innerstädtischen Baugruben darf der Wasserspiegel um die Baugruben herum in zunehmendem Maße nicht mehr abgesenkt werden und so werden diese Baugruben als dichte Tröge ausgebildet.

Hierzu sind unterschiedliche Verfahren und Techniken bekannt. Die Erfindung geht aus von der in Fig. 2 der Zeichnung dargestellten Ausführung, bei der nach Erstellung der Baugrubenumschließung 13 der Boden innerhalb der Baugrube bis zu einem Niveau 14 unter Wasser ausgehoben wurde. Anschließend wurden Auftriebspfähle 5 mit Zugelemen­ ten 4 eingebaut, welche entweder über eine Haftlänge 15 oder über Kopfkonstruktionen 10 die Auftriebskräfte in eine Sohlplatte 9 übertragen.

Die Sohlplatte 9 ist entweder eine Unterwassersohle, oder es handelt sich um eine nach dem Hochdruckinjektionsverfahren hergestellte Sohle, welche nachträglich durchbohrt wird und dann mit Kopfplatten 16 mit den Zugelementen 4 verbunden wird. Diese Kopfplatten 16 werden dann von einem Taucher gesetzt.

Die Herstellung der Sohlplatte 9 stellt sich dabei als sehr schwieriges und teueres Verfah­ ren dar, was insbesondere auch in dem Einsatz von Tauchern begründet liegt.

Bei dem Verfahren nach der DE 36 20 650 A1 werden tiefliegende Dichtungssohlen ausge­ führt, welche so tief unterhalb der Gründungssohle hergestellt werden, daß der verbleiben­ de Baugrund oberhalb der Dichtsohle als Auflast gegen einen Grundbruch angesetzt wird.

Die in Fig. 2 dargestellten hochliegenden Sohlabdichtungen 9, die entweder als Unter­ wasserbetonsohle oder als Hochdruckinjektionssohle (HDI-Sohle) ausgeführt werden, bringen die Gefahr mit sich, daß bei Fehlstellen in der Sohlplatte ein hohes Gefahrpotential besteht, da das Erdreich unterhalb der Sohlplatte beim Absenken des Wasserspiegels innerhalb des Troges mit nachströmendem Wasser aus Bereichen unterhalb des Troges ausgespült wird bzw. in den Innenraum der Baugrube gelangt. Dies kann zu gefährlichen Ausspülungen unterhalb der Sohlplatte 9 führen, welche zu aufwendigen Sanierungsmaß­ nahmen führen, da diese Hohlräume kraftschlüssig verfüllt werden müssen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das Risiko bei der Herstellung einer hochliegenden Sohlplatte zu minimieren, d. h. die Grundbruchgefahr beim Auftreten von Fehlstellen in der Sohle so gering wie möglich zu halten.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.

Durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen wird eine erhöhte Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch beim Auftreten von Fehlstellen in der Abdichtungssohle erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung gemäß Fig. 1 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Baugrube.

Nach dem Herstellen der Baugrubenumschließung 13 wird von Bereichen oberhalb des Grundwasserspiegels 18 nach bekannten Verfahren eine Hochdruckinjektionssohle 1 hergestellt.

Die Oberkante dieser Sohle ist anders als bei den bisher bekannten hochliegenden Hochdruckinjektionssohlen nicht identisch mit der späteren Gründungssohle 7.

Die Oberkante der erfindungsgemäßen Sohle 1 wird so orientiert, daß sie unter einer gewachsenen Bodenschicht 6 liegt, welche zwischen der Oberkante der Sohle 1 und der späteren Gründungsebene 7 liegt.

Anders als bei einer tiefliegenden Abdichtungssohle ist die Bodenschicht 6 von nur verhält­ nismäßig geringer Schichtdicke, da diese Schicht kein Bodenpaket darstellt, welches als reine Bodenauflast gegen die Auftriebskräfte wirken muß. Das Bodenpaket 6 hat eine gänzlich andere Wirkung. Die Schichtdicke 8 liegt bevorzugterweise in einem Bereich von 1 bis 2 m, und ihre erforderliche Dicke ergibt sich einmal aus der Durchlässigkeit des Bodenpakets 6 und zum anderen aus der Potentialdifferenz des Grundwasserspiegels. Zu dem darf die Bodenschicht 6 nicht aus einem beliebigen Boden bestehen, sondern sie muß in jedem Fall wasserdurchlässig sein.

Treten in der Sohle 1 Fehlstellen auf, d. h. Stellen in denen nicht ausreichend erhärtetes Bindemittel vorhanden ist, so stellt sich innerhalb dieser Sohlplatte 1 eine Grundwasser­ strömung ein, bei der das Wasser unterhalb der Abdichtungssohle 1 in Bereiche oberhalb der Abdichtungssohle strömt. Befindet sich nun kein Bodenpaket 6 auf der Abdichtungs­ sohle 1, so wird mit dem ausströmenden Wasser durch die Fehlstelle 23 auch Bodenmate­ rial aus Bereichen unterhalb der Dichtsohle 1 nach oben in die Baugrube gefördert. Dieses Verhalten wird als hydraulischer Grundbruch bezeichnet und führt entweder zur Zerstörung der Sohle 1 oder zumindest zu erheblichen Hohlräumen unterhalb der Sohlplatte. Soll nun später ein Gebäude auf der Sohlplatte gegründet werden, so müssen durch umfangreiche Injektionsmaßnahmen diese Unterhöhlungen mit Injektionsgut ausgefüllt werden, da sonst erhebliche Setzungen des gesamten Bauwerks auftreten können. Die Injektion dieser Hohlräume erweist sich als sehr schwierig, da sie einmal gegen einen erheblichen Wasser­ druck ausgeführt werden muß und zum zweiten sehr teure Injektionsmittel verwendet werden müssen, da diese ja möglichst weit in den aufgelockerten Boden eindringen sollen. Wird nun die erfindungsgemäße Filterauflast 6 angeordnet, so kann dieser hydraulische Grundbruch nicht eintreten.

Beim Auftreten einer Fehlstelle strömt zwar Wasser durch diese Fehlstelle nach oben, aber in der als Filtermedium wirkenden Bodenschicht 6 mit einer erforderlichen Schicht­ dicke 8 baut sich der Strömungsdruck so ab, daß die Bodenpartikel aus Bereichen un­ terhalb der Sohle 1 nicht mehr in die Baugrube ausgewaschen werden können.

Die Auftriebssicherheit der hochliegenden Sohle 1 erfolgt durch Zugpfähle 5, die zweck­ mäßigerweise vor Durchführung der Aushubarbeiten von einem Niveau oberhalb des Grundwassers aus hergestellt werden. Bei der Auftriebsverankerung bzw. den Zugpfählen handelt es sich um Bohrungen 21, in denen Zugstangen 4 angeordnet sind, welche im wesentlichen die Auftriebskräfte über Verbundlängen in die Sohlplatte 1 übertragen.

Befindet sich über der geplanten Dichtsohle 1 kein ausreichend wasserdurchlässiger, gewachsener Boden zur Bildung der Bodenschicht 6, so kann diese Schicht auch nach Herstellung der Dichtsohle 1 aufgebracht werden. Dazu kann ein gut abgestufter durch­ lässiger Boden oder auch ein einfach oder mehrfach gestufter Filtersand oder Filterkies verwendet werden.

Bei der HDI-Sohle 1 handelt es sich im wesentlichen um ein Gemisch aus dem anstehen­ den Boden und aus Zementleim, wobei der Anteil des Zements variabel ist.

Claims (6)

1. Hochliegende Abdichtungssohle mit Baugrubenumschließung dadurch gekenn­ zeichnet,
daß die Abdichtungssohle (1) für eine erhöhte Sicherheit gegen hydraulischen Grund­ bruch beim Auftreten von Fehlstellen in der Sohlplatte von einer wasserdurchlässigen Bodenschicht (6) überdeckt ist, wobei diese Schicht so beschaffen ist, daß sie wie ein Filter den Strömungsdruck bei Leckagen in der Sohlplatte (1) abbaut, so daß keine Bodenpartikel aus Bereichen unterhalb der Sohlplatte (1) nach oben ausgewaschen werden können,
daß diese Bodenschicht (6) den Gründungshorizont des späteren Bauwerks bildet und
daß diese Bodenschicht (6) in ihrer Dicke so niedrig festgelegt ist, daß sie mit ihrem Bodengewicht nur einen untergeordneten Anteil der Auftriebssicherheit darstellt, während der Hauptanteil der Auftriebssicherheit der hochliegenden Abdichtungssohle (1) über Zugpfähle (5) erfolgt, die in der hochliegenden Abdichtungssohle (1) ver­ ankert sind.

2. Hochliegende Abdichtungssohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserdurchlässige Bodenschicht (6) gewachsener Boden ist.

3. Hochliegende Abdichtungssohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserdurchlässige Bodenschicht (6) eine nach Herstellung der Abdichtungs­ sohle (1) gesondert aufgebrachte Schicht ist.

4. Hochliegende Abdichtungssohle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenschicht (6) hinsichtlich der Korndurchmesser nach Filtergesetzmäßig­ keiten zusammengesetzt ist.

5. Hochliegende Abdichtungssohle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dicke (8) der wasserdurchlässigen Schicht (6) zwischen 0,3 m und 3 m beträgt.

6. Hochliegende Abdichtungssohle nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wasserdurchlässige Bodenschicht (6) aus einfach oder mehrfach gestuften Filtersanden oder Filterkiesen besteht.