DE19725035C1 - Verschluß von Leckagen - Google Patents

Description

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Verschluß von Leckagen in Sohlplatten von Baugruben im Grundwasser.

Wenn Baugruben im Grundwasser hergestellt werden sollen, ohne daß das Grundwasser um die Baugrube herum abgesenkt werden darf, müssen wasserdichte Sohlen eingebaut werden. Diese wasserdichten Sohlen schließen dicht an die Baugrubenumschließungs­ wände an. Zur Ausführung dieser wasserdichten Baugrubensohlen gibt es unterschiedli­ che Techniken.

Bei einem Verfahren werden sehr tiefe Baugrubenumschließungswände hergestellt und die Abdichtung erfolgt durch eine tiefliegende Abdichtungssohle, welche entweder aus Weichgelen oder aus einer tiefliegenden Hochdruckinjektionssohle besteht. In diesem Fall bleibt die Abdichtungssohle immer mit einem dicken Bodenpaket überdeckt, welches bei Undichtigkeiten in der Sohle verhindert, daß mit dem Wasser Bodenpartikel nach oben ausgespült werden. Diese tiefliegenden Sohlabdichtungen werden in der Regel damit saniert, daß nach einem Wasserspiegelausgleich die Sohle teilweise durch eine zweite Sohle saniert wird.

Will man sich die tiefen Baugrubenumschließungen sparen, so werden hochliegende Abdichtungssohlen ausgeführt. Dies erfolgt entweder in Form von Unterwasserbeton­ sohlen, wobei der Aushub unter Wasser hergestellt wird und der Betoniervorgang ebenso unter Wasser erfolgt.

Eine weitere Ausführungsform für die hochliegende Abdichtungssohle ist eine nach dem Hochdruckinjektionsverfahren hergestellte Sohle, welche entweder unmittelbar Grün­ dungssohle ist oder nach DE 196 04 525 A1 mit einer Filterschicht versehen ist.

Bei diesen hochliegenden Abdichtungssohlen ist trotz sorgfältigster Bauausführung aufgrund der eingesetzten Technik das Auftreten von Schadstellen nicht vollständig vermeidbar.

Bei der hochliegenden Abdichtungssohle aus Hochdruckinjektionssäulen wie in der DE 196 04 525 A1 beschrieben, ist eine Beherrschung des Bodenaustrags und der durch­ fließenden Wassermengen nur möglich, wenn die Leckstellen im Durchmesser nicht wesentlich größer als 100 mm sind, ansonsten müßte die Filterauflage in einer unwirt­ schaftlich großen Dicke ausgeführt werden, um die physikalischen Anforderungen zu erfüllen.

Neuere Erfahrungen zeigen, daß auch mit größeren Leckstellen zu rechnen ist, und somit dieses Verfahren nicht immer zielführend ist.

Bei hochliegenden Abdichtungssohlen nach dem Hochdruckinjektionsverfahren können Fehlstellen durch Bohrabweichungen oder Fremdkörper im Bereich der Sohle auftreten. Die Gefahr bei diesen Fehlstellen besteht nicht darin, daß die eintretenden Wassermen­ gen nicht beherrscht werden könnten, sondern wesentlich mehr darin, daß mit dem Wassereintritt auch Bodenmaterial, welches unterhalb der Sohle liegt, in die Baugrube ausgewaschen wird. Dies kann dazu führen, daß diese Sohlplatten später hohl liegen und die Vertikalkräfte nicht mehr in den darunterliegenden Baugrund abtragen können.

Da in vielen Fällen auf diese Abdichtungssohlen ein Wasserdruck von 10 und mehr Metern einwirkt, müssen solche Schadstellen sehr schnell behandelt werden. Nach dem jetzigen Stand der Technik geht man bei auftretenden Fehlstellen in den Abdichtungs­ sohlen so vor, daß man versucht, über der Schadstelle durch Aufbringen von Ballast den Austrag des Bodens zu stabilisieren. Nach der Stabilisierung des Bodenaustrages folgt dann die Abdichtung der Fehlstelle. Die Stabilisierung erfolgt bisher durch Aufbringen von Sandsäcken im Bereich der Fehlstelle. Da infolge des hohen Wasserdruckes auch bei kleinen Fehlstellen Wassermengen von mehreren 100 m³ pro Stunde eindringen, sollte diese Stabilisierung sehr schnell erfolgen.

Das Aufschichten von Sandsäcken gegen hohen Wasserdruck führt in vielen Fällen nicht zum Erfolg, da die Sandsäcke unter dem Wasserandrang wegschwimmen. Weiter wird bei hohem Wasserdruck das Aufstapeln von Sandsäcken bis auf mehrere Meter Höhe notwen­ dig und dies läßt sich bei Sandsäcken nur erreichen, wenn man diese pyramidenförmig, d. h. großflächig aufstapelt, was wiederum viel Zeit kostet. Erfahrungen haben gezeigt, daß aus diesen Gründen die Schadstelle nicht schnell genug erfolgreich stabilisiert werden konnte und infolgedessen die gesamte Baugrube geflutet bzw. die Baugrube zu einem großen Teil wieder mit Bodenmaterial verfüllt werden mußte. Dies führt zu erhebli­ chen Sanierungskosten.

Die DE 36 20 650 A1 beschreibt ein Verfahren, nach dem die Sohlplatte zur Vermeidung von Fehlstellen in offener, frei zugänglicher Weise betoniert wird. Dazu wird nach Her­ stellung der Umschließungswände ein luftdichter Deckel auf diese Umschließungswände aufgesetzt. Nachdem im Inneren ein Luftdruck aufgebracht wird, der mindestens dem Wasserdruck auf Sohlhöhe entspricht, kann die Sohle trocken freigelegt und betoniert werden. Die Herstellung eines Druckluftsystems ist jedoch sehr aufwendig und teuer und nur für kleinere Grundflächen zweckmäßig. Lange Bauwerke wie Tunnel erfordern zusätz­ liche Schottwände, um abschnittsweise arbeiten zu können. Diese Tatsache führt zu weiteren Verteuerungen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, unter minimalem Materialeinsatz eine schnelle Stabilisie­ rung von Fehlstellen in der Sohlplatte zu bewirken.

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

Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt, wie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Leckagestelle stabilisiert werden kann und das Eindringen von Boden verhindert wird. Befindet sich in einer Sohl­ platte 5 eine Fehlstelle 6 mit einer Grundfläche von etwa 0,5 m² und wirkt auf diese Stelle ein Wasserdruck von 1 bar, der aufgrund von 10 m Wassersäule entsteht, so benötigt man, um die Stelle zu verschließen, ein Gegengewicht von mindestens 5 to. Diese Kraft muß auf eine verhältnismäßig kleine Fläche einwirken können. Der naheliegende Gedan­ ke, auf die Fehlstelle 6 einfach einen schweren Körper aus Beton oder Stahl aufzusetzen, führt jedoch nicht zum Ziel, weil erfahrungsgemäß die Oberfläche der Sohlplatte 5 sehr unregelmäßig ausgebildet ist und ebenso ist der Umriß bzw. die Grundfläche der Fehl­ stelle sehr unregelmäßig bzw. gezackt.

Die Erfindung löst nun die Aufgabe in der Form, daß die Vorrichtung zum Verschließen der Fehlstelle 6 aus einem starren Ballastgewicht 1 besteht, bei dem an der der Schadstelle zugewandten Seite eine verformbare Umhüllung 2 angeordnet ist, in welcher sich ein verformbarer Füllstoff 3 befindet. Dieser verformbare Füllstoff wird so gewählt, daß sich die verformbare Umhüllung möglichst leicht verformen läßt und sich möglichst dicht rund um die Fehlstelle 6 an die unregelmäßige Oberfläche 9 anlegen kann.

Weiter befindet sich im starren Ballastgewicht 1 eine Durchdringung 4, welche ermöglicht, daß nach dem Aufsetzen des Ballastgewichtes und dem Stabilisieren des Bodenaustrittes und dem weitgehenden Stoppen des Wasseraustrittes an der Fehlstelle 6 durch die Durchdringung 4 hindurch ein Injektionsgestänge möglichst in den Bereich der Fehlstelle 6 eingebracht werden kann, um dort die Fehlstelle endgültig zu verschließen.

Das Verschließen der Fehlstelle 6 kann beispielsweise durch Injizieren von Zement, Kunstharzen, Schäumen oder anderen selbsterhärtenden Materialien erfolgen.

Dabei kann es zweckmäßig sein, daß die Durchdringung bevorzugterweise einen kreisför­ migen Querschnitt besitzt, der es ermöglicht, während des Injektionsvorganges das Injektionsgestänge gegenüber dem starren Ballastgewicht abzupackern bzw. abzudichten.

Die verformbare Umhüllung 2 wird bevorzugterweise in Sackform gewählt. Das Material kann dabei wasserdicht, teilweise wasserdicht, gering wasserdurchlässig oder stark wasserdurchlässig sein. Dies ist abhängig davon, ob entweder zunächst nur der Material- bzw. Bodenaustrag stabilisiert werden soll oder ob es zweckmäßig ist, daß gleichzeitig eine möglichst weitgehende Abdichtung gegen das eindringende Wasser stattfinden soll. Wenn die verformbare Umhüllung 2 wasserdurchlässig gestaltet wird, so hat dies den Vorteil, daß auch beim Einsatz von kleineren Gewichten bereits die Stabilisierung des austretenden Bodenmaterials erreicht werden kann. Der Wasseraustritt wird dabei zwar reduziert, aber nicht vollständig verhindert und deshalb werden geringere Auflastkräfte notwendig.

Der Füllstoff 3 ist bevorzugterweise ein Schüttmaterial, welches sich gut verformen bzw. umlagern läßt, um so dem Sack eine möglichst flexible Anpassung an die Oberfläche 9 der Sohlplatte 5 zu ermöglichen. Der Füllstoff kann aus festen oder nachgiebigen Materialien bestehen. Bevorzugte Füllstoffe 3 sind Sand, Kies, bindiges Material, Tonkugeln, Bentonit, Stahlkugeln oder verformbare Kunststoffteile wie Gummi oder Schaumstoffe oder Gemen­ gen aus diesen Stoffen.

Die verformbare, flexible Umhüllung 2 kann ein engmaschiges Drahtseilnetz oder Kunst­ stoffnetz sein oder hoch reißfestes Kunststoffgewebe.

Fig. 3 zeigt eine Anwendungsform für Fälle, bei welchen sich über der Schadstelle noch eine Bodenschicht 13 befindet. In diesem Fall ist es zweckmäßig, das Absenken des Ballastgewichtes 1 dadurch zu beschleunigen, daß die Durchdringung 4 dazu benutzt wird zum Absenken des Ballastgewichtes ein flüssiges Medium als Spülmittel 10 einzuleiten.

Bei dieser Ausführungsvariante ist es zweckmäßig, daß sich die Durchdringung 4 auch durch die verformbare Umhüllung 2 erstreckt. Dazu ist es zweckmäßig, daß sich in der Durchdringung 4 ein verschiebbares Element 11 befindet, um die Anpassungsfähigkeit der Umhüllung 2 an die Oberflächenform der Fehlstelle möglichst wenig einzuschränken. Bei dieser teleskopartigen Ausführung wird die Verbindung zwischen dem verschiebbaren Element 11 und der verformbaren Umhüllung 2 über eine Flanschverbindung 12 erreicht. Diese Ausführungsvariante hat den weiteren Vorteil, daß nach dem Abdichten der Fehl­ stelle die verformbare Umhüllung 2 nicht durchbohrt werden muß. Die Befestigung der verformbaren Umhüllung 2 am starren Ballastgewicht 1 erfolgt über Ösen, Haken, Schlau­ fen oder Klemmleisten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß auf schnelle Weise unterschied­ lichst geformte Fehlstellen verschlossen werden können. Die Fehlstellenumrandung kann sich in dreidimensionale Bereiche erstrecken und dennoch kann die Fehlstelle durch die hohe Anpassungsfähigkeit der verformbaren Umhüllung 2 erfolgreich abgedichtet werden. Die längliche Formgebung des Ballastgewichts 1 begünstigt ein fast selbständiges "Ein­ schwimmen" der Vorrichtung in die Fehlstelle. Gleichzeitig kann auf diese Weise ein großes Gewicht in konzentrierter Weise und schnell aktiviert werden, was bei Verwendung von Sandsäcken oder Big-Bags nicht möglich ist, da diese - von einer breiten Basis beginnend - erst mühsam und folgedessen langsam durch Menschenhand aufgestapelt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird einfach mit dem Baggerarm versetzt.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Verschluß von Leckagen in Sohlplatten von Baugruben im Grund­ wasser, dadurch gekennzeichnet, daß ein starres Ballastgewicht (1) an seiner der zu sanierenden Fehlstelle zu­ gewandten Seite mit einer verformbaren Umhüllung (2) versehen ist, in der sich ein verformbarer Füllstoff (3) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Ballastgewicht (1) eine oder mehrere Durchdringungen (4) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbare Umhüllung (3) wasserdurchlässig oder wasserundurchlässig ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchdringung (4) ein verschiebbares Element (11) zur Durchleitung eines Spülmittels (10) angeordnet ist, das mit der verformbaren Umhüllung (2) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff (3) aus körnigem Material besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff (3) aus kompaktem, plastischem Material besteht, welches zeit­ weise oder dauerhaft verformbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus Sand, Kies, bindigem Material, Tonkugeln, Bentonit, Stahlku­ geln, Kunststoffkörpern, Schaumstoffkörpern, Gummikörpern oder Gemengen aus diesen Stoffen besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff (3) elastisch verformbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbare Umhüllung (2) über Verbindungsmittel (14) mit dem starren Ballastgewicht (1) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (14) aus Schlaufen, Ösen, Haken oder Klemmleisten besteht.