DE19746052C2

DE19746052C2 - Verfahren zur Sanierung von Deichen

Info

Publication number: DE19746052C2
Application number: DE19746052A
Authority: DE
Inventors: Peter Mohr
Original assignee: SCHOENDORFER BAU und UMWELTTEC
Current assignee: SCHOENDORFER BAU- UND UMWELTTECHNIK GMBH, 83435 BA
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2017-10-18
Also published as: IT1302693B1; ITMI982234A0; NL1010332C2; ITMI982234A1; DE19746052A1; NL1010332A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung von Deichen durch Verdichten.

Ein Verdichten eines alten Deiches ist grundsätzlich aus psychologischen und planungstechnischen Gründen gegenüber einem Neubau oder Abbau und Wiederaufbau zu bevorzugen.

Es hat sich bewährt, zur Nachverdichtung eines bestehenden Deiches Tiefenrüttler zu verwenden, die den Boden derart in Schwingung versetzen, daß sich Körner durch Verminderung ihrer inneren Reibung gegeneinander verschieben und sich in ihre geometrisch dichteste Lagerung umordnen, was zur Setzung des Bodens und auch der Entstehung von Rissen führt.

Ebenso bestehen jahrelange Erfahrungen mit dynamischen Intensivverdichtungen, bei denen Gewichte mit einer definierten Energie auf den Deichkörper aufgeschlagen.

Aus der DE 44 02 862 A1 ist es bekannt, bei der Deichsanierung wasserseitig der Kerndichtung ein Vlies zu verlegen, das mit einer Dichtungsmembran und einem Kontrollbauwerk einen taschenartiger Hohlraum bildet. Dieser Hohlraum kann über das Kontrollbauwerk mittels Zuleitung und Stutzen vollständig mit Wasser gefüllt werden, um die hydrostatische Druckbelastung des Deiches zu überprüfen.

Insgesamt ist eine Nachverdichtung einer bestehenden mineralischen Dichtung im Zusammenhang mit der Sanierung von Deichen weit verbreitet. Zwar ist solch eine Rekonstruktion und Verstärkung kostengünstig, weist jedoch folgende Nachteilen auf:

- Eine optimale Verdichtung ist bei steileren Böschung schwierig, d. h. die mögliche Abdichtungswirkung wird nicht vollständig erreicht.
- Verbliebene Hohlräume können zu Suffosionsschäden führen. Diese Gefahr besteht besonders in Verbindung mit Sickerströmungen entlang von Trocknungsrissen.
- Die Dichtwirkung vermindert sich durch Wurzelung sowie Frost- und Tiereinwirkung.
- Bewegungen im Untergrund oder durch Wasserdruck führen zu Rissen. Wird gleichzeitig mit der Sanierung die Deichkrone erhöht, so werden durch die höhere Belastung im Untergrund zusätzliche Setzungen ausgelöst, welche anschließend Risse hervorrufen.
- Die Dicke der Verstärkung, besonders in Verbindung mit einer Deicherhöhung geht zu Lasten des Abflußquerschnitts.
- Die Beschaffung von Dichtungsmaterial stellt ein Logistikproblem dar.
- Der Einbau einer mineralischen Dichtung ist witterungsabhängig.

Spund-, Schlitz- und Schmalwände zur Verdichtung erfordern ein Entwässern des Deichkerns nach einem Hochwasser oder längeren Regenfällen vor Verfüllung und Großgeräte, für deren Einsatz ein Deich eine ausreichende Tragfähigkeit besitzen muß. Außerdem erfordern solche Dichtwände ebenso wie eine Verpressung durch Injektionslanzen oder eine Düsenstrahlverfestigung zusätzliche Maßnahmen, um Bewegungen im Deich zu vermeiden, da ansonsten Schäden in der Bodenverfestigung durch Bewegungen des Deichs in Form von irreparablen Rissen entstehen können, die erst im Ernstfall, d. h. beispielsweise beim nächsten Hochwasser, feststellbar sind, wenn sie zu größeren Schäden führen.

Der Einsatz von sandgefüllten Geotextilbehältern zur Deichabdichtung ist beispielsweise aus der US-PS 4,919,567 bekannt.

Betonsteinmatten werden häufig als Deckwerk für Deiche verwendet. Auch ist es bekannt, zwischen zweilagige Textilschalungen Beton oder dergleichen einzufüllen, um eine Schutzschicht zu bilden, siehe US-PS 4,449,847.

Aus der US-PS 4,405,264 ist das Aufbringen einer wasserundurchlässigen Schicht, umfassend ein Gewebe und ein ausgehärtetes Silikonelastomer, zum Führen, Transportieren und Halten von Wasser bekannt.

Schutzschichten für Kunststoffdichtungsbahnen aus betongefüllten Gewebeschalungen werden seit mehr als zehn Jahren beim Bau von Rückhaltebecken eingesetzt.

Eine Verstärkung über sogenannte Betonitmatten ist aufgrund deren Empfindlichkeit gegenüber Frost und Austrocknung nicht zu empfehlen. Außerdem erfordern Betonitmatten eine hohe Überschüttung, und der Ausfall ihrer Dichtfunktion aufgrund von Ionenwanderung ist noch nicht erforscht.

Der Einbau einer Asphaltdichtung erfordert die Herstellung eines tragfähigen Planums, um das zur Verdichtung der Asphaltschichten erforderliche Widerlager zu erhalten, wobei eine geräteintensive Spezialtechnik vonnöten ist. Außerdem ist der Einbau von Asphaltdichtungen witterungsabhängig.

Abdichtungen mit Kunststoffdichtungsbahnen sind aus dem Deponiebau und dem Tunnelbau bekannt. Gegen die Verwendung bei Deichsanierung bestehen Vorurteile hinsichtlich der Verträglichkeit größerer, mehraxialer Dehnungen.

Aus der DE 295 17 376.9 U ist ein Dränelement zur Konsolidierung der Entwässerung des Untergrunds bei Bauten auf weichem Untergrund bekannt, das aus einer strumpfartigen filterstabilen Gewebehülle besteht, die mit einer wasserdurchlässigen Füllung, wie Kies oder Splitt verfüllt ist.

Außerdem ist in der DE 44 07 747 C2 die Verwendung von Tiefgründungselementen sowie einer darauf zwischen zwei Bewehrungslagen aufgebrachten Kornmischung zur Ertüchtigung von Gleisen beschrieben.

Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es, ein Verfahren zur Sanierung von Deichen durch Verdichten bereitzustellen, das auch von kleineren Firmen realisierbar sowie an unterschiedliche Gegebenheiten einfach vor Ort anpaßbar ist und gleichzeitig einen sicheren Deich liefert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem zuerst Kennwerte eines Deichs ermittelt werden, dann der entsprechende Deichkörper bis auf einen Deichkern abgetragen wird, daraufhin der Deichkern nachverdichtet wird, wie durch Rütteldruckverdichten, dynamisches Intensivverdichten und/oder Walzen, abhängig von den Kennwerten, nach dem Nachverdichten zuerst Boden ergänzt wird, insbesondere um bei Bewegung des Untergrundes und des Deichkörpers entstandene Risse auszugleichen, gegebenenfalls eine dünne Schluff- oder Transportschicht eingebaut wird, dann gewalzt und/oder planiert wird, und anschließend eine Kunststoffdichtungsbahn auf die wasserseitige Deichböschung des gewalzten und/oder planierten Deichkörpers aufgebracht wird.

Eine erfindungsgemäße Weiterentwicklung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufbringung der Kunststoffdichtungsbahn zuerst ein Ankergraben im Deichkopf und ein Dichtungsschlitz im wasserseitigen Deichfuß hergestellt werden, dann die Kunststoffdichtungsbahn, vorzugsweise zumindest bereichsweise mit einer oberen und/oder unteren Schutzlage, ausgelegt und in den Ankergraben sowie den Dichtungsschlitz eingelegt wird, und daraufhin der Ankergraben, insbesondere mit Dammschüttmaterial, sowie der Dichtungsschlitz, insbesondere mit Tonbeton oder Ton-Sandbeton, aufgefüllt wird.

Dabei kann vorgesehen sein, daß als Schutzlage ein mechanisch verfestigtes Vlies aus Polypropylen, vorzugsweise mit ungefähr 400 bis 600 g/m² Flächengewicht, verlegt wird.

Nach der Erfindung ist es bevorzugt, daß als Kunststoffdichtungsbahn eine flexible, multiaxial dehnfähige Polyolefinbahn, vorzugsweise koextrudiert mit einer mittig eingelegten Armierung aus Glasfasern, verlegt wird.

Eine andere Weiterentwicklung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kunststoffdichtungsbahn zum Verhindern eines Abgleitens einer Bodenabdeckung eine zweilagige Textilschalung, vorzugsweise aus Polyamidgewebe, ausgelegt wird, anschließend zwischen die Gewebelagen Beton zum Bilden einer Gitterstruktur eingepreßt wird, daraufhin die Zwischenräume zwischen den gebildeten Gitterlinien aufgeschnitten und die dabei entstehenden Hohlräume, insbesondere mit sandigem Boden, verfüllt werden, wobei dann vorzugsweise der anfangs abgetragene Boden, einschließlich dem Oberboden, angedeckt und angewalzt wird.

Ferner schlägt die Erfindung vor, daß Betonsteinmatten, insbesondere an Bogenaußenseiten von Flußbiegungen, als äußerster Schutz verlegt werden, wobei danach abschließend vorzugsweise Fugen zwischen Betoneinzelsteinen mit Humus verfüllt werden.

Es kann vorgesehen sein, daß zur Deicherhöhung Schüttungen in die luftseitige Deichböschung eingebunden werden.

Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, daß zwischen dem nachverdichteten Deichkern und der Aufschüttung eine Drainageschicht eingebaut wird, um einen Wasserstau aufgrund von Untersickerung oder Regen schadlos abzubauen.

Als Dammschüttungsmaterial kann Sand und/oder Kies verwendet werden, der luftseitig gegen Erosionsschäden in Filtergewebe eingeschlagen wird.

Ferner kann eine Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß zumindest eine Kiesmatratze, vorzugsweise aus in Geotextilgewebe eingeschlagenem, wasserdurchlässigem Kies, zwischen der Drainageschicht und der Anschüttung eingebaut wird.

Außerdem kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß zur Verdübelung möglicher Gleitfugen, zur schnellen Einleitung von Auflast in tieferen Untergrund und zur Entspannung sowie Ableitung von Sickerwasserschichten Kiessäulen in den luftseitigen Deichkern gedrückt werden, auf die vorzugsweise die Kiesmatratze aufgebracht wird.

Auf die Deichoberfläche können geotextilbewehrte Böschungen aufgebracht werden.

Schließlich schlägt die Erfindung auch vor, daß ein Anker in den Deichkörper eingebracht wird, an den aufgewickelte Schläuche angebracht werden können, die im Bedarfsfall zur schnellen Deicherhöhung ausgerollt und mit Wasser gefüllt werden.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, eine aus dem Deponie- und Tunnelbau bekannte Kunststoffdichtungsbahn zu verwenden, um einen nachverdichteten Deichkern auf der wasserseitigen Deichböschung, insbesondere dessen beim Nachverdichten entstehende Risse, abzudichten. Im Gegensatz zu allen bislang bei der Deichsanierung eingesetzten Abdichtungen kann die durch eine Kunststoffdichtungsbahn bewirkte Dichtwirkung in situ überprüft werden, so daß es nicht zu unangenehmen Überraschungen, beispielsweise im Falle eines Hochwassers, kommt.

Die Kunststoffdichtungsbahn kann in einen Dichtungsschlitz zur Befestigung eingelegt werden, was zudem ein Unterströmen am wasserseitigen Deichfuß über die Länge des Dichtungsschlitzes verhindert.

Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, die Kunststoffdichtungsbahn zwischen Vliesschichten zu verlegen, was den Vorteil hat, daß sich mögliche Schwindrisse in der mineralischen Dichtung nicht auf die Kunststoffdichtungsbahn übertragen können. Im Vlies enthaltene Feuchtigkeit verringert außerdem das Auftreten von Schwindrissen. Schließlich gleichen die Vliesschichten auch Bewegungen aus Setzungen zwischen Boden und Kunststoffdichtungsbahn aus.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung zeigt dabei einen erfindungsgemäß sanierten Deich im Schnitt.

Gemäß der Figur umfaßt ein erfindungsgemäß sanierter Deich 1 mit seiner Deichkrone 3, seinem Deichkopf 4, seinem wasserseitigen Deichfuß 5 sowie seinem luftseitigen Deichfuß 6 einen nachverdichteten Deichkern 2, wobei die Nachverdichtung durch Achsenlinien 7 in der Figur veranschaulicht ist. Auf dem Deichkopf 4 ist eine Aufschüttung zur Deichkrone 3 dargestellt. Ferner ist ein Ankergraben 10 im Bereich des Deichkopfes 4 sowie ein Dichtungsschlitz 11 im Bereich des wasserseitigen Deichfusses 5 für eine zumindest bereichsweise zwischen zwei Schutzvliesen 12 und 14 eingebettete Kunststoffdichtungsbahn 13 auf der wasserseitigen Deichböschung zu sehen, wobei der Ankergraben 10 mit Dammschüttmaterial und der Dichtungsschlitz mit Ton-Sandbeton 15 verfüllt ist. Außerdem ist eine Schalungsmatte 20 mit Betonfüllung, eine Bodenabdeckung 30 sowie ein Oberboden 40 auf der wasserseitigen Deichböschung aufgebracht. Der luftseitige Deichfuß 6 weist eine Dränmatte 50, benachbart zu einem verlegten Binnengraben 60, Kiessäulen 70 mit einer darauf aufgebrachten Kiesmatratze 80 und darauf Filtergewebe 90 mit Dammschüttungsmaterial und einen Schotterrasenweg 100 auf. Auf der Deichkrone 3 ist abschließend ein Kronenweg 101 sowie ein Anker 120 für eine Deicherhöhung in Form von in einer Drahtgeflechtumhüllung 121 eingewickelten Schlauchleitung 122 vorgesehen.

Der eben beschriebene Deichaufbau wird wie folgt erstellt:

Vorarbeiten

- Sondierung des Deichkörpers 1 zur Feststellung der Lagerungsdichte.
- Bohren und Sondieren des luftseitigen Deichfusses 6.
- Festlegen der Bereiche der Kiessäulen 70 sowie der Kiesmatratzen 80.
- Festlegen normaler Gründungen oder Entfall der luftseitigen Anschüttung.
- Gegebenenfalls Herstellen von Baustraßen.

Dichtung der Wasserseite

- Abtragen von ca. 1 m Schüttung in der Deichkrone 3 und Absetzen derselben im Deichhinterland.
- Abtragen von ca. 50 cm des Oberbodens 40 sowie der Bodenabdeckung 30 und Schüttung von der wasserseitigen Lehmdichtung.
- Nachverdichten des bestehenden Deichkerns 2 durch Tiefenrüttler.
- Nachverdichten der Lehmdichtung mit Schaffußwalzen.
- Ergänzen der Schüttung am Deichkopf 4 und Verdichten mit Walzenzügen.
- Herstellen des Dichtungsschlitzes 11 am Deichfuß 5.
- Herstellen eines Planums auf der nachverdichteten Lehmdichtung.
- Herstellen des Ankergrabens 10 im Deichkopf 4.
- Verlegen des Schutzvlieses 12 und der Kunststoffdichtungsbahn 13 auf der Lehmdichtung mit Einbindung in den Dichtungsschlitz 11 und den Ankergraben 10.
- Verfüllen des Ankergrabens 10 und Wiedereinbau der Deichkrone 3.
- Verfüllen des Dichtungsschlitzes 11 mit Ton-Sandbeton 15.
- Einbau des Schutzvlieses 14 auf der Kunststoffdichtungsbahn 13 und einer geotextilen Schalungsmatte 20 zur Betonauffüllung auf der Böschung.
- Wiedereinbau des abgetragenen Bodens 30 und des Oberbodens 40 mit Sicherung durch verrottbare Begrünungsmatten.
- Herstellen des Kronenwegs 101 mit Asphalt-Tragedeckschicht.
- Abbau der Baustraße.
- Verlegen von nicht gezeigten Steinmatten als zusätzlichen Schutz.

Sicherung des luftseitigen Dammfusses

- Deichverbreiterung durch eingeschlagene Polsterwand mit Flächensickerung in Form der Dränmatte 50 sowie des Filtergewebes 90 samt Aufschüttung.
- Sanierung des Deichfusses 6 mit den Kiessäulen 70 und der Kiesmatratze 80.
- Aufbau der Böschung

Zusätzliche Sicherung

- Einrammen des Ankers 120, so daß im Katastrophenfall die Schlauchleitung 122 eingehängt, ausgerollt und dann mit Wasser aufgepumpt werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Sanierung von Deichen durch Verdichten, bei dem
zuerst Kennwerte eines Deichs ermittelt werden,
dann der entsprechende Deichkörper bis auf einen Deichkern abgetragen wird,
daraufhin der Deichkern nachverdichtet wird, wie durch Rütteldruckverdichten, dynami sches Intensivverdichten und/oder Walzen, abhängig von den Kennwerten,
nach dem Nachverdichten zuerst Boden ergänzt wird, insbesondere um bei Bewegung des Untergrundes und des Deichkörpers entstandene Risse auszugleichen, gegebenenfalls eine dünne Schluff- oder Transportschicht eingebaut wird,
dann gewalzt und/oder planiert wird, und
anschließend eine Kunststoffdichtungsbahn auf die wasserseitige Deichböschung des ge walzten und/oder planierten Deichkörpers aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufbringung der Kunststoffdichtungsbahn zuerst ein Ankergraben im Deichkopf und ein Dichtungsschlitz im wasserseitigen Deichfuß hergestellt werden, dann die Kunststoffdichtungsbahn, vorzugsweise zumindest bereichsweise mit einer oberen und/oder unteren Schutzlage, ausgelegt und in den Ankergraben sowie den Dichtungsschlitz eingelegt wird, und daraufhin der Ankergraben, insbesondere mit Dammschüttmaterial, sowie der Dichtungsschlitz, insbesondere mit Tonbeton oder Ton-Sandbeton, aufgefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzlage ein mechanisch verfestigtes Vlies aus Polypropylen, vorzugsweise mit ungefähr 400 bis 600 g/m² Flächengewicht, verlegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffdichtungsbahn eine flexible, multiaxial dehnfähige Polyolefinbahn, vorzugsweise koextrudiert mit einer mittig eingelegten Armierung aus Glasfasern, verlegt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kunststoffdichtungsbahn zum Verhindern eines Abgleitens einer Bodenabdeckung eine zweilagige Textilschalung, vorzugsweise aus Polyamidgewebe, ausgelegt wird, anschließend zwischen die Gewebelagen Beton zum Bilden einer Gitterstruktur eingepreßt wird, daraufhin die Zwischenräume zwischen den gebildeten Gitterlinien aufgeschnitten und die dabei entstehenden Hohlräume, insbesondere mit sandigem Boden, verfüllt werden, wobei dann vorzugsweise der anfangs abgetragene Boden, einschließlich dem Oberboden, angedeckt und angewalzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Betonsteinmatten, insbesondere an Bogenaußenseiten von Flußbiegungen, als äußerster Schutz verlegt werden, wobei danach abschließend vorzugsweise Fugen zwischen Betoneinzelsteinen mit Humus verfüllt werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Deicherhöhung Schüttungen in die luftseitige Deichböschung eingebunden werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem nachverdichteten Deichkern und der Aufschüttung eine Drainageschicht eingebaut wird, um einen Wasserstau aufgrund von Untersickerung oder Regen schadlos abzubauen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Dammschüttungsmaterial Sand und/oder Kies verwendet wird, der luftseitig gegen Erosionsschäden in Filtergewebe eingeschlagen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kiesmatratze, vorzugsweise aus in Geotextilgewebe eingeschlagenem, wasserdurchlässigem Kies, zwischen der Drainageschicht und der Anschüttung eingebaut wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdübelung möglicher Gleitfugen, zur schnellen Einleitung von Auflast in tieferen Untergrund und zur Entspannung sowie Ableitung von Sickerwasserschichten Kiessäulen in den luftseitigen Deichkern gedrückt werden, auf die vorzugsweise die Kiesmatratze aufgebracht wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Deichoberfläche geotextilbewehrte Böschungen aufgebracht werden.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anker in den Deichkörper eingebracht wird, an den aufgewickelte Schläuche angebracht werden können, die im Bedarfsfall zur schnellen Deicherhöhung ausgerollt und mit Wasser gefüllt werden.