DE19824667C2 - Verfahren zum Abdichten von Schadstellen in Wandungen von Baukörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten von Schadstellen, insbe­ sondere Schadstellen mit Wasserdurchtritt, in Wandungen von Baukörpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Schadstellen mit Wasserdurchtritt in Wandungen von Baukörpern treten bei­ spielsweise in Kanälen und Schächten auf. Insbesondere können Schadstellen aufgrund von Erosion des Baukörpers durch außen strömendes Fremdwasser und/oder aufgrund nicht fachgerechter Herstellung des Baukörpers, vor allem bei Baukörpern aus Ortbeton, entstehen.

Schadstellen mit Wasserdurchtritt in Kanälen und Schächten gelten gemäß gesetzlicher Regelungen als erheblich und müssen saniert werden, da zum einen eindringendes Fremdwasser den Kläranlagenbetrieb durch höhere Was­ sermengen belastet und zu höheren Abgagen führt und zum anderen Abwäs­ ser durch Schadstellen in das Grundwasser eindringen und dieses verschmut­ zen können.

Durch die gesetzliche Verpflichtung zur Kontrolle von Kanälen und zur Sanie­ rung festgestellter Schadstellen besteht ein erheblicher Bedarf an Verfahren zur Abdichtung solcher Schadstellen.

Bekannt ist beispielsweise die Abdichtung von Schadstellen durch Ausschäu­ men mit einem aushärtenden Kunststoffschaum, beispielsweise aus Polyuret­ han, evtl. in Verbindung mit einem Kunstharz. Die Langzeitstabilität solcher Ab­ dichtungen wird teilweise in Frage gestellt, kann aber wegen zu geringer Erfah­ rung noch nicht fundiert beurteilt werden. Ferner bekannt ist die Abdichtung mittels Mehrkomponentengelen, für welche bezüglich der Langzeitstabilität ent­ sprechendes gilt. Für Abdichtungsmaterialien mit feuchtigkeitsabhängiger Vo­ lumenänderung, wie sie häufig bei den Mehrkomponentengelen zu beobachten ist, kann bei zeitweise fehlendem Fremdwasser durch Schrumpfung eine teil­ weise Loslösung der Abdichtung vom Baukörper auftreten, was erneut zu Un­ dichtigkeit führen kann.

Eine Abdichtung von Schadstellen wird auch durch Auftrag von schnellhärten­ dem wasserfestem Spezialmörtel auf die Ränder einer offenen Schadstelle vorgenommen, wobei aber lediglich eine oberflächige Abdichtung erfolgt und eine seitliche und tiefere Ausdehnung der Schadstelle über die konkrete Öff­ nung hinaus nicht saniert wird und daher die Gefahr besteht, daß die Schad­ stelle nach kurzer Zeit neben der Abdichtung wieder aufbricht. Den beschriebe­ nen bekannten Verfahren gemeinsam ist der hohe Preis des zur Abdichtung eingesetzten Materials.

Die DE-AS 10 61 498 beschreibt ein Verfahren zum Füllen von Rissen in Beton und Mauerwerk, bei welchem eine aushärtende polymere Flüssigkeit von der Oberfläche eines Bauwerks in einen dort mündenden Riß eingegossen oder eingepreßt wird. Weite Risse können vor, während oder nach dem Einfüllen der Flüssigkeit mit körnigen Feststoffen aufgefüllt werden.

Aus Patent Abstracts of Japan, M-1293, 1992, Vol. 16, No 374, JP 4-118 467 A ist eine Anordnung zur Injektion einer Zweikomponenten-Polymer-Flüssigkeit in Risse eines Bauwerks beschrieben, bei welcher über getrennte Leitungen gleichzeitig zwei Komponenten in eine Sacklochbohrung geleitet und dort ver­ mischt werden, um als aushärtbare Mischung in einen Riß einzufließen. Eine ähnliche Anordnung ist im Katalog "DESOI 6", 1997, Seiten 20/21 und Seite 30.1, der Firma Desoi GmbH, Kalbach zur Verfestigung von Betonbauwerken mit Haarrissen beschrieben.

Sacklochbohrungen sind auch typischerweise eingesetzt zur Verfestigung oder Feuchtigkeits-Absperrung bestehender Mauerwerke, wobei dann in die Sack­ lochbohrungen über angesetzte Packer unter Druck ein dünnflüssiges Ab­ dichtmittel, insbesondere eine Silikatlösung zugeführt wird, welches das Mau­ erwerk durchtränkt, festigt und gegen Feuchtigkeit absperrt. Der Verlauf des Tränkens kann durch Überwachen des Drucks in den Zuführleitungen über­ wacht werden. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 33 35 487 C2 bekannt.

Bei einem aus der US 5 671 581 bekannten Verfahren zur Abdichtung eines Beton-Bauteils gegen eindringendes Wasser wird eine Bohrung in die Bauteil- Wandung eingebracht und Zementschlamm durch ein in die Bohrung einge­ setztes Rohr gepumpt. Der Zementschlamm erhärtet während einer Standzeit von beispielsweise einem Tag. Danach wird der Rohransatz mit Zementpulver oder einer speziellen Mischung gefüllt und diese noch verdichtet.

In der DE-PS 671 454 ist ein Verfahren zum Füllen und Abdichten von Hohl­ räumen in Böden oder Mauerwerken beschrieben, welches insbesondere auch bei starker Wasserströmung durch solche Hohlräume geeignet sein soll. Dabei werden über zwei getrennte Zuführleitungen gleichzeitig wenigstens zwei Kom­ ponenten eines Abdichtmaterials dem Hohlraum zugeführt. Eine der Kompo­ nenten besteht aus einer Bitumen- oder Asphaltsuspension oder -emulsion, die andere Komponente hat die Eigenschaft, die Suspension oder Emulsion zu zerstören, die sich dabei bildenden Partikel zu agglomerieren und der dabei entstehenden Masse eine mehr oder minder faserige Struktur mitzuteilen. Die zweite Komponente kann ein koagulierender Binder wie Zement, Kalk oder Gips sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ab­ dichten von Schadstellen, insbesondere Schadstellen mit Wasserdurchtritt, an­ zugeben, welches eine zuverlässige lang anhaltende Abdichtung gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist im Patentan­ spruch 1 angegeben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltun­ gen und Weiterbildungen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in einem ersten Schritt mittels eines Vorfüllmaterials Hohlräume in und hinter der Schadstelle aufgefüllt. Dabei wird in diesen Hohlräumen ggf. befindliches Wasser verdrängt und eine Strö­ mung durch die Hohlräume unterbunden. Durch das nachfolgend zugeführte Bindemittel, welches das Vorfüllmaterial durchsetzt, entsteht beim Aushärten ein kompakter erosionsstabiler Abdichtkörper. Vorzugsweise sind Vorfüllmate­ rial und Bindemittel so auf das Material des Baukörpers abgestimmt, daß Ab­ dichtkörper und Baukörper bauartgleich aufgebaut sind. Insbesondere sind bei einem Baukörper aus Beton und dgl. Vorfüllmaterial und Bindemittel vorteilhaf­ terweise mineralisch. Neben dem Aufbau eines stabilen Abdichtkörpers ergibt sich dann vorteilhafterweise auch eine Verfestigung des Baukörpers im Bereich von dessen Grenzfläche zum Abdichtkörper und eine dauerhafte Verbindung der beiden Körper.

Der Förderdruck beim Einbringen des Vorfüllmaterials und gegebenenfalls beim Zuführen des Bindemittels wird überwacht und aus dem Druckverlauf wird der Fortgang der jeweiligen Maßnahme verfolgt und schließlich abgebrochen. Ein allmählicher Druckanstieg ist typisch für einen ordnungsgemäßen Verlauf des Verfahrens, wogegen ein sprunghafter Druckanstieg ein Anzeichen für eine Störung wie beispielsweise eine Verstopfung der Zuleitung sein kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auch bei bestehender Fremdwasserströmung und/oder bei einer Durchbruchsöffnung seitlich einer weitergehenden Schadstelle vorteilhaft einsetzbar. Das Verfahren kann durch die Verwendung eines preisgünstigen Vorfüllmaterials wie beispielsweise Sand mit geringen Kosten durchgeführt werden. Eine durch eine bestehende Strö­ mung anfänglich bewirkte teilweise Fortspülung von Vorfüllmaterial und/oder die Ausfüllung größerer Hohlräume ist dann mit nur geringer Kostenbelastung verbunden.

Beim Einbringen des eine körnige, faserige oder vergleichbare Struktur aufwei­ sende Vorfüllmaterials wird dieses bei einer bestehenden Strömung durch den Hohlraum hinter der Schadstelle mit der Strömung teilweise abtransportiert bis sich eine Strömungsengstelle mit Vorfüllmaterial zusetzt, wodurch die Strö­ mung verringert wird und durch Absetzen weiteren Vorfüllmaterials bis zur Ausfüllung des Hohlraums im wesentlichen zum Stillstand kommt. Das Vor­ füllmaterial wird hierbei unter Druck eingebracht und dadurch dicht gepackt. Die Einbringung des Vorfüllmaterials kann durch Einsatz von Druckluft unterstützt werden, wobei die Druckluft vorteilhafterweise in der Nähe der Schadstelle zu­ gefügt wird und durch den beschleunigten Transport des Vorfüllmaterials ins­ besondere eine schnellere Auffüllung der Hohlräume ermöglicht.

Das Bindemittel, das vorzugsweise ein wasserfester Zement, ein sogenannter Unterwasserleim oder dgl. ist und sich unter der Einwirkung des Fremdwassers nicht entmischt, wird vorteilhafterweise gleichfalls unter Druck zugeführt und durchsetzt das eingebrachte Vorfüllmaterial, wobei das Fremdwasser weitge­ hend aus dem Vorfüllmaterial verdrängt wird.

Vorfüllmaterial und Bindemittel werden durch eine Öffnung durch die Wandung des Baukörpers an oder bei der Schadstelle eingebracht bzw. zugeführt, wobei vorzugsweise für beide Materialien ein gemeinsamer Einfüllstutzen benutzt wird, der beispielsweise mittels Befestigungsmitteln an der Innenseite der schadhaften Wandung oder durch Abstützen gegen eine gegenüberliegende Wandung gegen Ausziehen aus der Öffnung bei den bei der Durchführung des Verfahrens auftretenden Kräften gehalten ist. Geeignete Befestigungsmittel sind dem Fachmann geläufig.

Eine zur Durchführung des Verfahrens vorteilhaft geeignete Vorrichtung umfaßt eine Pumpenanordnung, welche insbesondere eine Mörtelpumpe (Dickstoff­ pumpe) zum Fördern des Vorfüllmaterials zur Schadstelle enthält. Das Vorfül­ lelement wird vorteilhafterweise mit einem Förderfließmittel vermischt, um auch über längere Strecken über eine Förderzuleitung, beispielsweise von einer außen befindlichen Pumpe durch einen Schacht in einen Kanal zur Schadstelle gefördert werden zu können.

Vorzugsweise umfaßt die Pumpenanordnung zwei verschiedene Pumpen für das Vorfüllmaterial einerseits und das dünnflüssigere Bindemittel andererseits. Für beide Materialien können sowohl Handpumpen als auch Maschinenpum­ pen eingesetzt werden, wobei aber zumindest für das Vorfüllmaterial eine Ma­ schinenpumpe bevorzugt ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Beispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Schadstelle

Fig. 2 die Einbringung von Vorfüllmaterial in die Schadstelle nach Fig. 1

Fig. 3 die sanierte Schadstelle

Fig. 4 eine Einrichtung für die Einbringung von Vorfüllmaterial

Fig. 5 eine Einrichtung für die Zuführung von Bindemittel

Fig. 6 eine Gesamtvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Bei der in Fig. 1 im Querschnitt skizzierten Anordnung sei ein Baukörper BK, beispielsweise ein Kanalrohr aus Beton angenommen, bei welchem ein Teil der Außenwand abgebrochen und/oder durch außen strömendes Fremdwasser FW weggespült und ein Durchbruch D in der Rohrwand entstanden ist. Hauptursa­ chen hierfür sind meistens unsachgemäße Ausführung der Ortbetonarbeiten, z. B. durch zu geringe Verdichtung, und/oder qualitativ unzureichendes Material. Typisch ist die Auswaschung von Feinteilen mit nachfolgendem Auftreten von Undichtigkeiten.

Durch den Durchbruch D kann zum einen Fremdwasser FW in den Kanal ein­ strömen, zum anderen kann aber auch Abwasser AW aus dem Kanal austreten und beispielsweise eine Grundwasserverunreinigung bewirken. Die Schadstelle dehnt sich auf der Außenseite des Baukörpers BK seitlich über den Durchbruch hinaus aus und bildet zwischen dem schadhaften Baukörper BK und dem Un­ tergrund U einen von Fremdwasser durchströmten Hohlraum HR, in welchem typischerweise noch grobe Bestandteile G des Betons der Schadstelle lose oder mit nur schwacher Verbindung vorliegen und wegen fehlender Feinteile des Betons von Fremdwasser durchströmt sind. Die seitliche Ausdehnung von Schadstellen ist häufig wesentlich größer als im Beispiel der Skizze angenom­ men.

In der Skizze nach Fig. 2 ist der Durchbruch D durch manuell eingefügte ge­ bräuchliche Schnellzementmasse SZ bis auf eine Öffnung O, in welcher ein Einfüllstutzen ST durch die Baukörperwandung geführt ist, eingeengt. Der Ein­ füllstutzen ST ist über nicht eingezeichnete Mittel in der Baukörperwandung gehalten. Der Durchbruch kann auch vollständig geschlossen und der Einfüll­ stutzen an anderer Position im Bereich der Schadstelle durch eine gesonderte Bohrung eingeführt sein. Der Einfüllstutzen ragt vorteilhafterweise nicht oder nur wenig in den Hohlraum ein.

Über den Einfüllstutzen ST wird druckluftunterstützt Vorfüllmaterial VF in den Hohlraum eingefüllt. Dieses setzt sich teilweise am Untergrund U ab und wird teilweise durch die in Fig. 1 von links nach rechts verlaufend eingezeichnete Fremdwasserströmung fortgespült. Durch Anhäufung von Vorfüllmaterial in der Nähe des Einfüllstutzens und/oder durch Verkeilen des körnigen Vorfüllmateri­ als (oder Verfilzen eines faserigen Vorfüllmaterials) in einer strömungsabwärts befindlichen Engstelle wird die Strömung und damit die Fortspülung von einge­ brachtem Vorfüllmaterial verringert, was wiederum die Auffüllung des Hohl­ raums HR mit neu eingebrachtem Vorfüllmaterial beschleunigt. Die Verwen­ dung von Druckluft beschleunigt zum einen die Auffüllung des Hohlraums durch verbesserten Materialtransport durch den engen Einfüllstutzen und bewirkt zum anderen eine dichte Packung des eingebrachten Vorfüllmaterials. Mit zuneh­ mendem Füllgrad des Hohlraums mit Vorfüllmaterial kann die Druckluftzufuhr gedrosselt werden. Bei weitgehend gefülltem Hohlraum kann durch den hohen Förderdruck der zur Einbringung des Vorfüllmaterials eingesetzten Mörtelpum­ pe oder dgl. noch eine Nachverdichtung des eingebrachten Vorfüllmaterials im Hohlraum erfolgen. Wegen der Einbringung des Vorfüllmaterials unter Druck kann ggf. auch gleichzeitig eine Verfestigung loser Untergrundbereiche erfol­ gen.

Nach Abschluß des Einbringens des Vorfüllmaterials sei angenommen, daß der Hohlraum bei der Schadstelle im wesentlichen vollständig mit Vorfüllmaterial ausgefüllt ist, welches mit Fremdwasser durchsetzt ist. Durch die vollständige Ausfüllung des Hohlraums mit dicht gepacktem Vorfüllmaterial ist die Strömung des Fremdwassers im Bereich der Schadstelle praktisch unterbunden. In das eingebrachte und dicht gepackte Vorfüllmaterial wird dann durch den Einfüll­ stutzen ST ein Bindemittel BM zugeführt und unter Druck verpresst. Zuvor kann der Einfüllstutzen von Vorfüllmaterial befreit werden, was beispielsweise mittels eines sogenannten Einsticheisens erfolgen kann. Das Bindemittel verteilt sich unter hydrostatischem Druck im Vorfüllmaterial und verdrängt dabei das Fremdwasser, ohne sich durch dessen Einwirkung zu entmischen. Es sei angenommen, daß das Bindemittel weitgehend das gesamte Vorfüllmaterial durchsetzt. Über das Vorfüllmaterial hinausdringendes Binde­ mittel dringt in den Untergrund ein und/oder wird durch Fremdwasser fortge­ spült. Umweltbelastungen sind durch bevorzugte Verwendung eines minerali­ schen Bindemittels oder eines entsprechend ausgewählten anderen Bindemit­ tels nicht zu befürchten. Vorteilhafterweise trägt an die Grenzfläche zum schadhaften Baukörper gelangendes Bindemittel sowohl zu einer dauerhaft guten Verbindung des Baukörpers mit dem Vorfüllmaterial als auch zu einer Verfestigung des Baukörpermaterials an der Grenzfläche selbst bei. Nach Aus­ härtung des Bindemittels mit dem Vorfüllmaterial liegt ein kompakter und sta­ biler, großflächig fest mit dem Baukörper verbundener Abdichtkörper AK vor, der eine zuverlässig lang anhaltende Abdichtung der Schadstelle bei gleichzei­ tiger Verfestigung des Baukörpers gewährleistet. Der Einfüllstutzen wird vor­ zugsweise in der Öffnung belassen und nahe der Innenwand abgetrennt.

In Fig. 4 ist eine Einrichtung zum Einbringen von Vorfüllmaterial skizziert, bei welcher ein Einfüllstutzen 2/1, der auch zugleich Einfüllschlauch sein kann, mittels einer Verspannung 2/2 an einem Ausgangsanschluß eines Verschluß­ hahns 2/3 befestigt ist. Der Einfüllstutzen mit Verschlußhahn wird auch als In­ jektionsrute bezeichnet. An einen Eingangsanschluß des Verschlußhahns 2/3 ist über eine Schnellkupplung 2/4 eine insbesondere als Materialschlauch 4 ausgebildete Zuleitung für das Vorfüllmaterial angeschlossen. Über eine weite­ re Schnellkupplung 2/6 des Verschlußhahns ist ein Druckluftschlauch aus­ schließbar. Eine Einrichtung zur Sicherheitsabschaltung der Mörtelpumpe bei Verschließen des Verschlußhahns ist über eine Kupplung 2/5 anschließbar. Die Sicherheitsabschaltung ist an sich bekannt.

Fig. 5 zeigt eine der Fig. 4 im Prinzip ähnliche Einrichtung zur Zuführung von Bindemittel. Dabei ist in dem Einfüllstutzen 2/1 ein Einfüllschlauch 3/1 einer Bindemittel-Injektionsrute eingeführt und verspannt. Der Einfüllschlauch 3/1 ist wiederum mit dem Ausgangsanschluß eines Verschlußhahns 3/3 verbunden und mittels einer Verspannung 3/2 auf diesem befestigt. Dem Verschlußhahn 3/3 ist über eine Schnellkupplung 3/4 über eine Zuleitung Bindemittel von einer Pumpe zugeführt. Über eine Schnellkupplung 3/6 kann ein Druckluftschlauch an dem Verschlußhahn angeschlossen werden, wobei bei der Zuführung von Bindemittel Druckluft vorzugsweise lediglich für die Ansaugung von Bindemittel durch die Zuleitung am Eingangsanschluß des Verschlußhahns eingesetzt wird. Der Verschlußhahn sieht wieder eine Kupplung 3/5 für den Anschluß einer Si­ cherheitsabschaltung vor.

Bei der in Fig. 6 skizzierten Gesamtvorrichtung ist eine Injektionsrute 2 für das Vorfüllmaterial in eine Bohrung eines Baukörpers 1 eingesetzt. In einem Zwangsmischer 10 wird Sand 11 mit einem Fließmittel 12 zu einem durch eine Mörtelpumpe 9 förderbaren Vorfüllmaterial vermischt. Das Vorfüllmaterial wird über eine Zuleitung 4 der Injektionsrute 2 zugeleitet und über den Einfüllstutzen hinter den Baukörper eingebracht. Der Vorgang des Einbringens durch den Einfüllstutzen kann durch Druckluft, die von einem Kompressor 8 über einen Druckluftschlauch 7 der Injektionsrute 2 zugeleitet ist, unterstützt werden. Die Druckluftzufuhr ist vorzugsweise durch ein nicht eingezeichnetes Absperr- und Dosierventil regulierbar. Der Materialdruck wird über ein Manometer 5 über­ wacht und zur Steuerung der Materialzufuhr durch die Mörtelpumpe herange­ zogen. Eine Leitung 6 verbindet den Verschlußhahn mit einer Einrichtung zur Sicherheitsabschaltung der Mörtelpumpe.

Nach dem Einbringen des Vorfüllmaterials wird die Injektionsrute 2 von dem Einfüllstutzen, der in der Öffnung des Baukörpers verbleibt, gelöst, der Einfüll­ stutzen mit einem Einsticheisen oder dgl. durchstoßen und von Vorfüllmittel freigeräumt und die Bindemittel-Injektionsrute mit ihrem Einfüllschlauch in den Einfüllstutzen eingeführt und verspannt. Über die Mörtelpumpe 9 oder eine zweite Pumpe wird das Bindemittel durch den Einfüllstutzen in das einge­ brachte Vorfüllmaterial verpresst. Nach dem Verpressen des Bindemittels wird die Bindemittel-Injektionsrute entfernt und der Einfüllstutzen an der Innenwand des Baukörpers abgetrennt. Der Einfüllstutzen verbleibt in der Wandung des Beukörpers 1 und besteht vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Material.

Die Erfindung ist nicht auf die im Detail beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Wei­ se abwandelbar.

Claims (8)

1. Verfahren zum Abdichten von Schadstellen, insbesondere Schadstellen mit Wasserdurchtritt, in Wandungen von Baukörpern, bei welchem Ab­ dichtmaterial durch eine Öffnung in der Baukörperwandung der dahinter sich aus­ dehnenden, einen Hohlraum oder Hohlräume bildenden Schadstelle zu­ geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein Vorfüllmaterial unter Druck zugeführt und der Förderdruck dabei überwacht wird, daß die Zu­ führung des Vorfüllmaterials nach Maßgabe des Verlaufs des Förder­ drucks abgebrochen wird und daß danach ein mit dem Vorfüllmaterial aushärtendes wasserfestes Bindemittel zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vor­ füllmaterial mit Druckluftunterstützung eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorfüllmaterial zuvor mit einem Förderfließmittel vermischt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Sand als Vorfüllmaterial verwandt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel durch dieselbe Wandöffnung wie das Vorfüllmaterial zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel unter Druck zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführ­ druck des Bindemittels überwacht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung eines mineralischen Bindemittels.