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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Plattenelement für die Sanierung und/oder Errichtung von Spundwänden.
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Es ist bekannt, dass Spundwände, die zum Beispiel im Bereich von Hafenanlagen oder in Abschnitten von Befestigungen von Uferanlagen an Gewässern allgemein eingesetzt werden, in erheblichem Maße einem alterungsbedingten Verschleiß unterliegen. Dabei sind Spundwände weit überwiegend mit in das Erdreich bzw. in einen Grund eines Gewässers eingerammten Trapezblechen aus Stahl gebildet, teilweise mit korrosionsunterdrückenden Beschichtungen, wie zum Beispiel einem korrosionsbeständigen Schutzanstrich oder einem Lack oder einer Verzinkung. Im Gewässerbau ist dabei eine exponierte Fläche der Spundwand, die auch als Vorderseite bezeichnet werden kann, dem Gewässer und/oder der - gerade in der Nähe der Gewässeroberfläche besonders korrosiven Umgebungsluft stetig ausgesetzt. Durch die ständige Aussetzung dem Gewässer und/oder der Luft gegenüber mit darin enthaltenen korrosiven Bestandteilen, wie insbesondere Sauerstoff, aber auch Salzpartikeln bzw. korrosionsfördernden Ionen, leiden entsprechende Spundwände, korrodiert zum Beispiel das Stahlblech erheblich. Dieses Problem wird insbesondere dann verstärkt, wenn das Gewässer, das mit der Spundwand baulich eingefasst ist, einen variierenden Wasserspiegel hat, zum Beispiel durch unterschiedliche Wasserstände in Trocken- oder Regenphasen oder aufgrund von tidebedingten Wasserstandsänderungen, oder wenn das Gewässer ein salzhaltiges (also Chlor-Ionen enthaltendes) Gewässer ist, zum Beispiel Meer- oder Brackwasser. Denn dadurch wird das feuchte und korrosiv wirkenden Ionen ausgesetzte Material der Spundwand auch stets wieder gegenüber dem Luftsauerstoff exponiert, kann dann besonders schnell korrodieren. Problematisch sind auch Standorte in Häfen, wo durch die rotierenden Schiffsschrauben vermehrt Sauerstoff im Wasser gelöst wird, der dann die Spundwände korrosiv angreift.
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Spundwände aus Stahl-Trapezblechen halten dabei erfahrungsgemäß über einen Zeitraum von ca. 30 bis 40 Jahren, bevor sie saniert oder sogar erneuert werden müssen.
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Das Erneuern von Spundwänden im Bereich des Uferbaus von Gewässern ist mit erheblichem Aufwand und großen Kosten verbunden, weshalb hier vermehrt nach Sanierungskonzepten gesucht wird. In einem Sanierungskonzept werden dabei vor die bestehende und von Korrosion betroffene Spundwand Platten aus Stahl aufgestellt, die mit der Spundwand verbunden, insbesondere verschweißt werden, zum Beispiel an vorstehenden, ebenen Abschnitten, wie z.B. an Spundwandschlössern, eines Stahl-Trapezblechs der Spundwand. Wenngleich mit einem solchen Sanierungsschritt eine verlängerte Standzeit und Haltbarkeit der Spundwand erreicht werden kann, ist das neu eingebrachte Material der Stahlplatte in gleicher Weise einem korrosiven in Angriff durch das Wasser des Gewässers ausgesetzt, wie dies zuvor die originäre Spundwand gewesen ist. Bei einer solchen Sanierung ergibt sich also erneut eine begrenzte Haltbarkeit der so sanierten Spundwand. Darüber hinaus besteht hier die Gefahr, dass die mit den Stahlplatten verkleidete originäre Spundwand weiter korrodiert.
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Um der Korrosion der originären Spundwand, die mit entsprechenden Stahlplatten verkleidet ist, weiter und besser entgegenzuwirken, wird häufig eine zwischen den Stahlplatten und der Spundwand, zum Beispiel in Form eines Stahl-Trapezblechs, bestehender Hohlraum nach dem Festlegen der Stahlplatten mit einer Füllmasse verfüllt, typischerweise mit Beton. Aber auch diese Maßnahme hilft nur in geringem Maße, da sie jedenfalls einen Korrosionsangriff auf die Stahlplatten der Verkleidung nicht zu unterdrücken vermag und da, wenn die Stahlplatten korrodiert sind, der dann freigelegte Beton, insbesondere im Bereich der Wasserlinie, aufgrund von witterungsbedingten Angriffen Risse bildet, sodass Feuchtigkeit und Sauerstoff wiederum bis zur originären Spundwand vordringen und dort weitere Korrosionsschäden hervorrufen können.
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Zudem ist das Anbringen derartiger Stahlplatten an einer bestehenden Spundwand sehr aufwendig, da die Befestigungsarbeiten, insbesondere Schweißarbeiten, in dem bestehenden Gewässer durchzuführen sind, wozu auf solche Arbeiten spezialisierte Taucher eingesetzt werden müssen. Der Einsatz derartiger Spezialkräfte ist personal- und kostenintensiv.
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Um der Korrosion der originären Spundwand, die mit entsprechenden Stahlplatten verkleidet ist, weiter und besser entgegenzuwirken, wird häufig eine zwischen den Stahlplatten und der Spundwand, zum Beispiel in Form eines Stahl-Trapezblechs, bestehender Hohlraum nach dem Festlegen der Stahlplatten mit einer Füllmasse verfüllt, typischerweise mit Beton. Aber auch diese Maßnahme hilft nur in geringem Maße, da sie jedenfalls einen Korrosionsangriff auf die Stahlplatten der Verkleidung nicht zu unterdrücken vermag und da, wenn die Stahlplatten korrodiert sind, der dann freigelegte Beton, insbesondere im Bereich der Wasserlinie, aufgrund von witterungsbedingten Angriffen Risse bildet, sodass Feuchtigkeit und Sauerstoff wiederum bis zur originären Spundwand vordringen und dort weitere Korrosionsschäden hervorrufen können.
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Im Gewässerbau ist es weiterhin bekannt, dass thermoplastische Kunststoffe, insbesondere das Material Polyethylen, auch im Bereich von Gewässern mit einer aggressiven und hoch korrosiven Wasserzusammensetzung, zum Beispiel mit einem erhöhten Sauerstoff- und/oder Salzgehalt, beständig ist und einem entsprechenden Angriff widersteht. Thermoplastischer Kunststoff, insbesondere Polyethylen, hat sich als einen hohen Chloridschutz erbringend erwiesen. Entsprechend werden zum Beispiel in Gewässern gesetzte Pfähle oder Pfosten, die durch korrosive Angriffe gefährdet sind (zum Beispiel Stahlpfosten, aber auch einer natürlichen Verwitterung ausgesetzte Holzpfähle) zu Sanierungszwecken mit Ummantelungen aus einem solchen Material, in der Regel aus Polyethylen, zum Beispiel einem Polyethylen-Rohrabschnitt, umgeben, wobei ein Zwischenraum zwischen der Ummantelung und dem zu sichernden Pfahl oder Pfosten mit einem Vergussmaterial, in der Regel Beton, ausgegossen wird. Diese Maßnahme zur Sanierung und Sicherung von Pfahl- oder Pfostenelementen in Gewässern, hat sich bewährt.
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Nicht nur in Deutschland, sondern auch in sehr vielen anderen Ländern der Welt gibt es erhebliche Strecken entlang von Gewässern, an denen die Gewässerufer mit Spundwänden baulich befestigt sind, zum Beispiel entlang von Kanälen, in Hafenbereichen, entlang von künstlich geschaffenen oder befestigten Ufern von natürlichen oder künstlich aufgestauten Gewässern oder dergleichen. Viele der dort erbauten Spundwände haben bereits ein kritisches Alter erreicht und sind von Korrosion betroffen, müssen entsprechend saniert werden. Es besteht also ein erheblicher Bedarf nach einer Möglichkeit einer einerseits kostengünstig durchzuführenden und andererseits eine deutlich verlängerte Standzeit der Spundwand ergebenden Sanierungsmöglichkeit.
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Der Erfinder hatte sich entsprechend zur Aufgabe gemacht, einen effektiveren Schutz auch für Korrosionsangriffen ausgesetzte Spundwände zu schaffen, insbesondere Maßnahmen für die Sanierung von bestehenden Spundwänden, insbesondere solchen mit Stahl-Trapezblechen auf der dem Gewässer zugewandten Seite vorzusehen, aber auch die Möglichkeit einer wirksameren Verhinderung von Korrosionsangriffen von neu gebauten Spundwänden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Plattenelement für die Sanierung und/oder Errichtung von Spundwänden mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen eines solchen Plattenelements sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 angegeben.
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Erfindungsgemäß hat ein Plattenelement für die Sanierung und/oder Errichtung von Spundwänden zunächst ein Trägerelement und eine mit dem Trägerelement fest verbundene Auflage aus Beton. Das Trägerelement weist eine Deckfläche aus einem thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, auf, die eine Vorderseite des Plattenelements ausbildet. Mit der Deckfläche sind rückseitig an der Deckfläche angeordnete Hohlraumstrukturen fest, insbesondere einstückig, verbunden. Diese Hohlraumstrukturen haben zur Rückseite des Trägerelements weisende Öffnungen und an die Öffnungen angrenzende Deckbereiche, die in den Hohlraumstrukturen ausgebildete Hohlräume überdecken. Die Auflage aus Beton ist dabei auf der Rückseite des Plattenelements angeordnet und dringt mit Verankerungsfortsätzen durch die Öffnungen in die Hohlräume und füllt diese aus. Der thermoplastische Kunststoff, der hier zum Einsatz gelangt, ist, wie erwähnt, insbesondere Polyethylen. Es können aber ebenso auch andere thermoplastische Kunststoffe, wie insbesondere Polypropylen (das aber in der Regel kostspieliger ist) in Frage. So kann z.B. auch ein Polypropylen in Form von einem Recyclingmaterial, ggf. unter Zugabe von materialfremden Zuschlagstoffen (als sog. „PP-HM“, also „highly modified Polypropylen“) eingesetzt werden.
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Grundsätzlich wäre auch die Verwendung von Polyvinylchlorid (PVC) vorstellbar. Allerdings ist dieses Material aus Umweltgesichtspunkten (es handelt sich um ein Chlorgasprodukt) bedenklich und wir häufig mit der Zeit (oft innerhalb von ca. 15 Jahren) spröde und brüchig, würde so frühzeitig die Schutzfunktion verlieren.
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Auch wenig günstig sind alle Formen von glasfaser-, kohlefaser- oder anders faserverstärkten Kunststoffe (z.B. sog. Kompositwerkstoffe auf Polyester-/Epoxidharzbasis), da diese nicht dauerhaft feuchtigkeitsbeständig sind.
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Ein wie in vorstehend beschriebener Weise ausgebildetes Plattenelement hat also auf einer Vorderseite eine Deckfläche aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, mithin aus einem Material, das gegenüber korrosiven Angriffen von und durch anstehendes Gewässer unempfindlich und widerstandsfähig ist. Rückseitig ist das Plattenelement mit der Betonauflage versehen, die aufgrund der in die Hohlräume eingreifenden Verankerungsfortsätze formschlüssig und fest mit dem Trägerelement verbunden ist. Die Betonauflage ergibt einerseits eine Versteifung des Plattenelements, insbesondere dann, wenn das Trägerelement mit einer vergleichsweise dünnen Wandstärke von zum Beispiel 5-15 mm, insbesondere 8-10 mm, gebildet ist. Zum anderen ermöglicht die Betonauflage eine einfache Verbindung mit einer bestehenden Spundwand. So kann insbesondere ein wie vorstehend gebildetes Plattenelement vor eine zu sanierende Spundwand oder auch gegen eine neu errichtete Spundwand gestellt und mit der rückseitigen Betonauflage gegen eine exponiert dem Gewässer gegenüberliegende Seite einer Spundwand, zum Beispiel eine Oberfläche eines Stahl-Trapezblechs angelehnt, bzw. belastbar angebracht werden und kann durch Vergießen des zwischen den zurückspringenden Bereichen des Stahl-Trapezblechs und der Betonauflage gebildeten Hohlraums mit Beton eine Verbindung geschaffen werden. Um diese Verbindung besonders stabil zu gestalten, können zuvor an den zurückspringenden Bereichen der Spundwand Armierungsanker, zum Beispiel Y förmige Stahlanker, angebracht werden, zum Beispiel angeschweißt. Zudem können rückseitig an dem Plattenelement Befestigungsstrukturen vorgesehen sein, mit denen diese an der Spundwand fixiert werden können, insbesondere rückseitig über die Auflage aus Beton vorstehende bzw. überstehende, insbesondere aus Stahl gebildete, Armierungen, Anker und/oder Konsolen. Haben sowohl die zurückspringenden Bereiche der Spundwände entsprechende Armierungselemente bzw. Armierungsanker und hat das Plattenelement auf seiner Rückseite in den Bereichen, in denen die Spundwand, die zu sanieren, bzw. vor einem Korrosionsangriff zu schützen ist, zurückspringt ähnliche Stahlanker oder vergleichbare Armierungs- bzw. Befestigungselemente, so kann durch Eingießen von Beton in die Zwischenräume und Aushärten lassen desselben hier eine feste und insbesondere auch luftdichte und damit einen Korrosionsangriff auf die mit einem erfindungsmäßen Plattenelements sanierte, bzw. geschützte Spundwand verhindernde Verbindung geschaffen werden.
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Bei einer solchen Befestigungsmethode ist es insbesondere nicht erforderlich, die die Vorderseite des Plattenelements ausbildende Deckfläche zu verletzen oder zu durchstoßen, um Befestigungselemente durch diese hindurchzuführen, sodass nach der Sanierung, bzw. nach der Errichtung der Spundwand die dem Gewässer gegenüber exponierte Fläche ausschließlich, zumindest weitgehend ausschließlich (wenn zum Beispiel an Stoßstellen von zwei nebeneinander gestellten Plattenelementen Verbindungsschienen o. ä. gebildet werden müssen, die nicht aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, bestehen, zum Beispiel aus Stahl gebildet sind, und diese nicht mit einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere mit Polyethylen, verkleidet werden können) durch die Deckfläche(n) aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere durch die Polyethylendeckfläche(n), bedeckt ist / bedeckt sind, also mit einem solchen Material verkleidet, das, wie erläutert, gegenüber dem in dem Gewässer geführten oder enthaltenen Wasser korrosionsunempfindlich und widerstandsfähig ist. Es ergibt sich dadurch, dass mit einem erfindungsgemäßen Plattenelement nicht nur eine vergleichsweise einfach durchzuführende, sondern insbesondere eine im Ergebnis lange vorhaltende Sanierung von durch Korrosion betroffenen Spundwänden bzw. ein lang anhaltender Schutz einer neu errichteten Spundwand vor Korrosionsangriffen möglich ist. Mit dem erfindungsgemäßen Plattenelement kann nicht nur eine bereits von Korrosion betroffene Spundwand saniert, es kann auch eine bestehende, von Korrosion noch nicht, jedenfalls noch nicht ihre Stabilität bedrohend, betroffene Spundwand oder eben auch eine neu errichtete Spundwand für eine längere Standzeit ertüchtigt werden.
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Das Trägerelement aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, insbesondere Polyethylen, kann mit Vorteil aus zum Beispiel durch Zugabe von Kohlenstoff (z.B. Ruß) schwarz eingefärbtem Kunststoffmaterial, insbesondere Polyethylen, bestehen. Dieses hat sich als besonders UV-beständig erwiesen, sodass auf diese Weise verhindert werden kann, dass durch eine langanhaltende Expositionen der Deckschicht gegenüber UV-Einstrahlung kein Verschleiß und damit eine mögliche Beschädigung der Deckschicht erfolgt, die zu einer Beschädigung der mit einem erfindungsgemäßen Plattenelement sanierten, bzw. geschützten Spundwand führen kann.
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Das erfindungsgemäße Plattenelement hat auch deshalb einen besonderen Vorteil, da das verwendete Kunststoffmaterial einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen kann, z.B. bei Polyethylen einen besonders geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten von typischerweise im Bereich von 0,2 mm/°C*m. Das erfindungsgemäße Plattenelement kann also auch einen längeren Zeitraum größere Temperaturschwankungen erfahren, ohne dadurch Schaden zu nehmen. Eine mit dem erfindungsgemäßen Plattenelement sanierte, bzw. geschützte Spundwand ist entsprechend langanhaltend vor weiterer Korrosion geschützt.
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Ein erfindungsgemäßes Plattenelement kann insbesondere eine rechteckige Form aufweisen. Ein solches kann zum Beispiel eine Plattenbreite von 50 cm bis 200 cm, insbesondere von 75 cm bis 150 cm, zum Beispiel 100 cm, aufweisen bei einer Plattenhöhe von zum Beispiel 100 cm bis 400 cm, insbesondere von 150 cm bis 300 cm, zum Beispiel 175 cm oder 300 cm. Die Gesamtstärke eines erfindungsgemäßen Plattenelements, also des Trägerelements mit darauf aufgebrachter Auflage aus Beton, kann zum Beispiel 50 mm bis 300 mm, insbesondere 100 mm bis 200 mm, zum Beispiel 150 mm betragen.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Hohlraumstrukturen bei dem erfindungsgemäßen Plattenelement von senkrecht zu der Deckfläche und unter Belassung eines Abstandes zueinander parallel verlaufenden, mit der Deckfläche, insbesondere einstückig, verbundenen Seitenwänden und von mit den Seitenwänden, insbesondere einstückig, verbundenen, insbesondere parallel zu der Deckfläche verlaufenden Deckwänden (die dann die Deckbereiche bilden) begrenzt sein, wobei in den Deckwänden die Öffnungen in Form von diese Deckwände durchstoßen, parallel zu den Seitenwänden geführten Längsschlitzen gebildet sind. In solche Längsschlitze und die darunterliegenden Hohlräume, die im Querschnitt nach Art einer T-Nut gebildet sind, kann bei der Ausbildung der Auflage aus Beton der eingebrachte, insbesondere eingegossene, Beton besonders gut einströmen und den Hohlraum ausfüllen, sodass feste und einen sicheren Halt der Betonauflage an dem Trägerelement gewährleistende Verankerungsfortsätze ausgebildet werden.
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Insbesondere dann, wenn das Plattenelement größere Abmessungen aufweist, kann es von Vorteil sein, schon das noch nicht mit der Auflage aus Beton versehene Trägerelement auszusteifen, um insbesondere zu verhindern, dass es sich beim Aufbringen der Auflage oder während des Aushärtens des Betons verwindet bzw. verzieht. Ein solches Aussteifen kann zum Ballspiel dadurch geschehen, dass die Längsschlitze sich nicht über eine Gesamtlänge des Plattenelements in einer Richtung erstrecken, sondern dass die Deckwände in quer zu den Längsschlitzen verlaufenden Abschnitten undurchbrochen sind. Dadurch werden Abschnitte geschaffen, in denen sich durch eine gleichermaßen durchgehende Erstreckung der Deckwand bzw. der Deckwände eine Versteifung ausbildet. Eine weitere und zusätzliche Versteifung kann erreicht werden, wenn in den Abschnitten, in denen die Deckwände undurchbrochen sind, auf die Deckwände Verstärkungsleisten aufgesetzt und mit den Deckwänden verbunden werden, zum Beispiel verklebt oder thermoplastisch verschweißt. Mit solchen Verstärkungsleisten kann eine weitere Aussteifung des Plattenelements in einer Richtung quer zu den Längsschlitzen erreicht werden. Auch diese Verstärkungsleisten werden insbesondere auf das Trägerelement aufgebracht, bevor die Auflage aus Beton angebracht wird. Die Verstärkungsleisten können dabei zum Beispiel in die Betonauflage mit einbezogen werden, indem die Betonauflage mit einer größeren Stärke gebildet wird, als die Höhe der Verstärkungsleisten, sodass die Verstärkungsleisten insgesamt in der Betonauflage aufgenommen sind.
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Ein wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Plattenelement kann insbesondere hergestellt werden, indem ein mit zwei unter Belassung eines Abstandes parallel zueinander angeordneten Deckflächen und mit die Deckflächen verbindenden, den Abstand überbrückenden und zwischen sich jeweils Hohlräume belassenden Stützelementen gebildetes Sandwichplattenelement aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, bereitgestellt wird. Bei diesem Sandwichplattenelement werden dann bei einer der Deckflächen Hohlräume öffnende Öffnungen so eingebracht, dass an die Öffnungen angrenzende Bereiche der so geöffneten Deckfläche weiterhin den jeweiligen Hohlraum, in die die Öffnung hineinreicht, zumindest teilweise überdecken. Anschließend wird eine Betonauflage auf die mit den Öffnungen versehene Deckfläche, insbesondere durch Gießen, aufgebracht, sodass der Beton durch die Öffnungen in die Hohlräume eindringt und nach Aushärten dort Verankerungsstrukturen ausbildet, mit denen er an dem Sandwichplattenelement formschlüssig hält.
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Das Aufbringen der Auflage aus Beton kann insbesondere mit einer flach auf der unverletzten Deckfläche abgelegten Sandwichplatte erfolgen, die insbesondere in eine die Sandwichplatte seitlich einfassende Form gelegt ist, in die dann von oben Beton eingegossen wird. Damit der Beton vollständig in die Hohlräume eindringen kann, kann die auf der unverletzten Deckfläche liegende Sandwichplatten beim Einbringen des Betons und auch danach noch gerüttelt oder vibriert werden, sodass der Beton gut und tief, insbesondere diese vollständig ausfüllend, in die Hohlräume eindringt und sich dort setzt. Bei diesem Herstellungsverfahren kann insbesondere vorgesehen sein, dass beim Aufbringen der Betonauflage Befestigungsstrukturen mit eingebracht werden, insbesondere, vorzugsweise aus Stahl gebildete, Armierungselemente, Anker und/oder Konsolen, für eine spätere Festlegung des Plattenelements an einer zu sanierenden, bzw. zu schützenden Spundwand. Die Befestigungsstrukturen, wie z.B. Stahlanker, können zum Beispiel die geöffnete Deckfläche hintergreifend in die Öffnungen eingesetzt und zum Beispiel mittels eines Haltegestells gehalten und positioniert werden, wenn der Beton eingegossen wird. Nach Aushärten des Betons sind ansprechend auch die Befestigungsstrukturen, z.B. Stahlanker oder Stahlarmierungen oder Stahlkonsolen, in der Auflage fixiert.
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Das besondere an der Erfindung liegt insbesondere auch darin, dass es ermöglicht wird, eine aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie z.B. Polyethylen, bestehende Deckfläche mit einem anderen Material zu verbinden, insbesondere mit dem Material einer Spundwand. Thermoplastische Kunststoffe sind aufgrund ihrer hohen chemischen Widerstandsfähigkeit nur schwer mit anderen Materialien verbindbar. Die mechanische Verankerung der Betonauflage schafft hier eine exzellente Verbindung und ermöglicht ihrerseits den Anschluss der so geschaffenen Kompositplatte an andere Materialien, wie z.B. eine Stahlplatte bzw. ein Stahltrapezblech einer Spundwand.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
- 1 eine dreidimensionale Ansicht eines Trägerelements als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Plattenelements schräg von der Rückseite her;
- 2 eine Rückansicht des Trägerelements aus 1;
- 3 eine Seitenansicht des Trägerelements aus 1;
- 4 eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf eine mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Plattenelement sanierten, bzw. schutzverkleideten Spundwand und
- 5 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Plattenelements sanierten, bzw. schutzverkleideten Spundwand gemäß 4.
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In den 1 bis 3 ist zur weiteren Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel für ein Trägerelement eines erfindungsgemäßen Plattenelements in drei verschiedenen Ansichten gezeigt. Die 4 und 5 zeigen ein erfindungsgemäßes, mit einem Trägerelement wie in den 1 bis 3 gezeigt gebildetes Plattenelement, vorgebaut vor eine und festgelegt an einer Spundwand zum Zwecke der Sanierung letzterer. Dabei sind die Figuren weder maßstabsgerecht noch in allen Aspekten detailgetreu. Sie dienen lediglich der Veranschaulichung der in den Ausführungsbeispielen realisierten erfindungswesentlichen Merkmale und Eigenschaften und sollen einem besseren Verständnis der Erfindung dienen.
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Ein Trägerelement für ein erfindungsgemäßes Plattenelement ist in dem in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Das Trägerelement 1 hat eine Deckfläche 2, die auch als Deckplatte ausgestaltet sein kann und die aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, besteht. An der Deckfläche 2 rückseitig angeformt sind Hohlraumstrukturen, die mit der Deckfläche 2 fest verbunden sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese Hohlraumstrukturen einstückig mit der Deckfläche 2 ausgebildet und ebenfalls einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, geformt. Es ist im Rahmen der Erfindung allerdings auch denkbar und möglich, dass nur die Deckfläche 2, insbesondere lediglich deren exponiert liegende Vorderseite und Oberfläche, aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie insbesondere Polyethylen, gebildet ist, die weiteren Strukturen aus einem anderen Material bestehen. Bevorzugt wird jedoch ein insgesamt aus dem thermoelastischen Kunststoff, vorzugsweise aus Polyethylen, gebildetes Trägerelement 1.
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Die Hohlraumstrukturen, die rückseitig an der Deckfläche 2 des Trägerelements 1 angeordnet sind, sind gebildet durch in einer Längsrichtung des hier rechteckig geformten Trägerelements 1 verlaufende Seitenwände 3, die durch Deckbereiche 4 in Form von Deckwänden überdeckt sind. In die Deckwände sind Öffnungen 5 in Form von Längsschlitzen eingebracht, durch die zwischen der Rückseite der Deckfläche 2, den Seitenwänden 3 und den Deckbereichen 4 gelegene Hohlräume 6 zugänglich sind.
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In Abschnitten 7 ist das Material der Deckflächen undurchbrochen, sodass in diesen Abschnitten 7 quer, insbesondere senkrecht, zu der Längserstreckung der schlitzförmig gebildeten Öffnungen 5 verlaufende Bereiche ausgebildet sind, in denen das Trägerelement 1 versteift ist. Für eine zusätzliche Versteifung können, wie in dem Ausführungsbeispiel optional gezeigt, Verstärkungsleisten 8 über die Abschnitte 7 mit undurchbrochenen Deckbereichen 4 geführt und dort mit dem Material der Deckbereiche 4 verbunden, zum Beispiel verklebt oder thermoplastisch verschweißt, sein.
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Ein wie in den Figuren dargestelltes Trägerelement 1 kann zum Beispiel hergestellt werden aus einem Sandwichelement, welches insgesamt aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie insbesondere Polyethylen, besteht und gebildet ist mit zwei unter Belassung eines Zwischenraums einander gegenüberliegenden Deckschichten, die über den Zwischenraum überbrückende, sich einer Längsrichtung parallel erstreckende Seitenwände 3 miteinander verbunden sind. Eine der Deckschichten wird unverändert belassen und bildet in dem Trägerelement 1 die Deckfläche 2. Die zweite Deckschicht wird in Bereichen zwischen den Seitenwänden 3 mit den schlitzförmig gebildeten Öffnungen 5 versehen, die z.B. durch die Decksicht gefräst werden können. Die Deckschicht wird dabei einen Bereich zwischen den Seitenwänden 3 überragend und damit die Deckbereiche 4 bildend stehen gelassen. In den Abschnitten 7 werden die Längsschlitzförmig gebildeten Öffnungen 5 nicht weitergeführt, sodass dort Versteifungsbereiche stehen gelassen sind. Optional können, wie bereits erwähnt, Verstärkungsleisten 8 in diesen Bereichen aufgesetzt und mit dem Material der Deckschicht verbunden werden, z.B. verklebt oder verschweißt (z.B. durch Ultraschallschweißen oder durch thermoplastisches Schweißen). In in den Figuren oben und unten dargestellten Randbereichen kann, wie hier geschehen, die Deckfläche 2 freigelegt werden, indem dort die Seitenwände 3 und die zweite Deckschicht der Sandwichplatten vollständig entfernt werden, zum Beispiel in einem Fräsvorgang.
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Zum Fertigstellen eines erfindungsgemäßen Plattenelements wird nun noch Beton auf die Rückseite des Trägerelements 1 aufgebracht, sodass der Beton durch die schlitzförmig gebildeten Öffnungen 5 in die Hohlräume 6 eindringt und diese ausfüllt. Die Abdeckung aus Beton wird dabei in einer solchen Stärke gebildet, dass sie die Verstärkungsleisten 8 eingebettet. Nach Erhärten des Betons ist durch die in die Öffnungen 5 eingelaufene und in den Hohlräumen 6 ausgehärtete Betonmasse und durch so gebildete Verankerungsfortsätze das Trägerelement 1 fest mit der Betonauflage verbunden und bildet so als Verbundelement das erfindungsgemäße Plattenelement. Bevorzugt können dabei in die Öffnungen 5 eingesetzte und in den Beton eingegossene Haltestrukturen bzw. Halteelemente angeformt werden, insbesondere rückseitig über die Betonauflage vorstehende Armierungen, zum Beispiel Y-förmige Stahlanker oder Stahlarmierungen in einer längsgestreckten, halbrund gebogenen Form, und/oder Konsolen, wobei solche Haltestrukturen bzw. Halteelemente einer besseren Verbindung des erfindungsgemäßen Plattenelements mit einer zu sanierenden Spundwand dienen.
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In den 4 und 5 ist in zwei schematischen Ansichten, einer Aufsicht ( 4) und einer Seitenansicht (5) ein Aufbau gezeigt, wie er nach einer Sanierung oder Schutzverkleidung einer aus Stahltrapezblechen gebildeten Spundwand mit einem erfindungsgemäßen Plattenelement erhalten wird.
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In den 4 und 5, die rein schematisch sind, ist zunächst einmal ein erfindungsgemäßes Plattenelement 10 zu erkennen, welches insbesondere unter Verwendung eines wie in den 1 bis 3 gezeigten Trägerelements 1 gebildet sein kann. Zu erkennen ist hier, dass das Plattenelement 10 die durch das Trägerelement 1 gebildeten Deckschicht 2, Hohlräume 6 und Verstärkungsleisten 8 aufweist und dass auf der der Deckschicht 2 gegenüberliegenden Rückseite das Trägerelement 1 zur Bildung des Plattenelements 10 mit einer Auflage aus Beton 9 bedeckt ist. Der Beton 9 ist dabei, wie zu erkennen ist, auch in die Hohlräume 6 eingedrungen und füllt diese aus. Auf der der Deckfläche 2 gegenüber liegenden Rückseite des Plattenelements 10 sind in der Auflage aus Beton 9 Armierungselemente 11 aufgebracht und in dem Beton 9 festgelegt. Diese Armierungselemente können z.B. wie gezeigt in einen Bogen geformte Stahlgitter sein und sich, wie in 5 zu erkennen ist, über die Höhe des Plattenelements 10 erstrecken. Weiterhin sind hierzu erkennen Konsolen 12, die ebenfalls in den Beton 9 auf der der Deckfläche 2 gegenüberliegenden Seite des Plattenelements 10 eingesetzt und so mit dem Plattenelement 10 fest verbunden und darin verankert sind.
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Mit dem erfindungsgemäß unter Einsatz des in den Figuren gezeigten Trägerelements 1 gebildeten Plattenelement 10, bzw. mit mehreren solcher Plattenelemente 10, kann nun eine zu sanierenden, bzw. zu schützende Spundwand 20 auf der einem Gewässer, das mit der Spundwand 20 begrenzt wird, zugewandten Seite verkleidet und so saniert bzw. vor Korrosion geschützt werden. Auch dies ist in den 4 und 5 zu erkennen. Dort ist eine an sich bestehende und zu sanierenden, bzw. eine ggf. neu errichtete und für einen Korrosionsschutz zu verkleidende Spundwand 20 aus Stahltrapezblechen gezeigt, die mithilfe eines erfindungsgemäßen Plattenelements 10 und mit einem erfindungsgemäßen Verfahren saniert bzw. vor Korrosion geschützt ist. Die Spundwand 20, die aus mithilfe von Spundwandschlössern 21 miteinander verbundenen Stahltrapezblechen gebildet ist, ist hierzu zunächst in den rückspringenden Abschnitten mit Betonankern 22 versehen worden. Diese sind im gezeigten Ausführungsbeispiel Y-förmig gebildet und bestehen aus Stahl. Sie werden zur Vorbereitung der weiteren Sanierung, bzw. Verkleidung mit den Plattenelementen 10 in einem ersten Schritt an der Spundwand befestigt, insbesondere angeschweißt. Weiterhin sind in den 4 und 5 Haken 23 zu erkennen, die ebenfalls in einem vorbereitenden Schritt an der existierenden oder im Rahmen des Neubaus errichteten Spundwand 20 festgelegt werden, in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise an den vorspringenden Abschnitten des Trapezblechs angeschweißt.
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Vor die in dieser Weise vorbereitete Spundwand 20 werden dann einzelne Plattenelemente 10 aufgestellt, wobei diese Plattenelemente 10 zum Beispiel auf zuvor gesetzten und gegebenenfalls mit der bestehenden Spundwand 20 verbundenen Auflagern 40 (vergleiche 5) aufgesetzt werden können. Hierbei werden in der gezeigten Ausführungsform die Konsolen 12 mit den Haken 23 verbunden, sodass die Plattenelemente 10 mit einem vorbestimmten Abstand parallel zu der bestehenden Spundwand 20 aufgestellt sind. Um eine zu sanierenden, bzw. vor Korrosion zu schütztende Spundwand entlang ihrer gesamten Länge zu verkleiden, werden hierfür mehrere Plattenelemente 10 nebeneinander aufgestellt, sodass sie an Stößen 13 stirnseitig aneinander liegen. Für eine erste Verbindung und für ein Abdichten der Stöße 13 können insbesondere in Hinterschnitte der so aufeinandertreffenden Plattenelemente 10 Verschlussprofile 14 eingesetzt werden, die insbesondere aus demselben Material gebildet werden können wie die Deckfläche 2, z.B. Polyethylen.
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Um nun den Vorbau aus den erfindungsgemäßen Plattenelementen 10 mit der Spundwand 20 fest zu verbinden und insbesondere die Spundwand 20 sicher vor (weiteren) korrosiven Angriffen zu schützen, wird der Zwischenraum zwischen der rückseitigen Schicht aus erhärtetem Beton 9 des Plattenelements 10 und der Spundwand 20 mit Beton (in Form von Frischbeton) 30 verfüllt. Hierzu wird ein zuvor in wenigstens eines, insbesondere in mehrere der Plattenelemente 10 eingebrachter Einfüllstutzen 15 benutzt, der das Plattenelement 10 rohrförmige durchragt und auf der Rückseite des Plattenelements in den Zwischenraum zwischen Spundwand 20 und Plattenelement(en) 10 mündet. Dieser Einfüllstutzen 15 ist insbesondere in einem im aufgestellten Zustand unten liegenden, dem Grund zugewandten Abschnitt des Plattenelements 10 angeordnet. Durch diesen Einfüllstutzen 15 wird nun also vorgemischter und für den Wasserbau geeigneter Beton 30 eingepresst, der dadurch von unten her aufsteigend den Zwischenraum zwischen der Spundwand 20 und den vorgestellten Plattenelementen 10 ausfüllt. Das Ausfüllen des Zwischenraums mit Beton 30 erfolgt dabei so lange, bis auf einer Oberseite aus dem zwischen der Spundwand 20 und den vorgestellten Plattenelementen 10 gebildeten Zwischenraum oberhalb einer Wasserlinie W breiige Betonmasse austritt. Anschließend wird der Einfüllstutzen 15 mit einem geeigneten Verschlussmechanismus verschlossen und härtet der Beton 30 aus. Das Einpressen des Betons 30 von unten her hat den Vorteil, dass der Beton 30 sich nicht entmischt, was bei einem Einschütten des Betons 30 von oben zu beobachten ist.
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Durch die Betonanker 22 und die Armierungselemente 11 wird so eine feste Verbindung zwischen Spundwand 20, Beton 30 und Plattenelementen 10 erhalten, sodass sich abschließend eine verkleidete und kompakte Spundwand mit einer gegen korrosive Angriffe und gegen Chloridangriffe geschützten Oberfläche in Form der Deckfläche 2 ergibt.
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Denn nach einer solchen Anordnung der Plattenelemente 10 gemäß der Erfindung ist die dem Gewässer exponiert liegende Oberfläche der sanierten, bzw. vor Korrosion durch die Verkleidung mit den Plattenelementen 10 geschützte Spundwand durch die Deckflächen 2 der erfindungsgemäßen Plattenelemente 10, genauer der in diesen verbauten Trägerelemente 1 gebildet, sodass diese Oberflächen nicht mehr korrosionsanfällig und auch nicht mehr anfällig gegenüber Chloridangriffen sind, da sich thermoelastische Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, als ein besonders widerstandsfähiges Material gegenüber korrosiven Angriffen und Chloridangriffen von in den mit Spundwänden eingegrenzten Gewässern enthaltenem Wasser, auch salzhaltigem (also Chlor-Ionen enthaltendem) Wasser, erwiesen hat.
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Wenn in der vorstehenden Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele auf Polyethylen als besonders bevorzugte Wahl des thermoelastischen Kunststoffes verwiesen wird, so ist dies lediglich beispielhaft zu verstehen. Ebenso gut denkbar sind andere thermoelastische Kunststoffe, wie insbesondere Polypropylen, auch als PP-HM.
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Aus der vorstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ist noch einmal deutlich geworden, welche besonderen Vorteile und Merkmale die Erfindung mit sich bringt, die eine einfache und äußerst effektive Sanierung von Spundwänden und/oder einen verbesserten Schutz von bestehenden oder neu errichteten Spundwänden vor Korrosionsangriffen bei einer erheblich verlängerten Lebensdauer der so sanierten, bzw. geschützten Spundwand ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trägerelement
- 2
- Deckfläche
- 3
- Seitenwand
- 4
- Deckwand
- 5
- Öffnung
- 6
- Hohlraum
- 7
- Abschnitt
- 8
- Verstärkungsleiste
- 9
- Beton
- 10
- Plattenelement
- 11
- Armierungselement
- 12
- Konsole
- 13
- Stoß
- 14
- Verschlussprofil
- 15
- Einfüllstutzen
- 20
- Spundwand
- 21
- Spundwandschloß
- 22
- Betonanker
- 23
- Haken
- 30
- Beton
- 40
- Auflager
- W
- Wasserlinie
