DE2428497A1 - Verfahren zum abdichten von rissen und hohlraeumen in verschiedenen arten von bauwerken, z.b. bauwerken im fels, aus beton, ziegelmauerwerk und holz - Google Patents
Verfahren zum abdichten von rissen und hohlraeumen in verschiedenen arten von bauwerken, z.b. bauwerken im fels, aus beton, ziegelmauerwerk und holzInfo
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Description
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Stabilator AB, Bromma, Schweden
Verfahren zum Abdichten von Rissen und Hohlräumen in verschiedenen Arten von Bauwerken, z.B. Bauwerken im
Fels, aus Beton, Ziegelmauerwerk und Holz
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abdichten von Rissen und Hohlräumen in verschiedenen Arten von Bauwerken,
z.B. Bauwerken im Pels, aus Beton, Ziegelmauerwerk und Holz.
Das Einspritzen oder Pressen von Dichtungsmaterial in Risse und Spalten in losen Felsabschnitten, um diese Abschnitte
weniger durchlässig für Wasser zu machen, ist bei Bauwerken im Fels seit langem bekannt. Das Dichtungsmaterial war gewöhnlich
Zement und seit kürzerer Zeit wird auch Epoxy- oder Polyestermaterial verwendet. Es hat sich jedoch herausgestellt,
daß es nur in Ausnahmefällen möglich ist, eine vollständige Abdichtung zu erzielen, insbesondere im Hinblick auf das
Einspritzen von Zemenü. Auf dem Gebiet der Bauforschurg ist
daher festgestellt worden, daß das technisch erreichbare Ziel
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in erster Linie bei Zementinjektion im Hinblick auf die
Verringerung des Wasserdurchflusses auf Werte beschränkt ist, die In vielen Fällen als annehmbar angesehen werden
können. Sogar wenn Epoxy-und Polyestermaterialien in engere
Risse besser eindringen als Zement ergeben diese Materialien
gegenwärtig keine von allen Gesichtspunkten her annehmbare vollständige Abdichtung.
Das Eindringen von Wasser in solche Bauwerke im Fels, wie verschiedene Arten von Tunnels in städtischen Bereichen hat
auch bei einer Anzahl von Fällen ein Absinken des Grundwasserspiegels verursacht, das zur Beschädigung von Häusern
und anderen Einrichtungen führte. Das Lecken von Wasser in die Tunnels ist vom Standpunkt des Benutzers her annehmbar,
trotzdem hat die Erfahrung jedoch gezeigt, daß sogar ein vergleichsweise unbedeutendes Eindringen von Wasser in den
Tunnel eine Abflußwirkung zur Folge haben kann und über einen längeren Zeitraum ein Absinken des Grundwasserspiegels im
Boden in der Umgebung des Tunnels verursachen kann.
Aogesehen von der Gefahr des Absinkens des Grundwasserspiegels
gibt es bestimmte andere Gefahren in Verbindung mit dem Lecken von Wasser in Tunnels und verschiedene Arten von Felskammern.
In einem längeren Zeitraum kann solches Wasser nämlich den Fels durch Auswaschen kleiner Partikel, welche
als dort wirkendes Bindemittel gefunden werden,herunterbrechen lassen. Eine vollständige Abdichtung gegen Einsickern von '
Wasser führt daher zu einer Stabilisierung der Wände des Bauwerks.
Abgesehen von der Tatsache, daß Zementinjektion in feine Risse nicht durchgeführt werden kann, hat diese Art der Injektion
auch die Schwierigkeit mit sich gebracht, das herausleckendes Wasser häufig den Zement aus den Rissen gewaschen hat, bevor
er ausgehärtet war. Diese Schwierigkeit ist auch bei anderen
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Di.chtungsmaterialien aufgetreten, die nicht Zeit genug zum
Abbinden oder Aushärten hatten, ehe sie aus den Rissen gewaschen'wurden.
Um das Auswaschan des Dichtungsmittels aus den Rissen,
insbesondere bei der Zementinjektion, aber auch bei anderen
Arten der Injektion zu verhindern, wurden Löcher In den Fels getrieben, um die Rißanordnung in demselben zu
überbrücken und die Risse trockenzulegen. Diese Risse wurden dann von der Oberfläche der Felswand her abgedichtet.
Weitere Ableitungslöcher wurden für größere Risse benötigt» well das Wasser andernfalls das Injektionsmaterial weggewaschen
haben würde und keine Dichtungswirkung erzielt worden wäre.
Im allgemeinen sind die in der Praxxa öUftretenden Schwierigkeiten
bei feinen Rissen die gleichen. Die Felsoberfläche ist häufig durch Sprengen beschädigt, was zur Steigerung der
Schwierigkeiten beiträgt. Löcher, welche so gebohrt sind,daß sie die Rißanordnung soweit wie möglich überbrücken, werden
auch hier benutzt. Diese Löcher werden an der Außenseite mittels Packungen abgedichtet, durch welche Injektionsdüsen verlaufen.
Das Injektionsmaterial wird dann unter Druck in diese abgedichteten Löcher eingebracht, worauf das Dichtungsmaterial
häufig beginnt, zusammen mit dem V/asser durch die Oberflächenrisse schnell herauszusickern, so daß es unbrauchbar wird.
Aufgrund dieser Tatsache kann kein bemerkenswerter Injektionsdruck im Fels aufrechterhalten werden und der aufgebrachte
Druck geht zusammen mit dem Dichtungsmittel selbst verloren. Wenn die Injektion beendet wird, ist eine große Gefahr vorhanden,
daß das Wasser das gesarate Dichtungsmittel wegspült.
Um dem entgegenzuwirken, war man gezwungen, Holzkeile zu verwenden
und mit Blei, geteertem Werg oder dgl. die Oberflächenrisse abzudichten, so daß zumindest die Oberfläche des Felsens
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abgedichtet war. Bei der Zementinjektion oder Injektion mit einer Lösung mit festen Partikeln bestand die Wirkung hier
darin, daß blockierende Dichtungen aufgrund der festen Partikel auftraten, die sich an den Keilen und dem Werg festsataton,
t-icbel die letzteren eine Art Filter bildeten, das
zunächst Wasser durchließ und nicht die festen Partikel, jedoch stetig mehr und mehr aufgefüllt wurde und schließlich
Dichtungsstopfen bildete.
Es wird keine solche Stopfenbildung erzielt, wenn ein Injektionsmaterial
verwendet wird, das keine festen Partikel aufweist, weil sich keine Partikel in dem durch das Werg gebildeten
Filter festsetzen können.
Tatsächlich feine Oberflächenrisse können weder verkeilt
nocht zugestopft werden. Solche Risse wurden daher bisher unter Verwendung einer sich möglichst verankernden, aufgesprühten
Betonschicht auf die gesamte Felsoberfläche abgedichtet. Dieses ist auch bei der Injektion von Bruchzonen oder
durch Sprengen beschädigtem Fels zweckmäßig. Das auslaufende oder ausgesprühte Wasser wird an konzentrierten Punkten gesammelt
und durch Schläuche oder Rohre abgeleitet. Bei dieser Arbeit muß unmittelbar abbindender Sprühbeton verwendet
werden. Jedoch gibt der hohe Gehalt an Beschleunigungszusätzen im Beton zusammen mit dem Vorhandensein von Wasser
diesem Sprühbeton eine niedere Qualität. Wenn diese Art Injektion durchgeführt wird, sollte immer berücksichtigt
werden, ob die Beschichtung mit einer Schicht guten Sprühbetons ergänzt oder möglicherweise entfernt und durch eine
solche ersetzt werden soll. Der große Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, daß der Sprühbeton eine gute
Verankerung braucht und daß diese eine Verankerungskraft von 250 t/m2 erfordert, wenn ein Injektionsdruck von 25 kp/<
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wünschenswert ist, damit das Injektionsmaterial gut in die
Risse des Felsens eindringt. Wenn die Verankerungskraft ungenügend ist, kann die SprUhbetonbesdichtung von de- Felsoberfläche
abgedrückt werden und ist dann mehr hin« rnd als nützlich.
Bei Bauwerken in Form von Felstunnels oder Felskamm^rn besteht
auch die Schwierigkeit bei der Injektion oder Abdichtung des felsigen Bodens. Um gute Ergebnisse mit den bisher
bekannten Injektions- oder Rißabdichtungsverfahren zu erzielen, muß der sogenannte "Dreck", d.h. der Schutt entfernt und der
felsige Boden gereinigt werden. Dies ist jedoch zeitraubend und schwierig und diese Maßnahmen wurden soweit wie möglich
vermieden, was bedeutet, daß die Injektion von felsigen Böden häufig ohne Überprüfung durchgeführt wurde.
Das Abdichten von Rissen ist bei verschiedenen Arten von Bauwerken
im Fels offensichtlich, abgesehen vom Absinken des Grundwasserspiegels
und unerwünschtem Lecken,aus anderen Gründen von größter Wichtigkeit vom Standpunkt dessen gesehen, der den
Tunnel oder die Felskammer bohrt. Es ist nämlich aucn notwendig,
die zukünftige Verwendung des Bauwerks zu berücksichtigen. In bestimmten Felskammern ist ein geeignetes Innenklima
erforderlich, wobei ein Einsickern von Wasser unzulässig ist. In anderen Fällen müssen sehr strenge Anforderungen an
die Dichtigkeit gegen Durchsickern gestellt werden. Dieses ist insbesondere bei Abwassertunnels oder Felskammern zum
Speichern von Chemikalien verschiedener Art, z.B. ölen anwendbar.
Was im Hinblick auf verschiedene Arten von Bauwerken im Fels
gesagt wurde, ist auch im allgemeinen auf verschiedene Arten von Bauwerken aus Beton und Ziegelmauerwerk anwendbar, wo
ebenfalls schwierige Rißdichtungsprobleme vorliegen. Sogar
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bei Holzbauwerken ist es häufig notwendig, Maßnahmen zur Abdichtung
von Rissen und Hohlräumen zu treffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren ζ'Λΐη Abdichten von Rissen und HoKräumen in verschiedenen Arten
von Bauwerken, ZoB. Bauwerken im Fels, aus Beton, Ziegelmauerwerk
und Holz zu schaffen, sowie eine zuverlässige und billige Abdichtung, während in der Hauptsache die Felsoberfläche
stabilisiert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Löcher
zur Verbindung mit den Rissen oder Hohlräumen in das Bauwerk gebohrt werden, daß die Löcher außen abgedichtet und mit einer
Unterdruckquelle in Verbindung gebracht werden, so daß das in den Rissen oder Hohlräumen vorhandene V/asser durch den
Unterdruck in Richtung zu den Löchern hin abgesaugt wird,
worauf Dichtungsmaterial z.B. Zement, Epoxiharz, aushärtender Kunststoff, auf Silikat basierendes Dichtungsmaterial
oder dgl. in die Risse oder Hohlräume eingebracht und aufgrund des in ihnen vorherrschenden Unterdruckes in seine
Dichtungslagen im Bauwerk gesaugt wird, wo es unter dem Einfluß
des negativen Druckes aushärten oder abbinden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die oben beschriebenen
Nachteile der bisher bekannten Verfahren bei der Injektion oder Rißabdichtung vermieden und es ist auch zur Injektion von felsigen Böden verwendbar, auf welchen der Schutt
liegenbleibt.
Als Ergebnis der äußeren Abdichtung der in das Bauwerk getriebenen
und mit den Rissen oder Hohlräumen verbundenen Löcher und der Verbindung derselben mit einer Unterdruckquelle,
so daß das in den Rissen oder Hohlräumen vorhandene Wasser in Richtung der Löcher durch den Unterdruck herausgesaugt
wird, wird das Sickern von Wasser durch die Oberflächenrisse
des Bauwerks mit allen damit verbundenen Vorteilen
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umgangen. Dank dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das
Wasser nun anstatt in ein oder aus einem Bauwerk zu sickern, örtlich in der direkt entgegengesetzten Richtung abgeleitet
werden, z.B. von einer Felskammeroberfläche und außen in den Felsen hinain, d.h. untar vollständig umgekehrten Bedingungen
im Vergleich zum Durchsickern von Wasser, das bei früheren Abdichtungsverfahren vorherrschte.
Ein weiterer Vorteil ist in der Tatsache zu sehen, daß der in den Rissen oder Hohlräumen vorherrschende Unterdruck verwendet
wird, um das Dichtungsmaterial selbst anzusaugen, wodurch eine Garantie zur besseren Einbringung auch in sehr
feine Rrsse erhalten wird, wobei gleichzeitig jegliches Wegspülen
des Dichtungsmittels vermieden wird. Nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird die Injektion oder Abdichtung selbst auf einem vollständig umgekehrten Weg im Vergleich
zu dem früher angewandten durchgeführt.
Indem der Unterdruck zumindest solange aufrechterhalten wird, bis das Dichtungs- oder Injektionsmaterial in einem ausreichenden
Maß abgebunden hat oder ausgehärtet ist, wird auch sichergestellt, daß die Dichtung korrekt im größtmöglichen
Ausmaß durchgeführt wird. Das Dichtungsmaterial für die Risse kann in verschiedener Weise aufgebracht werden. Es
kann z.B. auf die Oberflächenrisse aufgebracht werden, durch die es durch den darin vorherrschenden Unterdruck hineingesaugt
wird. Es kann auch durch für diesen Zweck gebohrte Löcher tiefer in das Bauwerk eingebracht werden, wobei diese
Löcher mit den unter Unterdruck stehenden Rissen verbunden sind. In beiden Fällen kann das Dichtungsmaterial auch unter
Druck aufgebracht werden, um das Eindringen in die Risse des Bauwerks weiter, zu verbessern.
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ί(
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Zur Verbesserung des Injektionsergebnisses kann die Risse aufweisende Oberfläche des Bauwerks vor dem Aufbringen des
Dichtungsmaterials getrocknet v/erden.
Die Wirkung des Untere! rucks kann verbessert werden, indam
die Oberflächenrisse im Bauwerk mit einer undurchlässigen Platte, z.B. aus Kunststoff oder Gummi bedeckt werden, die
sich über die mit Rissen versehene Oberfläche erstreckt. Diese Platte wiixi dann durch die Saugwirkung in Rissen gegen
die rissige Oberfläche gesaugt. Diese Wirkung kann sogar mit
Hilfe von einfacheren Mitteln, z.B. einer Vakuumpumpe mit
kleineren Abmessungen aufrechterhalten werden. Das Dichtungsmaterial
kann möglicherweise durch die Platte selbst eingebracht werden, welche hierzu an verschiedenen Stellen mit
Durchflußventilen für das Dichtungsmaterial versehen sein kann. Es ist auch denkbar, daß das Dichtungsmaterial an der
Innenseite der Platte aufgebracht wird, z.B. in Blasen odor
Schläuchen die zum Platzen gebracht werden und zwischen der Platte und der rissigen Oberfläche angeordnet sind. Diese
Blasen oder Schläuche können schließlich durch von der Platte auf sie aufgebrachten Druck zum Platzen gebracht
werden, worauf das ausfließende Dichtungsmaterial durch den innerhalb der Oberflächenrisse vorhandenen Unterdruck in
dieselben hineingesaugt wird. In erster Linie wird Wasser, aber in einigen Fällen auch etwas von dem Dichtungsmaterial
durch die in die Risse zum Aufbringen des Unterdrucks gebohrten Löcher fließen. Daher müssen Abscheider für Wasser und
Dichtungsmaterial in den Rohren angebracht werden, mit denen die Löcher mit der Unterdruckquelle verbunden sind.
Unter dem Schutz einer vergleichsweise unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens oberflächlich abgedichteten
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Felswand kann eine weitere Abdichtung in ähnlicher Weise tiefer innerhalb des Felsens durchgeführt werden. Die dann
für den Unterdruck gebohrten Löcher können dann tiefer gebohrt werden oder es können auch vollständig neue tiefere
Löcher.hineingetrieben wsrdan, und es können besondere Löcher
zum Einbringen des Dichtungsmaterial durch die bereits abgedichtete
Feüsschicht getrieben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden mit Hilfe eines für diesen Zweck geeigneten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Für dieses Ausführungsbeispiel werden die folgenden Annahmen getroffen:
Ein Verkehrstunnel soll im Fels hergestellt werden. Der Turm soll durch stark bebaute Bereichs geführt werden, in denen
praktisch das gesamte Regenwasser durch das Abwassersystem aufgenommen wird. Der Tunrel darf daher nicht zum Trockenlegen
der Felsfundarr.snte wirken, so daß Grundwasserverringerungen
auftreten, welche zur Beschädigung der oberhalb angeordneten Gebäude führen. Dieses Problem wird dadurch verschlimmert,
daß die Felsfundamente in Richtung des zu bauenden Tunnels wasserführende Bruchzonen aufweisen, die abgedichtet
werden müssen, so daß keine Gefahr des Absinkens des Grundwasserspiegels besteht. Das erfindungsgemäße Verfahren
soll zum Abdichten der Risse und Hohlräume in den durch den Tunnel geöffneten Felswänden benutzt werden.
In dieser Situation werden die folgenden Maßnahmen getroffen.
In den Bereichen der Tunnelwände, wo sich die wasserführenden Bruchzonen befinden, werden Löcher in Verbindung mit den
Rissen und Hohlräumen in den Fels gebohrt. Diese Löcher
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werden soweit in den Fels hineingetrieben, daß das in dem Rißgefüge vorhandene Wasser genügend weit in den Fels geleitet
werden kann, nachdem begonnen wurde, einen Unterdruck in den Löchern aufrecht zu erhalten, so daß es die zunächst
durchzuführende Abdichtung der Oberflächenrisse bis zu einer
ausreichenden Tiefe nicht stört.
Danach werden diese Löcher an der Außenseite mit Hilfe sogenannter
"Packungen" abgedichtet. Diese Packungen sind eine Art Dichtungshülsen, die in die Löcher eingeführt werden
und durch die Rohre oder andere geeignete steife Schläuche von der Innenseite der Löcher zu einer für diesen Zweck geeigneten
Unterdruckquelle geführt werden. Z.B. können Evakuierungspumpen als Unterdruckquellen verwendet werden.
Aufgrund des hierdurch in den außen abgedichteten. Löchern auftretenden Unterdruckes wird das im Rißsystem vorhandene
Wasser, das andernfalls in den Tunnel ausfließen würde, in Richtung zu diesen Löchern und so vom Tunnel weg und stattdessen
woiter in den Fels geführt. Dcrauf wird ein geeignetes
Dichtungsmaterial für die Riese, z.B. Zement, Epoxiharz, aushärtender Kunststoff oder dgl. auf die Oberflächenrisse
aufgebracht und durch den in ihnen vorherrschenden Unterdruck in die Dichtungslagen im Fels gesaugt. An diesen
Stellen härtet das Dichtungsmaterial unter dem fortgesetzten Einfluß des Unterdrucken aus oder bindet ab. Nachdem die
Abdichtung oder Injektion beendet ist und genügende Festigkeit erreicht hat, wird die Unterdruckbehandlung des Felsens
abgebrochen und die durchgeführte Abdichtung kann dann als beendet angesehen werden. Gegebenen-f«.lls kann jedoch eine
weitere Abdichtung tiefer im Fels innerhalb der schon mehr
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oberflächlich aufgebrachten Abdichtung» wie sie beschrieben
wurde, durchgeführt werden. Dieses wird zweckmäßig so durchgeführt, daß die schon hergestellten Bohrlöcher weiter in
den Fels getrieben werden, um sie mit Teilen des Rißsystems hinter der bereits beendeten Abdichtung in Verbindung zu
bringen, worauf eine neue äußere Abdichtung der Löcher und eine neue Unterdruckbehandlung entsprechend der oben beschriebenen
durchgeführt wird. Das Dichtungsmaterial wird durch besonders hierfür durch den schon abgedichteten Fels
getriebene Löcher eingebracht. Das Dichtungsmaterial kann möglicherweise in diese Löcher mit einem Überdruck eingebracht
werden, der zusammen mit dem innerhalb des Felsens vorherrschenden Unterdruck die vielter im Fels gelegenen
Teile des Rißsystems so wirksam wie möglich ausfüllt, nachdem das Wasser als Ergebnis der o'nterdruckbehandlung daraus
abgeleitet wurde.
Dank dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Risse am
felsigen Boden im Tunnel zuverlässig ebgedichtet werden, ohne
daß der sogenannte "Dreck" auf dem felsigen Boden entfernt werden muß. Dieses wird in folgender Weise durchgeführt.
Löcher werden durch den Dreck und in den felsigen Boden gebohrt,
um sie mit dem dort vorhandenen Rißgefüge in Verbindung zu bringen, welches nach äußerer Abdichtung der Bohrlöcher
und Anwendung von Unterdruck vom Wasser befreit wird. Das Einbringen des Dichtungsmaterial** in das Rißgefüge
wird durch besondere hierfür bis zu einer genügenden Tiefe durch den Dreck gebohrten Löcher durchgeführt, wobei die
Zuführlöcher für das Dichtungsmaterial zweckmäßig etwas
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oberflächlicher als die abgedichteten und für die Unterdruckbehandlung
des Rißgefüges benutzten Löcher sind.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß in erster Linie Wasser, Jedoch auch Dichtungsmittel manchmal in die Rohre
oder Schläuche zwischen den außen abgedichteten Löchern im Felsen und der Unterdruckquelle kommt, müssen Abscheider
in diesen Rohren angeordnet werden, so daß eine Beschädigung der Maschinen vermieden wird.
Um die Qualität der Abdichtung zn verbessern, können die dem
Unterdruck ausgesetzten Abschnitte des Felsens getrocknet werden, z.B. durch Verwendung von Heißluft, bevor das Dichtungsmaterial
aufgebracht wird. Die durch den Unterdruck herbeigeführte Saugwirkung in einem Rißgefüge kann z.B. durch
Anwendung einer undurchlässigen Platte aus Kunststoff oder Gummi verbessert werden, welche auf die rissige Felsoberfläche
aufgebracht wird.
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Claims (3)
- PatentansprücheVerfahren zum Abdichten von Rissen, und Hohlräumen in verschiedenen Arten von Bauwerken, z.3. Bauwerken im Fels, aus Beton, Ziegelmauerwerk und Holz, dadurch gekennzeichnet, daß Löcher zur Verbindung mit den Rissen oder Hohlräumen in das Bauwerk gebohrt werden, daß die Löcher außen abgedichtet und mit einer Unterdruckquelle in Verbindung gebracht v/erden, so daß das in den Rissen oder Hohlräumen vorhandene Wasser durch den Unterdruck in Richtung zu den Löchern hin abgesaugt wird, v?oraur Dichtungsmaterial z.B. Zement, Epoxiharz, aushärtender Kunststoff, auf Silikat basierendes Dichtungsmaterial odor dgl. in die Risse oder Hohlräume eingebracht und aufgrund des in ihnen vorherrschenden Unterdruckes in seine Dichtungalagen im Bauvierk gesaugt wird, wo es unter dem Einfluß des negativen Druckes aushärten oder abbinden kann.
- 2. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial für die Risse möglicherweise unter Überdruck in Oberflächenrisse getrieben wird, durch welche es gesaugt wird.
- 3· Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet , daß das Dichtungsmaterial für die Risse möglicherweise unter Überdruck durch die in das Bauwerk zu diesem Zweck gebohrten Löcher in die Risse eingebracht wird.k. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurchgekennzeichnet , daß die rissige Oberfläche des Bauwerks getrocknet wird, z.B. mit Heißluft, bevor das Dichtungsmaterial für die Risse aufgebracht wird.40 9 8 82/08935· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrisse im Bauwerk mit einer undurchlässigen Platte aus Kunststoff oder Gummi bedeckt werden, welche auf der rissigen Oberfläche angebracht wird.409882/0893
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