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Abdichtung von Erdbauwerken
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Die Erfindung betrifft eine Abdichtung von Erdbauwerken, wie Erdschüttungen
oder natürlichen Böschungen im Talsperren- und Speiche rbe ckenbau sowie bei Schiffahrtskanälen
mit auf der wasserseitigen Oberfläche aufgebrachter unbefestige und nachgiebig zwischen
zwei Schutzschichten angeordneter Dichtungsbehn aus thermoplastischem Kunststoff.
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Bekannt sind Staudämme in Schüttbauweise mit Kernabdichtungen aus
Beton, Lehm, Asphaltmassen oder Kunststoffdichtungsbahnen, siehe z.B. DE-OS 25 47
441. Die Dichtigkeit einer solchen Rer.ndichtung ist weitgehend von ihrer Dicke
und Aufbereitung abhängig.
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Je mehr Masse dafür verwendet wird, umso größer kann der Sickerwiderstand
angenommen werden. Trotzdem erfordern diese Bauwerke auf der wasserabgewandten Seite
der Kerndichtung eine sogenannte Filter- oder Drainageschicht, um durchsickerndes
Stauwasser zu entspannen und drucklos abzuführen. Damit wird vermieden, daß aus
den anschließenden Erdschüttmassen Feinteile unkontrolliert ausgewaschen und weggespült
werden. Diese Sickerungen sind mit der natürlichen Undichtigkeit der Kerndichtung
selbst sowie mit Setzungen des Schüttstaudammes unter dem einseitigen Wasserdruck
und/oder Bodensetzungen unter dem Eigengewicht des Schüttdap.rjies zu erklären.
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Das Einlegen von Kunststof-Dichtungsbahnen innerhalb oder anstelle
einer solchen Kernabdichtung, die dadurch dünner hergestellt oder sogar ganz wegfallen
kann, bringt aber Probleme bei dEr lagenweise erforderlicher. Aufschüttung und Verdichtung
des Schüttmaterials, die nur bei waagerechtem Planum optimai.
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zu erzielen ist.
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Die erforderliche Standsicherheit eines Schüttdammes errechnet sich
bekanntlich u.a. aus der Auflast des Schüttgutes hinter der Kerndichtung, da der
Wasserdruck des aufgestauten Wassers in voller Stärke und direkt auf die senkrechte
Kernabdichtung wirkt.
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Die vcrgeschütteten Erdbaumassen haben bei einem solchen Bauwerk lediglich
Stütz- und Schutzfunktionen, wobei sie zusätzlich zum Wasserdruck noch einen Erddruck
auf die Kernabdichtung mit dem dahinter stehenden Schüttgut ausüben. Bekannt sind
ferner Erdbauwerke mit Oberflächenabdichtungen, siehe z.B. DE-PS 20 32 574 und DD-PS
53 632. Bei ihnen wird ca. 50 4'c weniger Schüttmaterial benötigt, da zur Errechnung
der Standfestigkeit der gesamte Bauwerksquerschnitt herangezogen werden kann wld
außerdem der senkrecht auf die Oberflächenabdichtung des Schüttdammes wirkende Wasserdruck
nach der Vektorenrechnung als eine waagerecht und eine senkrecht wirkende Kraft
angenommen werden kann. Letztere wirkt-sioh statisch weiter vorteilhaft auf die
Berechnung der Standfestigkeit, d.h. Vermeiden eines Grundbruches, aus.
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Bei den bekannten Oberflächenabdichtungen von Erdbauwerken ausschließlich
aus bituminösen Massen, z.B. Asphalt-Grobbetone, Sandasphalt, splittreiche oder
splittarme Asphaltbetone oder dergleichen ist eine sorgfältige Kontrolle der Körnung
und Rezepturen erforderlich, da sonst der Sickerwiderstand der aufgebrachten Asphaltdichtungsschichten
nicht gewährleistet ist.
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Deshalb werden bei hohen Staudämmen nur mehrlagige bitwminöse Abdichtungen
gegebenenfalls mit zwischenliegenden Drainageschichten und Kontrollsystem verwendet
Da die bituminösen Oberflächenabdichtungen außerdem der Verwitterung unterliegen
und ihre Oberflächen zum Teil schon sehr bald durch Moos- und Pflanzenbewuchs zerstört
werden, begrenzt auch dies die Lebensdauer rein bitulaincser Oberflächenabdichtungen,
die laufend repariert und gegebenenfalls erneuert werden müssen.
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Die aus der deutschen Patentschrift 2Q 32 574 bekannte Ober flächenabdi
chtung bei der eine Kunstoff-Dichtungsbahn zwischen zwei Schutzlagen aus lose verlegtem
Sshauml.unststoff verlegt ist, hat sich zwar einerseits bewährt, erfordert jedoch
anderersei's oberseitig eine zusätzliche beschwerende Schicht, um Beschädigungen
zu verhindern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Oberflächenabdichtung
für Erdbauwerke zu schaffen, die die Nachteile der bisher bekannten bituminösen
Oberflächenabdichtungen vermeidet.
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Dies gelingt erfindungsgemäß bei einer Abdichtung der eingangs genannten
Art dadurch, daß eine bitumenverträgliche Kunststoffe enthaltende Dichtungsbahn
verwendet und zwischen zwei bituminösen Schutzschichten verlegt ist.
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Die erfindungsgemäße Verbundkonstruktion zum Abdichten der Oberflächen
von Erdbauwerken weist folgende Vorteile auf: 1. Die thermoplastische Dichtungsbahn
kann an ihren Stoßstellen untereinander überlappend homogen verschweißt werden,
so daß eine durchgehende Dichtungshaut ohne Sickerverluste vorliegt, 2. diese Dichtungshaut
kann auf Dichtigkeit und Festigkeit der Schweißnähte überprüft werden, 3. die thermoplastische
Dichtungsbahn ist unempfindlich gegenüber Bodensetzungen auch bei biaxialen Reckungen
infolge ihrer großen Dehnfähigkeit, z.B. ca. 100 % bei Dichtungsbahnen aus PVC-Weich,
4. die Dichtungsbahn ist beidseitig geschützt, 5. die Schutzschichten können ökonomisch
hergestellt werden und benötigen gegenüber reinen bituminösen Abdichtungen reduzierte
Massen, 6. Drainage- bzw. Sickerschichten sowie aufwendige Kontrolleinrichtungen
entfallen,
7. -Verminderung des Baustellenaufwandes und der Transportleistungen
gegenüber herkömmlichen Abdichtungen, 8. wasserdichte Anschlüsse an Kunstbauwerke
sind möglich, die ingenieurmäßig angepreßt oder mit einbetoniert sind und an die
thermoplastische Dichtungsbahn angeschweißt werden können.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die auf dem Erdbauwerk
aufgebrachte untere Schutzschicht aus einem bituminös gebundenem feinkörnigem Planum,
z.B. Sandasphalt oder aus bituminösen bindigen Böden und die obere der Bewitterung
ausgesetzte Schutzschicht mit beschwerender Funktion aus Asphaltbeton, z.B. Asphalt-Grobbeton,
besteht. Die untere Schutzschicht aus Sandasphalt oder Bitumensand dient hierbei
der Verfestigung und Begehbarkeit der Verlegeflächen und weist eine schützende Funktion
gegenüber der thermoplastischen Dichtungsbahn auf. Auf die untere Schutzschicht
wird dann die bitumenverträgliche Dichtungsbahn aus thermoplastischem Kunststoff,
die an ihren aneinanderstoßenden Rändern wasserdicht verschweißt wird, lose aufgelegt.
Je nach Neigung des Erdbauwerkes können Dichtungsbahnen mit glatten Oberflächen,
einseitig oder beidseitig geprägten oder gerippten Oberflächen zur Erhöhung des
Reibungskoeffizienten und Vermeidwlg des Abgleitens zum Böschungsfuß, verwendet
werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, mit Vliesen oder Geweben aus Natur-
und/oder Kunstfasern oder Glasfasern verstärkte Dichtungsbahnen zu verwenden. Besonders
erprobte und bekannte bitumenverträgliche Kunststoffe sind Weich-PVC nach DIN 16937
oder Äthylenbitumen-Copolymerisate.
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Als Schutz gegen Witterung, Beschädigung durch Eisschollen, Bootsverkehr
oder willkürliche Zerstörung wird die thermoplastische Dichtungsbahn mit der oberen
Schutzschicht aus bituminösem Mischgut, wie z.B. Asphaltbeton unter Zuhilfenahme
entsprechender Fertigungseinrichtungen, abgedeckt. An die Qualität dieser Schutzschicht
braucht kein so strenger Maßstab angelegt zu werden, da diese bituminöse Schicht
nur mehr eine Schutzfunktion, jedoch keine Dichtungsfunktion mehr zu übernehmen
hat. Die obere Schutzschicht übernimmt zugleich die Aufgabe der
Beschwerung,
so daß weitere äußere Aufschüttungen nicht erforderlich sind. Auch das Durchwachsen
von Pflanzen im Laufe der Zeit durch die äußere bituminöse Schutzlage ist unerheblich,
da die thermoplastischen Dichtungsbahnen im allgemeinen von Natur aus oder durch
entsprechende Hilfsstoffe wurzelabweisend sind.
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Eine Ausführungsmöglichkeit nach der Erfindung sieht vor, die obere
Schutzschicht durch Verwendung von vorgefertigten Asphalt-Betonplatten herzustellen,
die mit Bitumen auf die Dichtungsbahnen aufgeklebt und deren zwischen den Platten
sich befindenden Fugen ebenfalls mit Bitumen vergossen sind. Diese Bauweise verkürzt
nicht nur die Bauzeit selbst am BauweJ-R, sondern ermöglicht auch eine einfache
Reparatur durch Auswechseln entsprechender Platten. Andererseits ist es aber auch
vorteilhaft, die obere Schutzschicht aus heißen Asphalt-Betonmassen herzustellen,
wobei infolge der aus den heißen Biturnenmassen vorhandenen Temperaturen um etwa
160 0C durch die Dichtungsbahn hindurch ein Reaktivieren der unteren Schutzschicht
aus Sandasphalt erfolgt und nach dem Abkühlen ein Verbund zwischen den drei Schichten
Sandasphalt, Kunststoffdichtngsbahn und Asphaltbeton hergestellt ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Nach der Figur 1 ist auf die hier geebnete und gerüttelte Oberfläche
1 des aufgeschütteten Dammes 2 die untere bituminöse Schutzschicht 3 als Feinplanum
aus Sandasphalt aufgebracht. Die bitumenverträgliche Dichtungsbahn 4, die in den
nicht dargestellen Nähten wasserdicht verschweißt ist, ist lose auf der Schutzschicht
3 aufgelegt. Je nach Erfordernis kann die Dichtungsbahn ein- oder beidseitig gerippt
sein, zusätzlich mit Vlies kaschiert oder mit eingelegtem Gewebe verstehen oder
auch oberflächig geprägt sein, um bei geneigten Flächen infolge der erhöhten Reibung
das Abgleiten zum Böschungsfuß zu zu vermeiden und gegebenenfalls auch stärkeren
mechanischen Beanspruchungen standzuhalten. Auf die Dichtungsbahn 4 ist die obere
Schutzschicht
5 aus bituminösem Mischgut, z.B. Asphalt-Grobbeton,
entweder als durchGehende Schicht oder aus vorgefertigten Platten unter Vergießung
der Fugen und Verklebung mit der Dichtungshaut aufgebracht. Mit 6 ist die Wasseroberfläche
angedeutet. Weitere äußere beschwerende Schichten sind nicht erforderlich.