DE3608490A1 - Verfahren zur herstellung von dichtwaenden im erdreich mit einer wasserundurchlaessigen erdschicht oder suspension und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dichtwänden im Erdreich mit einer wasserundurchlässigen Erdschicht oder Suspension sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen, mit dem es möglich ist, mit einfachen Mitteln kostengünstig in einem Erdreich, das unter der Geländeoberfläche eine relativ wasserundurchlässige Schicht aufweist, Dichtwände zu erstellen, mittels derer das Eindringen von Wasser von einer Zone des Erdreichs in eine andere die erste Zone umgebende weitere Zone verhindert wird.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß in Längsrichtung der vorgesehenen Dichtwand entweder unter Verdrängung von Erdreich eine aus Hohlkastenprofi­ len bestehenden Kastenwand mit einer verlorenen Boden­ platte in das Erdreich eingetrieben, die Hohlräume der Kastenwand mit einer wasserundurchlässigen Suspension verfüllt und dann die Hohlkastenprofile wieder aus dem Erdreich herausgezogen werden oder nach Ausbildung eines Grabens z.B. bis in eine wasserundurchlässige Erdschicht zur Grabenbegrenzung platten- oder bohlenförmige Verbau­ grundelemente am Grabenrand eingetrieben, und dann die Verbaugrundelemente unter gleichzeitiger Einbringung eines bei Einwirkung von Feuchtigkeit wasserundurchläs­ sigen Bodengemisches hochgezogen werden, wobei dieses bei Verfüllung des Grabenraumes lagenweise verdichtet wird.

Weitere Merkmale der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben und nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1. die Erstellung einer Dichtwand in einer schema­ tischen Seitenansicht,

Fig. 2. die Dichtwand nach Fig. 1 in einer schema­ tischen Draufsicht,

Fig. 3. eine Kastenwand zur Ausbildung der Dichtwand nach Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 4. ein Hohlkastenprofil für die Kastenwand nach Fig. 3 in der Draufsicht,

Fig. 5. das Hohlkastenprofil nach Fig. 4 in einer Seitenansicht im Schnitt A-A,

Fig. 6. bis 11. einzelne Phasen der Erstellung einer weiteren Ausbildung einer Dichtwand in schematischen Seitenansichten im Schnitt.

In Fig. 1 sind schematisch die zur Erstellung einer Kastenwand 2 erforderlichen Geräteeinheiten dargestellt. Die Kastenwand 2 wird in Erdreich 43 eingetrieben, das, in der Regel, eine wasserundurchlässige Schicht 21 auf­ weist, auf der sich eine Auffüllung 26 o.ä. befindet. Die Kastenwand 2 kann auch in ein Erdreich 43 eingetrie­ ben werden, daß keine wasserundurchlässige Schicht 21 aufweist. Je nach Beschaffenheit des Erdreichs 43 kann die Rammeinheit 39 aus einem oder mehreren Hohlkörper­ profilen 3 bestehen. Vor der Kastenwand 2 ist eine Rammeinheit 39 dargestellt. Diese besteht aus einzelnen Hohlkörperprofilen 3, die aneinander gereiht sind. Das Eintreiben der Hohlkörperprofile 3 erfolgt z.B. mittels einer Baggerramme 41 mit Freifallbär od. dgl. In Ar­ beitsrichtung hinter der Baggerramme 41 erfolgt mittels einer Suspensionsfüllvorrichtung 22 die Befüllung der Hohlräume in der Kastenwand 2 mit einer wasserundurch­ lässigen Suspension 27. Diese kann z. B. ein Gemisch aus Bentonit, Zement und Wasser sein, wobei die Rezeptur wie folgt sein kann: 40 kg Bentonit, 200 kg Zement HOZ 35L-NW-HS, 900 kg Wasser. Es ist auch möglich, die wasserundurchlässige Suspension 27 nach einer anderen Rezeptur herzustellen, was von den jeweiligen Boden­ verhältnissen und ggf. der vorgesehenen Dichtwandher­ stellung abhängig ist.. In Arbeitsrichtung hinter der Suspensionsfüllvorrichtung 42 ist eine weitere Bagger­ ramme 40 mit einem Ziehvibrator angeordnet, mittels derer die mit der wasserundurchlässigen Suspension 27 gefüllten Hohlkörperprofile 3 wieder aus dem Erdreich 43 herausgezogen werden. Es ist auch möglich, konstruktiv anders gestaltete Ziehgeräte zu verwenden. So können z.B. die Hohlkörperprofile 3 auch mittels einer geeig­ neten Ziehvorrichtung ausschließlich durch Anwendung von statischen Druck aus dem Erdreich 43 herausgezogen werden. Hierbei verbindet sich die wasserundurchlässige Suspension 27 zur Dichtwand 1. Da die Hohlkastenprofile 3 nach der Verfüllung mit der wasserundurchlässigen Suspension 27 in einem besonderen Taktverfahren mit dem Ziehvibrator der Baggerramme 40 gezogen werden, bleibt die Standfestigkeit des Schlitzes der Dichtwand 1 ge­ währleistet. Da während des Arbeitsvorgangs keine Ver­ unreinigungen der wasserundurchlässigen Suspension 27 eintreten können, ist die Qualität der Dichtwand 1 größer als die einer vergleichbaren mit Greiferbetrieb hergestellten konventionellen Schlitzwand. Die Herstel­ lung der Dichtwand 1 erfolgt bei entsprechend anstehen­ den rammbaren Bodenarten so, daß jeweils eine Anzahl von Hohlkastenprofilen 3 zu einer Rammeinheit 39 zusam­ mengefaßt sind, so daß der Einsatz der Baggerramme 41 mit Freifallbär, der Suspensionsfüllvorrichtung 42 und der Baggerramme 40 mit Ziehvibrator in einer aufeinander abgestimmten räumlichen Anordnung erfolgen kann.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Kastenwand 2 mit vorausgehender Dichtwand 1. Die Kastenwand 2 ist aus den Hohlkastenprofilen 3 gebildet, von denen eins in Fig. 4 in einer schematischen Draufsicht dargestellt ist. Die Hohlkastenprofile 3 bestehen aus zwei im Abstand zuein­ ander parallel angeordneten Außenwandbohlen 4, die unter Ausbildung jeweils eines Hohlkastens 5 mit Querwänden 6, 7 und 14 miteinander verbunden sind. An den stirnseiti­ gen Endabschnitten 8, 9 der Hohlkastenprofile 3 sind Eingriffselemente 10 ausgebildet, mittels derer jeweils zwei benachbarte Hohlkastenprofile 3 miteinander axial lösbar verbindbar sind. Die Eingriffselemente 10 können als eine Art Nutfederverbindung ausgebildet sein, die an den auf die Arbeitsvorrichtung bezogenen Stirnseiten eines jeden Hohlkastenprofils 3 angeordnet sind. Bei den in Fig. 3 und 4 dargestellten Hohlkastenprofilen 3 sind die Eingriffselemente 10 als Führungsstücke 11 ausgebil­ det, die in jeweils ein stabförmiges Schloß 12 geschoben sind. Zwischen jeweils zwei einander zugeordneten Hohl­ kastenprofilen 3 ist kein Hohlraum ausgebildet. Hier­ durch verdrängen auch die aneinander gleitenden Quer­ wände 7, 14 von einander benachbarten Hohlkastenprofilen 3 das Erdreich vollständig.

Jedes Hohlkastenprofil 3 ist lösbar auf eine Fußplatte 15 gesteckt und gegen diese abgedichtet. Die Fußplatten 15 können die Hohlkastenprofile 3 seitlich überragen. Auf den Fußplatten 15 sind vertikale Führungsstege 16 ausgebildet, an deren Außenflächen 17 an den Hohlkasten­ profilen 3 anliegende Dichtungselemente 18 angeordnet sind (Fig. 5). Es ist auch möglich Fußplatten 15 ohne Dichtungselemente 18 zu verwenden. Bei hochgezogenem Hohlkastenprofil 3 sind die Dichtungselemente 18 in die wasserundurchlässige Suspension 27 eingebunden. An den oberen Endabschnitten 19 der Führungsstege 16 ist je­ weils ein Dichtungskragen 20 angeordnet, der zur Lage­ fixierung der Dichtungselemente 18 dient. Es ist auch möglich Führungsstege 16 ohne einen Dichtungskragen 20 zu verwenden.

Sofern aufgrund der Zusammensetzung des Erdreichs 43 das Einrammen der Fußplatte 15 erschwert ist, kann an der Unterseite der Fußplatte 15 auch ein z. B. kegelförmiger Verdrängungskörper angeordnet werden. Aufgrund der Führung der Hohlkastenprofile 3 über ihre gesamte Höhe in den Schlössern 12 ist sichergestellt, daß die erfor­ derliche Dicke der Dichtwand 1 über deren gesamte Länge gewährleistet ist. Von besonderen Vorteil ist, daß die aneinander gleitenden Querwände 7, 14 zwischen benach­ barten Hohlkastenprofilen 3 das Erdreich vollständig verdrängen, so daß keine Verunreinigungen in die wasser­ undurchlässige Suspension 27 eindringen.

In den Fig. 6 bis 11 ist die Ausbildung einer Dichtwand 1 a in einer offenen verbauten Baugrube dargestellt, in der eine Drainageleitung 34 angeordnet ist. Hier wird zunächst ein Graben 29 bis in eine relativ wasserun­ durchlässige Schicht 21 des Erdreichs 43 ausgebildet. Auf der Sohle 32 werden dann Verbaugrundelemente 30 randseitig angeordnet. Sofern die Oberkante des Erd­ reichs entsprechend hoch ist, können über den Verbau­ grundelementen 30 weitere Verbauaufsatzteile 31 angeord­ net werden. Wenn ein bestimmtes Erdreich 22 von dem umgebenden Erdreich 43 abgetrennt werden soll, kann auf der Sohle 32 eine Trennwand 33 aufgestellt werden, durch die ein Drainageraum 34 ausgebildet wird. In diesem Drainageraum 34 wird in üblicher Weise eine Drainagelei­ tung 35 mit einer Drainageumkieselung 36 sowie einem Drainfilter 37 angeordnet. Der neben dem Drainageraum 34 befindliche Grabenraum wird mit einem wasserundurchläs­ sigen Bodengemisch 28 verfüllt. Dieses Bodengemisch kann z. B. aus einem Gemisch aus schlufffreiem Sand, Bentonit und Tonmehl bestehen. Bei Eindringen von Bodenfeuchtig­ keit in dieses Gemisch erfolgt dann die eine Wasser­ durchdringung verhindernde Abbindung. Es ist auch mög­ lich, mit dem Bodengemisch eine sichere Dichtwand aufzu­ bauen, ohne das eine Drainageleitung in dem Graben 29 verlegt ist.

Zu Verfüllung des Grabens 29 wird oberhalb des Drainage­ raums 34 lagenweise weiteres Material für den Drain­ filter 37 wie z. B. schlufffreier Sand eingebracht. In dem daneben befindlichen Grabenabschnitt wird der Graben 29 ebenfalls lagenweise mit dem wasserundurchlässigen Bodengemisch 28 verfüllt. Nach Eindringen der jeweiligen einzelnen Lagen erfolgt eine Verdichtung mittels eines Bodenverdichters 38. Ein Vermischen des Drainfilters 37 mit dem eingebrachten wasserundurchlässigen Bodengemisch 28 wird dadurch vermieden, daß die Trennwand 33 beim Verfüllen des Grabens 29 mit hochgezogen wird. Der Graben 29 wird so hoch mit dem Drainfilter 37 verfüllt, daß z. B. ein Anschluß an die Gasdrainage 23 erfolgen kann (Fig. 6 und 11). In diesem Fall kann der Anschluß an die Auffüllung 26 dann z. B. mittels einer Glimmer­ tonschicht 24 od. dgl. erfolgen, die mit einer Schutz­ schicht 25 abgedeckt wird. Die so hergestellte Dichtwand 1 a eignet sich z.B. besonders gut zur Begrenzung von De­ ponien, deren Erdreich 22 von dem umgebenden Erdreich 43 abgetrennt werden muß. Das aus dem Erdreich 22 in den Drainageraum 34 gelangende ggf. verunreinigte Wasser wird über die Drainageleitung 35 abgeführt und kann zentral hinsichtlich seiner Zusammensetzung überprüft werden. Selbstverständlich kann die Dichtwand 1 a auch in zu anderen Zwecken dienenden verbauten Baugruben er­ stellt werden. Der Vorteil besteht darin, daß das was­ serundurchlässige Bodengemisch leicht eingebaut und mit einer Rüttelplatte od. dgl. gut verdichtet werden kann, wobei ein K-Wert von weniger als 1×10^-9 m/s erzielt werden kann. Durch die Rezeptur des Bodengemisches ist die Erosionsstabilität ausreichend, ebenso die Plastizität zur Selbstheilung bei Verformungen. Das wasserundurchlässige Bodengemisch 28 kann nach bestimm­ ten Rezepturen, die an das jeweils umgebende Erdreich 43 angepaßt sind, in Mischern als konstantes und homogenes Gemisch hergestellt werden. Bei hohem Quarzanteil des Materials ohne nennenswerte organische oder kalkhaltige Beimengungen ist auch eine ausreichende chemische Be­ ständigung gewährleistet. Gegenüber der Dichtwand 1 ist die Dichtwand 1 a im Regelfall breiter ausgebildet. Es ist möglich, bei bestimmten Bauvorhaben sowohl Dicht­ wände 1 wie auch Dichtwände 1 a herzustellen und mitein­ ander oder mit anderen Verfahren zu kombinieren.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung von Dichtwänden im Erd­ reich mit einer wasserundurchlässigen Erdschicht oder Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung der vorgesehenen Dichtwand entweder unter Verdrängung von Erdreich eine aus Hohlkasten­ profilen bestehende Kastenwand mit einer verform­ baren Bodenplatte in das Erdreich eingetrieben, die Hohlräume der Kastenwand mit einer wasserundurch­ lässigen Suspension verfüllt und dann die Hohl­ kastenprofile wieder aus dem Erdreich herausgezogen werden oder nach Ausbildung eines Grabens z.B. bis in eine wasserundurchlässige Erdschicht zur Graben­ begrenzung platten- oder bohlenförmige Verbaugrund­ elemente am Grabenrand eingetrieben und dann die Verbaugrundelemente unter gleichzeitiger Einbringung eines bei Einwirkung unter Feuchtigkeit wasserun­ durchlässigen Bodengemisches hochgezogen werden, wobei dieses bei Verfüllung dieses Grabenraumes lagenweise verdichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserundurchlässige Suspension bei Ein­ bringen in die Hohlkastenprofile thixotrop ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sohle des Grabens durch eine Trennwand ein Drainageraum gebildet wird, in den eine Draina­ geleitung mit Drainageumkieselung eingebracht wird, und daß beim Hochziehen der Verbaugrundelemente und der Trennwand der oberhalb des Drainageraums befind­ liche Grabenausschnitt mit einem Drainagefilter und der daneben befindliche Grabenraum mit dem bei Einwirkung von Feuchtigkeit wasserundurchlässigen Bodengemisch verfüllt wird, wobei der Drainagefilter und das Bodengemisch lageweise verdichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hohlkastenprofile in stabförmigen Schlössern geführt und nach Verfüllung mit der wasserundurchlässigen Suspension im Taktverfahren mit einem Vibrator od.dgl. wieder aus dem Erdreich herausgezogen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hohlkastenprofile durch Aufbringen von statischem Druck wieder aus dem Erdreich heraus­ gezogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserundurchlässige Suspen­ sion ein Gemisch aus Bentonit, Zement und Wasser verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Bodengemisch ein Gemisch aus schlufffreien Sand od. dgl., Bentonit und Tonmehl od. dgl. verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hohlkastenprofile zu Rammeinheiten zusammengefaßt in das Erdreich einge­ trieben und aus diesem wieder herausgezogen werden.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkastenprofile (3) aus zwei im Abstand paral­ lel zueinander angeordneten Außenwandbohlen (4) be­ stehen, die unter Ausbildung eines Hohlkastens (5) mittels Querwänden (6, 7, 14) miteinander verbunden sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem stirnseitigen Endabschnitt (8, 9) der Hohlkastenprofile (3) Eingriffselemente (10) ausge­ bildet sind, mittels derer jeweils zwei benachbarte Hohlkastenprofile (3) miteinander axial lösbar verbindbar sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Eingriffselemente (10) als Führungs­ stücke (11) für stabförmige Schlösser (12) ausge­ bildet sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schlösser (12) als im Querschnitt allgemein pilzförmige Profilstücke (13) ausgebildet sind, unter deren den Mittelsteg überlappenden Querstegen die Führungsstücke (11) eingeführt sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schlösser (12) mit den Außenwandbohlen (4) mittels Schweißnähten od. dgl. verbunden sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Hohlkastenprofil (3) lösbar auf eine Fußplatte (15) gesteckt und gegen diese abge­ dichtet ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fußplatten (15) die Hohlkastenprofile (3) seitlich überragen.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf den Fußplatten (15) vertikale Führungsstege (16) ausgebildet sind, an deren Außen­ flächen (17) an dem Hohlkastenprofil (3) anliegende Dichtungselemente (18) angeordnet sind, die bei hochgezogenem Hohlkastenprofil (3) in die wasserun­ durchlässige Suspension eingebunden sind.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem oberen Endabschnitt (19) der Führungsstege (16) ein Dichtungskragen (20) zur Lagefixierung der Dichtungselemente (18) ausgebildet ist.