DE676089C - Verfahren zum Dichtmachen und Verfestigen von durchlaessigen oder lockeren Bodenschichten und sonstigen poroesen Massen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Dichtmachen und Verfestigen von durchlässigen oder lockeren Bodenschichten und sonstigen porösen Massen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung Wasser und Gase schwer oder nicht durchlassender Schichten oder Schutzlagen in porösen und durchlässigen Böden und sonstigen Massen, wie unterirdischen Sandschichten, Kies, Felsen oder natürlichen oder künstlichen Gesteinen, Mauerwerk, Beton, Steinaufschüttungen usw., zum Ausfüllen und Dichten der Zwischenräume, Höhlen, Risse und ähnlicher Unterbrechungen derartiger Massen und bzw. oder zur Verbesserung der Kohäsion und Verfestigung von lockeren oder beweglichen Böden, wie auch zum Dichten der Wände von Bohrlöchern oder OOuellen.
• Es ist bereits ein Verfahren zu ähnlichen Zwecken bekannt, das im wesentlichen darin besteht, daß man in den zu behandelnden Boden oder in die blasse eine wässerige Dispersion bituminöser Stoffe eindringen läßt und diese an der gewünschten Stelle zur Koagulation bringt, so daß eine Wasser und Gase schwer oder nicht durchlassende, verfestigte Schicht entsteht. Bei der Ausführung dieses Verfahrens kann die natürliche Anwesenheit von Elektrolyten im Boden oder in der anderen Masse die Koagulierung der Dispersion ungünstig beeinflussen. Es kann daher vorteilhaft oder erforderlich sein, die Konzentration dieser Substanzen im Boden herabzusetzen, was durch vorheriges Hindurch- oder Einführen reinen Wassers oder einer Lösung von entgegengesetzt wirkenden Substanzen, z. B. von koagulationshemmenden Mitteln, wie einer Lösung von Alkalien, geschehen kann. Andererseits kann man auch geeignete Elektrolytlösung@enoder andere die Koagulation fördernde Mittel vor, während oder nach dem Einführen der Dispersion in den Boden bringen, um eine richtige Koagulation der Dispersion an der gewünschten Stelle hervorzurufen.
• Es wurde nun gefunden, daß bei der Durchführung dieses Verfahrens in verschiedener Hinsicht bessere Erfolge in bezug auf das Dichten oder die Verfestigung der behandelten Masse dadurch erzielt werden können, daß zwei oder mehrere Bitumendispersionen verschiedener Koagulationsfähigkeit in zwei oder mehreren Stufen angewendet werden.
• Je nach der Art, in welcher der allgemeine Gedanke der stufenweisen Anwendung von Bitumendispersionen verwirklicht wird, zeigt die Erfindung verschiedene wichtige Ausführungsformen, die nachstehend näher beschrieben werden.
• Es wurde gefunden, daß es zweckmäßig sein kann, in der Vorstufe des eingangs erwähnten Verfahrens an 'Stelle von reinem Wasser oder einer Lösung von koagulationshemmenden oder -befördernden Mitteln eine., Bitumendispersion anzuwenden, die bestäWi@ diger ist als die Bitumendispersion, welch. durch ihre Koagulierung das Abdichten der behandelten Masse herbeizuführen hat.
• Mit Rücksicht hierauf besteht eine Ausführungsform der Erfindung darin, daß man zunächst in den Boden oder in -die andere zu dichtende Masse eine stabilisierte Bitumendispersion- einführt, welche während des Eindringens nicht koaguliert, und darauf eine weniger beständige oder leichter koagulierende Bitumendispersion einbringt, die man an der gewünschten Stelle koagulieren läßt, gegebenenfalls derart, daß die Koagulation bereits während der Einführung einsetzt. Je nach den Fällen kann es auch zu empfehlen sein, eine Reihe von Dispersionen von allmählich oder stufenweise abnehmender Beständigkeit oder zunehmender Koagulationsfähigkeit nacheinander zu verwenden.
• Durch die vorangehende Anwendung einer sehr beständigen Bitumendispersion, welche gegen die Einwirkung der Bestandteile der zu dichtenden Masse und der darin anwesenden gelösten bzw. löslichen Substanzen beständig ist, wird diese Masse in einen derartigen Zustand gebracht, daß sie die darauf eingeführte, weniger beständige Dispersion nicht vorzeitig zur Koagulation bringt. Bei dieser stufenweisen Anwendung wird die erste Bitumendispersion durch die folgende verdrängt, ohne daß eine wesentliche Vermischung beider Dispersionen stattfindet. Es empfiehlt sich, daß die weniger beständige Dispersion vor ihrer Koagulation dieselbe Strecke wie die vorangehende beständigere Dispersion durchfließt.
• Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß an der zu dichtenden Stelle erst eine unbewegliche, teilweise Dichtung durch Koagulierung einer verhältnismäßig schnell koagulierenden Bitumendispersion erzeugt wird, worauf man zwecks Erzeugung der undurchlässigen Schicht eine beständigere Bitumendispersion an der Stelle oder in der Nähe der teilweisen Dichtung koagulieren läßt. Diese beständigere Bitumendispersion kann vor oder nach der zuerst erwähnten Dispersion oder an gesonderten. Stellen in die zu behandelnde Masse eingeführt werden. Nachdem die verhältnismäßig schnell koagulierende Dispersion koaguliert und dadurch eine teilweise Dichtung entstanden ist, wird die beständigere Dispersion der teilweise gedichteten Masse durch eine Wasserströmung, z. B. durch Pumpen, zugeführt, so daß sie bei Berührung dieser Masse abfiltriert und koaguliert wird. In dieser Weise bildet sich eine undurchlässige Schicht an der Berührungsstelle gegen die teilweise gedichtete Masse.
• Bei dieser Arbeitsweise genügt als un-,durchlässige Schicht eine verhältnismäßig ihinne Schicht oder eine Haut, wobei doch seine sehr zweckmäßige Dichtung erzeugt wird. Auch wird hierbei in vielen Fällen ein sehr günstiges Ergebnis durch Anwendung von verhältnismäßig sehr verdünnten Dispersionen oder Lösungen erzielt, was eine bedeutende Ersparnis an Imprägnierungsmaterial ermöglicht.
• Erwünschtenfalls können einer oder mehreren der im vorliegenden Verfahren verwendeten Bitumendispersionen Füllstoffe, welche in Verbindung mit dem Bitumen die Abdichtung des Materials fördern, zugesetzt werden.
• An Stelle der beschriebenen zweistufigen Ausführungen des Verfahrens nach der Erfindung kann man das Verfahren auch in mehreren Stufen und in verschiedenen Koznbinationen durchführen. Auch kann das vorliegende Verfahren unter Mitverwendung anderer Imprägnierungsmittel bekannter Art, wie Zement- oder Tonsuspensionen, einen Niederschlag z. B. von Kieselsäure oder Aluminiumsilicat bildenden Flüssigkeiten u. dgl., durchgeführt werden.
• In den nachstehenden Beispielen werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, von denen einige an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erklärt werden. Alle Prozentsätze und Verhältnisse sind auf Gewicht berechnet.
• Beispiel i Eine ungefähr 50 cm dicke Bodenschicht, bestehend aus grobem Sand und Kies, wird wie folgt wasserdicht gemacht: In regelmäßigen Abständen von ungefähr i m werden Röhren bis zur betreffenden Bodenschicht eingetrieben. In jedes Rohr werden zuerst 5o 1 einer beständigen Dispersion eingebracht, -welche durch Dispergierung von i Teil Bitumen in a Teilen einer o,5o/oigen Seifenlösung hergestellt und darauf durch Zusatz von i o/, Kasein, berechnet auf das Biturnengewicht, stabilisiert worden ist. Nach der Einführung dieser ersten Dispersion werden zoo 1 einer in derselben Weise, aber ohne Zusatz von Kasein hergestellten Bitumendispersion in jedes Rohr eingebracht. Man kann die Dispersionen einfach in die;Röhren gießen und durch Eigengewicht in den Boden eindringen lassen, ohne daß es im allgemeinen nötig ist, hierbei Druck anzuwenden.
• Beispiel e In eine aus feinem Sand bestehende Bodenschicht, in welcher ein Grundwasserstrom herrscht, werden Röhren in regelmäßigen Abständen von ungefähr z in dreieckweise eingetrieben, und durch diese Röhren werden der Reihe nach eingebracht: i. 5oo1Bitumendispersion gemäß Beispiel i, stabilisiert mit i °/° Kasein, der außerdem i °/" Methylforrniat, berechnet auf Bitumen, zugesetzt wurde; 2. 5001 von derselben Dispersion wie oben, aber lnit 0,71/o Kasein; 3.500 1 von derselben Dispersion wie oben, aber finit o,5°/1 Kasein; 4. 1200 1 oder mehr von derselben Dispersion wie oben, aber mit o,3 °/° Kasein; diese Dispersion wird bis zur vollständigen Abdichtung eingeführt.
• Beispiel 3 (s. Fig. i) Man wünscht, im Boden i einer Baugrube in der Hölle des unteren Endes der Dammwand 2, 2' eine abdichtende Schicht zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird eine Menge Bitumendispersion, z. B. 5°/°ige Dispersion, die durch Dispergierung von Erdöldestillatiollsbitulnen in einer o,5°/°igen Seifenlösung hergestellt wurde, in den betreffenden Bodenteil mittels Röhren 3 derart eingebracht, daß die ,aus jedem Rohraustretende Disperslon in der umgebenden Grundmasse 4, 4' koaguliert und dort eine teilweise Dichtung herbeiführt.
• Um nun eine vollständige Dichtung zu erzielen, wird darauf mittels einer oder mehrerer Röhren 5 innerhalb oder außerhalb des Bodenteils in der Baugrube eine zweite verdünnte Bitumendispersion eingeführt, z. B. eine 3°/°ige Dispersion, die durch Dispergieren von Bitumen in einer o,5°/°igen Seifenlösung hergestellt und durch Zusatz von 21/1 Kasein, berechnet auf Bitumen, stabilisiert wurde und welche so beständig ist, daß sie nicht koaguliert, bevor sie die teilweise gedichtete Grundmasse 4, 4' erreicht hat. Die Bewegung dieser zweiten Dispersion in der Richtung der teilweise gedichteten Masse ¢, 4', kann dadurch geschehen, daß an der Gegenseit@e dieser Masse mit Hilfe einer Pumpe 6 Wasser entzogen wird, so daß ein künstlicher Wasserstrom in der Richtung des teilweise gedichteten Bodenteils entsteht. In dieser Weise bildet sich durch Abfiltrieren und Koagulieren der Bitumenteilchen eine undurchlässige Schicht gegen die teilweise gedichtete 'Masse 4., .4.'.
• Beispie14 Das Verfahren nach Beispiel 3 kann wie folgt abgeändert werden: Durch die Röhren 3 wird zunächst die l,etzterwähntc stabilisierte Bitumendispersion des Beispiels 3 eingeführt. Infolge ihrer hohen Beständigkeit koaguliert diese Dispersion nicht sofort, sondern dringt in den umgebenden Boden durch, wo sie das Grundwasser ersetzt. Darauf führt man durch dieselben Röhren die ersterwähnte Bitumendispersion des Beispiels 3 ein, welche die bereits im Boden anwesende Dispersion ersetzt und bald koaguliert, was eine teilweise Dichtung der Grundmasse 4., 4' zur Folge hat. Danach wird in derselben Weise, wie im Beispiel 3 beschrieben, mit Hilfe der Pumpe 6 ein künstlicher Wasserstrom erzeugt, wodurch die unkoagulierte Dispersion zur teilweise gedichteten Grundmasse 4, 4' zurückgeführt wird und dort durch Abfiltrieren und Koagulieren der Bitumenteilchen eine undurchlässige Schicht 7 bildet.
• B e i s p i @e 1 5 (s. Fig. 2 Zwecks Verlängerung der durch die Dammwand 2o gebildeten Schicht wird in der Nälle des unteren Endes dieser Dammwand mittels in gegenseitigen Abständen von 3 m angeordneter Röhren 2i eine 5°/°ige Dispersion von Bitumen in einer i°/°igen Seifenlösung, der i °/° Ton sowie 21/1 Äthylformiat (das letztere auf Bitumen berechnet) zugesetzt worden sind, eingeführt. Diese Dispersion koaguliert nach einiger Zeit und erzeugt eine teilweise Dichtung bei ä2. An der Gegenseite der Dammwand 2o wird in ähnlicher Weise durch Röhren 23, möglichst in der Nähe des teilweise gedichteten Bodenteils 22, eine zweite Reihe von Injektionen ausgeführt, und zwar mit einer 2°/°igen Steinkohlenteerdispersion in einer o,i°/°igen Natriumhydroxydlösung. Diese Dispersion verbreitet sich im Bodenteil 2,4, und dort, wo sie den teilweise gedichteten Teil 22 berührt, entstellt durch Abfiltrieren eine dichte Schicht 25.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Dichtmachen und Verfestiben von durchlässigen oder lockeren Bodenschichten und anderen porösen Massen durch Behandlung mit wässerigen Bitumendispersionen, die an der Dichtungsstelle koagulieren, gegebenenfalls unter Mitverwendung anderer Imprägnierungsmittel, wie Zement- oder Tonsuspensionen, niederschlagbildenden Flüssigkeiten u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Bitumendispersionen verschiedener Koagulationsfähigkeit in zwei oder mehreren Stufen angewendet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die zu behandelnde Masse zuerst eine stabilisierte Bitumendispersion eingeführt wird, die während des Eindringens nicht sofort koaguliert, und darauf eine oder mehrere weniger beständige Bitumendispersionen, die leichter zum Koagulieren an der gewünschten Stelle neigen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß eine teilweise Dichtung durch Koagulierung einer verhältnismäßig schnell koagulierenden Bitumendispersion erzeugt wird, worauf man zwecks Erzeugung der undurchlässigen Schicht eine beständigere Bitumendispersion an der Stelle oder in der Nähe der teilweisen Dichtung koagulieren läßt.