EP1342852B1

EP1342852B1 - Verfahren zum Abstützen und Abdichten von Erdreich

Info

Publication number: EP1342852B1
Application number: EP02004994A
Authority: EP
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Hudelmaier (Fh)
Original assignee: BVV Spezialtiefaufbautechnik Vertriebs GmbH; BVV SPEZIALTIEFBAUTECHNIK VERT
Current assignee: Liebherr Werk Nenzing GmbH
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2004-11-03
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: EP1342852A1; ES2231596T3; ATE281566T1; PT1342852E; DK1342852T3; DE50201456D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stützen und Abdichten von Erdreich, insbesondere von Baugrubenwänden, unter Einbringung von mit Rohren versehenen Spundbohlen in den Boden.

Das Stützen und Abdichten von Baugrubenwänden führt oftmals zu großen Schwierigkeiten, insbesondere wenn es sich um sehr tiefe Baugruben handelt und drückendes Grundwasser vorhanden ist. Eine aus einer Einphasensuspension hergestellte Verbauwand ist zwar zum Abdichten geeignet, kann jedoch keine größeren Erddruckkräfte übernehmen. Spundwände, Peinerprofilwände oder Bohrwände erfüllen an sich beide Anforderungen, jedoch hat sich herausgestellt, dass bei tiefen Baugruben Umläufigkeiten an den unteren Enden auftreten können, insbesondere wenn die Wände durch Vibrieren oder Rammen eingebracht wurden. Wird eine Stahlwand in das Erdreich vibriert oder gerammt, so entsteht, insbesondere dann, wenn als Einbringhilfe z. B. mit Wasser gespült wird, entlang der Bohle ein Spülkanal, in bindigen Böden z. B. Ton ein Schlitz mit Übermaß, d. h. ein Schlitz, der von der Spundbohle nicht ausgefüllt wird, und in nichtbindigen Böden eine gestörte Zone im Erdreich entlang der Spundbohle. Durch diesen Bereich kann entlang der glatten Spundbohle Grundwasser um das Ende der Spundbohle herumlaufen und in die Baugrube einströmen. Der Wasserandrang wird um so größer, je tiefer die Baugrubenwände in das Grundwasser eintauchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Stützen und Abdichten von Erdreich anzugeben, das auch unter schwierigen Umständen mit Erfolg durchführbar ist und bei dem Umläufigkeiten verhindert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach sieht das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte vor:

Niederbringen der Wandelemente durch Rütteln, Vibrieren oder Rammen bis zum Erreichen einer Bodenschicht mit geringer Wasserdurchlässigkeit,
Vortreiben des Wandelements in diese Bodenschicht,
Zurückziehen des Wandelements (10) unter Belassung eines Schlitzes (19) und Einbringen einer dichtenden Suspension durch das mindestens eine Rohr zum Auffüllen des Schlitzes.
Wiederabsenken des Wandelements in den gefüllten Schlitz,
Erzeugung einer dichtenden Ummantelung um das untere Ende des Wandelements und dessen Verbindung mit der Bodenschicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Spundbohle nach Erreichen der Bodenschicht geringer Wasserdurchlässigkeit gewissermaßen ein Schuh aus Suspension angegossen, der sich mit der Spundbohle und dem umgebenden Erdreich abdichtend verbindet. Auf diese Weise werden Gleitspalten für das Grundwasser entlang der Spundbohle vermieden. Der Schuh bewirkt einen dichten Verbund zwischen Spundbohle und umgebendem Boden. Somit gelingt es, mit einfachen Mitteln eine Stützung und zugleich Abdichtung von Erdreich vorzunehmen. Dadurch ist die Herstellung sehr tiefer Baugruben mit erheblichem Grundwasserdruck möglich.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert die Benutzung von Wandelementen, wie Spundbohlen oder Stahlelementen, die durch Schlösser miteinander verbunden und mit jeweils mindestens einem längslaufenden Rohr versehen sind. Solche Wandelemente sind bekannt. Die Rohre bilden dabei Spülrohre, durch die zur Unterstützung des Vortriebs beim Rütteln Wasser zugeführt wird. Hierbei haben die Rohre eine reine Spülfunktion.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch unter Benutzung der Rohre als Spülrohre durchgeführt werden, wobei die Rohre anschließend für die Suspension benutzt werden. In diesem Falle ist eine Doppelausnutzung der Rohre möglich. Bei den Rohren kann es sich um Metallrohre oder auch Kunststoffrohre handeln, die mit dem Wandelement verbunden sind.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Darstellung einer Spundbohle vor dem Einbringen in das Erdreich,
Fig. 2: eine Darstellung des Einrüttelns der Spundbohle in das Erdreich bis zum Vordringen in eine Bodenschicht geringer Wasserdurchlässigkeit,
Fig. 3: das Zurückziehen der Spundbohle und das Injizieren von härtbarer Suspension in den entstandenen Schlitz und
Fig. 4: den Zustand nach dem erneuten Absenken der Spundbohle in den Schlitz unter Bildung einer Ummantelung am vorderen Spundbohlenende.

In Fig. 1 ist ein Wandelement in Form einer Spundbohle 10 dargestellt, die generell S-förmiges Profil hat. Diese Spundbohle ist nur als Beispiel zu verstehen. Es gibt eine große Vielzahl anderer Spundbohlen- oder Stahlprofile, die sich ebenfalls eignen. Die Spundbohle 10 besteht aus einem gewalzten Stahlprofil und kann eine Länge bis zu 50 m haben.

Die Spundbohle 10 weist ein längslaufendes Rohr 11 auf, das in einer Innenecke des Spundbohlenprofils verläuft und sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Spundbohle erstreckt. Ein weiteres Rohr 12 ist in der gegenüberliegenden Innenecke vorgesehen. Jedes der Rohre 12 kann an seinem rückwärtigen (oberen) Ende mit einer Spülleitung 13 verbunden werden, durch die Wasser zugeführt wird, welches am unteren Rohrende, d. h. am unteren Ende der Spundbohle, austritt.

Gemäß Fig. 1 wird die Spundbohle in den Boden 15 senkrecht stehend eingebracht, wobei am rückwärtigen oberen Ende der Spundbohle 10 eine Rüttelvorrichtung 14 gemäß Fig. 2 angreift, welche mit zwei Greifzangen 14a versehen ist, die an den geraden Abschnitten des Spundbohlenprofils angreifen und die Vibrationsbewegungen der Rüttelvorrichtung 14 auf die Spundbohle 10 übertragen.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass die obere Bodenschicht 16 aus Kies besteht. Kies ist in sehr hohem Maße wasserdurchlässig. Darunter befindet sich eine Schicht 17 aus Sand von mäßiger Wasserdurchlässigkeit, und unter dieser befindet sich eine Schicht 18 aus Ton von geringer Wasserdurchlässigkeit. Mit der Spundwand, die aus zahlreichen ineinandergreifenden Spundbohlen 10 besteht, soll eine Baugrube ausgehoben und abgeschottet werden. Dazu müssen die Spundbohlen 10 bis in die Schicht 18 geringer Wasserdurchlässigkeit oder mindestens bis zur Schicht 17 aus Sand mit mäßiger Wasserdurchlässigkeit vorgetrieben werden.

Fig. 2 zeigt den Zustand, in dem die Spundbohle 10 bis in die Schicht 18 hinein vorgetrieben wurde und ein Stück weit in die Schicht 18 hineinragt. Durch das Rütteln der Spundbohle 10 schließt sich die Tonschicht nicht abdichtend an die Spundbohle an. Vielmehr verbleibt zwischen der Spundbohle und der Tonschicht ein Spalt, durch den die Spundbohle umströmt werden kann. Endet die Spundwand im Sand mit mäßiger Wasserdurchlässigkeit, kann durch den gestörten Boden entlang der Spundwand die Spundbohle umströmt werden.

Gemäß Fig. 3 wird die Spundbohle 10 ein Stück weit zurückgezogen, so dass sich in der Schicht 18 oder 17 ein Schlitz 19 von dem Profil der Spundbohle bildet. Während des Zurückziehens wird durch die Rohre 11, 12 eine dichtende Suspension in den frei werdenden Boden gedrückt. Bei dieser Suspension handelt es sich beispielsweise um Betonit. Sie füllt den Schlitz 19 vollständig aus. In den mit der flüssigen Suspension gefüllten Schlitz 19 wird anschließend die Spundbohle 10 unter weiterer Zugabe von Suspension wieder heruntergedrückt. Dabei verteilt sich die Suspension entlang der Spundwand und dringt auch wenn möglich in den Boden ein. Während des Abbindens verbindet sie sich fest sowohl mit dem Boden als auch mit der Spundbohle. Dadurch entsteht eine Ummantelung 20, die das untere Ende der Spundbohle umgibt und jeglichen Umströmungsweg versperrt. Nunmehr kann die Baugrube 21 ausgehoben werden, ohne dass Grundwasser mit größerer Fließrate in sie einströmt.

Während des Niederbringens der Spundbohle gemäß Fig. 1 und 2 erfolgt durch die Rohre 11 und 12 eine Spülung mit Wasser, um den Vortriebsvorgang zu unterstützen und zu beschleunigen. Durch die selben Rohre wird anschließend in dem in Fig. 3 dargestellten Zustand die Suspension in den Boden injiziert.

Claims

Verfahren zum Abstützen und Abdichten von Erdreich unter Einbringung von mit jeweils mindestens einem längslaufenden Rohr (11,12) versehenen Wandelementen (10) in den Boden, mit den Schritten

Niederbringen der Wandelemente (10) durch Rütteln, Vibrieren oder Rammen bis zum Erreichen einer Bodenschicht (17,18) mit geringer oder mäßiger Wasserdurchlässigkeit,

Vortreiben des Wandelements (10) in diese Bodenschicht (17,18),

Zurückziehen des Wandelements (10) unter Belassung eines Schlitzes (19) und Einbringen einer dichtenden Suspension durch das mindestens eine Rohr zum Auffüllen des Schlitzes,

Wiederabsenken des Wandelements (10) in den gefüllten Schlitz (19), zur Erzeugung einer Ummantelung (20) um das untere Ende des Wandelements (10) und dessen Verbindung mit der Bodenschicht (17, 18).
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Niederbringen des Wandelements (10) wenigstens zeitweise mit Unterstützung durch Spülung erfolgt, wobei eine Flüssigkeit durch das selbe Rohr (11, 12) zugeführt wird, das anschließend für die Suspension benutzt wird.