DE19528330C2

DE19528330C2 - Herstellung einer Baugrube mit nachträglichem Grundwasserdurchfluß

Info

Publication number: DE19528330C2
Application number: DE1995128330
Authority: DE
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2015-08-03
Also published as: DE19528330A1

Description

Unsere Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und zum nachträglichen Durchlässigmachen von Schlitzwänden einer Baugrube gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Tief geführte Baugrubenwände, die mit ihrem unteren Ende in einen dichten Untergrund einbinden, haben den Vorteil, daß auch bei hohen Grundwas serständen eine trogförmige dichte Baugrube hergestellt werden kann. Inner halb der Baugruben wird das Grundwasser auf das gewünschte Niveau ab gesenkt und das Bauwerk kann im Trockenen errichtet werden. Leider bloc kieren dichte Baugrubenwände sehr oft den Grundwasserstrom. Aufgrund dieser Tatsachen lassen viele Städte und Gemeinden tief ausgeführte Bau grubenwände nicht mehr zu. Um die Grundwasserströme bei der Ausführung von Bauarbeiten nicht auf Dauer zu unterbrechen und so die Bedenken der Bauherren bezüglich der ungestörten Grundwasserströmung zu zerstreuen, wurden verschiedene Methoden vorgeschlagen, die Baugrubenwände nach Herstellung des Bauwerks wieder durchlässig zu machen. Dazu gibt es Vorschläge, Bohrpfahlwände nach Fertigstellung des Baues aufzubohren und so zu zerstören wie in der DE 27 37 646 beschrieben. Das Aufbohren von Bohrpfählen ist kostenintensiv und für Fälle, in denen keine Bohrpfahlwand hergestellt werden kann, ist diese Methode nicht anwendbar.

Auch die Herstellung von Frostfenstern gehört zum Stand der Technik, wobei diese Methode sehr aufwendig und ihr Erfolg von den jeweiligen Bodenstruk turen abhängt.

Aus der DE-PS 30 34 746 ist ein Verfahren bekannt, Schlitzwände nach Fer tigstellung des Bauvorhabens durchlässig zu machen. Dabei wird die Dicht wand mit Hilfe eines hochgespannten Flüssigkeitsstrahles im Bereich der Grundwasserströmung zerstört. Die Dichtwand in diesem Verfahren ist eine Zweiphasen- oder Einphasendichtwand, die die Baugrube dichtend um schließt. Die Dichtwand wird nach diesen Verfahren nach Herstellung des Bauwerkes unterhalb der Baugrubensohle zerschnitten und das Dichtwand material ausgetragen. Zurück bleibt unterhalb des Dichtwandabschnittes, der im Bereich des Bauwerks besteht, ein Hohlraum, der zu Setzungen führen kann.

Aus der DE 88 16 596 U1 ist weiterhin eine Schlitzwand bekannt, deren unterer Bereich aus Schlitzwandsuspension und grobkörnigem Kies besteht und rein dichtende Funktion hat und deren darüberliegender Bereich aus Beton besteht, der darüberhinaus auch noch tragende Funktionen wahrnehmen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben mit Hilfe dessen eine zuerst dichtende Schlitzwand gebaut und nachträglich für Grundwasser wieder durchlässig gemacht werden kann, gleichzeitig aber keine Setzungen durch Ausspülungen zu befürchten sind.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hierzu wird

1. a.) zunächst mittels einer gebräuchlichen Stützsuspension (im weiteren Mischung A genannt) eine Schlitzwand erstellt,
2. b.) danach, noch bevor die Mischung A abgebunden hat, diese Mischung A mindestens im Bereich, der später vom Grundwasser durchströmt werden soll, durch eine spezifisch schwerere Mischung B verdrängt, die aus einem Gemenge von Dichtwandmasse und einer Kieskornmischung besteht, wobei die Mischung B außerhalb des Schlitzes vorgemischt wurde und mittels Rohren oder Schläuchen unter die leichtere Suspension Mischung A geleitet wird,
3. c.) nach dem Aushärten des Dichtwandmaterials und nach Erstellung des Bauwerks die Durchlässigkeit der Schlitzwand durch Auslösen des Feinanteils der Dichtwandmasse mit einem Hochdruckwasserstrahl wiederhergestellt, wobei das Kieskorngerüst im Schlitzwandbereich verbleibt und eine ausreichende Filterfestigkeit gegenüber dem Erdreich bietet.

Die genaue Ausführung wird anhand von Fig. 1 bis 4 erläutert. Die Baugrubenwand (1) wird als Schlitzwand so tief abgeteuft, daß sie in eine dichte Sohle (2) einbindet. Der Grundwasserspiegel (3) steht im Bereich der Baugrube deutlich über der späteren Baugrubensohle (4). Die Schlitzwand wird über eine gebräuchliche Stützsuspension Mischung A, z. B. einer Mi schung aus 1000 l Wasser, 200 kg Zement und 40 kg Bentonit, gestützt. In einer Art Zweiphasenverfahren zur Herstellung der dichten Baugrubenwand wird im zweiten Schritt nach Fig. 2 die Stützwandsuspension mit Kies - die Korngröße liegt dabei beispielhaft im Bereich 4 bis 8 mm - gemischt und als Mischung B über ein Kontaktrohr (5) oder Pumpschläuche in den Schlitz (1) eingebracht. Die Rohre münden bei Beginn auf dem Boden des Schlitzes und werden mit dem Einbringvorgang so angehoben, daß sie mit Sicherheit noch in die Mischung B eintauchen. Durch das Einbringen der Mischung B wird die darüberliegende Suspension, Mischung A, die ein geringeres Raumgewicht hat, verdrängt.

Beide Mischungen haben zu diesem Zeitpunkt noch nicht abgebunden. In diese Stützflüssigkeit A werden nach Bedarf wie Fig. 3 zeigt z. B. Spund wände (6) eingestellt. Dabei werden auch vorsorglich Plastikrohre (7) mit eingebaut, die in die Mischung B so tief hineinreichen wie diese später durchlässig gemacht werden soll.

Nachdem das Dichtwandmaterial ausgehärtet ist, kann die Baumaßnahme im Schutz des dicht hergestellten Trogs erfolgen. Dazu wird zuerst der Grund wasserspiegel unter das Niveau der Baugrubensohle (4) abgesenkt. Der Erd aushub kann jetzt erfolgen. Nach Beendigung der Bautätigkeit und Erstellung des Bauwerks soll die Dichtwand im Bereich der Grundwasserströmung, also im Bereich der Mischung B, wieder durchlässig werden.

Nach Fig. 4 wird in das Plastikrohr (7) ein Gestänge mit einer horizontal sprü henden Düse (9) eingeführt. Die Düse zerschneidet mit dem Wasserstrahl bei 450 bis 600 bar das Plastikrohr. Da das erhärtete Dichtwandmaterial der Mischung B etwa um den Faktor 50 bis 100 eine geringere Festigkeit als z. B. Beton hat, läßt sich diese erhärtete Mischung von dem Hochdruckwasser strahl gut zersetzen. Die entstehenden Feinkornanteile werden über den Ringraum zwischen Plastikrohr und Gestänge ausgetragen. Reicht der rotie rende Hochdruckwasserstrahl bis zum nächsten in die Dichtwand eingestell ten Plastikrohr, ist es sinnvoll, das ausgewaschene Material über das Nach barrohr abzuziehen. In der Dichtwand entsteht damit im Anwendungsbereich des rotierenden Hochdruckwasserstrahls ein flüssigkeitsdurchlässiges Fen ster, da die Feinanteile aus der Mischung B ausgetragen werden und die Kieskörner im Dichtwandbereich verbleiben. Durch eine vertikale Bewegung der horizontal sprühenden Düse entsteht ein durchlässiges Fenster. Die Durchlässigkeit des in der früheren Dichtwand verbleibenden Korngerü stes ist durch die grobkörnigere Struktur im Vergleich zur Bodenmatrix im Normalfall erheblich durchlässiger. Mit diesem Verfahren ist es möglich, die gesamte Dichtwand unterhalb der Bauwerkssohle durchlässig zu machen. Wichtig ist dabei, daß die verbleibende Kornmatrix im Schlitz gegenüber dem angrenzenden Baugrund außerhalb des Schlitzes eine filterfeste Struktur bil det, d. h., daß durch die Grundwasserströmung keine wesentlichen Feinan teile in die verbleibende Kornstruktur des Schlitzwandmaterials eingetragen werden können und so die Poren der Kornstruktur durch innere Suffusion verstopft. Daher muß die Körnung des Kieses in der Schlitzwand der Boden struktur durch Beachtung von Filterregeln angepaßt werden, damit die Filter festigkeit auf jeden Fall besteht. Dabei finden die Filterregeln nach Terzaghi, Lubockow oder Cistin Anwendung. Die üblicherweise geringe Strömungsge schwindigkeit des Grundwassers erlaubt es, das Korngerüst der Mischung B großporiger auszulegen, als es nach den Filterregeln notwendig ist. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers aus dem Hochdruckwasser strahl im Ringraum des Rohres (7) ist durch Wahl des Rohrdurchmessers und der Wassermenge so festzulegen, daß die Matrix des Kieskorn nicht ausgetragen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, daß die Schlitzwand auf gesamter Höhe mit der Kies-Suspension, Mischung B, ver füllt wird.

Die erfindungsgemäße Methode findet auch Anwendung für den Fall, daß die Dichtwand in einem echten Zweiphasenverfahren hergestellt wird. Bei dieser Methode wird nur im unteren Bereich der Dichtwand die Kies-Suspension, Mischung B, eingebaut. Oberhalb dieses Bereiches wird die Stützflüssigkeit durch Beton, Mischung C, ersetzt. Zur Aufnahme der Biegebeanspruchung können dabei auch eingestellte Bewehrungskörbe Anwendung finden.

Bezugszeichenliste

1

Schlitzwand

2

Dichte Sohle

3

Grundwasserspiegel

4

Baugrubensohle

5

Pumpschlauch

6

Spundwand

7

Plastikrohr

8

Bauwerk

9

Düse

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Schlitzwänden, die mit ihrem unteren En de in einen dichten Untergrund einbinden oder deren unterer Abschluß eine Injektionssohle darstellt, die den Grundwasserstrom unterhalb der zu erstellenden Baugrube während der Baumaßnahme unterbrechen und die nach erfolgter Fertigstellung der Baumaßnahme im Bereich unterhalb des Bauwerks für den Grundwasserstrom wieder durchlässig gemacht werden, indem man Material mit einem hochgespannten Flüssigkeitsstrahl austrägt, dadurch gekennzeichnet, daß

1. a.) zunächst eine Schlitzwand mittels gebräuchlicher Stützsuspension Mischung A erstellt wird,
2. b.) danach, aber noch vor ihrem Abbinden, diese Mischung A mindestens im Bereich, der später vom Grundwasser durchströmt werden soll, durch eine spezifisch schwerere Mischung B verdrängt wird, die aus einem Gemenge von Dichtwandmasse und einer Kieskornmischung besteht, wobei die Mischung B außerhalb des Schlitzes vorgemischt wurde und mittels Rohren oder Schläuchen unter die leichtere Suspension Mischung A geleitet wird,
3. c.) nach dem Aushärten des Dichtwandmaterials und nach Erstellung des Bauwerks die Durchlässigkeit der Schlitzwand durch Auslösen des Feinanteils der Dichtwandmasse mit einem Hochdruckwasserstrahl wiederhergestellt wird, wobei das Kieskorngerüst im Schlitzwandbereich verbleibt und eine ausreichende Filterfestigkeit gegenüber dem Erdreich bietet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Korngerüst der Mischung B großporiger als nach den Filterregeln gehal ten wird.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß des gelösten Gemisches aus Dichtwandmasse und Wasser über ein Rohr, das benachbart zum Rohr mit dem Gestänge und der Hochdruckdüse liegt, erfolgt.