DE2140250A1

DE2140250A1 - Verfahren und vorrichtung zum abdichten der wasserbeaufschlagten fugen zwischen wandbildenden elementen, insbesondere der schlossfugen von spundwaenden

Info

Publication number: DE2140250A1
Application number: DE2140250A
Authority: DE
Inventors: Heinz A Saucke
Original assignee: Weill and Reineke GmbH
Current assignee: Weill and Reineke GmbH
Priority date: 1971-08-11
Filing date: 1971-08-11
Publication date: 1973-02-22
Also published as: FR2149951A5; JPS4825320A; IT963068B; US3828563A; NL7210954A; BE787221A; GB1369757A

Description

Weill & Reineke GmbH., 2000 Hamburg 28, Eiselensweg 17

Verfahren und Vorrichtung zum Abdichten der wasserbeaufsohlagten Fugen zwischen wandbildenden Elementen, insbesondere der Sohloßfugen von Spundwänden.

Die Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abdichten der waeeertoeaufeohlagten Fugen zwischen wandbildenden Elementen, insbesondere der Schloßfugen von Spundwänden.

Die Abdichtung von waseerbeaufsehlagten und deshalb niemals trockenen und auch meist mit Fremdkörpern und Sohlamm verunreinigten Fugen von Wänden oder Wandteilen, die sich ständig oder wenigstens periodisch häufig (Gezeiten) unter dem Wasserspiegel befinden, bereitet in der Praxis, ins-

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besondere im Strom- und Hafenbau erhebliche Schwierigkeiten. Dies gilt insbesondere für die Abdichtung von Spundwänden, die aus einer Vielzahl von durch Gleitschlösser verbundenen Stahlprofilen zusammengesetzt sind. Im Hinblick auf die für das Bemmen erforderliche Gleitfähigkeit.haben die Schlösser ein gewisses Spiel und können deshalb nicht von sich aus völlig dicht sein. In einigen wenigen Fällen kann man sich damit begnügen, den durch die Spundwand von dem Wasser abgeschirmten Kaum ständig auezupumpen. Völlige Trockenheit dieses Raumes kann dabei aber nicht erreicht werden. Außerdem ist nicht zu vermeiden, daß insbesondere in Stromhäfen mit dem eindringenden Wasser auch beträchtliche Mengen Schlamm in den Raum eintreten, der beispielsweise dann verheerende Folgen haben kann, wenn der Schlamm den innerhalb dee Raums zu Gründungszwecken erforderlichen Sand verunreinigt oder wenn gar infolge der wechselnden Wirkung der Gezeiten Schlamm eingespült und Sand ausgespült wird.

Man hat bereits versucht, Spundwände dadurch abzudichten, daß die Schloßfugen unter Wasser verschweißt werden. Ein solches Verfahren ist aber, da es durch Helmtaucher ausgeführt werden muß, nicht nur außerordentlich kostspielig sondern auch weitgehend unwirksam. Unter dem wechselnden Wasserdruck "arbeiten" die Spundwände mit entsprechenden Relativbewegungen in den Schlössern,

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unter denen die Schweißnähte reißen. Schweißnahtrisse treten ebenfalls durch die extrem rasche Abkühlung nach dem Verschweißen durch übermäßige Spannungen auf.

Weiterhin ist der Gedanke geäußert worden, die Schloßfugen durch auf der Wasserseite vorgesetzte Kautschukstreifen abzudichten, die mittels einer Vielzahl dicht gesetzter Schrauben befestigt werden sollen. Dieses Mittel verspricht zwar mehr Erfolg als eine Schweißnaht, weil die Kautschukstreifen den Eelativbewegungen be- ™

nachbarter Stahlprofile nachgeben können; es ist aber noch kostspieliger als die Verschweißung, da der Taucherzeitaufwand ungleich höher ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abdichten der wasserbeaufachlagten Fugen zwischen wandbildenden Elementen, insbesondere der Schloßfugen von Spundwänden, zu schaffen, das ausreichende Wirksamkeit bei erträglichen Kosten verspricht.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß eine Dichtungsmasse in die Fuge eingespritzt wird, wobei eine solche Masse verwendet wird, die darin zu einem zwar nachgiebigen, unter dem abzudichtenden Druck jedoch im wesentlichen formstabilen Körper aushärtet. Vorzugsweise wird dafür eine dauerelastisch erhärtendeMasse, insbesondere ein kaltvulkanisierender Silikonkautschuk ver-

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wendet. Besonders vorteilhaft ist auch die Verwendung einer Masse, die unter der Einwirkung von Feuchtigkeit beschleunigt ausvulkanisiert.

Die Verwendung derartiger Massen zum Abdichten ist an sich bekannt. Die Hersteller solcher Massen geben jedoch für die Anwendung stets die strikte Anweisung, daß die Fuge beim Einbringen der Masse trocken und sauber zu sein habe. Ein Feuchtigkeitsfilm auf den Innenflächen der Fuge verhindert nach bisheriger Erfahrung eine wirksame Verbindung zwischen der Masse und den Fugenwänden. Es bilden sich Kapillarspalte, durch die infolge der Saugwirkung solcher Spalte gegebenenfalls mehr Feuchtigkeit in den abzudichtenden Spalt hineintransportiert wird als es ohne die vermeintliche Abdichtung der Fall wäre. Außerdem besitzt der Abdichtungsstreifen in der Fuge keinen Halt und es besteht die Gefahr, daß er bei geringer Kräfteinwirkung (find, Erschütterung) herausfällt.

Diese Gesichtspunkte gelten selbstverständlich in gesteigertem Maß für wasserbeaufschlagte Fugen, bei denen die Fugenwände nicht nur feucht, sondern von Wasser bedeckt sind und bei denen meist auch starke Verschmutzung vorliegt. Es ist deshalb völlig verständlich, daß der Fachmann bislang die Anwendung derartiger Massen zu Abdichtungszwecken bei wasserbeaufschlagten Fugen für ausgeschlossen gehalten hat·

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Die Erfindung beruht auf der Überwindung dieses Vorurteils. Die Vermutung de3 Fachmanns, daß es bei der Verwendung der gekennzeichneten Massen bei Anwesenheit von Wasser zu keiner oder einer unzureichenden Verbindung zwischen der Masse und den Fugenwänden kommt, trifft für die bisher in der allgemeinen Praxis angewendeten Eindringungsverfahren und Anwendungen zu.

Die Erfindung hat aber erkannt, daß eine solche Verbindung bei der Verwendung für wasserbeaufschlagte Fugen in ausreichender Weise zustande kommt, wenn die Dichtungsmasse unter einem solchen Druck in die Fuge eingebracht wird, daß das Wasser weitgehend verdrängt wird. Die verbleibende Porenfeuchtigkeit reagiert später mit der Dichtungsmasse und bewirkt deren vollständige Ausvulkanisation innerhalb kurzer Zeit. Die Haftung der Dichtungsmasse ist anschließend so stark, daß sie selbst starkem Wellenschlag bei Sturm standhält. Auch die hierbei auftretenden Dehnungen und Stauchungen * durch dae "Arbeiten" der Schloßfugen bleibt ohne Einfluß. Außerdem ist eine Haftverbindung in vielen Fällen auch gar nicht erforderlich, und zwar weder für den Abdichtungszweck noch für die Halterung des erhärtenden Streifens in der Fuge. Die bei normaler Verwendung ao gefährliche Kapillarwirkung, die bei unzureichender Verbindung der Masse mit den Fμgθnwändθn auftritt, spielt unter Wasser keine Holle, weil die herrschenden Differenz-

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kräfte stets viel größer sind als die Kapillarkräfte« Die durch den Kapillarspalt möglicherweise dringende Flüssigkeit ist in jedem Fall verschwindend gering , gegenüber der Menge, die durch den unabgedichteten .._, Spalt fließen würde. Unter der Einwirkung derartiger Differenzdrücke kann der Streifen in dem Spalt auch nicht loae werden unl nach der Seite, von der her der abzudichtende Druck einwirkt, herausfallen, weil dieser Druck den Streifen in die Fuge hineinpreßt. Für eine sichere Halterung ist alao stets gesorgt, sofern der Spalt eine Querschnittsgestait besitzt, die den Streifen der ausgehärteten Masse formschlüssig gegenüber den einwirkenden Differenzkräften hält. Diese formschlüssige Bindung ist bei schmalen Spalten bereits durch Oberflächenrauhigkeit gegeben. Bei den Schloßfugen von Spundwänden wirkt die ütarke Krümmung de3

Spalts in Richtung iiuer zur Wandebene im Sinne einer formschlüssigen Halterung des in der Fuge befindlichen Masse-Streifens. Besonders vorteilhaft ist es aber, das erfindungsgemäße Verfahren bei solchen Fugenformen anzuwenden, die in Abdichturigsrichtung eine Verengung aufweisen. Der an der Fuge auftretende Differenzdruckpreßt den Streifen in die Verengung hinein, so daß er dort nicht nur sicher gehalten wird, sondern auch eine erhöhte Anpressung an den Fugenwänden und aamit e ine vorzügliche Dichtwirkung zustandukcmtiit. Durart ige Verengungen sind in den praktisch ;jr-ku^menden Formen von Schloßfugen von Spundwänden stets It^ irgendeiner Form vorhanden. 3 Q 9 8 0 8 / 0 4 4 3 BAD OR/GiNAL ~ ⁷ "

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Das erwähnte Merkmal der Nachgiebigkeit der in der Fuge erhärteten Masse ist in zweierlei Hinsicht bedeutsam. Erstens soll die Masse gegenüber Relativbewegungen der einander gegenüberstehenden Fugenwände nachgeben können und zweitens ermöglicht die Nachgiebigkeit der Masse das Hineinpressen des Massestreifens unter dem herrschenden Differenzdruck in die Verengungen der Fuge und damit die gewünschte Dichtwirkung.

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Die Masse kann mit bekannten Geräten in die abzudichtenden.Fugen eingespritzt werden. Unter Einspritzen ist ein Verfahren zu verstehen, bei dem die flüssige oder teigige Masse unter einem solchen Druck aus einer auf die Fuge gerichteten Düse austritt, daß sie ausreichend tief in diese eindringt. Die Viskosität der Masse beim Einspritzvorgang soll so gering sein, daß sie unter den obwaltenden Bedingungen tief genug in die Fuge eindringen kann, aber auch so groß, daß sie-nicht unter dem Einfluß der Schwerkraft oder dem Einfluß etwa "

während des Einspritzens wirkender Differenzdrücke aus der Fuge herausgespült wird· Für die Abdichtung der Schloßfugen von Spundwänden hat sich beispielsweise folgendes im Handel befindliche Mittel bewährt: Lugatolastic (eingetragenes Warenzeichen) dauerelastische Einkomponenten-Dicliitxiiiiömasse auf Siliconkautschuk üaais der Firma Luga-to-Chemie, Dr. Büchtßwaiin & Co., Hau bürg 70„

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Vorteilliafterweise wird das Mittel unter Wasser von der Druckseite her in die Fuge eingespritzt. Nach dem Einspritzen und vor dem Erhärten wirkt dann der Wasserdruck im Sinne eines weiteren Einschiebens der Masse in die Fuge. Wenn zu befürchten ist, daß der Wasserdruck zu groß ist, so daß die Masse auf der Innenseite aus der Fuge wieder herausgepreßt werden könnte, kann der Wasserdruck zeitweilig bis zum Erhärten der Masse durch geeignete Mittel abgeschirmt werden, beispielsweise durch außen auf die Fuge unmittelbar nach dem Einspritzen aufgedrückte Klebestreifen, die nur eine begrenzte Haltefähigkeit aufzuweisen brauchen. In jedem Fall, insbesondere aber bei hohen Differenzdrücken, ist es vorteilhaft, wenn eine sehr schnell erhärtende Masse verwendet wird.

Wenn im vorliegenden Zusammenhang der Ausdruck des Erhärtens benutzt wird, so sind darunter sämtliche Vorgänge zu verstehen, die auf chemische*» oder physikalischem Wege zu der erwünschten Konsistenzänderung von der flüssigen oder pastosen Beschaffenheit bis zu der im wesentlichen formstabilen führen, also beispielsweise Polymerisation, Vulkanisation oder Vernetzung.

Die Bezeichnung des in der Fuge ausgehärteten Massestreifens als eines im wesentlichen formstabilen Körpers sol υ besagen, daß dieser Körper einen eolchen

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inneren Zusammenhalt besitzt, daß er unter den zu erwartenden Differenzdrücken nicht aus dem abzudichtenden Spalt herausgepreßt wird. Bevorzugt werden solche Massen, die zu einem dauerelastischen Körper erstarren, jedoch sind in vielen Fällen auch dauerplastische Massen verwendbar, sofern sie nur von dem ursprünglich flüssigen oder pastösen Zustand zu einer so großen Zähigkeit erstarren, daß sie unter den obwaltenden Bedingungen infolge des formschlüssigen ä Zusammenwirkens mit der Fuge in dieser gehalten bleiben.

Das erfindungsgemäße Verfahren und eine Vorrichtung ■ zu seiner Ausübung werden im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 eine abzudichtende Fuge im Querschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch die verbundenen Ränder zweier Spundwand-Bohlen mit einer aufgesetzten

Vorrichtung zum Ausspritzen der Schloßfuge, Fig. 3 eine Ansicht dieser Vorrichtung in Richtung III |

der Figur 2 und
Fig. 4 eine Ansicht dieser Vorrichtung in Richtung IV der Figur 2.

In Figur I βLnd zwei wandb'ildende Elemente I und 2 dargeabellt, die gemeinsam eine ffuge 3 bilden, die von der Seite 4 her mit durch Pfeile angedeutetem Waanordruck

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beaufschlagt ist. Auf der anderen Seite 5 herrscht geringerer oder kein Wasserdruck. Die Fuge "3 verengt sich von der Seite 4 zur Seite 5 hin. Sie ist mit einem Streifen 6 dauerelastischer Masee teilweise ausgefüllt, die in der Fuge erhärtet ist und durch den auf Seite 4 herrschenden Druck in die Verengung der Fuge hineingepreßt und dadurch gehalten, selbst wenn sie keine ausreichende Klebebindung mit den Wandungen der Fuge 3 eingegangen sein sollte. Sie wird infolge des Wasserdrucks fest gegen die Fugenoberfläche gepreßt, woduroh eine gute Abdichtung entsteht.

Fig. 2 zeigt die einander zugewendeten Ränder zweier durch das Schloß 7 miteinander verbundener Spundwand-Elemente 8 und 9. Im Schloß 7 befindet sich eine abzudichtende Schloßfuge 10. Eine dazu geeignete Vorrichtung ist in rein schematischer Darstellung bei 11 angedeutet. Sie besteht aus einem Tragrahmen 12, an dem zur Spundwand gewendete Magnete 13 befestigt sind, die Permanent- oder Elektromagnete sein können. B'erner sind liäder 14 vorgesehen, auf denen die Vorrichtung entlang der Spundwand verfahrbar ist. I)Lo Magnabe Γ5 sind ao eingestellt, daß nur ein kleiner »Spa Lt I ^l) kw int.· ho η ihnen und den Spundwand-Elawönten ü und 9 verbleibb. Im Tragrahmen 12 ist eine Spribzapparabur Io mit \r.u\a gehalten, die auf dio B'uge IO gerichtet ljL und Uder

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einen Druckschlauch 18 mit der einzuspritzenden Masse versorgt wird. Neben der Düsenmündung können nicht gezeigte Abdichtungseinrichtungen insbesondere in der Form von Schienen vorgesehen sein, die bewirken, daß die unter hohem Druck zugeführte Dichtungsmasse nicht seitlich herausgequetscht werden kann sondern tief in die Fuge eindringt.

Zur genauen Führung der gesamten Apparatur können verschiedene Einrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise " können oberhalb und unterhalb der Düse 17 an dem Tragrahmen 12 Stifte 19 befestigt sein, deren spundwandseitige Enden in der Blickrichtung der Figur 2 mit der Düse 17 fluchten und damit als Führung entlang dem Schloß 7 geeignet sind. Stattdessen oder zusätzlich können die Räder 14 so schräg gestellt sein, daß sich bei der Vorwärtsbewegung der Vorrichtung eine ständige seitliche Kraftkomponente einstellt, die die Düse, die Stifte und/oder die Dichtungsschienen an die Kanten ä

der abzudichtenden Fuge preßt.

Die Magnete 13 sind so stark bemessen, daß sie die Vorrichtung auch unter den größten, beim Spritzvorgang auftretenden Kräften an der Spundwand zu halten vermögen.

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Die Vorrichtung ist an der Oberseite mit Ösen 20 versehen, an denen eine Kette 21 oder ein Seil angeschlagen ist, die zu einer Winde führt. In der Platte 12 ist bei 22 ein Schauloch, vorgesehen. Es können Einrichtungen zur Entrostung der Fuge und/oder des Bereichs vorgesehen sein, in dem die Rollen 14 laufen.

Die Arbeitsweise ist folgende:

An der Winde hängend wird die Vorrichtung an der Spundwand in solcher Weise angelegt, daß die Führungseinrichtungen die Düsenmündung in der richtigen Stellung vor der Fuge fixieren. Gegebenenfalls werden die Führungseinrichtungen bzw. die Düse im Hinblick auf die richtige Lage justiert. Na£h dem Einschalten der Magnete wird die Vorrichtung durch das entstehende Kraftfeld gegen die Spundwand gezogen. An der Winde hängend kann die Vorrichtung dann an der Spundwand auf- und abbewegt werden. Der ggf. die Vorrichtung begleitende Taucher braucht lediglich die Funktion zu überwachen. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird so eingestellt, daß eine ausreichende Füllung der Fuge gewährleistet ist. Sie kann beispielsweise selbsttätig abhängig von dem Druck geregelt werden, mit dem die Masse der Düse zugeführt wird.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Abdichten der wasserbeaufachlagten Fugen zwischen wandbildenden Elementen, insbesondere der Schloßfugen von Spundwänden, gekennzeichnet durch die Verwendung einer in die Fugen einzuspritzenden, darin zu einem zwar nachgiebigen, unter dem abzudichtenden Druck jedoch im wesentlichen formstabilen Körper aushärtenden Masse. ä
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer dauerelastisch erhärtenden Masse.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet, durch die Verwendung eines kaltvulkanisierenden Silikonkautschuks.
4ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Dichtungsmasse, deren Erstarrung durch Feuchtigkeitseinfluß beschleunigt | oder verbessert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß es bei solchen Fugen angewendet wird, die eine die ausgehärtete Abdichtungsmasse formschlüssig haltende Querschnittsgestalt aufweisen.

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6. Verfahren nach. Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ea bei solchen Fugen angewendet wird, die in Abdichtungsrichtung eine Verengung aufweisen.
7· Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch einen längs der abzudichtenden Fuge (10) fahrbaren, eine Druckspritζvorrichtung (16, 17, 18) für die Masse tragenden Schlitten (12, H).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten mit Magneten (13) zur Halterung an ferromagnetischen Wandelementen, insbesondere Spundwänden (8, 9) versehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten mit dem Verlauf der Fuge folgenden Führungseinrichtungen (19) versehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9» dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Düse Einrichtungen zum seitlichen Abdichten der auszuspritzenden Fuge vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Einrichtungen zum Entrosten der Fuge und/oder des Laufbereichs der Rollen versehen ist.

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