DE3432706C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum nachträglichen Ein­ bringen einer zusätzlichen Abdichtung in Schlitzwände nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Schlitzwände werden i. d. R. als senkrechte Dichtungsmaßnahmen im Erdreich zur Abdichtung gegen Grund- und Sickerwässer im Erd- und Wasserbau und bei der Abdichtung von Deponien u. ä. eingebaut. Die Herstellung von Schlitzwänden, die bis in Tie­ fen von 30 m und mehr eingebaut werden können, erfolgt von der Erdoberfläche aus durch Fräsen, Spülen oder Baggern von schlitzförmigen Hohlräumen, die mit einer Flüssigkeitssuspen­ sionsfüllung mit thixotropen Eigenschaften gegen Einstürzen gesichert werden. Beim sogenannten Einphasensystem wird der Stützflüssigkeit ein Mittel, wie z. B. Zement und/oder andere Bindemittel zugesetzt, die ein Verbleiben der Stützflüssigkeit als Schlitzwandmasse ermöglichen. Beim Zweiphasensystem wird die Stützflüssigkeit durch die endgültige Schlitzwandmasse, wie z. B. Beton o. ä., durch Einfüllen der verbleibenden Masse von unten nach oben verdichtet und ausgewechselt. Schlitzwände können in bekannter Weise, je nach den geologischen Verhält­ nissen und der projektierten Tiefe, kontinuierlich, Schlitz an Schlitz oder im Pilgerschrittverfahren mit Primär- und Sekun­ därlamellen ausgeführt werden.

Es ist bekannt, einen durchgehenden Schlitz im Klarspülverfah­ ren herzustellen (Deutsche Auslegeschrift 10 93 736). In dieser Auslegeschrift wird auch eine besondere Ausführungsform erläu­ tert, wobei eine Spundwand mit Schlössern in den mit Wasser­ druck offengehaltenen Schlitz eingebracht und an den Schlitz­ grund angeschlossen wird. Der verbleibende Hohlraum wird dann mit Wandbaustoffen verfüllt.

Dabei kommt es allerdings in größeren Tiefen zu erheblichen Problemen bei der Einbringung der Spundwand oder ähnlichen ein- oder mehrschichtigen Membranen in die Schlitzwand. Eine dichte Verbindung der Spundwand bzw. Membranabschnitte unter­ einander im Schlitz ist auch nur mit einem erheblichen Aufwand bei größeren Tiefen herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so auszubilden, daß eine hohe Dichtigkeit der Schlitzwände gewährleistet und die Herstellung dieser Wände wesentlich vereinfacht ist.

Die Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 10 gelöst. In einen bestehenden Schlitzwandabschnitt beliebiger Länge und Tiefe wird in die verbleibende und teilweise erhärtete Schlitzwand­ masse ein flächenhaftes Wandelement geringer Dicke durch Ram­ men, Einrütteln oder Einpressen bis zur erforderlichen Tiefe eingebaut und nach Erreichen der Solltiefe wieder gezogen.

Beim Ziehen des Wandelementes wird dabei der verbleibende Hohlraum unterhalb des flächenhaften Wandelementes mit einem geeigneten Dichtungsmaterial verpreßt. Die senkrechte Verbin­ dung dieser so hergestellten dünnwandigen Dichtflächenelemente erfolgt entweder über geeignete Dichtprofile oder durch inein­ andergreifenden Anschluß des benachbarten Dichtflächenelemen­ tes in das bereits hergestellte dünnwandige Dichtflächenele­ ment. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit eine Schlitzwand mit mindestens einer zusätzlichen dünnwandigen kontinuierlichen Dichtfläche in situ hergestellt werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine zusätzliche Dichtfläche in eine Schlitzwand kontinuierlich in situ hergestellt werden kann. Es entfallen damit die Schwierigkeiten aus dem Einbauvorgang eines bereits außerhalb vorgefertigten Membranabschnittes und aus der not­ wendigen Verbindung dieser Membranabschnitte im Schlitz.

Bei der Verwendung undurchlässiger Schlitzwandmassen stellt der Einbau von flächenhaften Wandelementen vor Ort eine zusätz­ liche Absicherung des Durchlässigkeitsverhaltens dar. Die Ver­ pressung bietet zudem die Gewähr, daß weitgehend alle Hohlräume in der Schlitzwandmasse erfaßt werden und somit Undichtigkeiten wie beim nachträglichen Einbau von Membranen vermieden werden können.

Gegenüber den bekannten Verfahren zur Herstellung abdichtender Schmalwände hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß der Eindringwiderstand und die Homogenität der Schlitzwandmasse für das Einbringen der flächenhaften Wandelemente exakt defi­ niert werden kann, was bei einem Einrütteln von Bohlen in das bestehende Erdreich nicht zutreffen kann. Zudem bietet die Kom­ bination von dichter Schlitzwandmasse und eingestellter dünnwan­ diger Dichtfläche einen optimalen Schutz gegen Durchströmen oder Diffusion von Flüssigkeiten und Gasen durch die Dichtungsmaßnahme.

Besondere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 9 und 11 bis 17.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestell­ ter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Schlitzwand und die dünnwandige Dichtfläche und eine Vorrichtung zur Herstellung der dünnwandigen Dichtfläche,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Schlitzwandquerschnitt mit eingebauter dünnwandiger Dichtfläche und einem flächenhaften Wandelement,

Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Schlitzwandquerschnitt bei Verwendung mehrerer flächenhafter Wandelemente,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Schlitzwand mit zwei parallelen dünnwandigen Dichtflächen und mit Ver­ tikalbohrungen,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Schlitzwand mit einem flächenhaften Wandelement,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein flächenhaftes Wandele­ ment,

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Detail eines beispiel­ haften Dichtungsprofiles,

Fig. 8 einen Querschnitt durch zwei flächenhafte Wandele­ mente,

Fig. 9 einen Querschnitt durch zwei flächenhafte Wandele­ mente mit Übergreifungsausbildung,

Fig. 10 einen senkrechten Querschnitt durch ein Dichtungs­ profil.

Fig. 1 zeigt beispielhaft einen Längsschnitt durch einen Schlitzwandabschnitt 1, der mit einer erhärtenden Schlitzwand­ masse 21 gefüllt ist. In die Schlitzwandmasse 21 werden nach einer gewissen einstellbaren Anfangserhärtung flächenhafte Wandelemente 2 jeweils anschließend an den vorab hergestellten Abschnitt einer dünnwandigen Dichtfläche 5 mit einer geeigne­ ten Vorrichtung eingepreßt, eingerüttelt oder eingerammt. Die Vorrichtung besteht hier beispielhaft aus einem Träger- und Antriebsgerät 23, einem Mäkler 24 und einer Einrichtung 25 zum Pressen, Rütteln oder Rammen und zum Ziehen der flächenhaften Wandelemente 2. Nach dem Einbringen der flächenhaften Wandele­ mente 2 werden diese sofort wieder hochgezogen und der ver­ bleibende Hohlraum 3 mit einer geeigneten Dichtungsmasse ver­ preßt. Bei einer beispielhaften Schlitzwanddicke von 0,80- 1,20 m kann die Dicke des flächenhaften Wandelementes zwischen 0,02-0,20 m betragen, so daß eine durchgehende dünnwandige Dichtfläche zwischen 0,02-0,20 m hergestellt wird. Die Dich­ tungsmasse besteht vorteilhafterweise aus einem injizierbaren flüssigen oder plastischen Material geeigneter Zusammensetzung. Als Dichtungsmassen sind alle bekannten und erprobten Materia­ lien auf Kunststoff-, Silikat- oder Tonmehlbasis einsetzbar. Vorteilhafterweise kommen jedoch Dichtungsmassen zum Einsatz, die sich als ausreichend dicht, flexibel, dauerhaft und umwelt­ freundlich erweisen.

Die flächenhaften Wandelemente 2 bestehen beispielhaft aus ausreichend steifen Platten oder Bohlen mit Abmessungen zwi­ schen 0,50-5,00 m Breite und einer Länge bis zu ca. 20 m. Bei größeren Tiefen der Schlitzwand können diese Platten auch in Längsrichtung koppelbar ausgelegt sein. Die Geometrie der flä­ chenhaften Wandelemente 2 ist je nach Einsatzbedingungen und Kostenaufwand frei wählbar. Vorteilhafterweise sind am unteren Rand der Wandelemente keilförmige Verstärkungen angebracht, die ein Eindringen der flächenhaften Wandelemente 2 in die teilwei­ se erhärtete Schlitzwandmasse 21 erleichtern. Zum Einpressen der Dichtungsmasse sind am unteren Rand der flächenhaften Wand­ elemente Injektionsdüsen angebracht, die über Injektionslei­ tungen 8, die im Innern oder außen an den Wandelementen befe­ stigt sind, mit den geeigneten Versorgungseinrichtungen verbun­ den sind.

In Fig. 2 ist eine Aufsicht auf einen horizontalen Schlitzwand­ querschnitt dargestellt. Die Herstellrichtung der dünnwandigen Dichtfläche 5 erfolgt hier von rechts nach links. Mit dem flä­ chenhaften Wandelement 2 wird ein Dichtungsprofil 4 in die Schlitzwandmasse 21 zwischen den Schlitzwandberandungen 20 eingestellt. Dieses Dichtungsprofil 4 verbleibt im Schlitz und dient als dichtender Anschluß der dünnwandigen Dichtflächenab­ schnitte 5 untereinander. Beim Hochziehen der flächenartigen Wandelemente 2 wird der Hohlraum 3 mit einer Dichtmasse zu einer dünnwandigen Dichtfläche 5 vergossen, in welche die ver­ bleibenden Dichtungsprofile 4 integriert sind. In dieser bei­ spielhaften Ausführungsform dienen die Dichtungsprofile 4 zudem als Führungselement für die benachbarte Einbringung des flä­ chenhaften Wandelementes 2. Wie in den Fig. 6-9 noch näher erläutert, sind auch andere Anschlußvorrichtungen der dünnwan­ digen Dichtflächenabschnitte 5 untereinander herstellbar.

In Fig. 3 ist das Herstellungsverfahren einer dünnwandigen Dichtfläche mit mindestens zwei flächenhaften Wandelementen 2.1 und 2.2 im Querschnitt dargestellt. Das zuerst eingebrachte Wandelement 2.1 wird nach dem Ziehen und Verpressen des Hohl­ raumes 3 im Anschluß an das bereits eingestellte Wandelement 2.2 entlang diesem in fortschreitender Arbeitsrichtung einge­ stellt. Geeignete Führungsvorrichtungen an den Wandelementen 2.1 und 2.2 erlauben eine definierte Anordnung der Wandelemente zur Schlitzwandberandung 20.

Vorteilhafterweise können auch mehr als zwei flächenhafte Wand­ elemente 2 in die Schlitzwand eingestellt sein, wobei jeweils das in Fortschreitrichtung letzte gezogen wird und vorne neu in die Schlitzwandmasse 21 eingebracht wird.

Fig. 4 zeigt eine doppelwandige Ausführung der dünnwandigen Dichtflächen 5, wobei in einem definierten Abstand untereinan­ der zwei dünnwandige Dichtflächen 5.1 und 5.2 parallel zueinan­ der in der Schlitzwand 1 zwischen den Schlitzwandberandungen 20 hergestellt werden. In vorteilhafter Ausführung können zwischen den beiden dünnwandigen Dichtflächen 5.1 und 5.2 Vertikalboh­ rungen 6 abgeteuft werden, über die eine Kontrolle der Dichtig­ keit der Sperrmaßnahmen durchgeführt werden kann.

In Fig. 5 ist ein senkrechter Querschnitt durch einen Schlitz­ wandabschnitt 1 dargestellt, in dem ein flächenhaftes Wandele­ ment 2 nach oben aus der Schlitzwandmasse 21 herausgezogen wird. Der verbleibende Hohlraum 3 wird mit einer geeigneten Dichtmasse verpreßt und ergibt fertiggestellt die dünnwandige Dichtfläche 5. Ferner ist eine Ziehvorrichtung 25 am oberen Rand des flächenhaften Wandelementes 2 dargestellt und die Injektionsleitung 8 zum Einpressen des Dichtmaterials. Das flächenhafte Wandelement 2 kann aus verschiedenen Werkstoffen, wie Stahl, Holz und Kunststoffen hergestellt werden.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein flächenhaftes Wandele­ ment 2 mit innenliegenden Aussteifungsrippen 7 und einer Injektionsleitung 8. Die Stirnseiten des flächenhaften Wandele­ mentes 2 sind so ausgebildet, daß in einem Schlitz 9 das Dich­ tungsprofil 4 eingeschoben werden kann.

Eine beispielhafte Ausführungsform dieses Dichtungsprofiles 4 ist in Fig. 7 dargestellt. Das Dichtungsprofil 4 ist mit einem durchgehenden flächenhaften Fortsatz 4.1 in den Schlitz 9 des flächenhaften Wandelementes 2 eingebunden. Der gegenüberliegen­ de Fortsatz 4.2 mündet zur Führung beim Einstellvorgang in das nachfolgend einzustellende Wandelement. Zwischen den beiden flächenhaften Fortsätzen 4.1 und 4.2 ist eine Trennscheibe 4.3 angeordnet. Beim Ziehen des flächenhaften Wandelementes 2 wird der Hohlraum 3 bis zur Trennscheibe 4.3 anliegend verpreßt.

Fig. 8 zeigt eine beispielhafte Variante der Dichtprofilausbil­ dung am flächenhaften Wandelement 2. An einer Stirnseite des Wandelementes 2 ist eine schlitzartige Vertiefung 9 zur Aufnahme des flächenhaften Fortsatzes 4.1 ausgebildet. Das Dichtprofil besteht darüber hinaus aus einer nutförmigen Ausbildung 4.4, in der das nachfolgend eingestellte flächenhafte Wandelement 2 geführt wird.

Fig. 9 zeigt eine weitere Variante der Ausbildung der Stirnsei­ ten des flächenhaften Wandelementes. Die gegenüberliegenden Stirnseiten besitzen jeweils eine nutartige Vertiefung 12 und einen nasenartigen Überstand 11. Beim Einstellen der Wandelemen­ te 2 greifen diese geometrischen Ausbildungen der Stirnseiten ineinander und erlauben somit eine exakte Führung des nachfol­ gend einzustellenden Wandelementes. Die vorteilhafte Anwendung dieser so ausgebildeten Wandelemente 2 ist inbesondere bei Verwendung von mehr als einem Wandelement gegeben.

Fig. 10 zeigt einen umklappbaren Falz 10 am unteren Ende des Dichtungsprofiles 4. Dieser Falz verhindert ein Nachziehen des Dichtungsprofiles 4 beim Ziehen des flächenhaften Wandelementes 2 und ermöglicht ein Verbleiben des Dichtprofils 4 in der Schlitzwandmasse 21.

Claims (17)

1. Verfahren zum nachträglichen Einbringen einer zusätzli­ chen Abdichtung in Schlitzwänden, wobei die Schlitzwän­ de abschnittsweise im Ein- oder Zweiphasensystem herge­ stellt werden und bei dem innerhalb der Schlitzwände ab­ schnittsweise mindestens eine durchgehend geschlossene dünnwandige Dichtfläche als zusätzliche Durchströmungs- und/oder Diffusionsbarriere hergestellt wird, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• 1.1 Einstellen eines Wandelementes (2) in die noch nicht vollständig erhärtete Schlitzwandmasse (21) im Ramm-, Rüttel- oder Einpreßverfahren;
• 1.2 Ziehen des Wandelementes (2) und gleichzeitiges Ver­ pressen des beim Ziehen an der Unterseite des Wand­ elementes entstehenden Hohlraumes (3) mit einem Dich­ tungsmaterial geeigneter Zusammensetzung, z. B. Kunstharz, Wasserglas;
• 1.3 Einstellen des Wandelementes (2) in Fortschrittsrich­ tung der Schlitzwand, anschließend an die bereits erstellte dünnwandige Dichtfläche in die noch nicht erhärtete Schlitzwandmasse (21), wobei dieses Wandelement (2) beim Einbringen entlang der bereits erstellten dünnwandigen Dichtfläche (5) geführt wird oder dieses Wandelement (2) die bereits herge­ stellte dünnwandige, noch nicht erhärtete Dichtflä­ che (5) teilweise übergreift.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein an mindestens einer Stirnfläche der Wandele­ mente (2) gehaltenes Dichtungsprofil (4) mit in der Schlitzwand verbleibend eingebaut wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein eingestelltes Wandelement (2.1) erst dann gezogen wird, wenn das darauffolgende Wandelement (2.2) eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei parallel zueinander an­ geordnete, dünnwandige Dichtflächen (5.1 und 5.2) mit einem bestimmten Abstand voneinander in die noch nicht vollstän­ dig erhärtete Schlitzwandmasse (21) eingebaut werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den beiden Dichtflächen (5.1 und 5.2) Vertikalbohrungen (6), z. B. zur Kontrolle und Entnahme von Restsickerwasser, abgeteuft werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens zwei parallel ver­ laufende dünnwandige Dichtflächen (5.1 und 5.2) ohne Abstand voneinander in mindestens einem Arbeitsgang in die Schlitzwandmasse (21) eingebaut werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die parallel verlaufenden dünnwandigen Dichtflächen aus gleichartigen Dichtungsmate­ rialien hergestellt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die parallel verlaufenden dünnwandigen Dichtflächen aus unterschiedlichen Dichtungs­ materialien hergestellt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Verwendung eines Mehrpha­ sen-Dichtungsmittels die Vermischung der Komponenten beim Ziehen der Wandelemente (2) erfolgt.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandelement (2), welches eine beliebige, den örtlichen Gegebenheiten ange­ paßte Geometrie besitzt, als Platte aus Materialien wie Stahl, Beton o. ä. ausgebildet ist und am unteren Ende mindestens eine Düse zum Verpressen des Dichtungsmaterials aufweist, welche mit mindestens einer Injektionsleitung (8) verbunden ist, die am oder im Wandelement entlang zum oberen Ende des Wandelementes geführt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wandelement (2) innen- oder außen­ liegende Versteifungselemente (7) besitzt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in einem Schlitz (9) in den Stirnseiten des Wandelementes (2) ein Dichtungsprofil (4) angebracht ist, welches beim Ziehen des Wandelementes (2) in der Schlitzwand verbleibt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dichtungsprofil (4) mit einem Fort­ satz (4.1) in das Wandelement (2) einbindet und mit einem wei­ teren Fortsatz (4.2) in das nachfolgend eingebrachte Wand­ element einbindet und daß zwischen den beiden Fortsätzen ein Trennflächenelement (4.3) vorhanden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dichtungsprofil (4) an seinem einen Ende mit einem Fortsatz (4.1) in das Wandelement (2) einbindet und am anderen Ende eine Nut (4.4) besitzt, worin das nach­ folgend eingestellte Wandelement (2) geführt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wandelement (2.1) an einer Stirn­ seite eine z. B. nutartige Vertiefung (12) besitzt, worin die benachbarte Stirnseite des nachfolgend eingebrachten Wandelementes (2.2), welches einen nasenartigen Überstand (11) besitzt, geführt ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsprofil (4) am unteren Rand einen umklappbaren Falz (10) besitzt, der ge­ währleistet, daß das Dichtungsprofil (4) beim Ziehen des flächenhaften Wandelementes (2) nicht mit herausgezogen wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Mehrphasen-Dichtungsmittels mindestens zwei verschiedene Injektionsleitungen in dem Wandelement angeordnet sind.