DE3708081C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sickeranlage zur Entwässerung von Bodenschichten größerer Tiefe, bestehend aus mindestens einer nahezu vertikalen und mindestens einer nahezu horizontalen Ablaufleitung.

Bei einer solchen durch die DE-OS 23 43 519 bekannten Sickereinrichtung werden spezielle Ablaufrohre verwendet, die an ihrem vorderen Ende einen Bohrabschnitt und dahinter einen Ablaufabschnitt aufweisen, der mit zahlreichen axialen Ablaufschlitzen versehen ist.

Auf dem Ablaufabschnitt ist ein Abschirmabschnitt gelagert, der sich am in Eintreibrichtung des Rohres hinteren Ende an einem Anschlag abstützt.

Wird dieses Rohr in eine Bodenschicht eingetrieben, so bleibt der Abschirmabschnitt in seiner hinteren Position und schirmt dabei die Ablaufschlitze im Ablaufabschnitt vollständig ab. Nachdem das Ablaufrohr bis zu der gewünschten Tiefe eingetrieben ist, wird eine Eintreibstange in das Ablaufrohr eingeführt, bis sie an nach innen ragende Streben des Abschirmrohres anliegt. Sodann wird das Abschirmrohr durch Stöße auf diese Eintreibstange weiter in die Bodenschicht eingetrieben, während die übrige Leitung stationär bleibt. Dadurch werden die Ablaufschlitze nach und nach freigegeben, wobei an ihrer Außenseite ein zylindrischer Ringraum frei bleibt.

Dieses Rohr hat den Nachteil, daß es auf Grund seines vielteiligen Aufbaues sehr teuer ist und daß auch das Einbringen und Positionieren der Entwässerungsleitung außerordentlich aufwendig ist.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Entwässerungsleitung höchstens auf der Hälfte ihrer Länge mit Ablaufschlitzen versehen werden kann. Die andere Hälfte ist jeweils durch das Abschirmrohr abgedeckt und somit inaktiv. Das heißt, die eigentliche Aufgabe, die das Entwässerungsrohr zu erfüllen hat, nämlich den Boden aus der Umgebung zu entwässern, wird nur auf 50% der Rohrlänge erfüllt, die anderen 50% sind hinsichtlich der Wasseraufnahme aus dem Boden nutzlos.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Drainagesystem in Form einer Sickeranlage anzugeben, das sich einerseits durch geringen Bauaufwand, andererseits durch höhere Entwässerungsleistung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die nahezu horizontale Leitung als Sammelleitung ausgebildet ist, mehrere vertikale Ablaufleitungen in deren unteren Bereich durchquert und ein kammerartiges System durchgehender und unmittelbar ineinander übergehender Leitungen bildet und daß die Ablaufleitungen mit Absaugkörpern und die Sammelleitung mit Sammelkörpern aus jeweils in Stoffsäcken oder dergleichen eingefülltem körnigen Material gefüllt sind.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die vertikalen Leitungen unmittelbar an die Horizontalleitungen angeschlossen sind und so die Speisung der horizontalen Sammelleitung wesentlich besser ist als bei den bekannten Sickeranlagen, wo zwischen den beiden Leitungen ein deutlicher Abstand aus Erde verbleibt. Weiterhin ergeben die Sammelkörper B, die in die horizontale Sammelleitung eingebracht werden, eine optimale Sickerströmung.

Durch die durchgehende und unmittelbar ineinander übergehende Leitung vom Absaug- zum Sammelkörper bei dem erfindungsgemäßen System wird ein sehr guter Abfluß ermöglicht, der verhindert, daß sich das Drainagesystem mit solchem Erdreich zusetzt, dessen schlechte Wasserführungseigenschaften den Bau des Systems ursprünglich notwendig machen.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1: Skizzenhafter Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels beim Bau einer Tiefsickeranlage gemäß der Erfindung.

Fig. 2: Zweites Ausführungsbeispiel als Alternative zu Fig. 1 gleichfalls im Längsschnitt dargestellt.

Fig. 3: Detail aus Fig. 2 in größerem Maßstab.

Fig. 4: Drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Draufsicht.

Fig. 5: Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.

Fig. 6: Viertes Ausführungsbeispiel, Draufsicht.

Fig. 7: Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6.

Fig. 8: Fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 9: Schnitt entlang der Linie IX-IX in der Zeichnung Fig. 8.

Die gleichen Bestandteile wurden auf den Zeichnungen mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet.

In Fig. 1 ist Erdmasse 1 zu sehen, welche auf einer darunter anstehenden Tonschicht 2 abgeglitten ist. Gemäß der Erfindung wurde hier eine Tiefsickeranlage gebaut, um den Grundwasserstand entsprechend abzusenken.

Hierzu wurde zunächst eine Baugrube 3 ausgehoben, die mit einer an sich bekannten Ausbölzung 4 versehen wurde.

In der Baugrube 3 wurde eine an sich bekannte Bohrmaschine 5 und eine Rohrvorschubmaschine 6 eingesetzt.

Im vorliegenden Falle wurde entlang der vorher festgelegten bzw. bezeichneten Spurlinie mit einem Vertikalbohrer 7 miteinander parallele, voneinander aber mit Zwischenräumen zu bauende Absaugekörper A, mit einem Durchmesser von 30-60 cm, bis zur Tonschicht 2 hinabreichend, als vertikale Bohrungen 8 - von der Rasenfläche aus - niedergebracht.

Gleichzeitig damit (oder darauf folgend) kann eine, den Sammelkörper B aufnehmende, nahezu horizontale Bohrung 9 hergestellt werden. Dies geschieht mit der Bohrmaschine 5, welche mit einer Bohrstange der Reihe nach die unteren Teile der Bohrungen 8 durchquert.

Hiernach werden mit Hilfe der Rohrvorschubmaschine 6 in die Bohrung 9 mit Geotextilgewebe (im vorliegenden Falle aus dem im Handelsverkehr unter den Namen "TERFIL" bekannten Filterstoff) umhüllte, im oberen Bereich mit 5-mm-⌀-Bohrungen perforierte Rohrstücke 10 eingelegt und vorgeschoben, welche in bekannter Weise aneinander anschließen. Der Durchmesser der Bohrung 9 wurde um 5-10 cm größer gewählt als in Fig. 1 der Außendurchmesser des Rohrstückes 10. Die Reihe der Rohrstücke 10 bildet zusammen ein Drainagerohr 11.

In die Vertikalbohrungen 8 werden aus Geotextil vorfabrizierte Stoffsäcke 12 eingesetzt, die danach mit einer Füllung 13 aus körnigem Absaugematerial (z. B. mit Steinbrechgut oder Kies) angefüllt werden.

Der Bau der Sickeranlage kann im vorliegenden Falle so erfolgen, daß nach Fertigstellung jedes einzelnen Absaugekörpers A die Bohrung 9 weitergebohrt und in dieser ein neues Rohrstück 10 vorwärts geschoben wird. Wenn die ganze Sickeranlage fertiggestellt ist, so wird das obere Ende des Absaugekörpers A (z. B. mit einem Tonstopfen 14) abgeschlossen.

Damit ist der Bau der Sickeranlage beendet. Das Grundwasser strömt aus der Erdbodenmasse 1 oberhalb der Tonschicht 2 über die Perforationen der Rohrstücke 10 in den Sammelkörper B, d. h. es gelangt hier in das Drainagerohr 11. Durch das geringe Gefälle des Drainagerohres 11 aber wird das Grundwasser in den - hier nicht eingezeichneten - Wasserableitkanal, d. h. in den Vorflutgraben abgeleitet. Die vertikalen Bohrungen 8 können nach den jeweils gegebenen Bodenverhältnissen selbst 20-30 m tief werden und mit oder ohne Verrohrung abgebohrt sein.

In Fig. 1 wurde die Strömungsrichtung des Grundwassers oberhalb der Tonschicht 2 mit dem Pfeil 15, der Bohrkopf aber mit der Bezugsnummer 16 bezeichnet.

In Fig. 2 wird eine weitere Variante der Lösung nach Fig. 1 veranschaulicht. Hierbei wurden zur Unterbringung der Absaugekörper A mit einer Schrämmaschine 17 - von der Rasenfläche aus - eine schachtartige Vertiefung 18 hergestellt. Die Vertiefungen haben rechteckigen Querschnitt, und haben im vorliegenden Falle 1,5-1,6 m Länge und 0,4-0,7 m Breite. Die schachtartigen Vertiefungen 18 reichen erfindungsgemäß auch hier bis unter die wasserabschließende Tonschicht 2 hinab und kommunizieren mit dem nahezu horizontalen Sammelkörper B.

In die Vertiefungen 18 werden zunächst im vorliegenden Falle in ca. 1 m Höhe Stopfen 19 eingesetzt, die als Geotextil-Tuchsäcke - mit einer Kunstfaserdecke gefüllt - gefertigt wurden. Auf diese kommt dann die oben schon erwähnte Variante, nämlich die in den Geotextilsack 12 geschüttete körnige Füllung 13. All das wird oben dann mit einem Tonstopfen 14 abgeschlossen.

Der Stopfen 19 hat hier die Bestimmung, das Durchbohren bei dem Herstellen der nahezu horizontalen Bohrung 9 zu ermöglichen, da ja ein nachträgliches Durchbohren der aus Kies oder Brechgut bestehenden Füllung 13 problematisch wäre.

Die Herstellung der nahezu horizontalen Bohrung 9 des Sammelkörpers B erfolgt in ähnlicher Weise, wie sie bei Fig. 1 beschrieben ist. Hierzu wird die in der Baugrube 3 aufgestellte Bohrmaschine 5 benützt. Die Baugrube 3 ist auch hier mit der Ausbölzung 4 versehen. Eben da ist auch die Rohrvorschubmaschine 6 aufgestellt.

In Fig. 3 ist gut zu erkennen, daß in der nahezu horiziontalen Bohrung 9 die Rohrstücke 11 des Drainagerohres 10 von 5-10 cm kleinerem Durchmesser vorgeschoben werden, die tockartig aneinander angeschlossen werden. Ferner sieht man auch gut, daß im vorliegenden Falle in dem Innenraum der Rohrstücke 10 Füllungen 21 aus in Geotextil- Stoffsäcke 20 nachträglich geschüttetem körnigen Material eingesetzt sind. Gegebenenfalls können selbstredend die Rohrstücke 10 nachträglich auch herausgezogen und so wiedergewonnen werden, da ja die Funktionen des Sammelkörpers B nach dem Einbau schon durch die in den Stoffsäcken 20 befindlichen Füllungen 21 selbst versehen werden können.

Die schachtartigen Vertiefungen 18 wurden in einer solchen Verteilung angeordnet, daß sie den Ansprüchen der Grundwasser-Absaugung entspricht; im vorliegenden Falle wurde ihr Abstand L voneinander zwischen 5-10 m gewählt.

Bei unseren Versuchen wurde die nahezu horizontale Bohrung 9 des Sammelkörpers B mit einem Schutzrohr von etwa 200-300 mm Durchmesser ausgeführt. Der Außendurchmesser des Drainagerohres 11 wurde zwischen 100-150 mm gewählt.

Nach dem Zurückziehen des Schutzrohres lockert sich die Wand der im Erdboden zustande gekommenen Bohrung 9, und die aus den Absaugekörpern A einsetzende intensive Wasserzuströmung gelangt über die Perforationen in das Drainagerohr 11 hinein, über welches es dann in der oben eingehend beschriebenen Weise in den Sammelkanal bzw. in den Wasserableitungsgraben fließt (nicht dargestellt). Die im Drainagerohr 11 vorhandenen Stoffsäcke 20 und die in letzteren befindlichen Füllungen 21 sichern das Zustandekommen einer Sickerungsströmung von nahezu Optimalwert.

In Fig. 4 und Fig. 5 wurden mit dem Verfahren gemäß der Erfindung die Böschungen eines Einschnittes an einem Gleisabschnitt der Staatsbahn entwässert.

An dem mit Bezugsnummer 22 bezeichneten Berghang wurde für das Eisenbahngleis 23 ein Geländedurchstich 24 von 5-15 m Tiefe hergestellt. Zur Ableitung der Obertagswässer dient ein überdeckter Wassergraben 25 neben dem Eisenbahngleis 23. Das zum Geländedurchstich 24 gehörige Wassersammelgebiet ist sehr beträchtlich (angenähert ca. 15 Hektar). Der Berghang 22 wird in großer Mächtigkeit von Sanderdboden lockerer Struktur gebildet, der auf der Tonschicht 2 gelagert ist. Die Tonschicht 2 fällt mit 10-15° Neigung zum Geländedurchstich 24 hinein. Darunter folgt eine weitere lockere Sandschicht, die unten wieder durch eine Tonschicht 2 begrenzt wird.

In den etwa parallel und geneigt gelagerten, hochporösen Sandschichten über der Tonschicht 2 steigt der Grundwasserstand - zumal nach der Schneeschmelze - beträchtlich an. Hierbei füllen sich die freien Poren der Sandschicht mit Wasser an. Es sinkt die Kohäsion, welche die Bodenpartikel zusammenhält. Als Folge hiervon setzt sich die Böschungsflanke des Geländedurchstiches in der Richtung der Grundwasserströmung (Pfeil 15), d. h. zum Eisenbahngleis 23 hin in gleitende Bewegung. Die mit Wasser gesättigte Sandschicht kommt ins Fließen und zerstört dabei das Eisenbahngleis 23 sowie den Wassergraben 25.

Um das Eisenbahngleis 23 instand zu halten, zugleich auch den Zugverkehr zu sichern, wurde gemäß der Erfindung der Grundwasserspiegel abgesenkt. In Fig. 5 ist die ursprüngliche Linie des Grundwasserstandes mit der Bezugsnummer 26, die abgesenkte Wasserstandslinie aber mit 26′ bezeichnet.

In Fig. 4 ist gut zu sehen, daß - auf die Spurlinie des Eisenbahngleises 23 etwa normal und zueinander parallel - mehrere Sickeranlagen entlang der Spurlinie angelegt sind, die so zusammen ein Sickersystem bilden. Alle Sammelkörper B der fünf dargestellten Sickergräben münden in den Wassergraben 25. Die Absaugekörper A und die Sammelkörper B wurden auch hier in der bei Fig. 2 und Fig. 3 beschriebenen Weise ausgestaltet. Der Abstand L der Absaugekörper A voneinander wurde im vorliegenden Falle mit 5 m gewählt. Der Zwischenraum der Spurlinien der Sammelkörper B voneinander wurde im vorliegenden Falle mit 7-8 m gewählt.

Die Erfahrungen der Praxis haben gezeigt, daß durch ein erfindungsgemäßes, kammartiges Sickergrabensystem der Grundwasserstand in den kritischen Zeiten wirksam abgesenkt werden kann. Demzufolge trockneten die Erdbodenschichten im nötigen Ausmaß aus; die Kohäsion zwischen den Erdbodenteilchen nahm zu; ein Rutschen oder gar die Gefahr eines Fließens des Bodens hörte vollständig auf.

Bei den in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung wurde die Entwässerung bzw. Stabilisierung der Erdbodenschichten unter einer an dem Berghang zu bauenden Hauptverkehrsstraße durchgeführt.

Die noch zu bauende - und deshalb in Fig. 7 nur als dünne strich-punktierte Linie eingezeichnete Spurlinie einer Landstraße 27 war an einem Berghang 22 entlang geplant, der zum Abgleiten und Erdrutsch neigte. Deshalb mußte noch vor dem Bau der Landstraße vorerst die Stabilisierung des Berghanges 22 gelöst werden.

Der Berghang 22 besteht hauptsächlich aus Tonschichten 2, zwischen denen in größerer oder geringerer Mächtigkeit Sandschichten gelagert sind, welche Wasser speicherten. Das gespeicherte Wasser hatte die Oberfläche der Tonschichten 2 durchnäßt und aufgeweicht, wodurch die Gefahr eines Abgleitens des Berghanges bestand. Deshalb wurde es nötig, die Wässer der Schichten zu sammeln und abzuleiten.

Am Berghang 22 wurde also noch vor dem Bau der Landstraße (ähnlich wie in der Beschreibung von Fig. 4 und Fig. 5) ein kammartiges Sickergraben-Tiefsystem ausgestaltet. Das erfindungsgemäße Tiefsickersystem verrichtete nach seiner Vollendung sehr wirksam das Austrocknen der Erdbodenschichten, da es das schädliche Grundwasser sammelte und ableitete. Dadurch aber wurde der Erdboden in kurzer Zeit entsprechend stabil, so daß der Bau der Landstraße 27 sicher begonnen werden konnte.

Zum Schluß wird in Fig. 8 und Fig. 9 ein solches Ausführungsbeispiel vorgezeigt, bei welchem mit der Erfindung der Bauplatz unter einem mehrstöckigen, unterkellerten und baureifen Gebäude nachträglich entwässert werden konnte.

In dem vorliegenden Falle wurde das Grundniveau 29 eines Gebäudes 28, sowie das Kellerniveau im Tonerdboden errichtet. In dem Ton aber war stellenweise Sand eingelagert, und in diesen Sandschichten strömte (in der Richtung des Pfeiles 15) eine große Menge Wasser dem Gebäude 28 zu. Wegen der mangelhaften Isolation des Grundniveaus 29 und des Kellerniveaus 30 drang das Wasser in das untere Geschoß des Gebäudes 28 ein, sammelte sich dort an und bedrohte das Bauwerk mit ernsten Zustandsschäden.

Wegen des Außengrundwasserdruckes bestand im vorliegenden Falle keine Möglichkeit, einen Schutz durch nachträgliche Innenisolation anzubringen. Ein Außenschutz wurde durch die Einrichtung für öffentliche Dienste des Gebäudes unmöglich. Deshalb wurde eine kammartige Tiefsickeranlage gemäß der Erfindung angewendet, um das Grundwasser außerhalb des Gebäudes 28 zu sammeln und abzuleiten.

An der gefährdeten Längsseite des Gebäudes 28 mußten zuerst die Stellen aufgesucht werden, wo die Einrichtungen der öffentlichen Dienste verlegt waren. In Fig. 8 bezeichnen die Bezugsnummer 31 die Druckleitung des Wassers, 32 den Kanal, 33 die Elektrokabel, 34 aber den Ableitungskanal des Niederschlagwassers.

Im Besitz der obigen Daten wurde dann in genügendem Abstand vom Fundamentkörper des Gebäudes 28 wie auch in genügendem Abstand von den Einrichtungen des öffentlichen Dienstes durch Schrämen bzw. Bohren die Absaugekörper A entlang der bezeichneten Spurlinie hergestellt, und zwar in einer solchen Tiefe, daß ihr unteres Ende unter die öffentlichen Einrichtungen gelangten. Danach wurde nach Fig. 1-5 der Sammelkörper B hergestellt, dessen Ausguß mit einer Verbindungsrinne 35 an den Niederschlagwasser-Ableitungskanal 34 angeschlossen wurde.

Nach Beendigung der Bauarbeiten zeigten die Erfahrungen eindeutig, daß der ursprüngliche Grundwasserstand - der mit der Bezugsnummer 26 bezeichnet ist - auf den mit 26′ bezeichneten Wert abgesenkt worden war. Dadurch aber waren die mit dem Grundwasser zusammenhängenden Probleme des Gebäudes 28 endgültig saniert und verschwunden.

Ein wichtiger Vorzug des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht hier darin, daß in natürlicher Umgebung der Bauplatzbedarf einen verhältnismäßig geringen, minimalen Oberflächeneingriff erfordert; mithin eine umweltschutz-freundliche Lösung ist. Diese ist im Vergleich zu den bekannten Lösungen mit einem viel kleineren Materialaufwand verbunden. Es ermöglicht unter den verschiedensten Bodenverhältnissen und bei beliebigen Tiefen das wirtschaftliche und schnelle Erbauen von wirksamen Sickeranlagen. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht noch darin, daß es den Bau von Sickeranlagen auch bei abgerutschten Bodenerdmassen und an steilen Geländeformationen mit verhältnismäßig geringem Kostenaufwand ermöglicht.

Claims (9)

1. Sickeranlage zur Entwässerung von Bodenschichten größerer Tiefe, bestehend aus mindestens einer nahezu vertikalen und mindestens einer nahezu horizontalen Ablaufleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die nahezu horizontale Leitung als Sammelleitung (9) ausgebildet ist, mehrere vertikale Ablaufleitungen (8) in deren unteren Bereich durchquert und ein kammartiges System durchgehender und unmittelbar ineinander übergehender Leitungen bildet und daß die Ablaufleitungen (8) mit Absaugkörpern (A) und die Sammelleitung (9) mit Sammelkörpern (B) aus jeweils in Stoffsäcken (12, 20) oder dergleichen eingefülltem körnigen Material (13, 21) gefüllt sind.

2. Sickeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkörper (B) mit einem in die nahezu horizontale Leitung (9) eingelegten Drainagerohr (11) versehen ist und daß dieses vorteilhaft aus mehreren ineinander gesteckten Rohrstücken (10) zusammengestellt ist.

3. Sickeranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drainagerohr (11) mit einem Geotextil-Filtergewebe umhüllt ist.

4. Sickeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffsäcke (12, 20) aus Geotextil sind.

5. Sickeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkörper (B) ein ihn umgebendes Futterrohr aufweist, das durch Zurückziehen entfernbar ist.

6. Sickeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Absaugkörpers (A) zum Sammelkörper (B) im unteren Teil des Absaugkörpers - vorteilhaft mit Verwendung einer Kunstfaserdecke - durch einen vorgefertigten Stopfen (19) erfolgt.

7. Sickeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Ablaufleitungen (8) zwischen 30 und 60 cm beträgt.

8. Sickeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Ablaufleitungen (8) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen mit einer Länge zwischen 1,5 und 1,6 m und einer Breite zwischen 0,4 und 0,7 m.

9. Sickeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugkörper (A) voneinander - je nach der Wasserdurchlässigkeit des Bodens und dem Ausmaß der geplanten Wasserabsaugung - in Abständen (L) angelegt sind.