Untersuchungen zur Abschätzung des Einflusses von Heterogenitäten im nichtbindigen Boden auf DSV-Dichtsohlen

Im Rahmen eines Forschungsprojektes im Fachgebiet für Bodenmechanik und Grundbau/ Geotechnik der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus wird der Frage nachgegangen, unter welchen Bedingungen Fehlstellen in Dichtsohlen, die im Düsnestrahlverfahren hergestellt wurden, durch Hindernisse im nichtbindigen Baugrund entstehen können.

Tiefe Baugruben müssen im Sohlbereich gegen drückendes Grundwasser abgedichtet werden. Aufgrund der strengen Reglementierung der Restwasserraten (z.B. in Berlin: zul. qr = 5,4 m³/h je 1000 m² benetzter Fläche) muss eine hohe Dichtigkeit der Baugrube, unabhängig von Wasserdruckdifferenz und Sohlenkonstruktion, gewährleistet werden. In den letzten Jahren hat nicht nur aufgrund des Verbotes der Weichgelsohlen in Berlin die Herstellung von Dichtsohlen im Düsenstrahlverfahren (DSV) an Bedeutung gewonnen. Bei diesem Verfahren, auch Hochdruckinjektion (HDI) genannt, wird unter hohem Druck (> 400 bar) eine Wasser-Bindemittelsuspension über ein rotierendes Bohrgestänge seitlich in den Boden gepresst. Die Suspension erhärtet und vermörtelt dabei den umgebenden Boden.

Wie bei allen Sohlenkonstruktionen sind für die Durchlässigkeit nicht die homogen hergestellten Sohlenteile, sondern Fehlstellen ausschlaggebend. Neben verfahrenstechnischen Faktoren sind wichtige Gründe für die Wasserdurchlässigkeit von Dichtsohlen in der Heterogenität des Baugrundes zu suchen, die selbst durch umfangreiche Voruntersuchungen nicht eindeutig erfassbar ist. Bereits geringe Abweichungen im Baugrundaufbau können zu Schäden mit weitreichenden Konsequenzen führen: Hindernisse, geologisch oder anthropogenen Ursprungs, behindern eine ideale Ausbildung des DSV-Körpers. Besonders im Berliner Baugrund sind immer wieder unvorhersehbare Schäden durch Düsschattenbildung (z.B. durch Findlinge) und durch Einschlüsse von Holzkohle in HDI-Sohlen aufgetreten. Aufwendige Nachbesserungen waren erforderlich und zogen erhebliche Folgekosten nach sich.

In einem großmaßstäblichen Versuch wurde in der fachgebietseigenen Versuchsanlage eine typische Baugrundsituation simuliert. In einem 28 m² großen Versuchsfeld wurden Hindernisse verschiedenster Art (Kohle, Holz, Mergelschichten, Findlinge, Spundwände, Rohrleitungen, etc.) in unterschiedlicher Tiefenlage in einen verdichteten Mittelsand eingebaut und ihre Lage kartiert. Begleitet von einem umfangreichen Mess- und Analyseprogramm wurden zylinderförmige DSV-Körper (bis zu 2,50 m hoch, Durchmesser 1,50 m, teilweise überschnitten) mit definierten Parametern hergestellt und nach dem Erhärten freigelegt.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen helfen, Probleme bei der Herstellung von DSV-Dichtsohlen frühzeitig zu erkennen, um rechtzeitig geeignete Gegenmaßnahmen einleiten zu können und geeignete Kontrollmechanismen zur Vermeidung von Schadensfällen zu entwickeln.


Markus Kügler
Laufzeit:
2000 - 2002