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Dichtwand

Verfahrensbeschreibung Dichtwand

[nach DIN EN 1538]

Anwendungsbereiche

 

Eine Dichtwand ist eine vertikal ausgeführte Bentonit-Zement-Wand. Sie wird suspensionsgestützt ausgehoben und hat eine abdichtende Wirkung. Sowohl als temporäres wie auch als permanentes Bauwerk kann sie, mit eingestellten Spundbohlen, Trägern oder Fertigteilen, ebenfalls statische Funktionen übernehmen. Dabei sind Wandstärken von 600 mm bis 1500 mm üblich, Tiefen von bis zu 40 m. Darüberhinausgehend sind Stärken von bis zu 2000 mm und wesentlich tiefere Wände möglich.

 

Eine Dichtwand wird üblicherweise (aber nicht ausschließlich) für folgende Bauwerke eingesetzt:

  • Baugrubenumschließung/-sicherung
  • Rohrvortriebsschächte/Einfahrblöcke
  • Dichtblöcke
  • Schleusen (als Spundbohlenwand)
  • Umschließung von Deponien
  • Querschott zur Unterteilung von Baugruben

Die Vorteile einer Dichtwand gegenüber anderen Gründungsverfahren stellen sich wie folgt dar:

  • Herstellung geräusch- und erschütterungsarm
  • Verformungsarm
  • Kürzere Bauzeit gegenüber z.B. Bohrpfahlwänden
  • Abdichtende Wirkung
Baustelleneinrichtung
Abb.1 -Skizze für die Baustelleneinrichtung Dichtwand-

Skizze für die Baustelleneinrichtung Dichtwand

Die Baustelleneinrichtung stellt den Beginn der Baumaßnahme dar. Hierbei sind die anzuliefernden Gerätschaften so zu wählen, dass die herzustellende Dichtwand technisch einwandfrei und dem vorgegebenen Zeitplan entsprechend realisiert werden kann. Die Baustellenein-richtungsfläche liegt üblicherweise innerhalb des Baufeldes oder direkt daran anschließend. Ihre Fläche beträgt zwischen 200 m² bis zu 300 m².

 

Die Baustelleneinrichtung der Firma Stein HT setzt sich typischerweise wie folgt zusammen:

  • 1 Hydroseilbagger Liebherr HS8100HD/HS8130HD oder gleichwertig für den Dichtwandaushub (Schlitzbagger)
  • 1 Hydroseilbagger Liebherr HS875HD oder gleichwertig für den Spundbohlen-/Träger-/Fertigteileinbau (Servicebagger)
  • 1-2 STEIN-Schlitzwandgreifer in entsprechender Breite der herzustellenden Wand (Maulweite entsprechend der Lamelleneinteilung)
  • 1 STEIN-Schlitzwandmeißel in entsprechender Breite
  • 1 STEIN-Schlitzwandhobel
  • 1 STEIN-Containermischanlage 4,50m³
  • 1-2 Silo inkl. Förderschnecke für Dichtwandpulver
  • Anzahl STEIN-Bentonitbehälter entsprechend der Größe der offenen Schlitze (je 100 m³ Fassungvermögen je Satz)
  • 1 Radlader Liebherr 526 oder gleichwertig
  • 1 STEIN-Aushubmulde
  • Anzahl Bentonitpumpe Mohno
  • Anzahl Bentonitpumpe Varisco
  • 1 Kompressor (Elektro oder Diesel)
  • 1 Werkstattcontainer
  • 1 Laborcontainer
  • Weiteres Zubehör wie Baggermatratzen, Leitwandschutz etc.

Abb.2 -Baustelleneinrichtung-

Abb.2 -Baustelleneinrichtung-

Leitwandbau
Skizze für die Leitwand

Skizze für die Leitwand

Betonleitwandelemente gibt es
in den Breiten: 5,00m / 4,00m / 3,00m / 2,00m
in den Höhen: 1,30m / 1,00m

Schlitzwandstärke [m]0,600,801,001,20150
Leitwandbreite [m]0,6350,8351,0351,2351,535
Ansicht Leitwandbau

Ansicht Leitwandbau

Abb.3 - Leitwandbau

Leitwandbau

Als weitere Vorbereitung zu den eigentlichen Dichtwandarbeiten muss auch der Leitwandbau gerechnet werden.

Diese Leitwände haben folgende Funktionen:

  • Lagesicherung im Grundriss
  • Vertikalführung des Schlitzwandgreifers
  • Verhinderung einer Bodenausspülung, da der Dichtwandspiegel immer innerhalb der Leitwand gehalten wird.

Zu diesem Zweck werden die Leitwände als eine doppelseitige Stahlbetonwinkelstützwand mit einer Höhe von mind. 1,00 m ausgebildet. Spätestens beim Aushub des Leitwandgrabens wird die wirkliche Lage von vorhandenen Versorgungs- und Entsorgungsleitungen erkundet. Sollten Leitungen im Einflußbereich der Dichtwand liegen, müssen diese dann umgelegt werden. Vor Ort wird für die Herstellung der Leitwand ein Graben ausgehoben.

Draufsicht Leitwandbau

Draufsicht Leitwandbau

Abb.3 - Leitwandbau

Leitwandbau

In diesem Graben wird die Dichtwandflucht gemäß dem Lamellenplan übernommen und mittels Schnurgerüst markiert. Entlang dieser Flucht werden dann Betonfertigteile gestellt. Diese Platten haben eine Länge von bis zu 5,00 m bei einer Höhe von max. 1,30 m mit einer Anschlussbewehrung in Längsrichtung und eine Anschlussbewehrung für den Leitwandfuß.

Die innere Platte wird gegen die äußere Platte abgesteift. Anschließend wird die Bewehrung für den Leitwandfuß vervollständigt und örtlich ein Fuß von 30 cm anbetoniert. Danach werden die Lücken zwischen den einzelnen Platten bewehrt, eingeschalt und ausbetoniert. Nach dem Ausschalen wird dann der Leitwandgraben verfüllt und verdichtet.

Als Bemaßung für den Abstand zwischen den Leitwandseiten hat sich eine 3,5 cm zusätzliche Breite der Schlitzbreite bewährt. Somit ist eine leichte Handhabung beim Eintauchen des Schlitzwandgreifers in den offenen Schlitz bei gleichzeitiger enger Führung während des Schlitzens gegeben.

Lamelleneinteilung
Abb.5 Lammelleneinteilung

Lammelleneinteilung

Nach Fertigstellung der Leitwand wird deren Lage vom Vermesser nochmals überprüft und von der örtlichen
Bauleitung freigegeben. Im Anschluss werden dann die Lagen der Dichtwandlamellen auf der Leitwand mit Stahlnägeln bzw. Signalfarbe markiert. Zum Schluss wird jede Lamelle mit der entsprechenden Lamellennummer gekennzeichnet.

Prinzip
Der Aushub erfolgt suspensionsgestützt mit seilgeführten mechanischen STEIN-Schlitzwandgreifern.

Aus arbeitstechnischen Gründen werden die Lamellen unterteilt in:

  • Primärlamellen
  • Sekundärlamellen

Die Primärlamellen werden zuerst hergestellt. Als benachbarte Sekundärlamellen können je nach bodentechnischen Voraussetzungen Längen zwischen einer Greiferbreite und einer kompletten Primärlamelle entstehen. Die Sekundärlamellen werden erst ausgehoben, wenn die benachbarten Primärlamellen eine ausreichende Festigkeit entwickelt haben. Hierbei wird, im Gegensatz zur Schlitzwand, kein Fugensystem eingesetzt. Die später ausgehobenen Sekundärlamellen fungieren quasi als „Fugen“ zwischen den Primärlamellen.

Herstellung einer Dichtwand

Herstellung einer Dichtwand

Aushub
Abb.7 -Aushub1

Der Ablauf verläuft bei jeder einzelnen Dichtwandlamelle gleich. Zuerst wird der Schlitzwandgreifer auf die Lamelle eingerichtet. Um eine durchgängige Dichtwand zu gewährleisten wird bei jedem neuen Aushubschnitt eine üblicherweise 20 – 30 cm große Überschneidung zum vorherigen Schnitt eingemessen. Gemäß dem Aushubfortschritt wird in einer kontinuierlichen Weise der ausgehobene Boden mit der Dichtwandmasse ersetzt.

Abb.7 -Aushub2

Hierbei wird darauf geachtet, dass der Suspensionsspiegel nicht unterhalb von 30 cm gemessen an der Oberkante Leitwand absackt. Der ausgehobene Boden wird zur späteren Abfuhr auf der Baustelle hinter dem Schlitzbagger zwischengelagert oder in ein Stahlaushubbecken geworfen und mittels Radlader auf LKW verladen.

Regelmäßig wird die Dichtwandtiefe mittels eines Lotes gemessen. Gleichzeitig werden die ausgehobenen Bodenschichten notiert. Die Endtiefe der Dichtwandlamelle wird von der örtlichen Bauleitung abgenommen. Diese Gegebenheiten werden mit den anderen Informationen über Lamellenabmessungen, Dichtwandmasse und eventuell eingestellten Spundbohlen in einem Dichtwandprotokoll pro Lamelle festgehalten.

Abb.7 -Aushub3

Nach Erreichen der Endtiefe und bei Arbeitsunterbrechungen wird der offene Schlitz abgedeckt. In den ergänzenden Tagesberichten wird der Einsatz von Personal, Geräten, Dichtwandablauf und Besonderheiten festgehalten.

Abb.7 -Aushub4

Vertikalitätsnachweis
Die Vertikalitätsmessung des Schlitzes wird qualitativ an Hand der Greiferseile ausgeführt. Der Baggerfahrer kann mögliche Abweichungen des Greifers entlang der Schlitzwandflucht mittels zwei Fluchtstangen im Greiferbereich erkennen. Sein Gehilfe am Schlitz beobachtet die möglichen Abweichungen des Schlitzwandgreifers quer zur Schlitzwandflucht. Solange der Greifer sichtbar ist, orientieren sich beide am Greifergerüst. Bei Fortschritt des Aushubes ist der Greifer nicht mehr sichtbar und es orientieren sich beide an dem Hubseil des Greifers. Sollte der Greifer eine Abweichung haben, bewegt sich das Hubseil entsprechend aus der Mitte der Leitwand. Darüber hinaus wird die Vertikalität der Dichtwandlamelle mittels eines Inklinometers vom Hersteller Jean Lutz und über das Messsystem PDR2 von Liebherr auch noch quantitativ gemessen. Bei jedem Aushubschritt werden die, vom im Greifer montierten Inklinometer, gemessenen Daten zur Fahrerkabine des Aushubgerätes über Funk gesendet. Der Baggerfahrer kann dann dort Abweichungen des Schlitzwandgreifers in x-Achse, y-Achse als auch die Verdrehung verfolgen. Die Ergebnisse der Vermessung der jeweiligen Lamelle werden vom PDR2-System auf einen Server von Liebherr übertragen, von dem diese dann abgerufen werden können. Die Darstellung erfolgt über Diagramme mit den jeweiligen Abweichungen in Abhängigkeit zur Tiefe. Wird eine zu große Abweichung von der Vertikalen festgestellt, wird mit Hilfe des Schlitzwandhobels die Abweichung beseitigt. Es ist somit sichergestellt, dass die in der DIN EN 1538 vorgegebene Abweichung von 1% nicht überschritten wird.
Auszug aus dem Vertikalitätsnachweis

Auszug aus dem Vertikalitätsnachweis

Einbau der Spundbohlen/ Träger/ Fertigteile
Einbau der Spundbohlen

Einbau der Spundbohlen

Da die Dichtwandmasse stetig weiter aushärtet, ist eine Einbringung der Einbauteile so früh wie möglich erforderlich. Diese Einbauteile werden gemäß den Bewehrungsplänen zur Baustelle angeliefert. Die Abnahme der Einbauteile erfolgt durch die örtliche Bauleitung. Zur Aufnahme der Einbauteile wird der Servicebagger beansprucht. Der Servicebagger nimmt das Einbauteil am Kopfende auf. Danach zieht der Servicebagger den Kopf des Einbauteils zur Auslegerspitze und lagert dieses entweder an einem geeigneten Ort auf der Baustelle zwischen oder baut es direkt in den Schlitz ein. Bei größeren Schlitztiefen ist es üblich, dass die Einbauteile in ihrer Länge geteilt werden. Diese bestehen dann aus einem Unter- und Oberteil, bzw. Unter -, Mittel- und Oberteil. Jeweils wird ein Teil abgelassen und auf der Leitwand abgefangen. Danach wird das folgende Teil aufgesetzt und entsprechend der statischen Pläne miteinander verbunden. Nach Erreichen der Endlänge wird das Einbauteil auf die geforderte Solllage abgelassen. Die Höhe und Lage des Einbauteils wird dann kontrolliert und falls erforderlich korrigiert.

Qualitätsmanagement

Zur Qualitätssicherung wird auf der Baustelle eine Person beauftragt die folgenden Kontrollen auszuführen und schriftlich in den Dichtwandprotokollen und Tagesberichten zu dokumentieren:

  • Schlitztiefe
  • Vertikalität des Schlitzes
  • Suspensionskontrolle
Baustellenräumung

Nach dem Aushub der letzten Lamelle (ggf. mit Einbauteilen) sind die eigentlichen Dichtwandarbeiten beendet. Die Anlage wird abgebaut und die gesamten Geräte abtransportiert. Sobald die Baufläche geräumt ist, kann der Aushub der Baugrube erfolgen. Bei diesem Aushub werden dann auch die Leitwände entfernt.