Abdichtungs- und Stabilisierungslösungen für wasserbauliche Schutzanlagen

Deichstabilisierung zum Hochwasserschutz für z.B. Deiche oder Schutzdämme entlang von Küsten und Flüssen.

 

Die sich wiederholenden, extremen Hochwasser-Ereignisse an Elbe, Donau und Rhein in den letzten Jahren haben gezeigt, dass die Standsicherheit vieler alter Deiche gefährdet ist. So ruft der Strömungsdruck im Hochwasser-Fall bei unzureichender Abdichtung, Störungen im Aufbau oder bei einem schlechten Unterhaltungszustand Sickerströmungen hervor, die zunächst zu einer Lösung einzelner Körner aus dem Kornverband (Suffosion) im Inneren des Deichkörpers führen. Im Extremfall bilden sich Erosionsrinnnen (sog. Piping), die schließlich einen Erosionsgrundbruch auslösen und damit ein Versagen des Deiches bedingen. Aber durch die Suffosionen können auch Setzungen des Deiches ausgelöst werden, die bei extremen Hochwasser-Ständen ein vorzeitiges Überfluten des Deiches zur Folge haben. Da die meisten Deiche nicht gegen Überströmen ausgelegt sind, kommt es zu einem Versagen der Deiche durch rückschreitende Erosion.

Unter bestimmten Voraussetzungen kann der Erosionsgrundbruch sowie die Überströmung durch massiven Einsatz von Sandsäcken (sei es zur Deicherhöhung oder zur Erhöhung der binnenseitigen Deichauflast) abgewendet werden. Eine derartige Vorgehensweise ist jedoch extrem aufwendig und mit hohem Personaleinsatz verbunden.

Kurzfristige Abdichtungen des Deichkörpers im Katastrophenfall mittels Verfahren des Spezialtiefbaus (Spundwand, Rüttelschmalwand, Hochdruckschmalwand, MIP-Verfahren und Dichtungsschlitzwand) kommen in der Regel nicht in Frage, da die Gefahr der Instabilität des Deiches durch die Belastung des Einbaugerät zu groß ist und die Maßnahme baulich nicht schnell genug umgesetzt werden kann. Verfahren, die eine Abdichtung des Untergrundes durch Injektion mit Zementmörtel bewirken, können im Falle einer deutlichen Durchströmung des Deiches nicht angewendet werden, weil die injizierte Zementemulsion durch das Grundwasser aufgelöst wird und nicht abbinden kann.

Verfüllen und Verfestigen als Notfallmaßnahme - Deichstabilisierung zum Hochwasserschutz

Planmäßige Abdichtung und Verfestigung - Deichstabilisierung zum Hochwasserschutz

Der Einbau im Trockenzustand bezieht sich auf die Sanierung eines nachweislich geschwächten Deiches oder als Maßnahme der Deichertüchtung zur Erfüllung der DIN 19732.

 

FALLBEISPIEL

Tiefwasserhafen dauerhaft stabilisiert

Spundwand-Kaimauer des JadeWeserPort durch Injektion erfolgreich abgedichtet

 

Aufgrund von Schwierigkeiten, die beim Rammen der bis zu 40 m langen Spundwand-Elemente auftraten, zeigten sich beim späteren Ausbaggern des Hafenbeckens regelmäßig geöffnete Spundwandschlösser.  Diese Öffnungen hatten zur Folge, dass bei Wellenschlag und Tiedenhub der zuvor aufgespülte Sand aus der Kaikammer ausgetragen wurde. Dieses Problem wurde durch die Frühjahrs- und Herbststürme noch intensiviert.

Der ausgeschwemmte Sand sammelte sich vor der Spundwand und hätte langfristig den anlegenden Schiffsverkehr beeinträchtigen können. Permanente Baggerarbeiten wären hier als unterhaltende Maßnahmen nötig geworden. Zudem wurde die Standsicherheit der gesamten Spundwandanlage, sowie der tragenden Pfeiler der Kaiplatte, dadurch zunehmend in Frage gestellt.

Schwierige Bedingungen
Als Sofortmaßnahme hatte sich die ausführende ARGE für eine Stabilisierung und Verklebung des Sandes, mittels einer Tiefeninjektion, landseitig, hinter der Spundwand, entschieden. Als problematisch zeigte sich die Zugänglichkeit unter die Kaiplatte. So standen hier nur Durchtrittsöffnungen von lediglich 80 x 80 cm zur Verfügung. Die Verwendung von konventionellen Bohrlafetten war ebenfalls nicht gegeben, da die unterhalb der Kaiplatte gelegene „Entlastungskammer“ mit Wasser gefüllt ist und somit nur ein Arbeiten von Boot aus erlaubte.

Es blieb nur die Möglichkeit, mittels Manschetten-Rammlanzen das Injektionsgut in bis zu 18 m Tiefe zu verpressen. Zur vollständigen Sättigung und Verfestigung des Sandes wurden 3 Rammlanzen pro Spundwandkammer vorgesehen. Als Injektionsmittel kam einzig ein extrem niedrigviskoses Polymeth-Acrylatgel in Frage. Zusätzlich musste auch die Frage der Umwelthygiene berücksichtigt werden. Das von der TPH Bausysteme GmbH hergestellte Acrylatgel „RUBBERTITE“ besitzt die DIBt Zulassungen für eine Schleierinjektion und konnte so bedenkenlos eingesetzt werden.

Dauerhaft abgedichtet
Der verfestigte und stabilisierte Sand trat nicht mehr aus den Spundwandschlössern der 1725 m langen Kaimauer aus. Durch die Injektion wurden darüber hinaus die Spundwandschlösser durch das gummi-elasischen Acrylatgel dauerhaft verschlossen.
 
 


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