Düsenstrahlverfahren

Baumaßnahme

Düsenstrahlverfahren (Hochdruckinjektionen)

Aufgabe

Verpressungen von Zementleimen unter hohem Druck (> 200 bar) werden im Spezialtiefbau/Wasserbaulichen Grundbau u. a. eingesetzt:

  • als Injektionssohle bei Baugruben im Grundwasser,
  • zur Bodenverbesserung bei bestehenden oder zu errichtenden Gebäuden,
  • zur Unterfangung von Gebäuden und Bauwerken,
  • als Dichtwand im Wasserbau,
  • zur Verfestigung des Bodens im Tunnelbau (z. B. Schirminjektion).

HDI-Bindemittel auf mineralischer Basis haben aus Gründen der Umweltverträglichkeit Hart- und Weichgele zurückgedrängt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Baugrundinjektionen werden die Porenräume im Boden beim Düsenstrahlverfahren (HDI) nicht verfüllt, sondern das anstehende Gestein wird gelöst und mit dem Injektionsgut vermischt (Bodenvermörtelung). Deshalb ist die Kornverteilung des Bodens weniger entscheidend für den Erfolg des Düsenstrahlverfahren. Die Bodenart bestimmt allerdings die erreichbaren Druckfestigkeiten von HDI-Körpern.

Mit diesem Verfahren können auch schluffig-tonige Böden verfestigt werden, die nicht mehr injizierbar sind.

Je nach Anwendungsfall sollte der Boden nach der Hochdruckinjektion folgende Eigenschaften aufweisen:

  • ausreichende Festigkeit,
  • bei Unterfangungsinjektionen hohe Frühfestigkeit,
  • niedrige Wasserdurchlässigkeit (k < 10-8 m/s),
  • ausreichende Erosionsbeständigkeit.

Verfahren

Die bautechnischen Grundlagen der Hochdruckinjektionen sind vergleichbar mit herkömmlichen Injektionen, d. h. die Beschaffenheit des Baugrundes muss bekannt sein, um alle Parameter optimieren zu können.

Die benötigten Bohrlöcher werden nach bekannten Bohrverfahren niedergebracht.

Die Bindemittelsuspension wird danach unter hohem Druck mit geeigneten Düsenträgern verpresst, wobei das Gestänge je nach Anwendungsfall gedreht und/oder gezogen wird. Der ungehinderte Ausfluss der überschüssigen Suspension über den Ringraum oder Entlastungslöcher sollte gewährleistet sein, um Hebungen des Baugrundes zu vermeiden. Um die Entsorgungskosten für den Rücklauf zu minimieren, empfiehlt sich dessen Regenerierung und die Wiederverwertung der entsandeten Suspension.

Der Arbeitsdruck des Schneid- und Lösestrahls ist auf die Festigkeit des anstehenden Bodens abzustimmen.

Man unterscheidet drei Verfahren, wobei die Baugrundeigenschaften, die gewünschte Säulengeometrie und die erforderliche Qualität die Auswahl bestimmen:

Monojet:
Die Bindemittelsuspension wird zum gleichzeitigen Schneiden und Vermörteln benutzt. Das Monojet-Verfahren wird überwiegend bei leicht erodierbaren Böden für kleinere und mittlere Säulendurchmesser eingesetzt.

Duplex:
Der Suspensionsstrahl wird zur Erhöhung der Erosionskraft und der Reichweite mit Druckluft ummantelt. Dadurch können mittelschwer bis schwer erodierbare Böden verfestigt werden.

Triplex:
Der anstehende Boden wird mit einem luftummantelten Wasserstrahl aufgeschnitten. Die Bindemittelsuspension wird über eine zusätzliche Düse unterhalb der Wasserdüse gleichzeitig injiziert. Das Triplex-Verfahren wird aufgrund seiner großen Reichweite überwiegend für Unterfangungsinjektionen eingesetzt.

Produkt

Für das Düsenstrahlverfahren liefert Dyckerhoff HDI-Binder. Standardmäßig werden die Sorten HF und R produziert. Dyckerhoff HDI-Binder HF ist besonders für HDI-Sohlen geeignet, bei welchen hohe statische Belastungen auftreten und daher hohe Endfestigkeiten gefordert sind. Dyckerhoff HDI-Binder R ist besonders für HDI-Sohlen geeignet, bei welchen mit hohen Wasser-/Feststoffwerten (W/F) eine schnelle Festigkeitsentwicklung gefordert ist. Auf Wunsch können beide Sorten als HS-Variante geliefert werden.

Dyckerhoff HDI-Binder werden als Fertigtrockenmischungen angeliefert und müssen vor Ort nur noch in einem bestimmten Mischungsverhältnis mit Wasser angerührt werden. Dyckerhoff HDI-Binder bestehen aus mineralischen Rohstoffen.

Dyckerhoff HDI-Binder unterliegen einer ständigen Qualtitätsüberwachung.

Aufgrund guter Regenerierbarkeit der Rückflusssuspension sind Dyckerhoff HDI-Binder sehr ergiebig.

Speziell bei höheren W/F-Werten weisen die Dyckerhoff HDI-Binder gegenüber reinem Zement eine bessere Suspensionsstabilität auf.

Dokumente

Datenblatt HDI-Binder