Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Abdichtsohle im Boden, bei dem in einer ersten Bodenschicht mittels Injektion einer aushärtbaren Injektionsmasse eine Vielzahl von Dichtkörpern erstellt wird, welche aneinander angrenzen oder sich überschneiden, wobei die Vielzahl von Dichtkörpern nach Aushärten der Injektions masse eine feste Sohlplatte bilden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Abdichtsohle im Boden, wobei in einer ersten Bo denschicht eine Vielzahl von Dichtkörpern aus einer aushärtbaren Injektionsmasse er stellt sind, welche aneinander angrenzen oder sich überschneiden und dabei eine feste Sohlplatte bilden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Derartige Abdichtsohlen werden insbesondere bei der Abdichtung von tiefen Baugru ben eingesetzt, welche eine Tiefe von 15 m und mehr aufweisen können. Wird eine solche Baugrube ausgehoben, steht häufig aufgrund des bestehenden Grundwasser spiegels an der Baugrubensohle ein relativ hoher Wasserdruck an. Durch eine Ab dichtsohle ist sicherzustellen, dass einerseits kein Wasser in die Baugrube eindringen kann und andererseits die Baugrubensohle insgesamt nicht durch den anstehenden Wasserdruck nach oben gedrückt wird.

Aus den Dokumenten DE 197 52 180 C1 und DE 196 04 525 C2 ist es bekannt, eine feste Sohlplatte aus einer Vielzahl von Dichtkörpern aus einer aushärtbaren Injektions masse zu erstellen. Dabei werden in einem Düsenstrahlverfahren, auch HDI- Verfah ren genannt, in einem vorgegebenen Raster in einer ersten Bodenschicht scheiben- oder kugelförmige Dichtkörper erstellt, welche aneinander angrenzen und so nach Aushärten der Injektionsmasse eine feste Sohlplatte bilden. Diese Sohlplatte kann über Ankerelemente in tieferliegenden Bodenschichten rückverankert werden, damit diese Sohlplatte dem anstehenden Grundwasserdruck standhält.

Derartige Abdichtsohlen werden auch als hochliegende Abdichtsohlen bezeichnet, da diese unmittelbar am Grund einer Baugrube ausgebildet werden können. Dies hat den Vorteil, dass anstehende Wände für eine Baugrubenumschließung nur eine Tiefe auf weisen müssen, welche etwa Tiefe der Baugrube entspricht.

Bei derartigen hochliegenden Abdichtsohlen mit einer festen Sohlplatte muss jedoch in einer grundsätzlich aufwendigen Weise eine ausreichende Dichtheit sichergestellt sein. Aus diesem Grund werden die Dichtkörper, welche die feste Sohlplatte bilden, mit einer gewissen Überschneidung ausgebildet. Je höher der Grad an Überschnei dung ist, umso höher ist die Sicherheit gegen undichte Stellen. Allerdings bedeutet ein hoher Grad an Überschneidung auch einen erhöhten Arbeits- und Materialaufwand, was insbesondere bei großen Abdichtsohlen zu erheblichen Kostensteigerungen führt. Zudem kann auch die Anordnung von Rückverankerungselementen, welche die feste Sohlplatte durchdringen, ebenfalls ein Problem für die Dichtheit darstellen. So können zusätzliche Abdichtmaßnahmen im Bereich des Durchgangs der Rückverankerungs elemente durch die Sohlplatte notwendig werden.

Weiterhin bestehen sogenannte tiefliegende Abdichtsohlen, bei welchen vor dem Aus heben einer Baugrube in einer tieferen Bodenschicht durch Injizieren eines Dichtgels eine horizontale dichte Bodenschicht erzeugt wird. Das Dichtgel verschließt etwa in einer Sand- oder Kiesschicht die Zwischenräume zwischen der Sand- oder Gesteins körnung. Da eine solche durch Dichtgel erzeugte Abdichtsohle keine feste Sohlplatte bildet, welche nach unten rückverankert werden könnte, muss eine definierte Boden schicht oberhalb dieser „weichen“ Abdichtsohle verbleiben. Diese Auflast-Boden- schicht, welche eine Dicke von mehreren Metern haben kann, befindet sich somit zwi schen der Abdichtsohle und dem Grund der auszuhebenden Baugrube, so wie dies etwa aus der EP 2 787 123 B1 oder der DE 102 18 771 B4 bekannt ist.

Durch eine derartige tiefliegende Abdichtsohle kann eine gute Abdichtung erzielt wer den. Nachteilig ist jedoch, dass die Wände der Baugrubenumschließung deutlich tiefer als die Baugrubentiefe ausgeführt werden müssen, so dass die Baugrubenumschlie ßung bis zur tieffliegenden Abdichtsohle reicht. Die tieffliegenden Abdichtsohlen mit einem Dichtgel sind daher mit einem erheblich höheren Aufwand zur Erstellung der Wände für eine Baugrubenumschließung verbunden.

Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Abdichtsohle im Boden und eine Abdichtsohle anzugeben, mit welchen sowohl eine gute Abdichtung als auch eine effiziente Herstellung ermöglicht werden.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Verfahren mit dem Merkmal des An spruchs 1 beziehungsweise mit einer Abdichtsohle mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen An sprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Bodenschicht, welche unterhalb der ersten Bodenschicht für die feste Sohlplatte liegt, mittels Injektion eines Dichtgels eine Gelsohle erstellt wird, und dass die feste Sohl platte und die darunterliegende Gelsohle die Abdichtsohle bilden.

Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, eine feste Sohlplatte einer hochliegenden Absichtssohle mit einer Gelsohle einer tiefliegenden Absichtssohle zu kombinieren. Durch die feste Sohlplatte kann die erfindungsgemäße Abdichtsohle als eine hochlie gende Abdichtsohle erstellt werden, welche ohne oder mit einer relativ geringen Auf last ausgebildet werden kann. Vorzugsweise bildet die feste Sohlplatte unmittelbar den Grund einer zu erstellenden Baugrube.

Durch die Anordnung einer Gelsohle unterhalb der Sohlplatte wird eine hohe Dichtheit der erfindungsgemäßen Abdichtsohle erreicht. Hierdurch können die zum Erstellen der festen Sohlplatte notwendigen Dichtkörper mit einer relativ geringen oder idealerweise keiner Überschneidung ausgebildet werden. Die sich dabei ergebenden möglichen Zwischenräume, welche sich durch Schwankungen beim Herstellen der Dichtkörper ergeben können, werden durch die darunterliegende Gelsohle zuverlässig gegen ei nen Durchtritt von Wasser abgedichtet. Zugleich kann die feste Sohlplatte eine hinrei chende Stabilität gegen ein Nachobendrücken der Sohle der Baugrube gewährleisten. Gemäß der Erfindung kann die Dichtsohle unmittelbar unter der festen Sohlplatte an geordnet sein und an diese angrenzen oder mit einem gewissen Zwischenabstand ausgebildet sein, so dass sich noch Bodenmaterial zwischen der Unterseite der Sohl platte und der Oberseite der Gelsohle befindet. Im Ergebnis kann durch die erfindungsgemäß erstellte Abdichtsohle der Vorteil einer hochliegenden Abdichtsohle bei einem verringerten Aufwand beim Erstellen der Dicht körper bei gleichzeitig hoher Dichtheit durch die darunterliegende Gelsohle erzielt wer den.

Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Sohl platte mittels Rückverankerungsmitteln in darunterliegenden Bodenschichten veran kert wird. Die Rückverankerungsmittel können insbesondere Zuganker oder Zugpfähle sein, welche in geeigneter Weise mit der festen Sohlplatte verbunden sind. In ihrem unteren Bereich können die Verankerungsmittel, beispielsweise als HDI-Anker ausge bildet sein, welche mit den darunterliegenden Bodenschichten verbunden sind. So können über die Verankerungsmittel Auftriebskräfte an der Abdichtsohle in darunter liegende Bodenschichten abgeleitet werden.

Grundsätzlich können die Gelsohle und die Sohlplatte in zeitlicher Hinsicht in beliebi ger Weise erstellt werden. So kann die Sohlplatte zuerst oder gleichzeitig mit der Gel sohle erstellt werden. Aus fertigungstechnischer Sicht ist es jedoch besonders vorteil haft, dass zuerst die Gelsohle und dann die Sohlplatte erstellt wird. Die Gelsohle und die Sohlplatte können dabei mit der gleichen Injektionseinrichtung, insbesondere einer abbohrbaren Injektionslanze, oder mit getrennten Injektionseinrichtungen erstellt wer den.

Zum Erstellen der festen Sohlplatte kann grundsätzlich jede geeignete aushärtbare Masse eingesetzt werden. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass als aushärtbare Masse eine zementhaltige Suspension, insbesondere eine Zement-Bentonit-Suspension verwendet wird. Eine derartige Suspension lässt sich mit einem Düseninjektionsverfahren, bei welchem eine Injektionslanze rotierend in einer Bodenschicht bewegt wird, besonders effizient einbringen. Die Zugabe eines Bentonitanteiles führt auch zu einem erhöhten Grad an Dichtheit der festen Sohlplatte.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, dass die aushärtbare Injektionsmasse und/oder das Dichtgel mittels einer Injektionslanze ein gespritzt werden, welche bis zu der vorgegebenen Bodenschicht in den Boden einge bracht wird. Das Einbringen kann insbesondere durch ein Bohren erfolgen. Für das Einbringen kann insbesondere ein Hochdruckinjektionsverfahren eingesetzt werden, bei welchem die zu injizierende Suspension mit Drücken von 20 bar und höher einge spritzt werden.

Besonders bevorzugt ist es weiterhin, dass das Dichtgel als Komponenten Silikat, Wasserglas und/oder Kieselsol enthält. Besonders bevorzugt besteht das Injektions medium dabei aus bis 80 % Wasser, 10 % Wasserglas, 10 bis 30 % Kieselsol und 0,1 bis 3 % Komplexbildner. Die Prozentzahlen beziehen sich dabei auf Gewichtsprozent. Unter Kieselsol kann insbesondere eine wässrige Lösung kolloidaler Silikate verstan den werden. Besonders vorteilhaft ist es insbesondere, wenn die Gelsohle mit einem neutralen pH-Wert oder einem pH-Wert erstellt wird, welcher weitgehend dem pH-Wert der umgebenden Bodenschicht entspricht. Zum Erstellen der Gelsohle nach der Erfin dung können jedoch auch entsprechend andere geeignete Dichtgele eingesetzt wer den.

Grundsätzlich kann bei entsprechenden Gegebenheiten allein eine Dichtsohle ohne die Erstellung einer Baugrubenumschließung hergestellt werden, etwa wenn angren zende Felsbereiche bestehen. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass zum Bilden einer Baugrubenumschließung eine vertikale Um schließungswand erstellt wird, an welche die Dichtsohle angrenzt. Die Dichtsohle liegt dabei vorzugsweise innerhalb der Umschließungswand.

Die Umschließungswand kann aus Bohrpfahlwänden, Schlitzwänden oder auch durch entsprechende Spundwandbohlen gebildet werden. Gemäß der Erfindung werden da bei in der Regel zunächst die Abdichtsohle und dann die Umschließungswände für die Baugrubenumschließung erstellt. Anschließend kann die Baugrube bis zu der vorge sehenen Baugrubensohle, insbesondere bis zur festen Sohlplatte, ausgehoben wer den.

Die erfindungsgemäße Abdichtsohle ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer zwei ten Bodenschicht, welche unterhalb der ersten Bodenschicht für die feste Sohlplatte liegt, eine Gelsohle mit einem Dichtgel erstellt ist, und dass die feste Sohlplatte und die darunterliegende Gelsohle die Abdichtsohle bilden.

Die erfindungsgemäße Dichtsohle ist insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es zuvor beschrieben wurde, hergestellt. Mit der erfindungsgemäßen Abdichtsohle ergeben sich die Vorteile, wie sie zuvor im Zusammenhang mit dem er findungsgemäßen Herstellungsverfahren beschrieben wurden.

Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Sohl platte mittels Rückverankerungsmitteln in darunterliegenden Bodenschichten veran kert ist. Die Rückverankerungsmittel können vorzugsweise Zuganker oder zu Zug pfähle sein.

Weiterhin umfasst die Erfindung eine Baugrubenumschließung mit einer etwa vertika len Umschließungswand, wobei innerhalb der Umschließungswand eine erfindungs gemäße Abdichtsohle ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels wei ter erläutert, welches schematisch in der einzigen Zeichnung dargestellt ist.

In der Teilquerschnittsansicht der einzigen Zeichnung ist in einem Boden 5 eine Bau grubenumschließung 30 mit einer vertikalen Umschließungswand 32 und einer erfin dungsgemäßen Abdichtsohle 10 ausgebildet. Der Boden weist dabei eine Gelände oberkante GOK und einen Grundwasserspiegel GW auf.

Vor dem Ausheben der Baugrube wird dabei zunächst in einer ersten Bodenschicht 6 eine im Wesentlichen horizontale Sohlplatte 12 durch Injizieren einer aushärtbaren Masse erstellt. Dabei werden in einem vorgegebenen Raster Bohrungen bis in die erste Bodenschicht 6 hinein erbracht, wobei dann mittels von nicht dargestellten Injek tionslanzen eine aushärtbare Masse zum Erzeugen eines scheibenförmigen Dichtkör pers um die etwa vertikale Injektionsbohrung herum erzeugt wird. Der Durchmesser des scheibenartigen Dichtkörpers ist dabei so auf das Raster abgestellt, dass sich die einzelnen Dichtkörper kontaktieren und insbesondere definiert überschneiden. Die In jektionsmasse härtet dabei nach einer bestimmten Zeit aus, so dass eine insgesamt feste Sohlplatte 12 erstellt wird, welche auch als eine statische Sohle bezeichnet wer den kann.

Anschließend oder vorausgehend kann in einer zweiten Bodenschicht 7, welche un terhalb der ersten Bodenschicht 6 liegt, in entsprechender Weise mit Injektionslanzen eine Gelsohle 14 durch Injizieren eines Dichtgels erstellt werden. Das fließfähige Dicht- gel kann dabei in die Zwischenräume der Gesteinskörnung in der zweiten Boden schicht 7 eindringen und sich dann zu einer gelartigen Struktur verändern. Hierdurch wird die zweite Bodenschicht 7 zu einer flüssigkeitssperrenden Schicht gemacht und kann so die Gelsohle 14 darstellen. Die Gelsohle 14 kann auch als eigentlich dichtende Sohle bezeichnet werden.

Die so hergestellte feste Sohlplatte 12 mit der darunterliegenden weichen Gelsohle 14 bildet die erfindungsgemäße Abdichtsohle 10, welche somit eine Kombination von zwei Sohlen darstellt.

Die feste Sohlplatte 12 kann im Bedarfsfall durch Rückverankerungsmittel 20, insbe sondere Zugpfähle oder Zuganker, in darunterliegenden Bodenschichten 8 verankert werden, welche unterhalb der ersten Bodenschicht 6 und der zweiten Bodenschicht 7 liegen.

Nach Erstellung der erfindungsgemäßen Abdichtsohle 10 können zum Bilden einer vertikalen Umschließungswand 32 entsprechende Wandelemente in dem Boden er stellt werden. Die Umschließungswand 32 ist insbesondere ringförmig um die Ab dichtsohle 10 herum geschlossen. Die ringförmige, etwa vertikale Umschließungs wand 32 und die hieran angrenzende etwa horizontale Abdichtsohle 10 bilden eine Baugrubenumschließung 30. Nach Fertigstellung der Baugrubenumschließung 30 kann das Bodenmaterial innerhalb der Umschließungswand 32 zum Erstellen einer Baugrube bis zur Oberseite der Sohlplatte 12 ausgehoben werden.