Tiefreichende Bodenverfestigung

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Tiefreichender Bodenstabilisierung gemäß DIN EN 14679 ist die Mischung von hydraulischem Bindemittel mit dem vorhandenen Boden bis in eine Tiefe von mindestens 3m. Ziel ist die Erhöhung der Druck-, Zug- und Scherfestigkeit des Untergrundes (mixed-in-place / in situ). Es wird zwischen zwei verschiedenen Verfahren unterschieden: Das Trockenmischverfahren und das Nassmischverfahren. Die marktverfügbaren Baumischverfahren arbeiten im Allgemeinen mit mechanischen Mischwerkzeugen auf Basis von Fräs-/ Mischketten, Schnecken, Paddeln oder Fräsräder. Abhängig von der eingesetzten Technik werden in einem Arbeitsgang Säulen oder eine Wand erzeugt, die zu größeren, kraftschüssig verbundenen Strukturen kombiniert werden können.

Stabilisierung im Fräs-Misch-Injektionsverfahren

Das Fräs-Misch-Injektionsverfahren (FMI) wurde 1995 von Spezialisten der Firma ALLCONS entwickelt. Dieses FMI-Verfahren eignet sich zur tiefreichenden Bodenstabilisierung, zur Herstellung von Schlitz- und Dichtwänden, für Gründungen und zur Schadstoffimmobilisierung. Dabei geschieht die Zuführung des Bindemittels, das Fräsen und Mischen in einem einzigen Arbeitsschritt. Als Binder kommt ein Wasser-Bindemittel-Gemisch zum Einsatz: Bei Stabilisierungsprojekten wird zumeist reine Zementsuspension eingesetzt, bei Dichtwänden hingegen Rezepturen aus Flugasche, Steinmehl, Zement und Bentonit. Der Wasserbindemittelwert (W/B-Wert) wird in Abhängigkeit der Bodenfeuchte, des Grundwassers und der zu erwartenden Niederschläge festgelegt. Die Injektion der Suspension erfolgt in-situ, durch - im Fräsbaum integrierte - Sprühdüsen.

Ein FMI Tiefenstabilisierer sieht auf den ersten Blick wie eine Felsfräse aus. Die Fräskette bricht auch dicht gelagerte Bodengefüge auf und sorgt dafür, dass die native Erde mit ihren unterschiedlichen Schichtfolgen und Bodenarten tiefgründig vermischt und mit der Wasser-Bindemittel-Suspension durchtränkt wird. Die Fräswerkzeuge sind dabei so beschaffen, dass kein Bodenmaterial ausgehoben wird. Es entsteht ein homogener, fugenfreier und verwitterungsbeständiger Erdbetonkörper. Dieser FMI Körper kann in einem weiteren Arbeitsschritt angeschnitten werden, um eine fugenlose und kraftschlüssige Verbindung zum nächsten Streifen herzustellen: Auf diese Weise entstehen homogene Erdbetonkörper beliebiger Länge und Breite. Die Bindemittelsuspension wird von einer nahegelegenen Misch- und Pumpstation durch Schläuche und Rohre zur FMI Fräse gepumpt. Der Arbeitsradius um die Transferpumpstation liegt im Bereich mehrerer tausend Meter.

Vorteile des FMI-Verfahrens

Das FMI-Bauverfahren ist mutmaßlich das derzeit leistungsfähigste Bauverfahren der Welt, zur Erstellung von Schlitz- und Dichtwänden und zur tiefreichenden Bodenstabilisierung ...

• Kurze Bauzeit: typ. 20 ... 40 m/hr (bei max. Tiefe und 500mm Fräsbreite)
• Hohe Ausführungsqualität: Keine Defekte und Hohlräume möglich
• Preisgünstig: Bis zu 50% Ersparnis gegenüber konventionellen Verfahren (*)
• Geringer Platzbedarf: Kettenbreite 3m bzw. 3,2m (bei 12m Frästiefe)
• Fräsbaum querverschiebbar: Arbeiten direkt neben Bauwerken
• Kein Planum erforderlich: Automatischer Querneigungsausgleich
• Homogener Betonkörper: Tiefgründige Vermischung aller Bodenschichten
• Ressourcenschonend: Verwendung des vorhandenen Bodens als Baustoff
• Erschütterungsarme Herstellung: Schont Anwohner und Natur
• Nahezu keine Höhenbeschränkung: Kein störendes Bohrgestänge
• Statische Beanspruchung: Einbau von Bewährungselementen möglich
• Zugelassen vom EBA: Zugelassen vom Eisenbahn-Bundesamt Nr. 21/97/04
• Erfüllt DIN EN 14679: Europäische Norm für Tiefreichende Bodenstabilisierung, siehe Kapitel A.3.5.5

(*) Aussage von Kunden, 2018

Abhängig vom Anwendungsfall, wählen Sie die gewünschte Frästiefe und -breite: Für die Herstellung einer Dichtwand in bis zu 25m Tiefe empfiehlt es sich mit einer einzelnen Fräskette zu arbeiten. Wird hingegen eine hohe Flächenleistung gewünscht (z.B. für eine Stabilisierungsaufgabe), können mehrere nebeneinander liegende Ketten aufgezogen werden.

Der bestehende Erdbetonkörper kann in einem weiteren Arbeitsschritt angeschnitten werden, um eine fugenlose und kraftschlüssige Verbindung zum nächsten Streifen herzustellen: Auf diese Weise entstehen homogene Erdbetonkörper beliebiger Länge und Breite (siehe Abbildung 3). Der Fräsbaum ist hierzu in Querrichtung verschiebbar; dadurch genügt ein schmaler Fahrweg und es ist möglich direkt neben Bauwerken und Oberleitungen (Gleisbereich) zu arbeiten!

Darüber hinaus ist der Fräsbaum in der Hochachse drehbar gelagert, um Kurvenfahrten mit kleinem Radius - auch bei maximaler Frästiefe - zu ermöglichen. Das sensorgeregelte Pendelfahrwerk hält das Frässchwert stets vertikal, auch bei unebenem Untergrund.

Beispiele von Stabilisierungen (9m Frästiefe)

Folgende Beispiele durchgeführter Stabilisierungsmaßnahmen zeigen in eindrucksvoller Weise die Wirksamkeit des FMI-Verfahrens bei gemischtkörnigen Baugründen und bei Böden mit bis zu 30% organischen Anteilen: