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URETEK Kunstharz-Injektionen im Grundwasserbereich

rb — Mon, 10 Dec 2018 10:09:15 +0000

Umfangreiches Grundwassermonitoring in Zusammenarbeit mit GEOTEST AG und Basler & Hofmann AG

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Beitrag aus Geo.ACTION 8/2018

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Punktuell gut saniert hält Verkehr im Fluss

rb — Wed, 12 Jul 2017 08:39:41 +0000

Bei Strassen und Schienen muss die Sanierung präzise und effizient erfolgen. Für die Stabilisierung und Verfestigung des Untergrunds von Strassen, Perrons und Flugzeugpisten haben sich die Kunstharz-Injektionen von URETEK Deep Injections^® bewährt. In nur drei Wochen konnte so die Absenkung des Perrons des SBB-Bahnhofs Rebstein-Marbach im Juli 2016 ohne Unterbrechung des Personenverkehrs saniert werden.

Die Zukunft bringt mehr Verkehr in der Schweiz. In diese Richtung deutet klar das Referenzszenario des Bundes bis 2040. Das Bundesamt für Raumentwicklung rechnet in Zusammenarbeit mit den beteiligten Bundesämtern mit einer Zunahme der jährlichen Verkehrsleistung des Personenverkehrs von 2010 bis 2040 um 25% auf 145 Mrd. Personenkilometer. Im Güterverkehr steigt die Leistung der transportierten Tonnen über den gleichen Zeithorizont um 37% auf 37 Mrd. Tonnenkilometer. Schon jetzt sind die Strassen deutlich stärker belastet als noch vor zehn Jahren – trotz Ausbau und Beseitigung von Engpässen. Und in einigen Korridoren des Schienenverkehrs im werktäglichen Verkehr zwischen den Ballungszentren soll sich die Nachfrage bis 2040 verdoppeln. Das bedeutet, dass einerseits das Strassen- und Schienennetz mit ständigen baulichen Massnahmen optimiert werden muss, andererseits, dass auch die vorhandenen, immer stärker beanspruchten Strassen- und Schienennetze in Zukunft noch häufiger gewartet und laufend saniert werden müssen.

Um den Verkehrsfluss bei einer Sanierung nicht unnötig lang zu blockieren – was Rückstau, Folgekosten und Kundenunzufriedenheit bedeutet, nebst einer grösseren Belastung für die Ausweichstrecken – muss deshalb auch die Entwicklung der baulichen Massnahmen angepasst und innovativ sein.

So hat die SBB erstmals und erfolgreich bei der Sanierung des Perrons am Bahnhof Rebstein-Marbach im St. Galler Rheintal auf das URETEK Deep Injections^®-Verfahren der Hergiswiler Firma URETEK Schweiz AG gesetzt. Beim Bahnhof Rebstein-Marbach beobachtete die SBB Setzungen des Untergrunds beim Perron entlang des Gleises auf einer Strecke von 150 m. Grund dafür war der stark setzungsempfindliche Untergrund, Vibrationen durch die Bautätigkeiten für die angrenzenden Neubauten sowie die dynamischen Belastungen des Zugverkehrs. Zudem fanden beim Untergrund Grundwasserspiegel-Bewegungen statt.

Bei einer konventionellen Stabilisierung des Perron-Untergrunds hätte der Bahnhof geschlossen werden und die Zugpassagiere auf Ersatzverkehr umgeleitet werden müssen. «Wir haben die URETEK Deep Injections^®-Methode eingehend geprüft und uns dafür entschieden, denn sie ermöglichte uns eine nachhaltige Festigung und Stabilisierung der laufenden Setzungen des Untergrunds. Dadurch konnten wir das Perron und den Bahnhof bei praktisch gleichbleibendem Zugverkehr innert kürzester Zeit sanieren. Die Züge konnten jederzeit anhalten und die Passagiere ein- und aussteigen», sagt der verantwortliche Projektleiter Kai Gugat von der SBB. Den Zugverkehr während den Arbeiten aufrechterhalten zu können, und dies bei den hohen Qualitätsansprüchen und noch höheren Sicherheitsstandards der SBB, sei für die Auftragserteilung ausschlaggebend gewesen.

Kunstharz-Injektionen am Perron der SBB am Bahnhof Rebstein-Marbach.

Untergrund wird durch Kunstharz stabilisiert

Das verwendete Kunstharz ist eine patentierte, geprüfte und in der Schweiz seit über 20 Jahren angewandte und bewährte Polyurethan-Mischung. Sie wird in flüssigem Zustand mittels Injektionslanzen und kontrolliertem Druck in Bohrlöcher von 12 bis 25 mm Durchmesser und in festgelegtem Abstand in den zu stabilisierenden Untergrund gespritzt. Dort verteilt sich das Kunstharz, füllt alle Hohlräume und verdichtet und verfestigt dauerhaft den Untergrund. Dies mit einer Expansionskraft von bis zu der 30-fachen Volumenvergrösserung (gemessen im Luftraum ohne Widerstand). Der Expansionsgrad der Injektionen wird mittels Lasermessgerät gemessen.

Die Ausführung am Perron Rebstein-Marbach

Das Perron der SBB am Bahnhof Rebstein-Marbach besteht aus einem Asphaltbelag mit zum Teil nicht nur geleiseseitigen Betonelementen als L-Fundation. Die Fundationstiefe der Betonelemente liegt bei einer Tiefe von 1,5 m von der Oberkante des Perrons, die Breite misst 1 m. Der Untergrund von insgesamt 300 Laufmetern Perron musste bis zu 14 cm angehoben und stabilisiert werden. Alle ein bis zwei Meter wurden die Injektionslanzen in unterschiedlichen Tiefen unter das L-Fundament gesetzt. Dazu musste nicht nur die Maximalhöhe der Lanzen von 2,5 m wegen den Stromleitungen der Züge eingehalten werden – es brauchte, wie der Geschäftsführer von URETEK Schweiz AG, Hans-Peter Müller, sagt, «viel Erfahrung und Fingerspitzengefühl». Denn allen Voruntersuchungen und Berechnungen zum Trotz kann der notwendige Verdichtungs- und Anhebungsgrad von Meter zu Meter variieren.

«Die Arbeit mit dem URETEK Deep Injections^®-Verfahren hat uns überzeugt», sagt SBB-Projektleiter Kai Gugat. Unter Einhaltung aller Sicherheitsaspekte sei es gelungen, eine notwendige Sanierung innerhalb von drei Wochen zu bewältigen. Anders als bei einer konventionellen Sanierung, die Monate gedauert hätte, und einen enormen logistischen Aufwand bedeutet hätte, konnte die Verfestigung im Untergrund von je drei Spezialisten in zwei Schichten bewältigt werden.

Erfolg auch bei Autobahnsanierung

Die patentierten Methoden der Firma URETEK werden seit mehreren Jahrzehnten auch erfolgreich im Strassenbau angewendet. Zufrieden mit dem Resultat zeigt sich deshalb das Bundesamt für Strassen Astra. Auf der N6 Kiesen-Thun wurden 4800 m² Fahrbahnplatten unterpresst. Eine Unterpressung der Betonplatten mit dem URETEK-Verfahren hatte den Vorteil, dass die Arbeiten in der Nacht erfolgen konnten, denn das Kunstharz verfestigt sich nach dem Injizieren innert Sekunden – nach 5 s beginnt das Kunstharz zu quellen, und bereits nach 20 s hat es seine maximale Ausdehnung erreicht.

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Stabilisieren von Fahrbahnplatten

rb — Wed, 06 Jul 2016 13:13:15 +0000

Das Bundesamt für Strassen Astra vergab unter der Leitung des Tiefbauamtes (Unterhalt) des Kantons Bern Sanierungsarbeiten auf der Autobahn N6, Kiesen-Thun, an die Marti AG Bern, wobei die URETEK Schweiz AG zum Unterpressen und Heben der Beton-Fahrbahnplatten beauftragt wurde.

Die Nationalstrasse N6 ist seit ihrer durchgehenden Inbetriebnahme im Jahre 1973 keiner umfassenden Erneuerung unterzogen worden und weist verschiedene Schwachstellen und Schäden auf. Die Erhaltungsprojekte N6, Rubigen-Thun-Spiez (RUTS) haben daher zum Ziel, die Fahrbahn über die ganze Strecke zu sanieren und dabei den neuesten Standards anzupassen. Damit verbunden sind die Instandsetzungen und Anpassungen der Kunst- und Stützbauwerke sowie Neubauten.

Aufgrund einer Verschiebung der Bauetappen wird das Teilstück zwischen Kiesen und Thun Nord (TP-3 Heimberg) frühestens im Jahr 2019 instand gesetzt. Da der betriebliche Zustand der bestehenden Betonfahrbahnplatten jedoch bis dahin ungenügend ist, waren Überbrückungsmassnahmen notwendig. Diese beinhalteten die temporäre Stabilisierung der schlecht gelagerten Betonplatten mittels Kunstharz-Injektionen durch die Firma URETEK Schweiz AG.

Kunstharz stabilisiert die Platten

Die Fahrbahnplatten sind aus Beton und ungefähr 22 cm stark. Unter den Betonplatten gibt es eine Kofferung von ungefähr 50 cm. Im erwähnten Autobahnabschnitt sind einige Fahrbahnplatten im Fugenbereich instabil geworden. Die Instabilität der Platten führte vor allem bei der Überfahrt von Schwerverkehr zu Schwankungen, vereinzelt sind auch Stufenbildungen entstanden. Das URETEK-Fachpersonal leitete und führte die Arbeiten mit einem mit der gesamten Arbeitsinstallation ausgerüsteten Lastwagen durch.

Das URETEK Floor Lift^®-Verfahren lässt sich generell wie folgt beschreiben: Das URETEK-Kunstharz wird flüssig und mit kontrolliertem Druck durch Bohrlöcher von 12 mm und in einem horizontalen Abstand von ca. 1,0 m direkt unter den Betonbodenplatten injiziert. Es verteilt sich, füllt alle Hohlräume und verdichtet und verfestigt den Untergrund durch die Expansionskraft einer 20-fachen Volumenvergrösserung (im Luftraum gemessen). Der ganze Vorgang der Stabilisierung wird durch ein Laser-Messgerät kontrolliert.

Die Arbeitsleistung ist in der Übersicht beschrieben:

Fahrbahn	Zeitraum	Anzahl Platten	Fläche	Menge Kunstharz
Fahrbahn	Zeitraum	Anzahl Platten	Fläche	gesamt	min.	ø	max.
			[m²]	[kg]	[kg/m²]
Richtung Thun	08.–24.06.2015	395	3950	9099	1.7	2.3	3.3
Richtung Bern	25. & 29.06.2015	85	850	2144	1.9	2.5	3.2

Die Kunstharzinjektionen auf der N6 fanden im Zeitraum vom 08.bis 29.6.2015 statt. Durchschnittlich wurde leicht mehr Kunstharz pro Fläche injiziert als die im Vorfeld angenommene Menge von 2 kg/m². Die festgelegte kritische Menge von 4 kg/m² wurde jedoch nie erreicht.

Injizierter Fugen-Bereich: Kunstharz entweicht durch undichte Stellen entlang der Fuge nach oben, er kann leicht entfernt werden.

Achtung Grundwasser

Da die vorgesehenen Kunstharz-Injektionen auch die Grundwasserschutzzone S2 betrafen, wurden vonseiten des AWAs des Kantons Bern zum Schutz des Trinkwassers u. a. folgende Auflagen gemacht:

Überwachung und Protokollierung des Kunstharzverbrauchs, Abbruch der Injektion bei einem Verbrauch von mehr als ca. 150–200% der geschätzten Menge von 2 kg/m²
qualitative Überwachung (Monitoring) der Trinkwasserfassungen (inkl. Nullmessung)-Messparameter: DOC
Durchführung der Kunstharz-Injektionen bei höchstens mittlerem Grundwasserstand

Schlussfolgerung

Zusammenfassend betrachtet sind während der Beobachtungsperiode Juni 2015 keine Veränderungen der gemessenen Leitparameter festzustellen. Aus der durchgeführten Grundwasserüberwachung kann daher gefolgert werden, dass die Kunststoff-Injektionen der URETEK Schweiz AG zu keiner Beeinflussung der Qualität des Grundwassers geführt haben.

Marie-José Gilbert, Peter Hartmann

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Stabilisierungen von Verkehrsflächen mit URETEK-Kunstharz

rb — Sat, 11 Jul 2015 16:33:16 +0000

Die URETEK Schweiz AG hat sich auf die Stabilisierung abgesenkter Häuser, Strassen und Flughäfen spezialisiert und befasst sich seit rund 20 Jahren mit der Konsolidierung und Festigung des Untergrunds.

Beheben von Setzungsmulden – Schnellstrasse Spiez-Interlaken

Bei Strassen, die auf Aufschüttungsmaterial gebaut wurden, entstehen mit der Zeit oft Setzungen des Bodenbelages. Dadurch entstehen Mulden, die durch den Schwerverkehr noch verstärkt werden. Durch Injektion von Expansionsharzen lassen sich solche Mulden beheben, ohne gleich ganze Strassenstücke aufreissen und neu aufbauen zu müssen – eine schnelle, wirtschaftliche und dauerhafte Lösung.

Bei der Schnellstrasse Spiez-Interlaken wurden durch die Injektionen von Expansionsharzen drei Strassenstücke saniert. Die patentierte Verfahrensmethode besteht in der Tiefenverdichtung des Bodens mit Injektionen von polyurethanischer Harze, die bei ihrer Expansion auf die umliegende Festmasse verdichtend wirken und somit die Konsistenz erhöhen. Die Bohrung der Injektionslöcher erfolgt von Hand mit einem Elektrobohrer. Die Bohrlöcher werden durch die Asphaltschichten oder Betonplatten hindurch in einer Länge von 2 bis 3 m Tiefe gesetzt. Das Verlegen der Injektionslanzen erfolgt nach den Bohrungen, anschliessend beginnt man mit der Injektion an sich. Die Injektion wird sofort abgesetzt, sobald die gewünschte Stabilisierung/Anhebung erreicht ist.

Asphaltstrasse: Schnellstrasse N6, Spiez-Interlaken «Kunstharzinjektionen»

Stabilisieren von Betonflächen – Flughafen Genf

Wachstum der Passagierzahlen, Steigerung der Flugbewegungen sowie immer grössere und schwerere Maschinen verursachen auf Start- und Landebahnen erhebliche Schäden. Das Gelände des Flughafens Genf war ursprünglich ein Sumpfgebiet. Dementsprechend musste die gesamte Infrastruktur des AIG auf einem geologisch nicht gefestigten Untergrund errichtet werden. Im Endeffekt kam es daher zu Setzungen, in deren Verlauf die Beläge durch Hohlraum- und Rissbildungen beschädigt wurden.

Die Firma URETEK arbeitet bereits seit 18 Jahren auf dem Flughafen Genf, um jährlich die vom Betriebsdienst des Internationalen Flughafens Genf entdeckten Schäden zu beseitigen. Die URETEK-Technologie besteht darin, die beanstandeten Betonflächen endgültig zu stabilisieren und dadurch grössere Schäden zu verhindern, die sich fortsetzen und schliesslich Brüche verursachen könnten. Um die Betonflächen zu stabilisieren werden nach einem zuvor festlegten Raster im Abstand von 1,50 m Bohrungen (ø 15 mm) vorgenommen. Dann wird durch Injektionsrohre ein Expansionsharz in den darunterliegenden Untergrund injiziert. Bei Bedarf werden die Betonplatten erhöht und mit Hilfe eines Instruments für die Lasernivellierung mit einer Präzision von 0,5 mm auf die richtige Höhe gebracht. Diese Arbeiten werden zum grössten Teil während der nächtlichen Flugpause durchgeführt. URETEK ist in der Lage, während einer Nacht oder eines Tages eine 150 bis 200 m² grosse Fläche zu bearbeiten.

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Strassensanierung mit URETEK Kunstharzinjektionen

rb — Thu, 17 Jul 2014 09:18:06 +0000

Verkehrsflächen wie Beton-/Asphaltstrassen, Bushaltestellen, Flugpisten sowie Brückenfundamente und Strassenstützmauern müssen regelmässig saniert werden. Die URETEK Schweiz AG hat sich auf die Stabilisierung abgesenkter Häuser und Strassen spezialisiert und befasst sich mit der Konsolidierung und Festigung des Untergrundes.

Die URETEK führt seit über 18 Jahren Arbeiten wie Unterpressen und Heben von Betonfahrbahnplatten und Schleppplatten bei Brücken, Verdichten und Verfestigen des Untergrundes unter Setzungsmulden von Asphaltstrassen, Stabilisieren des Fundamentuntergrundes bei Strassen-Stützmauern, Festigung der Stützmauern selber und Stabilisieren des Fundamentuntergrundes von Brückenpfeilern und -fundamenten.

Die Vorgehensweise ist einfach und eignet sich hervorragend zur Stabilisierung und Hebung von Betonflächen und zur Verdichtung des Untergrundes bei Asphaltbelägen. Sie ist zudem kostengünstig und schnell. Die Bohrlöcher haben einen Durchmesser von 12 bis 26 mm und werden mittels Handbohrmaschine durch die Asphaltschichten oder Betonplatten hindurch gebohrt. Des Abteufen der lnjektionslanzen erfolgt in die zu verdichtenden Zonen. Die anschliessenden Injektionen werden dann beendet, sobald durch das stark expandierende Kunstharz die gewünschte Anhebung erreicht ist, was mit Laserinstrumenten gemessen wird.

Sanierung von Betonstrassen

Mittels URETEK-Injektionen werden seit 18 Jahren in regelmässigen Abständen und in verschiedensten Kantonen Schäden an Betonstrassen (Autobahnen, Tunnels, Brücken usw.) behoben. Die Injektionen finden direkt unter den Betonplatten statt. Bei verkippten Platten oder bei Setzungsmulden kann eine Hebung millimetergenau bis in die ursprüngliche Position durchgeführt werden. Unstabile Platten werden wieder stabil und Schwankungen im Fugenbereich beseitigt.

Die URETEK-Methode ist im Preisvergleich mit anderen Ausführungsvarianten meist die kostengünstigere Version und wird, da meist ein gesamter Neuaufbau einer Strasse erforderlich ist, von Fachleuten gerne gewählt.

Rückhebung bei Setzungsmulden von Asphaltstrassen

Ein Einsatz der URETEK-Methode ist bei Asphaltstrassen genauso effektiv wie bei Betonstrassen. Der Asphaltbelag der Schnellstrasse N8 Spiez-Interlaken gab seit Jahren an manchen Stellen nach, was bis zu 7 cm tiefen, gefährlichen Setzungsmulden auf der Fahrbahn führte. Durch Wettereinﬂüsse und Veränderungen des Seespiegels wurde im Untergrund sandiges Material fortgespült, wodurch im Strassenuntergrund Hohlräume entstanden und die Strasse stellenweise absank. Zunächst wurde mit einem Achsenabstand von rund 100 cm eine Reihe von Bohrungen durch den Asphaltbelag ausgeführt. Anschliessend wurde in jedes Bohrloch ein Kupferrohr eingeführt, an dieses wurde danach die lnjektionspistole angesetzt. Das Kunstharz wurde flüssig injiziert und expandierte in wenigen Sekunden auf ein Vielfaches seines Volumens. Während zwei Arbeitstagen wurde in 1 m und 2 m Tiefe Expansionsharz injiziert, wodurch in den Bereichen der Setzungsmulden die Rückhebung bis 7 cm auf das ursprüngliche Niveau erzielt wurde.

Das von URETEK verwendete Material ist ökokompatibel und kommt sämtlichen strengen, existierenden Normaulagen nach.

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Bodensenkungen und Unebenheiten bei Bushaltestellen

rb — Fri, 05 Jul 2013 16:25:51 +0000

Der Boden: In ständiger Bewegung

Der Boden lebt, auch wenn wir ihn durch verschiedenste Bauten in Schach zu halten versuchen. Die Ursache ist schnell gefunden: Setzungen und Brüche von Betonplatten werden fast immer durch einen nicht ausreichend standfesten Untergrund verursacht. Aufgrund der statischen Gegebenheiten verteilen die Betonplatten die Belastungen an den Untergrund, welcher aufgrund des ungleichmässigen, dynamischen Drucks zu Verformungen neigt. Dadurch, oder auch durch Auswaschungen, können unmittelbar unterhalb der Betonplatten Hohlräume mit zum Teil beträchtlichem Ausmass – teilweise bis zu mehreren Zentimetern – entstehen.

Wie können abgesackte Betonplatten saniert werden?

Die Verdichtung und Verfestigung des Untergrunds ist der erste Schritt zur Anhebung der Betonplatten. Hier setzt die innovative Technologie der URETEK Expansionssysteme für eine nachhaltige Sanierung von abgesackten Betonplatten an. Und… was ursprünglich so hoffnungslos aussah, kriegt plötzlich wieder «Boden unter den Füssen». Die URETEK Floor Lift^® Methode ist die schnellste und präziseste Lösung zur Konsolidierung des Untergrunds sowie zur Sanierung von Setzungsproblemen bei Betonplatten industrieller und ziviler Art. Sie setzt direkt im Untergrund an, indem sie die Hohlräume auffüllt, die oberflächlichsten Bodenschichten wieder verfestigt und schliesslich die Betonplatten stabilisiert und auf ihr ursprüngliches oder gewünschtes Niveau anhebt.

URETEK Floor Lift® Methode

Ein konkretes Beispiel gefragt?

Die Bushaltestelle Wyler an der Winkelriedstrasse in Bern

Ursache und Art des Schadens

Die Bushaltestelle Wyler in Bern muss einiges aushalten. So haben sich die Fahrbahnplatten unter der stetigen Belastung beim Anhalten, Abfahren sowie der Überfahrt der Busse im Laufe der Zeit gesenkt. Es sind Stufenbildungen bis 4 cm Höhe entstanden. Bei Überfahrt der Busse waren die Platten gar in Bewegung, bei Regen entstand ein sogenannter «Pumping-Effekt».

Senkungen der Bodenplatten

Behebung des Problems

Für die Sanierung der Bushaltestelle Wyler wie auch bei weiteren Bushaltestellen der Stadt Bern wurde – in Zusammenarbeit mit dem Tiefbauamt der Stadt Bern unter der Leitung von Herrn Peter Lanz, Bauführer/ Strassenmeister – die patentierte URETEK Floor Lift^® Methode erfolgreich angewandt.

5 Stück ca. 20 cm starke armierte Betonplatten von je einer Fläche von 16.53 m² (Gesamtfläche 82.50 m²) mussten saniert werden. Vorerst wurden diese Platten mit einem eintägigen Arbeitsaufwand durch gezielte Kunstharzinjektionen auf ihre ursprüngliche Höhe angehoben. Die Genauigkeit der Hebung wurde mittels eines Nivellierlasergeräts überwacht. Die Massnahme konnte exakt auf den zu behandelnden Bereich beschränkt werden, mit dem Vorteil, dass der Verkehr nicht unterbrochen werden musste und die Zone nach Abschluss der Arbeit sofort wieder normal belastet werden konnte.

Zur Herausforderung bereit

Die URETEK-Methode verblüfft immer wieder. Angespornt durch den Erfolg ist die Firma top motiviert, an der Weiterentwicklung ihrer Technologie zu arbeiten, um für jede neue Herausforderung bereit zu sein. So können heute dank innovativer Forschung für verschiedenste Probleme optimal angepasste Lösungen angeboten werden.

Präzise Technik

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Setzungsmulden schnell beheben

rb — Fri, 06 Jul 2012 09:48:39 +0000

Bei Strassen, die auf Aufschüttungsmaterial gebaut wurden, entstehen mit der Zeit oft Setzungen des Bodenbelages. Dadurch entstehen Mulden, die durch den Schwerverkehr noch verstärkt werden. Diese sind häufig auf Senkung des Strassenuntergrundes zurückzuführen. Durch Injektion von Expansionsharzen lassen sich solche Mulden beheben, ohne gleich ganze Strassenstücke aufreissen und neu aufbauen zu müssen – eine schnelle, wirtschaftliche und dauerhafte Lösung.

Bei der Behandlung von Böden mit Injektionen von Expansionsharzen konnten bei Asphaltstrassenbelägen erfreuliche Ergebnisse erzielt werden. Im Kanton Bern bei der Schnellstrasse Spiez–Interlaken wurden auf diese Weise drei Strassenstücke saniert. Damit wurde ein Neuaufbau des Strassenuntergrunds hinfällig.

Die Lösung – das URETEK Deep Injections^®-System

Setzungsmulden beruhen auf einer mangelnden Verfestigung des Bodens oder auf Volumenverlusten, die durch Ausschwemmungen entstanden sind. Durch die Verfestigungs- und Verdichtungsmassnahmen des URETEK Deep Injections^®-Systems von Uretek soll die Tragfähigkeit des Strassenuntergrundes erhöht werden. Dabei werden vorhandene Hohlräume gefüllt, gleichzeitig wird die relative Dichte des zu behandelnden Bodens gesteigert. Die patentierte Verfahrensmethode besteht in der Tiefenverdichtung des Bodens mit Injektionen von polyurethanischer Harze, die bei ihrer Expansion auf die umliegende Festmasse verdichtend wirken und somit die Konsistenz erhöhen. Die Bohrung der Injektionslöcher erfolgt von Hand mit einem Elektrobohrer. Die Bohrlöcher weisen einen Durchmesser von 12 bis 26 mm auf und werden durch die Asphaltschichten oder Betonplatten (z. B. bei Betonstrassenbelägen) hindurch in einer maximalen Länge von 2 bis 3 m Tiefe gesetzt. Das Verlegen der Injektionslanzen erfolgt nach den Bohrungen, anschliessend beginnt man mit der Injektion an sich. Mit einer Pistole, die an die Bohröffnung angesetzt wird, spritzt man die Harzmischung. Die Injektion wird sofort abgesetzt, sobald die gewünschte Anhebung erreicht ist. Dies wird in Realzeit mit entsprechenden Laserinstrumenten gemessen. Wenn der Materialfluss unterbrochen wird, hören auch die durch die sekundenschnelle Ausdehnung der Harze erzielten Bewegungen sofort auf.

Injektionsplan als Grundlage

Die Bohrlöchersequenz, durch welche die Einspritzung erfolgt, sowie die Ausführungs- und Kontrollmodalitäten werden festgelegt und im Rahmen eines speziellen Planes auf Grundlage der zu erreichenden Ziele ausgearbeitet. Die Injektionsstellen werden alternierend gesetzt, sodass die Dissipation des Druckes, der sich infolge der Harzausdehnung im Boden einstellt, gefördert wird. Die Arbeiten werden für ihre gesamte Dauer durch ein spezielles Laserinstrument überwacht, mit dem die Bewegung der Strassenoberfläche mit einer Genauigkeit von Bruchteilen von 1 mm festgestellt werden kann. Für diese spezielle Anwendung wird ein Harz mit niedrigem Expansionsdruck, hoher Dichte und hoher Druckfestigkeit in festem Zustand verwendet. Die Härtungszeit des Materials ist im Vergleich zu den für die Verfestigung verwendeten Harzen relativ lang: damit kann das Material effizienter in die Struktur eindringen.

Kunstharzinjektionen in verschiedenen Tiefen.

Sanierung der Schnellstrasse Spiez–Interlaken

Auf der Schnellstrasse N8 Spiez–Interlaken wurde im September 2011 das Verfahren in drei Baulosen angewandt. Auf dieser Strasse hatten sich in drei Abschnitten mit einer Länge von 30 und 15 m im Laufe der letzten Jahren Setzungsmulden gebildet. Diese Setzungen waren fortschreitend. Grund dafür war, dass sandiges Material im Untergrund durch Wettereinflüsse und Veränderungen des Seespiegels fortgespült wurde. Dadurch entstanden Hohlräume unter dem Trassee und die Strasse senkte sich stellenweise ab. Die Fahrbahn besteht aus einem rund 20 cm starken Asphaltbelag. Darunter liegt eine rund 50 cm starke Kofferung. Im Bereich der Setzungsmulden war eine Rückhebung auf das ursprüngliche Niveau erwünscht. Diese hängt jeweils von der Festigkeit des Asphaltbelags ab. Inwieweit die Rückhebung möglich ist, zeigt sich im Zuge des Injektionsprozesses vor Ort.

Seit vielen Jahren gab der Bodenbelag auf dieser Strasse an manchen Stellen nach. Dies führte zu gefährlichen Setzungen auf der Fahrbahn. Die Vorteile der Uretek-Methode wurden von den zuständigen Ingenieuren des Tiefbauamt des Kantons Bern erkannt: die Möglichkeit, ohne eine örtlich und zeitlich lange Baustelle zu sanieren sowie die viel tieferen Kosten.

Zunächst wurde eine Reihe von Bohrungen mit einem Achsenabstand von rund 100 cm auf dem Asphaltbelag ausgeführt. Anschliessend wurde in jedes Bohrloch ein Kupferrohr eingeführt, an das die Injektionspistole angesetzt wurde. Das Kunstharz wird flüssig injiziert und expandiert in wenigen Sekunden auf ein Vielfaches seines Volumens. Das Material ist ökokompatibel und kommt sämtlichen strengen, auf dem Gebiet existierenden Normauflagen nach.

Die Rückhebung des Asphaltbelages bei den Setzungsmulden betrugen an den tiefsten Bereichen bis 7 cm. Die Injektionen wurden in einer Tiefe von 1 m und 2 m durchgeführt. Die Arbeiten bei diesen drei Strassenabschnitten benötigten nur zwei Tage.

Ein dynamisches, engagiertes Unternehmen

Die URETEK Schweiz AG hat sich auf die Stabilisierung abgesenkter Häuser und Strassen spezialisiert und befasst sich mit der Konsolidierung und Festigung des Untergrunds. Seit über fünfzehn Jahren ist sie in den Bereichen Strassen und Flugpisten tätig, zum Beispiel beim Verfestigen und Verdichten bei Senkmulden oder beim Stabilisieren des Fundamentuntergrunds von Strassenstützmauern.

URETEK arbeitet mit viel Engagement an der Weiterentwicklung ihrer Technologie, um den Herausforderungen der immer schneller werdenden Zeit gewachsen zu bleiben. Dank innovativer Forschung können für die verschiedensten Probleme optimal angepasste Lösungen angeboten werden.

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Behandlung des Strassenuntergrundes durch Injektion von Expansionsharzen

rb — Wed, 06 Jul 2005 16:11:23 +0000

Durch jüngste Forschungsentwicklungen bei der Behandlung von Böden mit Injektion von Expansionsharzen konnten auch im Strassenbereich interessante Ergebnisse erzielt werden. Im Glarnerland wurden auf diese Weise zwei Strassenstücke saniert und damit ein Neuaufbau des Strassenuntergrundes hinfällig.

Oft werden bei auf Aufschüttungsmaterial gebauten Strassen (beispielsweise Strassen am Berghang oder auf Auffüllungen) mit der Zeit Abnutzungserscheinungen des Bodenbelages festgestellt, die durch Risse und Setzungen deutlich sichtbar sind. Letztere sind oftmals auf Senkung des Strassenuntergrundes oder des Bodens, auf dem dieser aufliegt, zurückzuführen und beruhen auf einer mangelnden Verfestigung des Bodens oder auf Volumenverlusten desselben auf Grund von Ausschwemmungen.

Durch die Verfestigungs- und Verdichtungsmassnahmen des URETEK Deep Injections^®-Systems soll die Tragfähigkeit des Strassenuntergrundes erhöht werden, indem gleichzeitig etwaige Hohlräume gefüllt werden und die relative Dichte des zu behandelnden Bodens gesteigert wird. Die patentierte Verfahrensmethode besteht in der Tiefenverdichtung des Bodens mit Injektion polyurethanischer Harze, die bei ihrer Expansion auf die umliegende Festmasse verdichtend wirken und somit die Konsistenz erhöhen.

Die Bohrung der Injektionslöcher erfolgt von Hand durch Elektrobohrer mit Kettenvorschub oder durch ölhydraulische Minibohrsonden. Die Bohrlöcher haben einen Durchmesser von 18 bis 26 mm und werden durch die Teerschichten oder Betonplatten (bei Betonstrassenbelägen oder Flughafenstrukturen) hindurch in einer maximalen Länge von 3 bis 4 Metern gesetzt. Das Verlegen der Injektionsleiter erfolgt nach Abschluss der Bohrung, anschliessend beginnt man mit der Injektion an sich. Mit einer Pistole, die an die Bohröffnung angesetzt wird, spritzt man die Harzmischung. Diese wird in einer eigens dafür vorgesehenen Mischkammer vorbereitet. Die Injektion wird sofort unterbrochen, sobald die gewünschte Anhebung erreicht ist. Dies wir in Realzeit mit entsprechenden Instrumenten gemessen. Der Materialfluss wird unterbrochen und die durch die sekundenschnelle Ausdehnung der Harze erzielten Bewegungen werden sofort eingestellt.

In einem Achsenabstand von 60 cm werden Löcher in den Untergrund gebohrt. Dies geschieht nach einem genauen Injektionsplan.

Das überschüssige Injektionsmaterial quillt aus der Trockenmauer und wird entfernt.

Injektionsplan

Die Bohrlöchersequenz, durch welche die Einspritzung erfolgt, sowie die Ausführungs- und Kontrollmodalitäten werden festgelegt und im Rahmen eines speziellen Planes auf Grundlage der zu erreichenden Ziele ausgearbeitet. Die Injektionsstellen werden alternierend gesetzt, sodass die Dissipation des Druckes, der sich infolge der Harzausdehnung im Boden einstellt, gefördert wird. Die Arbeiten werden für ihre gesamte Dauer durch ein spezielles Laserinstrument überwacht, mit dem die Bewegung der Strassenoberfläche mit einer Genauigkeit von > 0,1 mm festgestellt werden kann. Für diese spezielle Anwendung wird ein Harz mit niedrigem Expansionsdruck, hoher Dichte und hoher Druckfestigkeit in festem Zustand verwendet. Die Härtungszeit des Materials ist im Vergleich zu den für die Verfestigung verwendeten Harzen relativ lang: damit kann das Material effizienter in die Struktur eindringen.

Im Sernftal angewendet

Im Glarnerland auf der Strecke zwischen Schwanden und Engi wurde im September 2004 das Verfahren in zwei Baulosen auf der Sernftalstrasse angewandt.

Die am Berghang errichtete Strasse mit Asphaltbelag grenzt bergseitig an eine Bruchsteinmauer und talseitig an eine Trockenmauer aus Bruchsteinen mit einer Höhe bis zu 3 Metern. Talseitig wurde ein Betonbord in von etwa 50 cm aufbetoniert, in dem die Streben der Leitplanken verankert sind. Auf Grund zahlreicher Neuasphaltierungen beläuft sich die Gesamtdicke des Asphaltbelages auf 15 bis 20 cm. Die darunterliegende Kiesschicht hat eine Dicke von 60 cm. Unter dieser befindet sich Moränenschüttgut. Seit vielen Jahren gab der Bodenbelag an manchen Stellen nach. Dies führte zu gefährlichen Setzungen auf der Fahrbahn. Der mögliche Einsatz der URETEK-Methode wurde vom planenden Ingenieur sofort in Betracht gezogen und ein Preisvergleich mit einer zweiten Ausführungsvariante erstellt. Zwei Vorteile sprachen klar für die URETEK-Methode: die Möglichkeit beinahe ohne Verkehrsbehinderung zu sanieren und die Kosten.

Zunächst wurde eine Reihe von Bohrungen mit einem Achsenabstand von 60 cm auf dem Bodenbelag, entlang der Fundamente und der zu bearbeitenden Mauer ausgeführt. Anschliessend wurde in jede Bohrung ein Kupferrohr eingeführt an das die Injektionspistole angesetzt wurde. Durch das Einspritzen in den Fundamentbereich der Mauer und der Strasse konzentrierte man sich in der ersten Massnahmenphase direkt auf die Fundamente und injizierte flüssiges Material mit kontrolliertem Druck. In einem zweiten Schritt und mit derselben Vorgangsweise wurden das Ganze in einer zweiten und dritten Injektionsebene wiederholt, sodass die Festigungsmassnahmen bis in eine Tiefe von 3 m der Arbeitsebene gesetzt werden konnten. Es handelte sich um ein darunterliegendes Volumen von insgesamt 100 bis 120 m³ des Fundaments der Stützmauer und betraf 150 m² Strassenabschnitt, mit einer durchschnittlichen Anhebung von ca. 2 mm.

Die Injektionen erfolgten allmählich, durch die Entnahme der von oben bis in die Stützebene eingeführten Rohre. Das behandelte Volumen entspricht insgesamt 350 m³. Die Effizienz der Injektionen wurde durch die Durchführung von zwei Penetrometervergleichsproben überprüft, die vor Ort vor und nach den Massnahmen genommen wurden und eine beachtliche Konsistenzzunahme durch die Injektionen belegen.

Alberto Pasquetto, Dr. Ing. Geotech.,
URETEK Schweiz AG, Hergiswil

Schnitt durch den Aufbau der Sernftalstrasse. Dunkelrot dargestellt ist das eingespritzte Verdichtungsmaterial.

Die Ergebnissse des dynamischen penetrometrischen Testes zeigen eine deutliche Verbesserung des Untergrundes.

«Bis jetzt verhält sich das eingebaute Material gut»

«strasse und verkehr» hat bei Werner Brunner vom Ingenieurbüro Runge in Glarus nachgefragt, weshalb er als projektierender Ingenieur die URETEK-Injektionsmethode auf der Sernftalstrasse eingesetzt hat und mit welchem Erfolg.

Hatten Sie bereits Erfahrung mit dieser Methode sammeln können?
Dieses Verfahren konnte ich bereits bei Gebäudesanierungen einsetzen. So bei einem Haus in Braunwald, das in einem Hang steht der recht viel Wasser führt. Wir haben dort das URETEK-System zur Fundamentstabilisierung angewendet. Auch im Kleinen habe ich dieses System schon eingesetzt zum Beispiel bei Stützmauern.

Weshalb haben Sie sich entschieden, das System bei einer so grossen Anwendung einzusetzen?
Wir hatten den Auftrag, die Kunstbauten der Sernftalstrasse zu beurteilen. Der ganze Aufbau der Strasse war schlecht. Wir hatten sehr grosse Setzungen im Strassenbelag festgestellt. Es zeigte sich, dass sowohl der Untergrund als auch die Trockenstützmauern verfestigt werden mussten. Wir haben dann zwei Sanierungsvarianten miteinander verglichen. Die eine Variante wäre ein neuer Gesamtaufbau gewesen, die andere die Injektionsvariante. Wir haben uns zusammen mit dem Bauherrn entschieden, das System hier anzuwenden, obwohl es die erste Anwendung auf einer Schweizer Asphaltstrasse war.

War es vor allem eine Kostenfrage, dass Sie sich für dieses System entschieden haben?
Ja, ganz klar. Ein Neuaufbau der Strasse wäre in diesem Fall nicht nur sehr aufwändig gewesen sondern auch geländetechisch sehr schwierig. Es besteht an dieser Stelle kaum Platz für Umfahrungsmöglichkeiten. Man kann aber nicht generell sagen, dass diese Anwendung immer günstiger ist. Man muss jede Situation einzeln beurteilen.

Was waren die Risiken?
Das System wurde so in der Schweiz noch nie angewendet und wir wussten nicht, ob sich der Strassenabschnitt so verhalten wird, wie wir das erhofften. Die Kontrollmessungen durch die Baudirektion haben nun gezeigt, dass es in der Zwischenzeit eines Jahres keine Setzungen mehr gegeben hat.

Interview: Martin Etter

Der Beitrag Behandlung des Strassenuntergrundes durch Injektion von Expansionsharzen erschien zuerst auf URETEK Schweiz AG.