Spundwandsanierung durch Vorplattung

In Gewässern errichtete Stahlspundwände korrodieren am stärksten in der Wasserwechselzone, das heißt im Übergangsbereich von Luft zu Wasser und besonders in, durch Gezeiten beeinflussten, salzhaltigen Gewässern. In der Regel ist es der Bereich von + 1 m bis - 2 m NN.

Durchgeführte Ultraschall-Wanddickenmessungen haben zu der Erkenntnis geführt, dass bei bereits vorhandenem Lochfraß in der Wasserwechselzone, das Restmaterial, insbesondere das ständig von Wasser oder Boden umgebenen, Abrostungen von nur fünf bis maximal zwanzig Prozent der ursprünglichen Wanddicke zeigen.

Durch die Entwicklung der Unterwasser-Schweißtechnik in den letzten zehn Jahren, besteht heute die Möglichkeit, durch eine Vorplattung mit ausbetonierten Zwischenräumen, nicht nur die Korrosion zu stoppen sondern, bei Verwendung von entsprechenden Stahlprofilen und Blechen und Schweißnähten von a=6mm auch die Statik der Spundwand weitestgehend wieder herzustellen.

Eine Sanierung durch Vorplattung ist erheblich kostengünstiger als eine Neurammung. Sie erfordert in der Regel keine räumliche Veränderung von Anlagen oder Durchfahrten.

Zur Zeit werden sogar Spundwandverstärkungen von noch nicht sanierungsbedürftigen, aber erhöhten Belastungen ausgesetzten Wänden geprüft und ernsthaft in Erwägung gezogen.

Ein weiterer Vorteil der Sanierung durch Vorplattung ist die unwesentliche Einschränkung der Nutzung der Kaianlage während der Ausführungszeit. Durch gezielte Planung und zeitlich abgestimmte Arbeitseinteilung, kann die Sanierung in kleinen Abschnitten durchgeführt werden. Durch entsprechende Befenderung der Pier, wird auch während der Schiffsliegezeiten weiter gearbeitet.

Chronologischer Ablauf der Sanierungsarbeiten

1.) Vorbereitende Arbeiten und Maßnahmen

Die Spundwand wird im Bereich der zu bearbeitenden Fläche, mit einer Zugabe von ca. 10 cm nach allen Seiten, mit einem Hochdruckwasserstrahlgerät gereinigt und entrostet. Der Wasserdruck sollte mindestens 240 bar betragen, um eine metallisch saubere Fläche zu erhalten. Im Überwasserbereich kann mit Rückstoßlanze von einem stabilen Floß, oder einem ähnlichen Fahrzeug aus, bei Verwendung von Schutzbrille und Anzug gearbeitet werden. Der Unterwasserbereich wird von einem Taucher mit rückstoßfreier Lanze abgestrahlt. Wenn nötig, muss der Schweißnahtbereich mit einer Sandstrahldüse oder mit einer Luft/Hydraulik Flex behandelt werden.

Parallel zur Reinigung, wird eine Schablone für das Ausbrennen der Bodenbleche, unter Berücksichtigung der 30° Neigung angefertigt, so das die Bleche bestellt werden können. Nach Lieferung der Bleche, Profilstähle und Pratzen können diese wie folgt für den Einbau vorbereitet werden:

Die Abstandhalter (T 80) werden nach Bedarf auf Länge gebracht. Am oberen Stegende wird ein Anschlagauge ausgebrannt und das untere Stegende mit 30° abgeschrägt, damit das Bodenblech später mit dieser Neigung untergesetzt werden kann.

Die Vorplatten werden auf der Innenseite mit Pratzen bestückt. Um diese gleichmäßig und schnell aufsetzen und heften zu können, wird eine Schablone aus leichtem L-Stahl, etwa 30x3 cm angefertigt. Die Pratzen werden dann umlaufend mit der Platte verschweißt.

Die Bodenbleche werden einbaufertig geliefert. Für den mühelosen und schnellen Einbau wird eine Absenkhalterung mit vorgegebener 30°-Neigung , ebenfalls aus L-Stahl angefertigt. Für den Einbau der Abstandhalter und Platten werden entsprechend lange Hakenbleche ausgebrannt. Sie dienen, an die Spundwand angeheftet, als Widerlager zur Ankeilung vorgenannter Bauteile.

Das Anheften der Pratzen in die Spundwandtäler, wird durch eine Schablone in Form eines Doppelkreuzes aus L=Stahl, erheblich erleichtert. Damit braucht nur noch der Sitz des ersten Paares markiert zu werden.

2.) Verschließen von Durchrostungen und kleinen Löchern

Diese Schäden treten meist im Schenkel, manchmal auch bis in den Rücken der Bergbohle auf. Überdeckende 4 mm-Bleche werden aufgelegt und gut geheftet. Sie dienen als verlorene Schalung und verhindern ein ungewolltes, unkontrolliertes Abfließen des Betons in die Hohlräume, meist unbekannter Größe, hinter der Spundwand.

3.) Ersetzen stark beschädigter Bergbohlen

Ist die Bergbohle stark verformt oder zerstört muss sie durch ein entsprechendes U-Profil überlappend ersetzt werden. Dieser Grad der Beschädigung wurde bisher nur bei Larsen-Profilen vorgefunden. Hier sitzen die Schlösser seitlich in den Tälern. Zunächst müssen, eventuell durch die Verformung entstandene, Überstände abgebrannt werden, danach werden die U-Profile aufgesetzt . Um die Flanschenden bündig auf die Schlösser pressen zu können, werden folgende Hilfsmittel eingesetzt:

Zwei M20-Gewinde-Stangen, mit an einem Ende angeschweißten Flachstählen, werden links und rechts neben der Pressstelle, mit je einer Fallnaht in die Täler geschweißt.

Ein U-80 Profil, 700 mm lang und mit zwei Langlöchern versehen, wird auf die Gewindestangen geschoben. Große Unterlegscheiben werden aufgesetzt und mit zwei Muttern kann so der Bohlenersatz fest auf die Schlösser gepresst und geheftet werden. Bei Bedarf werden die Gewindestangen entsprechend versetzt. Nun kann die notwendige, 3-lagige Verschweißung erfolgen.

4.) Einbau der Abstandhalter

Die vorbereiteten Abstandhalter werden auf die mit einem Kreidestrich markierte Stelle mittig auf dem Bohlenrücken aufgesetzt, an der oberen Stirnseite geheftet, mit einer Wasserwaage ausgerichtet, dann mit Hilfe der einseitig gehefteten L-Knacken verkeilt und geheftet. Beim Verschweißen ist auf einen regelmäßigen Seitenwechsel zu achten, um ein seitliches Verziehen des T-Profiles zu vermeiden.

5.) Einbau der Pratzen in die Spundwandtäler

Der Sitz des oberen ersten Pratzenpaares wird ausgemessen und angezeichnet. Die beiden Pratzen werden eingeheftet. Für das Einheften der weiteren Pratzen wird die Schablone jeweils auf das zuletzt eingeheftete Pratzenpaar gehängt. Durch den Einsatz dieses einfachen Hilfsmittels wird der Einbau erheblich verkürzt und die Abstände exakt eingehalten. Sind die Pratzen alle angeheftet, werden sie rundum verschweißt.

6.) Einbau der Platten

Die vorbereitete Platte wird am oberen Pratzenpaar mit einem Stropp am Hebegerät (Kran, Stapler mit aufgesetzter Winde) befestigt und auf Einbauposition gebracht. Oben bündig und seitlich gleichmäßig ausgerichtet wird sie mit Hilfe der L-Knacken auf den Abstandshalterflanschen verkeilt und geheftet. Die Verkeilung wird entfernt und die Platte wechselweise beidseitig durchgehend verschweißt.

7.) Einbau der Bodenbleche

Das Bodenblech dient als Schalung und soll das Spundwandtal am unteren Ende der Vorplattung verschließen. Es wird mit der Absenkhalterung und vorgegebenem Neigungswinkel dem Taucher zugereicht. Der Taucher drückt das Blech ins Tal und lässt die Halterung etwas anheben. In dieser Position können Bodenblech und Vorplatte geheftet und verschweißt werden. Im Spundwandtal braucht nicht geschweißt zu werden, da sich das Bodenblech durch die Schräglage und vom später eingebrachten Beton nach unten gedrückt im Spundwandtal verkeilt. Um die Öffnung vor dem Spundwandrücken zu verschließen, wird ein passendes Stück Flachstahl mit gleichem Neigungswinkel eingeschweißt.

8.) Einbau von Rohrdurchführungen

Im Bereich von Ausläufen der zu sanierenden Spundwand werden die Platten vor dem Einbau mit entsprechenden Aussparungen für die Durchführungen versehen. In die vorhandenen Ausläufe werden passende Rohre als Verlängerung eingeschoben und sollten ca. 2 cm vor den Platten enden. Jetzt wird eine dem Außendurchmesser entsprechend genau ausgebrannte quadratische Deckplatte aufgesetzt und rundum sowohl mit der Platte als auch mit dem Verlängerungsrohr verschweißt.

9.) Einbau des Unterwasserbetons

Nachdem der stahlbauliche Teil der Sanierung abgeschlossen ist, kann der Raum zwischen der Spundwand und der Vorplattung mit Unterwasserbeton verfüllt werden. Hierzu wird ein Ponton benötigt, von dem aus der Pumpenschlauch in die Täler zwischen den Pratzen eingeführt werden kann. Es ist wichtig, den Schlauch bis auf das Bodenblech abzusenken, damit sich der einfließende Beton nicht entmischen kann. Die Täler werden so weit wie möglich über den oberen Rand der Platten aufgefüllt, damit nach dem "Anziehen" des Betons die Ablaufschräge geformt werden kann. Eventuell muss hierbei von Hand mit etwas Restbeton aus einem Behälter nachgefüllt werden. Aus optischen Gründen wird der an den Platten bis zur Wasserlinie heruntergelaufene Beton vor dem Abbinden mit einem Besen abgewaschen.