Die Kurz-Zusammenfassung hier im Video

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Abb. 1: Abgesackte Hallenstütze – Blick von außen © Uretek

Das hätte sich die Bauunternehmung Schulze (Name vom Autor geändert) auch nicht träumen lassen: nur wenige Jahre nach der Erweiterung einer Industriehalle kam eine Reklamation des Bauherrn. Eine Fundamentstütze war um fast 60 mm abgesackt. Obwohl er nicht mehr in der Gewährleistung stand, fühlte er sich für die Instandsetzung verantwortlich.

Abb. 2: Deutlich geöffnete Fuge durch die Absenkung © Uretek

Ein weiterer, nicht zu unterschätzender Aspekt bei der Ausführung von Bauprojekten ist der Faktor Zeit. Ob es ein anstehender Eröffnungs- oder Bezugstermin ist oder eine Nutzungsunterbrechung, die möglichst kurz ausfallen soll, Zeit ist in der Regel nicht im Überfluss vorhanden. Ganz im Gegenteil ergeben sich oft – gerade bei Sanierungen – nur sehr schmale Zeitkorridore für die Bauausführung. Und das beeinflusst natürlich in erheblichem Maße die Materialauswahl oder die Entscheidung für oder gegen eine bestimmte Baumethode. Aber auch hier gibt es mittlerweile Baumaterialien und –verfahren, derer sich ein Bauunternehmer bedienen kann, die einen schnellen Arbeitsfortschritt ermöglichen. Auch wenn sie nicht in seinem normalen eigenen Portfolio stehen.

So ist ein Kernmerkmal der Uretek-Methode die extrem kurze Aushärtezeit der injizierten Expansionsharze. Schon nach ca. 15 Minuten ist das Material im Baugrund zu mehr als 90% ausgehärtet. Das bewirkt eine quasi sofortige Belastbarkeit der injizierten Flächen. Insbesondere in Logistik- und Rangierbereichen spielt so diese Injektionsmethode bei der Stabilisierung oder Anhebung von Betonböden und -platten ihre Stärke aus. Hier kann beispielsweise durch abschnittsweises Vorgehen im laufenden Betrieb gearbeitet und ein Betriebsstillstand komplett vermieden werden. Mit den konventionellen Methoden ist so etwas nur schwerlich erreichbar.

Auch in einem anderen Fall konnte die Injektionstechnik von Uretek dem Auftraggeber viel Zeit und Kosten ersparen – vermittelt von einem Bauunternehmer. In einem Regionalverteillager der Kaufhof AG, wurde in einer bestehenden Lagerhalle eine zusätzliche Bühne als Lagererweiterung eingebaut. Für diesen ca. 2.400 m² großen „Zwischenboden“ wurden insgesamt 84 Stahlstützen benötigt, die auf den vor-handenen Hallenboden aufgestellt werden sollten. Statische Berechnungen ergaben eine Einzellast je Stütze von ca. 220 kN. Somit stand für die Verantwortlichen fest, dass der Hallenboden (Plattendicke zwischen 14,5 und 20 cm, Bewehrung Q 188 in der Mitte der Platte) diese Last nicht aufnehmen kann. Die einfachste Möglichkeit der Lastabtragung schien zunächst der Einbau von Einzelfundamenten an jeder Stütze zu sein. Ein Auftrag, über den sich jeder Bauunternehmer sicher gefreut hätte.

Kosten- und Zeitaspekte führten die Verantwortlichen aber schließlich zu der Entscheidung für die Injektionshebetechnik von Uretek. Dazu erhielten die Stützen der Bühnenkonstruktion zunächst Stahl-Fußplatten. Die Injektionsarbeiten wurden dann in zwei Arbeitsschritten ausgeführt. Zunächst wurde vor Beginn der Einbauarbeiten der Bühne an den Stellen, wo später die Stützen stehen sollten, der Boden bis etwa 1,50 m unter Hallenfußboden injiziert und so weit verbessert, dass eine gleichmäßige und ausreichend große Lagerungsdichte für den Boden vorausgesetzt werden konnte.

Der zweite Durchgang der Injektionsarbeiten fand statt, nachdem die Bühnenkonstruktion aufgestellt und damit die Belastung durch das Eigengewicht aufgebracht war. Diese zweiten Injektionen wurden ca. 0,50 m unter Hallenfußboden bis zur Erzielung einer leichten Hebungsreaktion gesetzt. Damit konnte erreicht werden, dass der Boden im Bereich unmittelbar unter dem Stützenfuß eine so große Kohäsion erhielt, dass dadurch eine hinreichende Grundbruchsicherheit vorhanden war.

Funktionsweise der Injektionstechnik von Uretek

Die Uretek Deutschland GmbH mit Sitz in Mülheim an der Ruhr ist ein Spezialanbieter für Instandsetzungen von Betonböden und Fundamenten. Dabei wird eine speziell für die weltweit tätige Unternehmensgruppe patentierte Injektionshebetechnik eingesetzt. Durch die Injektion von Expansionsharzen werden Setzungsschäden saniert und die Tragfähigkeit von Fundamenten und Betonböden erhöht. Schnell, zerstörungsfrei und ohne Betriebsunterbrechung.

Die Injektionsmethode von Uretek läuft in drei Arbeitsschritten ab:

Bohren

Mit Spezialbohrern werden 16 mm-Bohrlöcher im Abstand von 60-120 cm durch die Fundamente bis zur Fundamentsohle und tiefer bis in die Problemzonen gesetzt. In diese Bohrlöcher wird eine entsprechend lange Injektionslanze eingesetzt.

Injizieren

Abb. 3: Eingezogene Zwischendecke mit den Stützen © Uretek

Danach wird die Injektionspistole an die eingesetzten Injektionsrohre angeschlossen und das Zweikomponenten-Expansionsharz injiziert. Beide Harzkomponenten werden in der Injektionspistole vermischt und unter kontrolliertem Druck in den Baugrund gepresst.

Expandieren

Innerhalb kürzester Zeit expandieren die zwangsgemischten Komponenten im Baugrund (Expansionskraft bis zu 10.000 kPa = 100 bar). Durch die Volumenvergrößerung der Harze (Polymerisation) und die dabei entstehende Expansionskraft wird der Baugrund örtlich aufgesprengt. Die Expansion der Harze erfolgt in Richtung des geringsten Widerstands und damit genau dort hin, wo die Verstärkung notwendig ist. Dabei bilden sich vertikale und diagonale, fein verästelte Harzlamellen aus, die zu-nächst eine horizontale Verspannung im Baugrund bewirken. Mit weiterer Verdichtung des Baugrunds wachsen die Horizontalspannungen im Boden bis auf das Maß der vertikalen Auflast an. Dabei kommt es lokal begrenzt zu einer messbaren Hebungstendenz von mind. 0,5 -1,0 mm. Durch dosierte weitere Injektionen kann so das Bau-werk millimetergenau bauwerksverträglich angehoben werden. Aufgrund der extrem kurzen Reaktionszeit der Harze und der millimetergenauen Überwachung durch Nivellierlaser wird der ganze Prozess genau kontrolliert und gesteuert.

Unabhängige Prüfinstitute bescheinigen den Expansionsharzen:

- langfristige Stabilität und Beständigkeit
- hohe Elastizität und Druckfestigkeit
- exzellente Umweltverträglichkeit
- beste chemische, mechanische und ökologische Eigenschaften

Ein LKW mit allen Werkzeugen, bis zu 70 m langen Schläuchen für den Produkttransport, den Komponenten selbst und Injektionspumpen ist gleichzeitig die Baustelleneinrichtung. Wenn der LKW vorgefahren ist, ist die Baustelleneinrichtung abgeschlossen.

Es werden kaum Verschmutzungen und nur geringe Lärmemissionen verursacht. Eine Räumung ist in vielen Fällen nicht notwendig oder bleibt auf ein Minimum beschränkt. Ohne Beeinträchtigung des Umfelds, praktisch ohne sichtbare Spuren zu hinterlassen, wird das Problem gelöst. Zudem gibt es keine langen Aushärtungszeiten des Spezialharzes. Die gleichmäßig verteilte Belastung erdgegründeter Fundamente wird wieder hergestellt. Vorteilhaft ist auch, dass die Elastizitätsmoduli von Injektions-harz und Baugrund ähnlich sind.

Abb. 4: Bohrkern zeigt unzureichende Bewehrung © Uretek

Bei der beschriebenen Methode handelt es sich um ein zulassungsfreies Verfahren, da kein Eingriff in die Statik des Baukörpers erfolgt, sondern lediglich der Baugrund verstärkt wird.

Eigenschaften des Uretek Expansionsharzes

In der endgültigen Form ist das Uretek-Expansionsharz ein expandiertes festes Material, welches folgende Produkteigenschaften aufweist:

Geringe Belästigung:

Abb. 5: Injektionen an den Ecken des Stützenfußes bis zum Materialaustritt © Uretek

Es werden kaum Verschmutzungen und nur geringe Lärmemissionen verursacht. Während der Sanierung kann normal weiter gearbeitet werden. Eine Räumung ist in vielen Fällen nicht notwendig oder bleibt auf ein Minimum beschränkt. Ohne Beeinträchtigung des Umfeldes, praktisch ohne sichtbare Spuren zu hinterlassen, wird das Problem gelöst.

Unmittelbares Ergebnis:

Es gibt keine langen Aushärtungszeiten des Spezialharzes. Ein angehobener Betonboden z.B. ist schon nach 15 Minuten wieder voll belast-bar. Die Expansionsharze üben auf die zu stabilisierenden oder anzuhebenden Objekte einen aufwärts gerichteten Druck aus. Das Ergebnis ist mittels Laserkontrolle direkt sichtbar.

Schnelligkeit und Genauigkeit:

Die schnelle Reaktion der zwei Kunstharz-Komponenten ermöglicht eine exakte Steuerung des Verfahrens. Toleranzen von weniger als +/- 5 mm pro Meter bei Betonböden, Straßenbelägen, Betonbauteilen sind erreichbar.

Geringes Eigengewicht:

Abb. 6: 3-Schritte-Technik für Betonbodenanhebung (ufl) und Fundamentstabilisie-rung (udi) © Uretek

Die Rohdichte des ausgehärteten Expansionsharzes beträgt 50-120 kg/m³. Dadurch wird der Untergrund kaum zusätzlich belastet; die Möglichkeit auftretender Sekundärsetzungen ist daher sehr gering.

Umweltverträglichkeit:

Die verwendeten Kunstharze sind FCKW-frei und dürfen daher praktisch unter allen Bedingungen verwendet werden. Die Anwendung führt nach Untersuchungen von Hygieneinstituten zu keiner Verschmutzung von Boden oder Grundwasser.

Optimale Flexibilität:

Die Durchführung der Arbeiten wird vom Umgebungsklima nur gering beeinflusst, denn die Verarbeitungstemperatur reicht von -20 °C bis +50 °C.

Hohe Produktivität:

Pro Tag lässt sich eine Oberfläche von ca. 400 m² Boden behandeln oder 150 laufende Meter Dilatationsfugen oder 8 bis 12 lfd. m Fundamente stabilisieren.

Stabilität:

Die Volumenverringerung der verwendeten Kunstharze ist minimal und beträgt weniger als 1 % über einen Zeitraum von zehn Jahren.

Keine Änderung der Fundamentstatik:

Abb. 7: Das Uretek-Einsatzfahrzeug bildet die Baustelleneinrichtung © Uretek

Die gleichmäßig verteilte Belastung erdgegründeter Fundamente wird wieder hergestellt. Vorteilhaft ist auch, dass die Elastizitätsmoduli von Injektionsharz und Untergrund ähnlich sind.

Nutzen der Uretek-Methode

Das Uretek-Verfahren ist eine Alternative zu den meisten konventionellen Verfahren zur Baugrundverstärkung, die in der Regel nicht zerstörungsfrei für die Umgebung verlaufen. Im Gegensatz dazu wird durch die Uretek-Methode eine Druckentlastung der Böden zum Zeitpunkt des Austauschs durch die unterfangene Fundamentierung und schwierige Arbeiten, wie Stemmen oder Aufgrabungen, vermieden.

In bestimmten Fällen ermöglicht die Uretek-Methode eine Anhebung von abgesackten Bauteilen. Im Gegensatz zu Anhebungen über hydraulische Zylinder bleibt das Bauwerk während der Injektionsvorgänge ständig abgestützt.

Die für die Stabilisierung und das Anheben von Bauwerken durch das Uretek-Verfahren erforderliche Zeit ist sehr viel kürzer als bei anderen Methoden. Die Installation der Ausrüstung der Injektionsprozesse und die Aushärtungsdauer sind in wenigen Minuten abgeschlossen, während andere Methoden Tage oder Wochen benötigen. Die „Belästigung“ wird auf einen Minimum reduziert.

Das flüssige Uretek-Harz gewährleistet zusammen mit dem Injektionsdruck ein vollständiges Auffüllen von Hohlräumen im Baugrund. Das Uretek-Verfahren kann bei Temperaturen zwischen -20°C und +50°C eingesetzt werden, wodurch es möglich ist, sowohl in der kalten Jahreszeit als auch in sehr heißen Sommermonaten zu arbeiten, vorausgesetzt, dass der Boden in der kalten Jahreszeit nicht gefroren ist, was im Hinblick auf die Baugrundtiefe der Fundamente ziemlich unwahrscheinlich ist.

Die Kurzfassung dieses Artikels erschien zuerst in Ausgabe 07-08_2024.