Injektionen

Lexikon: Injektion

Innovative Injektionstechnik

Injektionen
nach DIN EN 12715.

PORR Spezialtiefbau GmbH hat die Entwicklung der Injektionstechnik insbesondere im Hinblick auf die (Feinst)-Zementtechnologie stetig weiterentwickelt und darüber hinaus wichtige Forschungsarbeit auf diesem Gebiet geleistet. Durch eine Vielzahl ausgeführter Projekte verfügen wir über langjährige Erfahrung. Damit sind wir Ihr Partner mit umfassendem Know-how rund um Injektionsarbeiten.

Dokumentation der Qualität

Bei den Injektionsarbeiten setzen wir auf Mischanlagen und Injektionscontainer mit hochentwickelter Technik. Dabei werden alle wesentlichen Herstellparameter aufgezeichnet und stehen für die darauffolgende computerunterstützte Auswertung zur Verfügung. Auf diese Weise gewährleisten wir eine sichere Umsetzung auf gleichbleibend hohem Niveau.

Umweltfreundlich und sicher

Bei der Ausführung von Injektionsarbeiten und dem Einbringen von Injektionsmitteln in den Baugrund legen wir großen Wert auf Nachhaltigkeit. Aus diesem Grund haben wir grundwasserverträgliche Injektionsgele entwickelt, für die wir über allgemeine Bauartgenehmigungen (ehemals bauaufsichtliche Zulassung) des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) verfügen. Bei jeder Baumaßnahme werden die Aspekte der Nachhaltigkeit vor Beginn eingehend geprüft.

Technische Broschüre
Injektionen

Technische Broschuere Injektion

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Technische Broschuere Weichgel Injektion

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Bild zeigt eine Baugrube; im Boden stecken dünne Stahlröhren, die Injektion ist ein Verfahren des Spezialtiefibaus — Weichgelinjektionssohle bei einer Baugrube

© PORR

Anwendungen

Injektionen werden im Lockergestein und Fels für Verfestigungen und Abdichtungen des Baugrunds eingesetzt.

Zu den Anwendungen gehören:

Dichtsohlen in Baugruben
Unterfangungen von Gebäuden oder Bauwerken
Untergrundabdichtungen / Dichtungsschleier
Kontrollierte Hebungen
Hohlraumverfüllungen
Rohrschirmdecken
Bodenstabilisierungen
Mauerwerkssanierungen

Vorteile

Verfestigung und Abdichtung des Baugrundes
Flexible Anpassung der Ausführung bei neuen Erkenntnissen zum Baugrund, unvorhergesehenen Hindernissen oder Planungsänderungen.
Einsatz unter begrenzten Platzverhältnissen und eingeschränkter Arbeitshöhe mit kleineren Geräten.
Die Injektionstechnik ist setzungsarm und bietet die Möglichkeit von gezielten, gewünschten Hebungen der Bestandsbebauung.
Injektionen werden geräuscharm und erschütterungsfrei hergestellt und eignen sich daher besonders gut in dicht besiedelten Gebieten und im Bereich von erschütterungsempfindlichen Nachbargebäuden.
Sehr niedriger CO₂-Footprint durch minimalen Einsatz von Zement und deutlich weniger Transporten.
Umweltfreundliches Verfahren mit Weichgelen aus grundwasserverträglichen Inhaltsstoffen.
Geringe Bodenbelastung beim Einsatz von eigenem Bio-Weichgel. Dabei handelt es sich um ein erprobtes Verfahren: Für Weichgele sind vier eigene „Allgemeine Bauartgenehmigungen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt)" vorhanden.
Die Sicherheit bei der Ausführung wird durch hohe Standards bei der Qualitätssicherung überwacht.

Aufgrund der vielen Ausführungsvarianten sind für jede Baustellensituation und für jeden Baugrund optimale Lösungen möglich.

Grundlagen

Normen und Regeln

Die Bemessung von Injektionskörpern erfolgt nach

DIN 4093:2015-11 Bemessung von verfestigten Bodenkörpern – Hergestellt mit Düsenstrahl-, Deep-Mixing oder Injektions-Verfahren.
DIN EN 12715: Ausführung von Arbeiten im Spezialtiefbau – Injektionen sowie die deutsche Fassung EN 12715:2000
Allgemeine Bauartgenehmigungen:
Z-101.34-35 Silikatgel SIG-60 / Z-101.34-39 Bioweichgel / Z-101.34-43 Silitight 69 / Z-101.34-61 Silitight-69-BIC

Injektionsmaterialien

Die Auswahl der Injektionstechnologie und des Injektionsmaterials richtet sich nach dem vorgegebenen Ziel der Injektion und den bodenmechanischen Eigenschaften des zu behandelnden Fels- oder Lockergesteins. Böden sind ohne die Zerstörung des Bodengefüges jedoch nur dann injizierbar, wenn die Korngröße des einzutragenden Feststoffanteils im Verhältnis klein genug zum mittleren Porenraum gewählt wird.

Deshalb ist eine auf die Ziele der Injektionsarbeiten ausgerichtete Baugrunduntersuchung unbedingt erforderlich. Abhängig von der Kluftweite oder dem Mindestkorndurchmesser und der Kornverteilung aus der Siebanalyse sowie den weiteren bodenmechanischen Parametern lässt sich ein geeignetes Injektionsmittel bestimmen.

Verfügbare Injektionsmaterialien

Zement / Feinstzement als Pasten oder Suspensionen
Aufgrund von Umweltaspekten setzen wir hierbei vermehrt auf (Ultra-) Feinzemente als ökologische Alternative zur Chemikalinjektion.
Chemische Injektionsmittel wie Silikatgel, Weichgele, Polyurethan
Mit den selbst entwickelten Weichgelen, darunter ein Bio-Weichgel mit allgemeiner Bauartgenehmigung, nutzen wir eine weitere wirtschaftliche Lösung mit hervorragender CO₂ -Bilanz.

Injektionsverfahren

Für die Herstellung von Injektionskörpern gibt es verschiedene technologische Möglichkeiten.

Lanzeninjektion

Bei der Lanzeninjektion werden Verpresslanzen in das Lockergestein oder den aufgelockerten Fels gebohrt oder gerammt. Die einzubringenden Lanzen werden auf unterschiedlichen Tiefen abgesetzt oder es wird bei Rückzug der Lanze über die Öffnung am Lanzenende das Injektionsgemisch in den Untergrund eingepresst.

Die Vorteile: Das Verfahren ist schnell und leicht einsetzbar und selbst kleine Injektionsvorhaben lassen sich wirtschaftlich realisieren.

Packerinjektion

Die Packerinjektion wird in der Regel im standfesten Gebirge (Fels) eingesetzt. Dabei wird die Bohrung über Einfach- oder Doppelpacker abgedichtet und die Klüfte und/oder Spalten der freiliegenden Bohrlochwand injiziert. Die zu injizierenden Höhenbereiche wählen und/oder behandeln wir hierbei in Abhängigkeit vom Zustand des Gebirges.

Manschettenrohrinjektion

Die Anwendung des Manschettenrohrverfahrens ist die technisch beste Art der injektionstechnischen Behandlung von Lockergestein sowie nicht standfestem und klüftigem Gebirge. Bei diesem Verfahren werden Manschettenrohre in eine zuvor herzustellende Bohrung eingebaut. Manschettenrohre besitzen in regelmäßigen Abständen (ca. alle 30 bis 50 cm) Injektionsöffnungen, die mit Gummimanschetten abgedeckt sind. Nach Einbau des Rohres wird der Ringraum zwischen Bohrlochwand und Rohr mit einer Mantelmischung mit geringer Festigkeit umhüllt. Der Mörtel stabilisiert das Bohrloch und dichtet das Injektionsbohrloch nach oben ab.

In das Manschettenrohr wird nach dem Setzen ein höhenversetzbarer Einfach- oder Doppelpacker eingebaut, wodurch der entsprechende Abschnitt des Rohres mit der Injektionssuspension beaufschlagt werden kann. Unter ausreichendem Druck öffnet sich das Ventil (Manschette), die vorhandene Mantelmischung wird aufgerissen und der Untergrund in der Höhe definiert injiziert. Durch die Ventilwirkung der Injektionsmanschetten kann der Untergrund mehrfach behandelt werden. Auch unterschiedliche Injektionsmittel (z. B. mit unterschiedlichen rheologischen Eigenschaften) lassen sich nacheinander auf einer Injektionsstufe einpressen. Dieses Verfahren eignet sich somit ideal für sehr hochwertige Injektionen in schwierigen Baugrundverhältnissen.

Qualitätssicherung

Für jede Injektionsmaßnahme legen wir ein maßgeschneidertes Qualitätssicherungsprogramm fest. Darin werden unter Berücksichtigung der Anforderungen nach DIN EN 12715 Prüfungen in allen Ausführungsphasen definiert. Die konkrete Vorgehensweise und der Umfang der Untersuchungen müssen für jede Baumaßnahme im Vorfeld bestimmt und ausgeschrieben werden. Als Experten beraten wir Sie hierbei gerne.

Ständige Suspensionskontrolle

Die gleichmäßige Qualität des Injektionsmittels ist für den Injektionserfolg entscheidend. Deshalb werden die rheologischen Eigenschaften des Injektionsmittels, insbesondere Dichte und Fließeigenschaften, täglich mit Baustellenversuchen überwacht und dokumentiert. Unsere Fachteams sind in den Kontrollabläufen geschult, erkennen Veränderungen frühzeitig und gewährleisten durchgehend Sicherheit.

Sicheres Vorgehen durch digitale Injektionsüberwachung

Für jede Injektionsbohrung werden während des Injektionsvorgangs die wesentlichen Parameter wie Durchflussmenge und Injektionsdruck kontinuierlich digital aufgezeichnet und der computergestützten Auswertung zugeführt. Diese Vorgehensweise ermöglicht kontinuierliche Sicherheit in unseren Arbeitsabläufen.

Sorgfältige Auswertung

Um den Injektionserfolg zu kontrollieren, werden die Ergebnisse der Injektionsprotokolle zusammengefasst und ausgewertet. Außerdem werden anhand von Kernbohrungen die Verfestigungskörper überprüft. Je nach Baugrund werden zusätzlich Bohrlochversuche zur Feststellung der Durchlässigkeit ausgeführt.

Eine hohe Ausführungsqualität stellen wir sicher duch:

Individuell abgestimmte Verfahrensanweisungen
Eigene allgemeine Bauartgenehmigungen des DIBt für Weichgele
Einhaltung der Anforderungen aus der Ausführungsnorm DIN EN 12715
Ständige Kontrolle des Injektionsmittels
Digitale Überwachung und Auswertung der Herstellparameter
Klare Prozesse über unser Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN 9001:2015

Ausführungsvarianten

Dichtsohlen mit Weichgelinjektion

Wirtschaftlich und umweltfreundlich

Dichtsohlen dienen der flächenhaften Abdichtung von Baugrubensohlen gegen vertikal aufsteigendes Grundwasser. Alternativ zum Düsenstrahlverfahren (DSV) stellt PORR Spezialtiefbau GmbH sehr wirtschaftliche, ausführungstechnisch sichere Weichgelinjektionssohlen her – mit einer hervorragenden CO_² -Bilanz. Für Weichgele hat PORR Spezialtiefbau GmbH vier allgemeine Bauartgenehmigungen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) erwirkt:

Die Injektionsbohrungen für den Einbau der Injektionsrohre werden z. B. mittels Spülbohrung oder im Rammverfahren über die gesamte Baugrubenfläche in einem zueinander festgelegten Abstand hergestellt. Durch die in die Bohrlöcher eingebauten Injektionslanzen/-ventile erfolgt das Einpressen des Weichgels in die Porenräume des Baugrunds im Injektionshorizont. Das Verpressen des Weichgels entspricht einer klassischen Penetrationsinjektion: Pumpendrücke bzw. Pumpraten werden so eingestellt, dass die stabile Injektionsmischung die Porenräume des Bodens penetriert und somit dessen Durchlässigkeit reduziert.

Unterfangungen / Poreninjektion mit Manschettenrohren

In geeigneten Böden können mit der Poreninjektion neben Abdichtungskörpern auch statisch wirksame Unterfangungskörper ausgebildet werden. Unsere Experten verfügen über umfassende Erfahrung und Kompetenz in der Ausführung dieser anspruchsvollen Injektionsarbeiten.

Untergrundabdichtungen / Kluftinjektion

Sichere Abdichtung in jeder Umgebung

Die Wahl des Bindemittels und der rheologischen Eigenschaften richtet sich nach der Größe der Klüfte. In der Regel wird bei standfestem Fels zunächst die Injektionsbohrung bis auf Endtiefe gebracht und anschließend das Bohrloch abschnittsweise verpresst. Die Länge der Verpressabschnitte wird in Abhängigkeit der Kluftabstände gewählt.

Felsinjektionen werden häufig zur Abdichtung des Untergrundes unter Talsperren ausgeführt. Dank der großen Bandbreite unserer technischen Möglichkeiten passen wir unsere Gerätetechnik so an, dass wir auch unter beengten Platzverhältnissen lange Bohrungen richtungsgenau ausführen können.

Hebungsinjektion

Kontrollierte Hebung für hohe Sicherheit

Durch Tunnelbauvorhaben oder Veränderungen des Grundwasserspiegels können Setzungen an Bauwerken auftreten. Mittels Hebungsinjektionen können diese Schiefstellungen wieder korrigiert werden. Durch unsere umfangreiche Messtechnik während der Ausführung gewährleisten wir ein hohes Maß an Sicherheit.

Mauerwerksinjektion

Erhaltung historischer Bausubstanz

Neben Injektionen im Baugrund wird diese Technik auch für die Sanierung alter Bausubstanz eingesetzt. Die Kombination von Spezialtiefbautechnik und denkmalpflegerischer Behandlung von Gründung und Mauerwerk gehört zu unseren Kernkompetenzen.

Hohlraumverfüllung

Dauerhafte Sicherung

Bei der Hohlraumverfüllung werden gezielt Hohlräume angebohrt und mit geeignetem Injektionsmaterial verfüllt. Insbesondere in Gebieten mit Altbergbau kommt dieses Verfahren häufig zum Einsatz.

Durch den Einsatz moderner Aufbereitungs- und Fördertechnik sind wir in der Lage, gezielt große Hohlräume mit definiertem Material dauerhaft zu sichern

Compaction grouting

Verdrängen und verdichten

Eine Verdrängungsinjektion, auch compaction grouting genannt, wird wie eine Lanzeninjektion ausgeführt. Als Injektionsmittel werden Mörtel und steife Suspensionen eingesetzt. Durch das Einpressen des Injektionsmittels wird der umgebende Bodenbereich verdrängt und hierdurch verdichtet. Das Einpressvolumen kann flexibel je nach Bodenschicht angepasst werden. Auf diese Weise lassen sich sowohl einzelne Schichten verdichten als auch durchgängige Säulen herstellen, die als Tragelemente wirken.