Preventer stark gegen Wasserdruck

Über 20 Mio. Euro lassen sich die Hessische Straßen- und Verkehrsverwaltung sowie die Deutsche Bahn das Unterführungsprojekt auf der Bahnlinie von Mainz nach Frankfurt im hessischen Ginsheim-Gustavsburg kosten. Um das drückende Grundwasser von der Unterführung fernzuhalten, mussten Spundwände bis zu einer Tiefe von zehn Metern unterhalb des Grundwasserspiegels in die Erde gerammt und temporär rückverankert werden – laut Bemessung mit 21 m langen Pfählen. Um in der Kies- und Sandschicht zu bleiben und die Pfähle beim späteren Aushub problemlos zurückbauen zu können, dürfen diese mit nur sieben Grad Neigung eingebaut werden. Schon in der ersten Ankerlage zeigte sich, dass der Grundwasserspiegel mindestens 1,5 m über der Bohrebene für die späteren Zugpfähle liegen wird. Die ursprünglich vorgesehenen Tragglieder hätte das ausführende Unternehmen, Aventas Grundbau aus dem saarländischen Illingen, nicht einbringen können, ohne einen Grundbruch auszulösen.

Die Lösung: das Preventer-System von Ischebeck. Dieses System erlaubt es, trotz anstehenden Wassers die Spundwand zu durchbohren und den Mikropfahl einzubauen. Es besteht aus einem Ventil, das über eine Steuereinheit und Druckluft geöffnet oder geschlossen werden kann. Im geschlossenen Zustand verhindert das Ventil ungewollten Rückfluss beziehungsweise reduziert ihn auf ein Minimum. Dazu befestigten die Arbeiter den Preventer – mit dem man gegen eine Wassersäule bis 20 m (2 bar) bohren kann – am Bauwerk, bevor sie mit dem eigentlichen Einbau der Mikropfähle begannen. Typische Einsatzbereiche für den Preventer sind neben der Rückverankerung auch die Auftriebssicherung von Bauwerken sowie die Nachgründung von bestehenden Gebäuden.

Für die Unterquerung in Gustavsburg hat das Team von Aventas Grundbau zunächst ein Rohrstück mit angeschweißten Flanschen mit der Neigung des Zugpfahls von sieben Grad an die Spundwand gesetzt. An den Flansch des Rohrstutzens konnte anschließend der Preventer angeschraubt werden. Für das Durchbohren der Spundwand hat Ischebeck eine spezielle Bohrkrone entwickelt, die aus einem einseitig geschlossenen Rohr und einer Bohrschneide besteht, die Stahl durchbohren kann. Die sogenannte Ringbohrkrone wird mit der Bohrstange durch den Preventer geführt. Nachdem man diesen über die Membrane mit Druckluft geschlossen hat, kann innerhalb von zwei bis drei Minuten die Spundwand gefahrlos aufgebohrt werden. Das ausgebohrte Stahlteil verbleibt dabei hinter der Spundwand oder in der Ringbohrkrone. Die Bohrkrone ist darüber hinaus auch zum Durchbohren von Beton mit einer Stärke bis 35 cm geeignet.

Im zweiten Schritt wurde das Bohrgestänge mit der Ringbohrkrone vorsichtig gezogen und der Preventer über die Zuführung weiterer Druckluft vollständig geschlossen. Daraufhin folgte der Austausch der Bohrkrone gegen eine Kreuzbohrkrone mit 130 mm Durchmesser und das Wiedereinführen des Gestänges durch den Preventer. Anschließend ließ sich das Gestänge wie gewohnt bohren. Ein Rückfluss der Zementsuspension erfolgt weiterhin, wenn auch in gedrosselter Form. Auch das Kuppeln der Stahltragglieder ist durch eine leichte Änderung des Luftdrucks auf die Membran problemlos möglich.

Nach Erreichen der Pfahllänge konnte das Team den Pfahl mit einem kurzen Verlängerungsstab in den Preventer hineinschieben und diesen dann mit einer Stahlplatte verschließen. Über Nacht härtet der Zementleim aus, sodass der Preventer am Folgetag abgeschraubt, gesäubert und schnell wieder eingesetzt werden kann. Bei anderen Projekten wie Auftriebssicherungen oder Nachgründungen erfolgt das Verschließen des Pfahls mit einem vorher montierten Abschieber (Anschlussflansch nach DIN EN 1092-1). In Gustavsburg hat man auf dem verbleibenden Rohrstutzen Kopfplatte und Kugelbundmutter montiert und festgezogen. Ein Vorspannen war nicht erforderlich. Beim Bauvorhaben kamen insgesamt vier Preventer zum Einsatz, mit deren Hilfe 16 Zugpfähle vom Typ 52/26 mit einer Länge von 21 m hergestellt wurden.