Wegweisendes Recyclingkonzept für anspruchsvolle Baugruben

Im Norden der Niederlande realisiert Franki Grondtechnieken zusammen mit Bonneveld Aannemingsbedrijf eine anspruchsvolle Baugrube im Nassen, die 52 mal 49 Meter groß und bis zu 20 Meter tief ist. Darin werden von einem Ponton aus 380 Gründungspfähle aus Stahl gebohrt. Das Besondere an dem Bauprojekt ist, dass die freiwerdende Schlämme auf erfinderische Weise aufgefangen, aufbereitet und zur Wiederverwendung wieder in die Ausgangsrohstoffe getrennt wird. Durch diese Methode wird auch ein großflächiger Einsatz von Dükern vermieden, was wiederum die Sicherheit erhöht.

Die Baugrube wird von bis zu 1,5 Meter dicken und 35 Meter tiefen Schlitzwänden gebildet. "168 15-litzige Anker in drei Reihen, die zwischen 50 und 65 Metern lang sind, sorgen für die nötige Stabilität", erklärt Jan Leen van der Vlies, Ausführungsleiter bei Franki Grondtechnieken. "Nach dem Einbau der Anker hat Bonneveld die Wanne von einem Ponton im Nassen ausgegraben und bis 20 Meter unter dem Boden abgesaugt. Dann wurde der modulare Ponton so umgebaut, dass er unseren 150 Tonnen schweren Fundamentkran Fundex 3500 tragen kann. Zusammen mit einigen Anbaugeräten kommen wir auf ein Gesamtgewicht von 180 Tonnen auf dem Ponton. Das erfordert einen straffen Ballastierungsplan. Wir haben Stabilitätsberechnungen für alle möglichen Kranpositionen durchgeführt. Übrigens früher auch für die Bagger von Bonneveld."

Nagelbett

Insgesamt 380 Gründungspfähle werden in der Baugrube installiert. "Die Pfähle sind 20 Reihen breit und 19 Reihen dick und haben einen Abstand von 2 Metern. In 20 Metern Tiefe wird dann ein Unterwasserbetonboden gegossen, aus dem die Pfähle noch etwa 3,5 Meter herausragen. Wenn die Wanne später trockengelegt wird, bleibt also eine Art Nagelbett zurück. Es bildet das Fundament für den Überbau", erklärt Van der Vlies. Beim Bohren der Pfähle verwendet Franki eine Mörtelspülung. "Das hat mehrere Gründe. Zum einen wird der Boden unter dem Bohrkopf mit einem höheren Porendruck beaufschlagt, was zu einer besseren Bodenverdrängung führt. Außerdem sorgt die Spülung für die notwendige Kühlung beim Bohrvorgang und auch beim Verputzen der gebohrten Wand. Außerdem werden durch die Spülung die losen Teile des Bohrgutes an die Oberfläche befördert und schließlich kann man anhand der Zusammensetzung der Spülung den Bohrvorgang kontrollieren."

Groutspoil verhindert

Bei der Herstellung eines gebohrten Gründungspfahls bleibt in der Regel ein Bruchteil von etwa 7-10 m3 Mörtelresten am Boden zurück, eine Mischung aus Zement, Sand und Wasser. "In dieser Wanne wäre das katastrophal für die Befestigung des Unterwasserbetons an den Pfählen", weiß Harry van der Heiden, Direktor von Bonneveld Aannemingsbedrijf. "Schließlich müssen die Pfähle makellos sein, um Lecks oder Schlimmeres zu verhindern." Er rechnet vor, dass nach dem Einbau der 380 Pfähle etwa 3.000 m3 Mörtel in der Wanne zurückbleiben würden. "Unabhängig davon, ob die Gründungspfähle vom Boden aus oder von einem Ponton aus eingebracht werden, muss die Baugrube völlig frei von Mörtel sein, bevor die Unterwasserbetonsohle gegossen werden kann. Deshalb haben wir gemeinsam mit Franki eine Lösung erarbeitet und weiterentwickelt, bei der ein überdimensionales 22 Meter langes Mantelrohr zunächst auf den Boden der Grube gelegt und dann 1,5 Meter in den Boden geschoben und gewunden wird, um ihn abdichtbar zu machen. Am Boden befindet sich eine Pumpenkammer mit einer schweren Pumpe, die etwa 80-100 m3 Mörtelschlamm pumpt, während in der Tiefe ein Gründungspfahl durch das Mantelrohr gebohrt wird. Auf diese Weise bleibt kein Zementschlamm zurück, da alle Reste abgepumpt werden, bevor das Futterrohr herausgehoben und über der nächsten Pfahlposition platziert wird."

Recycling-Technologie

Bonneveld hat seinerseits die Mörtelanlage um einen zusätzlichen Schritt erweitert. Van der Heiden: "Durch eine einzigartige Methode sind wir in der Lage, den hohen Durchsatz von 80-100 m3/h Mörtel pro Stapel wieder in die ursprünglichen Rohstoffe zu trennen. Und zwar:
6 m3 gereinigter Sand, der am Standort verbleiben kann, und 73-93 m3 Wasser, das in den Tank zurückfließt. Das Einzige, was zurückbleibt, ist
1 m3 konzentrierte Mörtelmischung. Wir untersuchen derzeit, ob es von ausreichender Qualität ist, um es als Schmiermittel wieder in den Prozess einzubringen. Die Vorzeichen stehen gut." 

Das überdimensionierte Mantelrohr enthält auch das so genannte Pile Cleaning Device (PCD), das aus einem Ring mit Injektionsdüsen besteht. "Beim Herausheben des PCD wird der Überhang des Gründungspfahls unter hohem Druck sauber gespritzt, sofern er nicht schon sauber war", erklärt Van der Vlies. "Sobald der Gründungspfahl in der Tiefe ist, lassen wir die Injektionsanlage noch einige Minuten laufen, um sicherzustellen, dass das gesamte Injektionsmaterial abgepumpt wurde, bevor wir den PCD herausnehmen. Auf diese Weise bleibt der Einsatz von Tauchern, der immer noch zu den risikoreichsten Tätigkeiten gehört, äußerst begrenzt."

Die Art und Weise, wie die Baugrube hier hergestellt wird, spart eine Menge an Material, Zeit und Emissionen, sagt Van der Heiden. "Erstens werden die Pfähle mit einem Kompressor gebohrt, was bedeutet, dass wir 20 Meter weniger Pfähle bohren müssen. Zählen Sie Ihren Gewinn bei 380 Pfählen. Das erspart auch das Entfernen von 7.200 Metern Mörtelsäulen beim Aushub, sowohl im Trockenen als auch im Nassen. Es führt auch zu deutlich weniger Transporten zur und von der Baustelle, denn hier leistet die Mörtelrecyclinganlage einen wesentlichen Beitrag. Die Mörtelschlämme wird in die drei ursprünglichen Rohstoffe getrennt, die größtenteils auf der Baustelle verbleiben können. So haben wir den gesamten Prozess im Griff."