Untersuchungen zur hydraulischen Stützung mit Polymerlösungen

Polymere Lösungen stellen eine technisch und wirtschaftlich interessante Alternative zu den bislang üblicherweise verwendeten Bentonitsuspensionen für die hydraulische Stützung von Bohrlöchern und Schlitzen dar und werden im Ausland seit Jahren zunehmend eingesetzt. Die in Frage kommenden Polymerlösungen weisen im Gegensatz zu Bentonitsuspensionen praktisch keine Fließgrenze auf, weshalb sich das Eindring- und Stützverhalten wesentlich unterscheidet und die bekannten Nachweise der Schlitzstabilität nicht anwendbar sind. Durch ein Forschungsvorhaben am Zentrum Geotechnik der Technischen Universität München sollten die Kenntnisse über das Verfahren und dessen Anwendbarkeit erweitert und dokumentiert werden, um die Planung und den sicheren und verantwortungsvollen Einsatz in der Praxis zu erleichtern. Hierzu wurden die theoretischen Grundlagen zur Strömung solcher nicht-newtonscher Fluide im Lockergestein aufbereitet und Möglichkeiten der Modellierung diskutiert. In Laborversuchen wurden das Strömungsverhalten der Lösungen und die Parameterbestimmung für die Modelle untersucht. In Feldversuchen wurden fünf Bohrpfähle polymergestützt und ein Vergleichspfahl bentonitgestützt hergestellt und dabei auch weitere baupraktische Fragestellungen untersucht. Außerdem wurden Hinweise zum Nachweisverfahren gegeben und die Umweltverträglichkeit des Verfahrens betrachtet.

Investigations into hydraulic support using polymeric solutions
Polymer solutions turn out to be a technically and economically promising alternative to the so far commonly used bentonite suspensions for the hydraulic support of boreholes or diaphragm wall trenches and have been used increasingly abroad. As a consequence of the almost non-existent yield strengths of the applicable polymer solutions, their flow and support characteristics differ considerably from those of bentonite suspensions and established stability analyses cannot be adopted. A research project at the Zentrum Geotechnik, Technische Universität München, was carried out to improve and document the knowledge of this method and its applicability. Therefore, basic principles of the flow of such non-Newtonian fluids in soil were recapitulated and options for modelling were discussed. The flow behaviour of the polymeric solutions and the determination of model parameters were studied in laboratory tests. In field tests, five bored piles were completed under polymeric support and one reference pile under bentonite support. In the course of these tests, further issues of relevance for construction practice were investigated. Finally, details of the stability analyses were specified and the environmental compatibility of the construction method was examined.