Temporary watertight connection of excavations to existing buildings and temporary waterproofing of structures by ground freezing / Temporäre wasserdichte Anbindung von Baugruben an Bestandsbauwerke und temporäres Abdichten von Bauwerken durch Baugrundvereisung

Abstract

The ground freezing technique is used not only to stabilise soil but also for sealing excavations and tunnels below groundwater level. As it can be applied in various soil types and controlled very well by temperature measurement, it can be used as a planned measure as well as to remedy leaking excavations. The paper gives an overview of the general function and special features of ground freezing for sealing purposes, and three completed examples are presented.Das Gefrierverfahren wird nicht nur zur Stützung, sondern teilweise auch allein zur Abdichtung von unterirdischen Hohlräumen unter Grundwasser angewendet. Aufgrund seiner großen Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Bodenarten und der guten Kontrollierbarkeit eignet es sich dabei nicht nur für den a priori geplanten Einsatz, sondern auch zur nachträglichen Sanierung undichter Baugruben. Der Bericht behandelt neben der Wirkungsweise und den allgemeinen Merkmalen des Verfahrens die Besonderheiten bei der Verwendung zu Abdichtungszwecken und stellt hierzu drei ausgeführte Fälle vor.

Erstellung einer Baugrube unter dem Amsterdamer Hauptbahnhof mithilfe der Bodengefriertechnik

“…B. auf die Festigkeit des Eiskörpers, gezogen werden. Auf Änderungen während der Ausführung kann, anders als bei herkömmlichen Verfahren des Spezialtiefbaus wie dem Düsenstrahlverfahren, durch Anpassung des Gefrierbetriebs oder Anordnung zusätzlicher Gefrierrohr reagiert werden . Zudem handelt es sich um ein umweltschonendes Verfahren, da nach dem Auftauen keine Rückstände im Untergrund verbleiben.…”

Einaxiale und triaxiale Druckversuche an gefrorenen Sanden und Tonen – Einfluss von Sättigung und Temperatur

“…Haupteinsatzgebiete sind Unterfangungen von Bauwerken, Unterfahrungen von Gebäuden und Gleisanlagen, Sicherung kurzer bergmännischer Vortriebsstrecken oder die Herstellung von Querstollen bei maschinellen Tunnelvortrieben. Ausgeführte Bauvorhaben sind u. a. in [1–5] beschrieben. Die Grundlagen der mechanischen und thermischen Eigenschaften des Verbundstoffs „gefrorener Boden“ sowie Details zu der statischen und thermischen Auslegung des Frostkörpers sind in den Übersichtsartikeln [6–8] erläutert.…”

Improved engineering solutions for thermal design of artificial ground freezing

“…Among the drawbacks of artificial ground freezing, its typically higher costs compared to alternative methods (such as grouting) is one of the most important (see e.g. Braun et al (1979), Chang and Lacy (2008) and Orth and Müller (2013)). However, it tends to be a cost-effective option to ensure structural stability and groundwater control especially at high depths or in difficult ground (Schmall and Braun, 2006) (Powers et al, 2007) (Filippo Mira-Catto, 2018).…”

“…after other methods such as grouting, micropiling, etc. have failed (Schmall and Braun, 2006) (Chang and Lacy, 2008) (Orth and Müller, 2013) (Arroyo, 2017) (Nikolaev andShuplik, 2019). A more exceptional but highly interesting application is the long-term ground freezing of a large area to avoid groundwater inflow.…”