Wenn sich der Boden, auf dem ein Bauwerk steht, verändert – sei es durch jahreszeitliche Schwankungen, seismische Aktivitäten, übermäßige Belastung oder Entwässerungsprobleme – kann sich ein Bauwerk ungleichmäßig setzen, was zu Rissen oder unerwünschten strukturellen Bewegungen führen kann.
In diesem Fall bestand das Hauptproblem in Betriebsunktionsstörungen beim normalen Öffnen oder Schließen der Türen (Fehlfunktionen und Ausfälle), die durch Verformungen und Setzungen der Schiene, auf der sie rollen, verursacht wurden. Dieses Problem wirkte sich auf die Produktion in den Stationen aus und stellte ein Risiko für die Flugzeugherstellung dar.
Die Schäden äußerten sich in vertikalen Bewegungen und Rissen in der durchgehenden Fundamentplatte, auf der die Schiebetüren montiert sind, sowie im angrenzenden Boden. Diese Bewegungen, verursacht durch die Setzungen des Fundaments, erschwerten das ordnungsgemäße Öffnen und Schließen der Türen.
URETEK GEOPLUS HARZINJEKTION ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Die von Uretek vorgeschlagene Lösung bestand darin, ein Material mit speziellen Eigenschaften in den Boden zu injizieren, um:
- Die ursprüngliche Ebenheit des Fundaments wiederherzustellen, die für das einwandfreie Funktionieren der Türen erforderlich ist
- Den Mangel an struktureller Tragfähigkeit des Tragbalkens auszugleichen
- Die Widerstandsfähigkeit des Bodens zu verbessern
Die Konsolidierungsmaßnahme wurde als eine lokale Intervention konzipiert. Tatsächlich würde sie das allgemeine Verhalten der Konstruktion nicht wesentlich verändern, sondern vielmehr darauf abzielen, im Vergleich zum Zustand vor dem Schaden die ursprünglichen Eigenschaften des Bodens wiederherzustellen, seine Widerstandsfähigkeit zu verbessern und lokale Einstürze im Bereich der Intervention zu verhindern.
Im konkreten Fall bestand das Hauptziel der Maßnahme darin, die Volumenänderungen des Bodens durch Schrumpfungs- und Quellprozesse zu begrenzen und dadurch die Bewegungen und Setzungen zu reduzieren, die nach längeren Regen- und/oder Trockenperioden in der Struktur auftreten könnten. Zusätzlich zu diesen spezifischen Zielen würde die Maßnahme eine Erhöhung der Trag- und Verformungsparameter des Bodens bewirken. Es wurde auch eine Injektion von expansivem Geoplus®-Harz geplant, um den Fundamentbalken „anzuheben“, unter der Voraussetzung, dass keine Reibung zwischen diesem und der Innenbodenplatte der Station besteht.
EINSATZ DER URETEK DEEP INJECTIONS®-TECHNOLOGIE
Für die Konsolidierung des betreffenden Bodens wurde die Uretek Deep Injections®-Technologie gewählt.
Diese Technologie besteht aus der Verdichtung des Bodens in der Tiefe und unter den Fundamenten durch die Injektion von Geoplus®-Polyurethanharzen mit mittlerem bis hohem Expansionsdruck. Durch die Expansion der Harze wird eine Verdichtungswirkung auf das umgebende feste Volumen ausgeübt, was zu einer Erhöhung der Bodenfestigkeit führt.
Das Uretek Deep Injections®-Verfahren kann für die folgenden Anwendungen eingesetzt werden:
- Erhöhung der Tragfähigkeit des Bodens unter bestehenden Fundamenten;
- Konsolidierung des Bodens zur Erhöhung der Gebäudelasten;
- Konsolidierung des Bodens als Vorbereitung für den Bau eines neuen Gebäudes;
- Auffüllen von Hohlräumen zwischen dem Boden und den bestehenden Fundamenten;
- Begrenzung des Schrumpfungs-/Quellphänomens bei tonhaltigen Böden;
- Mögliches Anheben von abgesackten Strukturen.
URETEK MULTIPOINT, EIN HOMOGENES INJEKTIONSSYSTEM
Für die betreffende Arbeit wurde das patentierte Multipoint-Injektionssystem mit kapillarer Verteilung vorgesehen, das die Injektion von Harzen in den Boden durch eine spezielle Kanüle mit mehreren seitlichen Öffnungen (12-14) ermöglicht.
Dieses System erlaubt die Erstellung eines sehr dichten Injektionsnetzes im Boden und gewährleistet eine homogene Verteilung. Die Harze treten gleichzeitig aus allen Öffnungen der Injektionskanüle aus, was durch die Anordnung der Öffnungen ermöglicht wird, die in Tiefe und Größe abgestuft und kalibriert sind. Zudem wird die Harzabgabe nahe den Austrittsöffnungen konzentriert, was eine Streuung oder Unterbrechung der Behandlung verhindert. Dies wird durch die Möglichkeit erreicht, Injektionen intermittierend durchzuführen, sowie durch die schnelle Aushärtung des Harzes.
Verteilung von Injektionsnetzen und Harzdiffusionspunkten
ÜBERWACHUNG UND ECHTZEITKONTROLLE DER GESAMTEN INTERVENTION
Bei der Bodenverfestigungsmaßnahme wurde ein spezielles Überwachungssystem eingesetzt, um die Struktur sicher und kontrolliert wiederherzustellen.
Dieses System wird bei allen Bauprojekten von Uretek angewendet und besteht aus:
- Lokale Laserüberwachung:Diese Instrumentierung mit einer Genauigkeit von ± 0,5 mm besteht aus einem Lasersender, der in angemessener Entfernung zum Arbeitsbereich platziert wird, und einer Reihe von Empfängern, die starr an den Wänden befestigt sind und die vertikalen Bewegungen aufzeichnen.
Die aufgezeichneten Hebungen sind ein Indikator für die Wirksamkeit der Behandlung. Das expandierende Harz übt zuerst Druck auf die Bereiche aus, in denen die Spannungen am geringsten sind, um eine Verdichtung zu erreichen. Sobald ein Gleichgewicht zwischen den horizontalen und vertikalen Spannungen im Bauwerk erreicht ist, setzt das Harz seine expansive Wirkung fort und übt vertikalen Druck auf das Fundament aus, was von den Lasersensoren als vertikale Verschiebung der Struktur registriert wird. - Überwachung der injizierten Harzmenge: Um den Anforderungen des Projekts gerecht zu werden, werden die in den Boden injizierten Harzmengen über Messungen im Werkstattwagen erfasst.
- Penetrometrische Prüfungen: Der Erfolg der Intervention wird durch vergleichende dynamische Penetrometrie-Tests überprüft, die eine Bewertung der Verbesserung der mechanischen Parameter des injizierten Bodenvolumens ermöglichen.
Uretek Deep Injection® Intervention: Der Bediener injiziert das Harz in den Boden und überwacht die Hebungen der Struktur mithilfe der lokalen Laserüberwachung. Der Anstieg der mechanischen Parameter des Bodens wird durch vergleichende penetrometrische Tests überprüft.
DIE FUNKTIONSWEISE DES URETEK MULTIPOINT-INJEKTIONSSYSTEMS
Das Design der Kanülen und die Optimierung des Injektionsprozesses wurden in einer Reihe von Studien und Experimenten in Zusammenarbeit mit den Professoren Manassero und Dominijanni vom Polytechnikum Turin untersucht.
Die Studie begann mit der Analyse von Daten aus Injektionstests, die im Freien an Rohren mit unterschiedlichen Bohrschemata durchgeführt wurden. Auf Basis der erzielten Ergebnisse wurde das beste Schema identifiziert, um eine neue Konfiguration zu entwickeln, die es ermöglicht, die injizierte Harzmenge gleichmäßig in unterschiedlichen Tiefen entlang des Rohrs zu verteilen. Schließlich wurden die Auswirkungen des Harzflusses in das Rohr und die Viskosität des Harzes auf die Verteilung des Flusses in den verschiedenen Austrittstiefen des multiperforierten Rohrs analysiert.
Verteilung des Injektionsnetzes und der Harzverteilungspunkte (oberes Bild), Sequenz von Rahmen, die die Ausbreitung des expandierenden Harzes um die Injektionskanüle herum hervorheben (unteres Bild).