Dreiflüssigkeitsanlagen

Dreifluideinrichtungen stellen eine fortschrittliche Kategorie spezialisierter Geräte dar, die für die Durchführung von Dreifluide-Jet-Grouting-Operationen in Tiefgründungs- und Bodenverbesserungsanwendungen konzipiert sind. Dreifluide-Jet-Grouting-Systeme verwenden drei separate Fluidströme – typischerweise einen primären Hochdruckstrahl (komprimierte Luft oder Wasser), einen sekundären Monitorstrahl und ein tertiäres Injektionsmedium –, um eine überlegene Bodenbehandlung und kontrollierte Bodenmodifikation in Tiefen und mit einer Präzision zu erreichen, die mit konventionellen Einzel- oder Doppel-Flüssigkeitssystemen nicht erreichbar ist. Diese Geräte werden umfassend beim Bau von Dichtwänden, Schnittvorhängen, Sekantenpfählen, Spundwandstützstrukturen und komplexen Boden-Zement-Säulenanordnungen eingesetzt. Die Technologie ist besonders wertvoll, wenn kontaminierter Boden durch undurchlässige Barrieren eingedämmt werden muss, wenn der Schutz des Grundwassers durch Umweltvorschriften vorgeschrieben ist oder wenn die Untergrundbedingungen eine präzise Kontrolle der Bodenversteifung und der Wasserabsperrfunktionalität erfordern. Anwendungen umfassen die Sanierung von Altlastenstandorten, die Unterstützung tiefer Ausgrabungen in städtischen Umgebungen, die Kontrolle von Dammversickerungen und die Stabilisierung von Fundamenten in komplexen Geologien, einschließlich gebrochenem Gestein und hoch durchlässigen Schichten. Das Betriebsprinzip besteht darin, drei verschiedene Fluidkreisläufe von einem vertikalen oder geneigten mastmontierten Bohrkopf aus einzusetzen. Der primäre Hochdruckstrahl (typischerweise 200–400 bar für wasserbasierte Systeme, bis zu 600 bar für luftunterstützte Varianten) erodiert und mobilisiert Bodenpartikel. Gleichzeitig bietet der sekundäre Monitorstrahl eine Richtungssteuerung und zusätzliche erosive Kraft, während der tertiäre Injektionsstrahl Bindemittel – sei es Zement-Bentonit-Schlämme, chemische Mörtel oder spezielle Verbindungen – einführt, um Hohlräume zu füllen und die endgültige behandelte Säule zu schaffen. Die drei Strahlen arbeiten in koordinierter Reihenfolge oder paralleler Operation, abhängig von der Gerätekonfiguration und den Entwurfsspezifikationen, und erzeugen behandelte Bodensäulen mit typischen Durchmessern von 1 bis 3 Metern mit kontrollierter Geometrie und Materialeigenschaften. Wichtige Gerätekonfigurationen innerhalb dieser Kategorie umfassen Raupenbohrträger (15–50 Tonnen Klasse) mit integrierten Dreifluide-Pumpeneinheiten, Gittermast-Anlagensysteme für Hochtiefoperationen über 50 Meter und spezialisierte marine oder barge-montierte Dreifluidsysteme für Anwendungen an Wasserfronten. Gerätevariationen berücksichtigen unterschiedliche Druckanforderungen, Injektionsraten und Mastkonfigurationen für unterschiedliche Bodenbedingungen und räumliche Einschränkungen. Die Auswahlkriterien für Dreifluideinrichtungen konzentrieren sich auf die erreichbare Tiefenkapazität, die Bodenkompatibilität (reaktives versus granuliertes Schichtenverhalten), den erforderlichen Säulendurchmesser und die Wandstärke, den Mobilisierungsfußabdruck (kritisch in engen städtischen Standorten) und die spezifischen Fluiddruck-Durchflusskombinationen, die für die Zielböden und die Entwurfsleistungsziele erforderlich sind. Die Spezifikationen müssen mit den relevanten geotechnischen Entwurfs- und Ausführungsstandards übereinstimmen, einschließlich EN 12716 (Ausführung von speziellen geotechnischen Arbeiten: Jet-Grouting), EN 14679 (Ausführung von speziellen geotechnischen Arbeiten: Tiefenmischung), DIN 4093 (Injektion in Böden: Jet-Grouting) und projektspezifischen Abnahmekriterien, die durch Testgrubenprüfungen und Laborcharakterisierungen der behandelten Bodenparameter, einschließlich der Zunahme der ungebundenen Druckfestigkeit, der Durchlässigkeitsreduzierung und der langfristigen Dauerhaftigkeitsleistung unter Betriebsbedingungen, festgelegt werden.