Bodengefrieren mit flüssigem Stickstoff

Bei der Stickstoffvereisung kommt als Kälteträger tiefkalt verflüssigter Stickstoff zum Einsatz. Dieser wird großtechnisch in sogenannten Luftverflüssigungsanlagen hergestellt. Stickstoff ist ein ungiftiges, nicht brennbares Gas und zu 78 % Bestandteil der Luft. Als tiefkalt verflüssigtes Gas hat Stickstoff bei 1 bar eine Temperatur von -196 °C. Flüssiger Stickstoff wird mit speziellen, vakuumisolierten Tankwagen zur Baustelle transportiert und dort in Tankanlagen zwischengelagert.

Tunnelbau

Der Einsatz der Bodengefriertechnik erfolgt bei der Stabilisierung und Abdichtung von Tunnelvortrieben in Spritzbetonbauweise (NÖT), bei maschinellen Vortrieben mit Tunnelvortriebsmaschinen (TBM), im Zusammenhang mit der Erstellung von Stollen, Pilotstollen und Rohrleitungen mit den Verfahren Microtunneling, Rohrvortrieb, Vorpressungen, gesteuerte Bohrungen, HDD und grabenlosen Bauweisen. Stabilisierung:

durch Firstvereisungen als Firstsicherung, partielle Vereisungen, umhüllende Vereisungen, Querschlagsvereisungen
zum Erhalt der Tübbingbettung bei Öffnung der Tübbinge für Querschlagsvortriebe
als Gebirgsstabilisierung im Tunnelbau bei Störzonen, Unterfahrungen mit geringer Überdeckung, bei Verbruch und Tagbruch

Abdichtung:

durch Unterbrechung des Wasserzutritts im Tunnelbau
durch Erstellung eines Dichtblocks bzw. einer Dichtblockertüchtigung für Start- und Zielschächte bei maschinellen Vortrieben
durch Erstellung eines Dichtblocks für Schneidradwartung, Werkzeugwechsel, Reparatur und Bergung von Vortriebsmaschinen
für das Verbinden von Tunnelbauwerken mit Schachtbauwerken und Zwischenschächten
für Aufweitungen von Tunnelbauwerken durch Nischen

Baugrubenumschließungen

Die Anwendung der Bodengefriertechnik erstreckt sich von der Erstellung und Stabilisierung bis hin zur Abdichtung von Baugruben aus Schlitzwänden, Spundwänden, Pfahlwänden sowie Düsenstrahlunterfangungen (DSV/ HDI). Zudem lassen sich Kombinationen mit einem Berliner Verbau, Düsenstrahlsohlen, Unterwasserbetonsohlen und Injektionskörpern wirtschaftlich umsetzen. Stabilisierung:

Frostkörper als alleiniges Verbauelement und Gefrierschächte
Frostkörper zum Verhindern von Bodeneintrag in eine Baugrube, u. a. durch Grundbruch
Frostkörper als Ergänzung, Vertiefung oder Verlängerung von Verbauelementen

Frostkörper als Abdichtung:

bei Wasserzutritt an Fehlstellen, Schlitzwandfugen, Pfahlzwickel, Schlosssprengung, Düsschatten, Kiesnest
temporäre Ergänzung zur Herstellung von Dükern, Grundwasserdurchlässen
zum Schließen von Verbaulücken, bei kreuzenden Leitungen, Kanälen, Kabelquerungen, Abwassersammlern in Betrieb
zur temporären Abschottung von empfindlichen Bauwerken, Brunnen und Dükern vor Zutritt von Suspension, Zement, Bentonit etc.

Altlastensanierung

Bei der Sanierung werden durch den Einsatz der Bodengefriertechnik der Austrag und die Verbreitung von Schadstoffen unterbunden. Gefährdungen für Mensch und Umwelt, insbesondere des Grundwassers, werden minimiert. Gegenüber herkömmlichen Sanierungsverfahren ergeben sich deutliche wirtschaftliche und arbeitsschutztechnische Vorteile. Anwendungen:

Immobilisierung von Schadstoffen
Bergung von Kampfmitteln
Entnahme von ungestörten Bodenproben
Bergung von kontaminierten Stoffen
temporäres Abschotten von Grundwasserzu- und -abstrom
Bergung von Sedimenten aus Gewässern
Verfestigung von Teeröl

Vorteile:

Unterbrechung der Schadstoffausbreitung
Minimierung von Ausdampfungen
Reduzierung von Arbeitsschutzmaßnahmen
Reduzierung von Maßnahmen zur Wasserhaltung und Wasseraufbereitung
keine bleibende Störung des Grundwasseraquifers
chemisch neutrales Verfahren
umweltschonend
vollständig reversibel

Bauen im Bestand

Durch die zunehmende Urbanisierung sind Baumaßnahmen unter oder direkt neben bestehenden Gebäuden keine Seltenheit. Vorhandene unterirdische Strukturen werden unter beengten Bedingungen und in unmittelbarer Nähe des öffentlichen Verkehrs ergänzt oder erweitert. Wo andere Verfahren an ihre Grenzen stoßen, beginnt der Einsatzbereich der Bodengefriertechnik. Anwendungen zur Stabilisierung des anstehenden Bodens:

Herstellen von Baugruben innerhalb von Gebäuden
nachträgliche Ausrüstung von Tiefgaragen, Tunneln, Kellern mit Notausstiegen, Liftanlagen, Fahrstuhlunterfahrten
Herstellen von Unterfangungen, Ertüchtigungen von Holzpfahlgründungen
zeitlich begrenzte Stabilisierung von Flächen/Zufahrten für Schwertransporte und Arbeitsebenen
Einschieben von Bauwerken, Unterführungen und Eisenbahnüberführungen (EÜ) unter bestehenden Bahnstrecken

Abdichtung:

unterirdischer Anschluss von Bestandsbauwerken an Neubauten, z. B. Notausstiege, Lückenschluss und Verbindung von benachbarten Bauwerken, Schächten, Vorratsbauwerken
Sanierung und Abdichtung von Bestandsbauwerken, WU-Wannen, Weißen Wannen, Schwarzabdichtungen, Schwarzen Wannen