Verdichtung, Rohrleitungsbau
Stopfkolbenverfahren bei Potsdamer Bauprojekt
Baustelle vor Freilegung der Rohr- und Versorgungsleitungen
Im Rahmen eines Sanierungsprojekts der Energie und Wasser Potsdam GmbH (EWP) in der Potsdamer Mitte wurde im Zuge der Planung das Boroplast-Stopfkolbenverfahren als geeignetes Verfahren zur setzungsfreien Rückverfüllung ausgewählt. Die Realisierung der Maßnahme erfolgt durch die Gottlieb Tesch Kanal- und Rohrleitungsbau GmbH. Dieses Verfahren ermöglicht es, nachträglich Löcher mit einem besonders hohen Verdichtungsgrad zu verfüllen und zu verschließen. Hohlräume werden lagenweise und hydraulisch undurchlässig verdichtet.
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Zu locker verfüllte Bohrlöcher führen oft zu Setzungen im Boden – und der Baugrund sackt nach. Um dies zu verhindern, wird für ein Sanierungsprojekt in der „Neuen Historischen Mitte“ Potsdams das Boroplast-Stopfkolbenverfahren der Jammy Life GmbH zur nachträglichen Baugrundverdichtung eingesetzt. Denn hier besteht aufgrund der Beschaffenheit des Baugrundes (u. a. Feinsande) und der zahlreichen angrenzenden Bauaktivitäten die Gefahr des Nachgebens bzw. Absackens des Bodens.
Bohrlochstopfmaschine am Bagger in Potsdam Mitte
Die „Neue Historische Mitte“ Potsdams
Die „Neue Historische Mitte" Potsdams ist ein städtebauliches Projekt zur Wiederbelebung des historischen Stadtkerns, welches die Rekonstruktion historischer Bausubstanz mit modernen Elementen verbindet. Das gesamte Sanierungsgebiet erstreckt sich von der Plantage über den Neuen Markt bis zum Alten Markt. Um diesen herum sind die Bereiche in die Blöcke I–IV eingeteilt.
Überblick über das Bauvorhaben
Im Rahmen der Sanierung der „Neuen Historischen Mitte“ Potsdams sollen die Rohr- und Versorgungsleitungen rund um das Baufeld Block III am Alten Markt wieder hergestellt werden. Dafür werden die Leitungen freigelegt und die entstehende Baugrube durch Trägerbohlwände mit HEB-Trägern (gemäß Hamburger Verbau) versehen. Nach der Sanierung der Leitungen wird der Hamburger Verbau wieder gezogen.
Mögliche Probleme
Durch das Ziehen der HEB-Träger lockert der Baugrund auf, da der Stahlträger an der Bodenmatrix haftet. Beim Ziehen wird dieser Haftverbund gelöst. Der Hohlraum, den der Träger hinterlässt, kann zu Nachsacken und Wassereintritt führen, sofern er nicht ausreichend nachverdichtet wird. Das führt zu Setzungen. Das heißt, dass der Boden durch die verringerte Lagerungsdichte und die entstandenen Hohlräume seine Tragfähigkeit verliert. Unter der Last von Bauwerken wird der Boden nachgeben und unkontrollierte Setzungen zeigen. Risse an der Gebäudehülle oder sogar strukturelle Schäden können die Folge sein.
Stopfkolben zur Erhöhung der Lagerungsdichte im Untergrund
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Systemskizze des Stopfkolbenverfahren mit drei Stufen der Verfüllung
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Das Boroplast-Stopfkolbenverfahren
Entwickelt wurde dieses Verfahren mit der Idee, Bohrungen mit einer lagenweisen Verdichtung zu verfüllen. Haupteinsatzgebiete sind z. B. Bohrlöcher von Kampfmittelsondierungen und locker verfüllte Löcher. Das Verfahren basiert auf dem Zusammenspiel einer speziellen Bohrlochstopfmaschine mit einem eigens entwickelten elastoplastischen Dichtbaustoff und der GeoLOG App.
Die Bohrlochstopfmaschine wird an einem Bagger oder an einem Radlader angebracht und über die zu verfüllende Stelle positioniert. Dann wird der bindige Dichtbaustoff lagenweise eingebracht und mit dem Stahl-Stopfkolben der Maschine verdichtet. Angetrieben wird der Stopfkolben der Maschine über eine Schubkette. Über die SIMATIC-Steuerung der Maschine werden genaueste Daten (Verfülltiefe, Lagenstärke, Anpressdruck) zur lagenweisen Verfüllung digital dokumentiert. Die zum Verfahren gehörende GeoLOG App erfasst die Beschaffenheit des so entstehenden Dichtelements vollständig und genau. Die Lage des Bohrlochs und die Baustellenumgebung wird in der GeoLOG App als 3D-Modell erfasst und exakt photogrammetrisch verortet.
Durch diese setzungsfreie Rückverfüllung wird sowohl kurzfristig als auch langfristig eine hohe Standsicherheit gewährleistet. Das Dichtelement ist kurz nach dem Einbau voll belastbar.
Einsatz des Stopfkolbenverfahrens
Um dies zu verhindern, wird der Trägerkanal nach Beendigung der Sanierungsarbeiten mit einem speziellen Verfahren verdichtet. Die bauausführende Gottlieb Tesch Kanal- und Rohrleitungsbau wird zur verdichtenden Verfüllung des aufgelockerten Baugrundes das Boroplast-Stopfkolbenverfahren einsetzen. Bei diesem Verfahren dringt der massive Stopfkolben je nach Werkzeug mit einem Anpressdruck von bis zu 21 MPa in den aufgelockerten Baugrund ein und erzeugt dabei pro Stopfkolbenfahrt einen vertikalen Kanal. Das aufgelockerte Material wird durch horizontale und vertikale Verdrängung verdichtet. Der freigeschobene Kanal wird mit dem speziellen Boroplast-Dichtbaustoff verfüllt und lagenweise verdichtet. Dabei wird der Baustoff seitlich verdrängt. Je nach Bohrdurchmesser werden zwei, drei oder vier Verdichtungskanäle ausgeführt.
Unterschied der Verdichtung von Bohrungen mit und ohne Stopfkolbenverfahren
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Anwendungsmöglichkeiten des Stopfkolbenverfahrens: Bohrloch, Spundwand, Schlitzwand, Baugrundverdichtung
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Test vorab auf benachbartem Baufeld
Bevor die Trägerkanäle nach der Sanierung verdichtet werden, testeten die Gottlieb Tesch Kanal- und Rohrleitungsbau GmbH und die Jammy Life GmbH das Stopfkolbenverfahren an Bohrlöchern auf einem benachbarten Baufeld. Dafür wurde die Bohrlochstopfmaschine an einem Bagger angebracht und über die zu verfüllende Stelle positioniert. Dann wurde der Dichtbaustoff lagenweise mittels Verdrängerspritze eingebracht.
Bohrlochstopfmaschine mit Verdrängerspritze
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Detailaufnahme Verdrängerspritze
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Anschließend wird das Loch mit dem Stahl-Stopfkolben der Maschine verdichtet. Über die Steuerung der Maschine wurden alle Daten wie Verfülltiefe, Lagenstärke oder Anpressdruck zur lagenweisen Verfüllung digital dokumentiert.
Stahl-Stopfkolben, der den Dichtbaustoff verdichtet
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Verdichtetes Bohrloch
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Ergebnisse
Die bisherigen Messdaten entsprechen dem gewünschten Verdichtungsgrad, was spätere Setzungen unwahrscheinlich macht. Aus diesem Grund ist man zuversichtlich, dass die Verdichtung des Trägerkanals auch für die geforderte Stabilität des Baugrunds sorgt.
Und der Arbeitsschutz?
Darüber hinaus bietet dieses Verfahren auch aus Arbeitsschutzsicht einige Vorteile. Zum einen entfällt durch die pumpfähige Verarbeitung weitgehend der manuelle Umgang mit schweren oder staubenden Materialien. Dies reduziert die körperliche Belastung der Beschäftigten sowie das Risiko von Muskel-Skelett- Erkrankungen. Zum anderen wird die Standsicherheit von Maschinen bei nachfolgenden Arbeiten erhöht.
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BauPortal 1|2026
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