Gefrorene Erde: Die Boden­ver­ei­sung hilft bei schwierigem Baugrund

Von der Grundidee her funk­tio­niert die künstliche Boden­ver­ei­sung ähnlich wie ein Tief­kühl­schrank: In den Untergrund werden Löcher gebohrt und Gefrier­rohre eingebaut. Ein Gefrierrohr besteht aus einem äußeren Rohr, das am unteren Ende verschlos­sen ist, und einem inneren Rohr, das unten offen ist. Durch das innere Rohr wird ein Kälteträger eingeleitet, strömt über den Ringraum zwischen innerem und äußerem Rohr wieder zurück und entzieht so dem umgebenden Boden Wärme. Auf diese Weise entstehen um die Gefrier­rohre zylin­der­för­mige Frostkörper. Je länger man den Prozess fortführt, desto größer wird der Frostkörper. Das Erdreich wird mit fallenden Frost­kör­per­tem­pe­ra­tu­ren zunehmend fester und ist im gefrorenen Zustand wasserdicht.

Je nach Rahmen­be­din­gun­gen kommen zwei unter­schied­li­che Varianten bei der Boden­ver­ei­sung zum Einsatz. Bei der Sole­ver­ei­sung dient als Kälteträger eine spezielle Salzlösung, die sogenannte Sole, mit einer Temperatur von bis zu -35 °C. Soll der Frostkörper dagegen besonders schnell aufgebaut werden, wird mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Allerdings verdampft der flüssige Stickstoff auf dem Weg durch die Gefrier­rohre. Anstelle des bei der Sole­ver­ei­sung erfor­der­li­chen Gefrier­ag­gre­gats, das die Sole nach dem Wärmeentzug aus dem Boden wieder kühlt, muss bei der Stick­stoff­ver­ei­sung konti­nu­ier­lich Stickstoff aus Tanks nachliefert werden. Über längere Zeiträume ist dieses Verfahren daher sehr teuer. Mitunter werden auch beide Verfah­rens­ar­ten miteinander kombiniert: Erst wird der Frostkörper mit Stickstoff schnell ein­ge­fro­ren; aufrecht­er­hal­ten wird der Frost­kör­per dann jedoch mit einer Sole­ver­ei­sung.