Indirekte Aufschlussverfahren in der Geotechnik – Ramm- und Drucksondierungen

Bohrungen als direkter Aufschluss, d.h. sichtbare Darstellung der Bodenschichtung, sind weithin bekannt und stellen die ursprüngliche Methode zur Bewertung des Untergrundes dar. Vom natürlichen Aufschluss (z.B. Felswände) über Schürfe, Handbohrungen (Pückhauer), Klein­bohrungen (Rammkernsondierung) reicht das Spektrum bis hin zu Bohrungen größeren Durch­messers, üblicherweise im Dezimeterbereich.

Durch sogenannte „indirekte Aufschlüsse“ werden Eigenschaften des Untergrundes ermittelt, ohne der jeweiligen Schicht ansichtig zu werden. Typischerweise werden Reibungen oder Eindringwiderstände von Versuchsgeräten gemessen, anhand derer auf bodenmechanische Eigenschaften geschlossen werden kann. In Deutschland verbreitet sind hier die Feldflügelsonde mit Messung des Widerstandes eines in den Boden gedrückten Flügels bei langsamer Drehung, die Rammsonde, die Bohrlochsonde und die Drucksonde, bei denen der Eindringwiderstand in den Boden und gegebenenfalls auch die Mantelreibung bestimmt werden. Die Normung erfolgt aktuell über die Reihe DIN EN ISO 22476, beispielsweise im Teil 2 für Rammsondierungen.

Besonders von Bedeutung sind für unsere Arbeit insbesondere die Ramm- und Drucksondierungen. Diese erlauben eine durchgehende Bewertung der angetroffenen Baugrundschichtung auch bis in größere Tiefen, so dass Bemessungen unter Anderem von Baugrubensicherungen oder Pfählen oder pfahlartigen Bodenverbesserungen detailliert erfolgen können. Insbesondere auch Rammsondierungen der verschiedenen Gewichtsklassen von leicht (Fallgewicht 10 kg) bis schwer (Fallgewicht 50 kg) sind dabei einfach und ohne große Gerätetechnik auszuführen.

Auswertungen sind auf empirischer bzw. analytischer Basis möglich. Es werden Lagerungen deutlich, Schichtgrenzen zeichnen sich ab, teils ist auch der Grundwasserspiegel gut abbildbar. Zur Interpretation ist jedoch die Gegenüberstellung zu einem direkten Aufschluss unabdingbar. Abgeleitet werden können beispielsweise Größenordnungen von Reibungswinkel und Steifemodul. Hierfür stehen einschlägige Tabellenwerke der BAW bzw. in Fachliteratur zur Verfügung, auch ist die Berechnung von Steifemoduln nach OHDE (formelle Beziehung zur Schlagzahl ist der Normung zu entnehmen) möglich. Die Auswertung einer Sondierung kann in Anlehnung an BAW, wie im folgenden Beispiel dargestellt, geschehen:

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Bauzeitliche Baustellenzufahrt aus Kunststoffbewehrter Erde

Um eine bauzeitliche Baustellenzufahrt breit genug für Baustellenfahrzeuge zu halten und gleichzeitig die Standsicherheit zu gewährleisten, wurde bei einem von uns betreuten Bauvorhaben die Zufahrt aus kunststoffbewehrter Erde hergestellt. Bei der hier dargestellten Ausführung wollte man sowohl ein Anschütten von Bodenmaterial an das Bestandsgebäude verhindern, als auch die Herstellung der Zufahrt vereinfachen. 

Zugunsten von Betonstapelblöcken als Frontsteine konnte bei dieser Konstruktion auf die Verwendung von Frontgittern und Erosionsschutzmatten verzichtet werden. Die Frontsteine wurden hierbei versetzt und als Schalung für die Geogitter ausgeführt. Die KBE konnte dann lagenweise aufgebaut werden und die Geogitter wurden nach jeder Lage umgeschlagen und in der Hinterfüllung verankert. 

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Die Gabione, ein Bauelement mit vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten

Bereits im Mittelalter zu militärischen Zwecken als steingefüllter Weidekorb eingesetzt stellt die Gabione heute ein vielfältig verwendbares Bauelement dar. Moderne Gabionen, auch Drahtschotterkörbe genannt, werden aus Drahtgittern hergestellt und mit frost- und witterungsunempfindlichen Gesteinen gefüllt. Es sind alle Anforderungen an eine dauerhaft standsichere Konstruktion, dessen Standzeit für mehrere Jahre ausgelegt ist, erfüllt.

Die Entwicklung der moderne Variante der Gabione begann 1893 mit einem mit Schotter gefüllten Sack, der im Wasserbau als Deichbaustoff und Uferbefestigung eingesetzt wurde. Ab 1907 wurden dann Eisenkörbe verwendet (jew. Patente der Fa. Maccaferri).

Heute werden Gabionen in vielen Feldern verwendet. Bekannt sind die in den letzten Jahren verstärkt eingesetzten Böschungssicherungen und Lärmschutzwände an Verkehrswegen. Auch werden Gabionen auch heute noch im Wasserbau eingesetzt.
Hinzu gekommen sind in den letzten Jahren verstärkt Verwendungen im Garten- und Landschaftsbau. Gabionen werden als Designelement eingesetzt, als Beet Umrandung, Sichttrennung, Möbel oder zur Grundstücksabgrenzung als Zaun. Auch ist, wie bereits in einem früheren Beitrag beschrieben, die Verkleidung von Spundwänden, Winkelstützen o.ä. zur optischen Aufwertung möglich.

Zur Beratung für Ihr Projekt steht unser Team gerne zur Verfügung.

Gabione als Designelement (Quelle Adobe)
Gabione zur Abstützung (Quelle Adobe)
Gabione als Zaun (Quelle Adobe)

Gabione im Wasserbau (Quelle Adobe)
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Entfestigung von Lockergesteinsböschungen

Die Böschungen begrenzen Halden, Verkehrsdämme, Wasserbauwerke oder entstehen im Zuge von Geländeregulierungsmaßnahmen bei der Schaffung von Bau- oder Verkehrsflächen. Lockergesteinsböschungen sind der oberflächigen Einwirkung von Schnee, Wind, Regen und dem Frost-Tau-Wechsel ausgesetzt. Für die Eigentümer der Flächen besteht das Erfordernis einer Aufrechterhaltung der Sicherheit und der Formstabilität sowie der Unterhaltung.

Prüfung der Entfestigungstiefe an einer Lockergesteinsböschung

Sollte eine Erosion, eine Schalenbildung, eine Rutschung oder ein Böschungsbruch einsetzen, sind unangenehme Fragen an den Planer und für die Eigentümer bzw. Betreiber sowie ein Sanierungserfordernis mit entsprechendem Aufwand zu erwarten.

Bei der Projektierung und Standsicherheitsbetrachtung für Böschungen empfiehlt es sich also daher grundsätzlich, nicht nur die tiefliegenden potenziellen Bruch- und Gleitflächen zu untersuchen, sondern auch die mögliche nutzungszeitliche Entfestigung der Oberflächen in den Blick zu nehmen. Bei einer guten Abdeckung von Oberflächen mit einem dauerhaften und dichten Bewuchs kann ein Ansatz der Durchwurzelungskohäsion erfolgen. Diese Durchwurzelung muss aber auch baulich hergestellt und während der Nutzungszeit erhalten werden.

Bei nichtbindigen Böden kann die maßgebliche Scherfuge unterhalb der Durchwurzelungstiefe und weitgehend böschungsparallel liegen. Bei regelmäßiger Bespannung dieser Fuge mit Wasser kann ein Kornverlust bzw. eine Kornumlagerung durch das ablaufende Wasser eine potenzielle Gleitfläche erzeugen, die dann auch ein Abgehen des Oberbodens (Hautrutschung) oder im ungünstigen Fall Schalenrutschung zur Folge haben kann.

In bindigen Böden und auch bei Böden mit Bindemittelverbesserung entstehen häufig Schrumpfrisse auf der Oberfläche. Diese füllen sich mit Wasser und erzeugen Spaltwasserdruck. Diese Einwirkung ist gleichzeitig mit dem möglichen lokalen Festigkeitsverlust bei der Planung der Böschungen zu beachten. Es empfiehlt sich grundsätzlich, die böschungsparallelen Bruchmechanismen bei schichtparalleler Wasserströmung und ggf. Anregung der Rutschung infolge Zug- oder Schrumpfrissen zu überprüfen.

Eine besondere Einwirkung bei Frostaufgang im Frühjahr ist das Bodenfließen an der Oberfläche. Bei Tauwetter sind dann insbesondere südlich exponierte Böschungen gefährdet. Die Sonneneinstrahlung taut die oberen Bodenschichten auf. Der darunter liegende Bodenbereich ist aber noch gefroren. Er ist praktisch wasserundurchlässig. Von der Böschungsschulter her fließt nun das Tauwasser ab und vernässt den Boden bis zur völligen Wassersättigung. Der Boden erhält dann eine breiige Konsistenz und fließt der Böschung folgend ab.

Im Zuge der Prüfung von Böschungen an Ingenieurbauwerken bzw. auch bei der Prüfung an Anlagen privater Bauherren und im Umfeld von Hoch- und Industriebauten nach MBO, gegebenenfalls auch VDI 6200, sind dabei auch Böschungen zu beurteilen. Eine Fragestellung ist dann regelmäßig, wie tief sich der Boden entfestigt und ob eine Eigenverfestigung des Bodens nach dem Fließen zu erwarten ist.

Bei den zugehörigen Überprüfungen an den Oberflächen von Lockergesteinsböschungen setzen wir zur Bestimmung der Entfestigungstiefe und Bewertung der Scherfestigkeit von Rutschmassen die handgeführte Drucksonde (Handpenetrometer) ein. Der Spitzendruck lässt einen Rückschluss auf die Scherfestigkeit und insbesondere die undrainierte Kohäsion in der Böschung angetroffenen Erd- und Baustoffe zu. Damit lässt sich beurteilen, wie tief die Böschung entfestigt ist, ob eine Rutschung oder ein Fließen stattfindet und ob gegebenenfalls eine nachträgliche Verfestigung bereits wieder Stabilität erzeugt hat. Auch die Tiefe von Schrumpf- und Zugrissen lässt sich angeben. Im Zusammenhang mit einer geotechnischen Bodenansprache und fachmännischen Beurteilung der Gesamtsituation lässt sich ableiten, ob die Böschungen richtig geplant, gebaut und unterhalten sind. Von Fall zu Fall ist dann ggf. auch eine Sanierungsmaßnahme zur Sicherung der Dauerhaftigkeit und Standsicherheit der Lockergesteinsböschungen zu planen.

In diesem Zusammenhang sind wir auch als Gutachter in Schadensfällen tätig, wenn Haut- und Schalenrutschungen zu bewerten sind. Die Rutschmassen bewegen sich dann häufig über die Grundstücksgrenze zum Nachbarn. Dann ist es ein Thema des Nachbarrechts und eine Beräumung bzw. Sanierung auch nicht ganz einfach.

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Baugrundverbesserung mit Teilverdrängersäulen

Maßnahmen zur Baugrundverbesserung werden vor Beginn von Baumaßnahmen durchgeführt, um die Tragfähigkeit des Baugrunds punktuell oder flächenhaft zu erhöhen. Die Baugrundverbesserung zielt auf eine Verbesserung der bodenmechanischen Eigenschaften.

Die bodenmechanischen Eigenschaften bilden die Grundlage für die weitere Planung und Ausführung der Baumaßnahme.

Folgende Methoden können angewendet werden:

  • Bodenaustausch
  • Verfahren der Verdichtung und Tiefenverdichtung
  • Rüttelstopf- und Rütteldichtverfahren
  • Bodenmischverfahren
  • Hochdruckinjektionsverfahren
  • punktuelle Verbesserung durch Stütz- und Entwässerungselemente

Beispiel: Errichtung eines zusätzlichen Gebäudeteils aus Modulraumeinheiten in Dresden

Auf Grund der im Untergrund anzutreffenden unzureichend tragfähigen Baugrundschichten ist im Baugrundgutachten ein Bodenaustausch vorgesehen. Durch den Errichter wurde die Umsetzung einer Bodenverbesserung mit Teilverdrängersäulen vorgeschlagen.

Abb. Teilverdrängungsbohrpfähle nach DIN EN 1536 (Quelle: Ingenieurservice Grundbau GmbH)

Damit werden zum einen Baugrubenaushubkubatur und Entsorgungskosten eingespart. Zum anderen ergibt sich ein geringerer Auftrag von Neumaterial am Standort. Bei der Erstellung der Säulen wird im Baugrund unter den Fundamenten durch Verdrängung von Boden ein vertikaler Hohlraum mit ca. 0,34 bis 0,36 m Durchmesser durch Einfahren eines Verdrängerbohrers geschaffen und beim Ziehen des Werkzeuges über das Seelenrohr Beton aufgefüllt. Mit dem Anschluss an die tragfähigen Bodenschichten werden die Setzungen des Baugrundes unter den Fundamenten bei Lasteinwirkung definiert begrenzt („Setzungsbremse“).

Die Berechnungen werden in der Software „StoneC 2D“ ermittelt. Für die Fundamente wird die Anzahl der Säulen zur Bodenverbesserung anhand der Grundfläche und damit indirekt entsprechend der aufzunehmenden Lasten bestimmt.

Abb. Berechnungsmodelle für die Gründungsbereiche (Säulenraster)

Aus den statischen Nachweisen lässt sich eine signifikante Verbesserung der Untergrundverhältnisse ableiten. Es wird nach dem Ansatz von PRIEBE ein Verbesserungsfaktor von n2 > 4 erreicht, der die Setzungen (mittig) auf rund 1,5 cm reduziert. Aus den Rechnungen ist damit nach ungünstigem Ansatz durch Rückrechnung mittels Ansatz ks = Bodenspannung / Setzung ein Bettungsmodul anzugeben.

Die durchgeführten Berechnungen zeigen, dass durch die Verwendung von Säulen Gründungen mit verträglichen Setzungsbeträgen s < 2 cm hergestellt werden können. Die Setzungen der Fundamente unter der charakteristischen Vertikallast werden wirksam begrenzt.

Für Ihre individuelle Planung können Sie sich gern mit uns in Verbindung setzen.

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Beurteilung von Erschütterungseinwirkungen nach DIN 4150-3

Bei einem Bauvorhaben in Berlin sollten mehrere Gebäude ohne Unterkellerung hergestellt werden, wodurch sich aufgrund der Baugrundverhältnisse für diese Gebäude die Notwendigkeit einer Baugrundverbesserung durch Rüttelstopfsäulen ergab. Um den Anforderungen der Baugenehmigung gerecht zu werden waren während der Herstellung der Rüttelstopfsäulen Erschütterungsmessungen und deren Auswertung erforderlich.

Hierfür wurden die Erschütterungsemissionen von zwei SWARM-Erschütterungsmessgeräten der Firma Omnidots gemessen. Mit beiden Messgeräten wurden je zwei Messungen durchgeführt. Das Ziel dabei war es bei auftreten von Konflikten, Maßnahmen zur Minimierung der Immissionen ergreifen zu können.

Für das Vorhaben wurden Schwingungsemissionen an repräsentativen Orten gemessen. Hierfür kamen Geräte der Firma Omnidots, Typ SWARM, zum Einsatz. Diese erlauben Messungen nach DIN 4150 bzw. DIN 45669-1. Die Messdaten wurden nach DIN 4150-3 ausgewertet und mit den Referenzwerten für das Fundament und der obersten Geschossdecke verglichen.

Nach der Auswertung der ermittelten Werte ergab sich, dass sowohl durch die kurzzeitigen Erschütterungen als auch die durch aufgetretenen Dauererschütterungen keine Gebäudeschäden zu erwarten sind, da die gemessenen Werte deutlich unterhalb der normativen Anhaltswerte, bei denen überhaupt Schäden entstehen können, lagen.

Die Ausführung einer solcher Beweissicherungen empfiehlt sich somit sowohl für Eigentümer umliegender Gebäude als auch für Ausführende Baubetriebe als präventive Maßnahme und kann dazu beitragen Gebäudeschäden zu verhindern oder zumindest auf ein Minimum zu begrenzen.

Abbildung 1: Herstellung von Rüttelstopfsäulen, im Hintergrund potentiell gefährdetes Gebäude
Abbildung 2: SWARM-Erschütterungsmessgerät (©Omnidots)

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Verkleidung von bauzeitlich errichteten Spundwänden mit Gabionenkörben

Zur Absicherung einer Baugrube können verschiedene Verbauten zum Einsatz kommen.

Im hier vorliegenden Fall ging es um die Abfangung eines Geländesprunges am Rande eines zukünftigen Parkplatzes. Hierfür wurden bauzeitlich Spundwände in den Boden eingebracht. Aus wirtschaftlichen Gründen fiel vorab die Entscheidung, diese auch nach der Bauzeit im Boden zu belassen. Damit stand fest, dass diese weiterhin für die Nutzer des Parkplatzes sichtbar bleiben werden. Es stellten sich somit zwei Fragen:  

Wie lässt sich ein Langzeit- Korrosionsschutz erreichen?

Wie kann man das System optisch aufwerten, da sich die Spundwände im direkten Sichtbereich einer Parkplatzfläche befinden?

Eine einfache, optisch aber nicht unbedingt ansprechende Variante wäre die Beschichtung mit Rostschutzfarbe und einer zusätzlichen farbigen Oberflächenbehandlung gewesen.

In diesem Fall hat man sich aber für eine elegantere Variante entschieden, in dem man die Spundwände mit Gabionenkörben verkleidet. Damit erreicht man zum einen die optische Aufwertung, zum anderen sind die Spundwände nicht direkt der Witterung ausgesetzt und der Prozess der Abrostung wird dadurch reduziert.

Abschließend ist festzuhalten, dass sich das System der Verkleidung mit Gabionenelementen nicht nur für Spundwände eignet, sondern beispielsweise ebenso an Bohrpfahlwänden oder Winkelstützen zum Einsatz kommen kann.

Die Ausführung übernimmt unser zuverlässiger Partner GGS TerraCon GmbH aus Moritzburg.

Spundwände Roh
Spundwände mit Verkleidung
Gabionenverkleidung mit Steinfüllung
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Der Sachverständige und geotechnische Prognosen

Das tägliche Geschäft des Geotechnikers ist das Aufstellen von Prognosen zur Interaktion von Boden im weitesten Sinne, Locker- und Festgebirge, und Bauwerken. Wir denken dabei in der Regel in Dimensionen von Zentimetern, es sei nur an den vereinfachten Nachweis von Gründungen in bindigen Böden mit zu prognostizierenden Setzungen zwischen 2 cm ≤ s ≤ 4 cm erinnert. Bei Außenstehenden rufen diese Größenordnungen häufig Verwunderung hervor. Ein ehemaliger Kollege, seines Zeichens erfahrender Maschinenbauer mit bis dato Maßanforderungen im Bereich von zehntel Millimetern und weniger, hatte entsprechende „Eingewöhnungsprobleme“.

Hierzu muss darauf hingewiesen werden, dass es sich bei der in Prognosen eingehenden Eingangsgröße „Baugrund“ um ein Gemisch aus unterschiedlichsten Komponenten mit jeweils spezifischen Eigenheiten handelt. Es seien die verschiedenen möglicherweise auftretenden Korngrößen und deren Mengenverteilung, aber beispielsweise auch organische oder Kalkanteile, Grundwasser und Bodenluft genannt. In der Summe sind dann nur noch verallgemeinernde Angaben zum Verhalten des Stoffes „Boden“ möglich. Schon früh wurde hier der Begriff des „Homogenbereiches“ als Zusammenfassung von verschiedenen im weitesten Sinne ähnlichen Stoffgemischen zur Baugrundschicht geprägt. Weiter kommt hinzu, dass es sich beim Baugrund um eine hochgradig variable Größe handelt. Bereits geringfügig neben einem durchgeführten Aufschluss können sich vollkommen andere Verhältnisse, beispielsweise durch eine Kluft im Festgestein, ergeben.

Die Normung, aktuell allen voran der Eurocode 7 (EC7), müssen diese Unwägbarkeiten erfassen. Unter Punkt 2.4.1 des EC7 wird beispielsweise ausgeführt:     
„Es sollte berücksichtigt werden, dass die Kenntnis der Baugrundverhältnisse vom Umfang und von der Güte der Baugrunduntersuchungen abhängt. Deren Kenntnis und die Überwachung der Bauarbeiten sind im Allgemeinen wichtiger für die Einhaltung der grundsätzlichen Anforderungen als die Genauigkeit der Rechenmodelle und Teilsicherheitsbeiwerte.“

Die angewandten Rechenverfahren versuchen dem gleichfalls Rechnung zu tragen. Beispielsweise durch anzuwendende Teilsicherheitsbeiwerte. Auch früher schon wurden Korrekturfaktoren verwendet. Es sei auf die Korrekturbeiwerte für Setzungen nach DIN 4019-1 in den nicht mehr gültigen Fassungen verwiesen.

Im Gegenzug werden jedoch auch geotechnische Kennwerte entsprechend großzügig gefasst, um der Inhomogenität des Untergrundes – und auch unserem Unvermögen einer detailliert-genauen Beschreibung – gerecht zu werden.

Die Kunst des geotechnischen Sachverständigen ist es nun, einen den aufgezählten Randbedingungen angemessenen Kompromiss aus Kennwerten und Rechenwegen zu finden. Dabei zählt die Erfahrung mit der Materie sehr viel, zum anderen sind bei entsprechend anspruchsvollen Vorhaben statistische Methoden der Versuchsauswertung zunehmend von Belang. Um diese anwenden zu können wird aber auch eine ausreichende Datenbasis benötigt. Hier schließt sich damit wieder der Kreis zu oben aufgeführtem Zitat aus EC7. Grundlage für all unsere Arbeit ist zuallererst eine dem Vorhaben gerecht werdende Baugrunderkundung mit einer entsprechend des Schwierigkeitsgrades auch ausreichenden Zahl an laborativen Untersuchungen. Mit diesen Grundlagen lassen sich in der Regel auch zutreffende Prognosen über das Verhalten von Baugrund und Bauwerk erstellen.

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Veränderung von tonigen Kippenböden

Werden Tagebaue aufgeschlossen und die Kohleflöze für den Braunkohlenbergbau freigelegt, müssen die überlagernden Deckschichten (das sogenannte „Hangende“) abgetragen werden. Die Lockergesteine werden dann in der umgekehrten Reihenfolge der geologischen Schichtung auch auf Flächen in der Nähe der Tagebaustandorte auf „Außenkippen“ abgelagert.

Dabei entsteht dann im Ablagerungsprozess eine ungleichmäßige Schichtung. Bei den Lagerstätten des Böhmischen Beckens sind dann von unten nach oben Hanglehme, eiszeitliche Ablagerungen geringer Mächtigkeit, tertiäre Süßwassersedimente und Tonsteine am Übergang zum Phyllit aufzuschichten. Im Kippprozess, der in der Regel anteilig mit Gurtbandförderer und Abwurf auf Kegel- und Linienkippe erfolgt, entsteht eine Kippenschüttung. Die Mächtigkeit liegt dann in der Regel bei 20m bis 100m. Ist ein Bereich im Tagebau ausgekohlt, wird die Verfüllung der Hohlform als Innenkippe begonnen.

Die Außenkippen werden zum Teil heute nach 20 bis 40 Jahren Liegezeit auch für eine höherwertige Nutzung mit Bebauung vorgesehen. Dann ist der Veränderungsprozess der Kippenböden für die Gründung von Gebäuden und Infrastrukturanlagen eine besondere Herausforderung für die Geotechniker.

Die abgelagerten Böden sind einerseits hochgradig wassergesättigte Sedimente geringer Dichte mit weicher und anteilig sogar breiiger Konsistenz. Andererseits sind im Schüttprozess Konglomerate (Klumpen) von etwa 50cm bis 60 cm Kantenlänge abgeworfen worden, die aus festem und halbfestem Ton bis hin zum Tonstein gebildet werden. Im Makrogefüge entstehen große Porenräume. Dieses Gefüge wird dann physikalisch und auch chemisch beansprucht und steht unter einem Auflastdruck aus dem Eigengewicht des Schüttmaterials. Die Eigensetzung der Kippe beginnt sofort nach Ablagerung. Nach Erfahrungswerten erreicht der kumulierte Setzungsbetrag der Oberfläche bis zu 8% der Kippenmächtigkeit.

Tonsteinkonglomerat im Zersetzungsprozess auf einer Außenkippe in Nordböhmen

Die Konglomerate sind folgenden Veränderungen ausgesetzt:

Zerkleinerung – Wegen des Anstiegs der Feuchtigkeit aus in die Kippe eindringende und sich aufkonzentrierendes Niederschlagswasser beginnt reduziert sich die Festigkeit der „Klumpen“. Die Kantenstabilität nimmt ab. Es kommt zum Bruch infolge der Überlagerungsspannung.

Plastische Deformation – Der Überlagerungsdruck presst Porenwasser aus und beschleunigt nichtreversible Umbildungsprozesse.

Rotation und Verschiebung – Die Konglomerate werden verschoben und gedreht. Dabei werden die Kanten gerundet. Die Kontaktflächen werden auf Reibung und Scherung beansprucht. Klumpen brechen und das Makrogefüge wird somit verändert.

Zunahme der Plastizität – Durch die Durchfeuchtung, das Walken und Kneten durch Bewegung der Brocken und Körner nimmt die Plastizität der Tonkonglomerate zu. An den Kontaktflächen entsteht ein negativer Porenwasserdruck als Saugspannung. Die Feuchtigkeit innerhalb der Tonkonglomerate wird weiter erhöht.

Einspülen von Feinmaterial – Die zerkleinerten Konglomerate werden durch die Wasserführung in der Kippe in tieferliegende oder benachbarte Hohlräume umgelagert. Es kommt zur sogenannten Eigenverdichtung bei hoher Plastizität und es entstehen Bereiche mit sehr geringer Druck- und Scherfestigkeit.

Gewölbebildung – Lokal können sich die Sackungsprozesse innerhalb der Kippe zu Geölben ausbilden. Es entstehen dann überbrückte Hohlräume, die später bei Erweiterung der Gewölbebreite zusammenfallen und sich als Sackungen bis an die Oberfläche einer Kippe durcharbeiten (hochpausen) können.

Chemische Veränderungen – Durch Wasser und Luft werden Mineralien umgebildet. Organische Anteile faulen und zersetzen sich. Salze werden gelöst und ausgewaschen.

Die aufgeführten Prozesse führen zu einer Neuordnung der Kornstruktur und des Makrogefüges der Kippe. Dadurch entstehen auch lokal verschiedene Wasserwegigkeiten im Kippenkörper. Es bilden sich Zonen geringer Scherfestigkeit aus, die dann auch zu aktiven Scherzonen werden. Es wird ein Kriechprozess mit gravitativer Anregung initialisiert. Die Kippe fließt also auch auseinander bzw. hangabwärts. Diese Bewegung führt auch zu einer ungleichförmigen Setzung der Kippenoberfläche. Diese Prozesse laufen langsam und über viele Jahre ab.

Oberflächennah oder bei Öffnung der Kippe für Einschnitte, Baugruben, Rohrgräben etc. werden die schwebenden Wasserreservoire angeschnitten und Transportvorgänge initialisiert, die eine Instabilität der hergestellten Böschungen bewirken können.

Werden die Kippenböden angeschnitten und der Witterung ausgesetzt, verwittern sie äußerst schnell. Es entsteht aus Tonsteinkonglomeraten innerhalb von Wochen ein flaseriges Gefüge, welches dann in Scheiben wie Blätterteig zerfällt. Bei Wasserzutritt werden die Blätter aufgelöst und zu Brei bzw. bei Austrocknung zu Ton- oder Schluffstaub zerfallen und unter Windeinwirkung und vom Niederschlagswasser schnell erodiert.

Das Bauen auf dieser Art von Böden und mit diesen Böden ist für uns als Geotechniker eine große Herausforderung. Eine umfassende Planung der Erdbauwerke und aller einzelnen technologischen Schritte der Baugrundverbesserung mit der dazugehörigen Qualitätssicherung ist essentiell für den Bauerfolg.

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Wir sind präqualifiziert für öffentliche Aufträge

Als Ingenieurbüro für Erd- und Grundbau sind wir spezialisiert darauf, die Baugrund- und Grundwasserverhältnisse zu erkunden. Wir planen geotechnische Bauwerke und betreuen die Projekte in der Umsetzung auf den Baustellen. Unsere Stärke liegt in der Ausführungsplanung. Dabei setzen wir die Design-Planung im Detail-Engineering um und ergänzen auf der Basis der vorliegenden Geotechnischen Berichte dann Erkundungserkenntnisse und Planungen entsprechend der konkreten technischen und vor allem auch technologischen Erfordernisse der Baustelle und Abläufe der Bauausführung. Für Erd-, Tief- und Spezialtiefbauarbeiten erstellen wir regelmäßig im Rahmen der Ausführungsplanung auch die statischen Berechnungen, geotechnischen Standsicherheitsnachweise, Wasserrechtsanträge und die Ausschreibungsunterlagen für die Vergabe der Leistung an spezialisierte Bauunternehmen.

Unser PQ-Zertifikat

Unser Ingenieurbüro hat in den 4 Jahren des Bestehens mehr als 1000 Projekte bearbeitet. Es sind darunter Baugrundgutachten und Geotechnische Planungen für Vorhaben der Geotechnischen Kategorien GK1 bis GK3, Ausführungsplanungen für kleine und große Baugruben, Gründungsplanungen mit Bodenverbesserungen und Bohrpfählen, Stützbauwerke, Stahlbauplanungen für Aussteifungen, Konzeptionen für Bauwerksabdichtungen, Wasserhaltungsplanungen etc..

Wir stellen unsere Leistungsfähigkeit in den Dienst von Architektur- und Ingenieurbüros, privaten Bauherrn, Bauunternehmen und von öffentlichen Auftraggebern. Auch für große Projekte und bei Baumaßnahmen im Ausland stellen wir unsere Expertise zur Verfügung. Als Referenzen können wir die Arbeit für die LMBV Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbauverwaltungsgesellschaft mbH, für die RTLL Gruppe, die FAIR GmbH (Teilchenbeschleuniger in Darmstadt), für BMW Group (Testcenter FMDC in Sokolov – CZ), EUROVIA, STRABAG, GGS TerraCon etc. benennen. Viele gute Kunden werden hier nicht benannt, aber Ihnen allen danken wir für das ausgesprochene Vertrauen in unsere Leistungen.

Um unsere Leistungen noch besser darstellen und vermarkten zu können, haben wir uns einem Präqualifikationsprozess unterzogen. Mit dessen Abschluss durch die auditierende Stelle, IHK Dresden, haben wir das entsprechende Zertifikat erhalten und sind das Verzeichnis der präqualifizierten Unternehmen eingetragen. Wir können also auch bei öffentlichen Auftraggebern oder als Nachauftragnehmer einfach und klar nachweisen, dass wir alle Anforderungen der Vergabeverordnung (VgV) erfüllen.

Wir stehen für alle kleinen und großen Anfragen mit unseren Ingenieurleistungen gern zur Verfügung.

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