Dammertüchtigung mit Rüttelstopfsäulen

Im Anschluss an ein Brückenbauwerk über ein Gewässer mit 9,00 m Bauwerkslänge sind die Anschlussdämme zu errichten. Diese sind mit max. 2,00 m Höhe über Gelände nicht wirklich hoch. Besonderheit ist jedoch, dass das tiefgegründete Bauwerk mit Schneidenlagerung der Widerlager auf Spundwänden errichtet wird. Diese tragen die Vertikallasten des Bauwerkes in die tragfähige Schicht aus Geschiebemergel in einer Tiefe von ca. 8,00 m unter Gelände ab, die von einer weichen Schicht aus Auelehm, Torf und Mudde überdeckt ist.

Wenn nun der Dammanschluss errichtet wird, ohne dass der Baugrund ertüchtigt wird, sind Setzungsdifferenzen vorprogrammiert. Der Damm sinkt dann unter Verkehrslast in den Untergrund ein. Das Brückenbauwerk steht quasi starr. Die Setzungsabschätzung nach Steifemoduln ergab ein Setzungsdifferenzmaß von ca. 140 mm dazu ist dann noch die Auswirkung der Konsolidation durch Entwässerung der weichen Schichten unter Auflast zu addieren.

Im Zuge der Bearbeitung zeigte sich auf, dass die Straßenkonstruktion trotz der geringen Höhe des Anschlussdammes nicht standsicher im Grenzzustand der Tragfähigkeit ULS in der Bemessungssituation BS-P nachweisbar ist. Daher wurde eine Planung der Untergrundertüchtigung mit Rüttelstopfsäulen aufgestellt, die gleichzeitig das Setzungsmaß verringert und den Scherwiderstand der anstehenden Böden in der Weichschicht erhöht. Die zugehörigen Berechnungen zur Tragsicherheit wurden mit den klassischen Lamellenverfahren der Böschungsbruchberechnung nach BISHOP und JANBU ausgeführt.

Für die Bestimmung der Wirksamkeit der Baugrundertüchtigung mit Rüttelstopfsäulen als Setzungsbremse kam zunächst in der Vordimensionierung das bekannte Verfahren nach PRIEBE zur Anwendung. Die Detailmodellierung und die Bestimmung der Eingangsgrößen für den Nachweis der inneren Tragfähigkeit der Säulen wurde mit numerischen Methoden der Geotechnik (FEM) an einem vertikal ebenen 2D-Schnitt vorgenommen. Damit konnten für alle einzelnen Bauphasen die Setzungsmaße und die zugehörigen Spannungen bestimmt werden. Auch für die Geokunststoffbewehrung im Damm über den Köpfen der Rüttelstopfsäulen ergaben sich die charakteristischen Spannungen bzw. Zugkräfte. Es wurde nachgewiesen, dass nach Verkehrsübergabe nur noch mit einer Nachsetzung von 12,5 mm zu rechnen ist. Damit ist die Planungsaufgabe erfüllt.

Eine Besonderheit ist die Verankerung der Geogitter über der Säulenkopfebene. Seitlich darf der Baubereich nicht erweitert werden. Der Abtrag der Verankerungskräfte der Geogitter im Damm ist also weder mit Umschlag (sehr steife Geogitter) noch über die Länge (keine Böschungsabflachung) zu erreichen. Daher wurde eine Reihe Frontelemente des Systems Bewehrte Erde angeordnet. Am Bodengitter dieser verzinkten Stahlelemente werden die Geogitter mit einer Steckschließe befestigt, die die Zugkräfte auf das Frontelement überträgt. Der Erddruck und die Bodensteife des Bankettmaterials halten das Frontelement in seiner Lage fest.

Für das Vorhaben wurden auch die Ausschreibungsunterlage, die Rasterpläne mit den Absteckwerten und die Tabellen mit den Säulenparametern in unserem Büro angefertigt. Während der Bauausführung stehen wir dem Bauherrn und den Bauunternehmen zur Konsultation und bezüglich der Qualitätssicherung gern zur Seite.

Über Baugrubenmanager

Bauingenieur. Geotechniker. Expertise für Baugruben, Standsicherheit, Verbau, Abrechnung, Nachbarrecht ...
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