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Normative Sicherheitsnachweise für geokunststoffbewehrte Böschungen und Stützkonstruktionen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. R. Floss, Technische Universität München

Im Dezember 2000 erschien der Norm-Entwurf DIN 1054 „Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau.

Die Norm beinhaltet die Tragfähigkeit und die Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken und Bauteilen im Erd- und Grundbau. Sie gilt für die Herstellung und Nutzung von Bauwerken sowie für die Änderung bestehender Bauwerke. Sie definiert die vom Baugrund beeinflussten Grenzzustände und enthält Grundsätze und Regeln für die zugehörigen Nachweise.

Der vorliegende Norm-Entwurf entspricht den Rahmenbedingungen für die Anwendung des Teilsicherheitskonzeptes nach den derzeit vorliegenden Entwürfen für die harmonisierten europäischen Normen

prEN 1990 „Grundlagen der Tragwerksplanung“,

prEN 1997-1 Eurocode 7: „Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik –
Teil 1: Allgemeine Regeln“.

Die neue Norm DIN 1054 soll bis zur Einführung der harmonisierten europäischen Normen die bestehende Norm DIN 1054: 1976-11 ersetzen. Sie ist außerdem vorgesehen als Ersatz für die Vornorm DIN V 1054-100 (1996-04).

Der Norm-Entwurf ist schließlich auch Grundlage für die zur Zeit in Überarbeitung befindlichen Vornormen: Grundbruch, Böschungs- und Geländebruch, Setzungen, Erddruck u. a. und soll künftig Teil eines einheitlichen neuen deutschen Normenwerkes für den konstruktiven Ingenieurbau werden.

Der in der Entwurfs- und Baupraxis tätige Ingenieur sollte sich bei Zeiten mit den normativen und informativen Regeln zur Bemessung von geotechnischen Bauwerken des Erd- und Grundbaues im Grenzzustand der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit vertraut machen. Der Beitrag dient diesem Ziel. Er soll Überblick geben, welche Regeln des Norm-Entwurfs DIN 1054 die darin genannten geokunststoffbewehrten Erdkörper und konstruktiven Böschungssicherungen betreffen und welche Konsequenzen sich für die erforderliche Überarbeitung bzw. Ergänzung der „Empfehlungen für Bewehrungen aus Geokunststoffen“ (EBGEO) ergeben. In diesem Kontext soll auch der ebenfalls im Dezember 2000 abgeschlossene Entwurf des European Standard: Execution of Special Geotechnical Works-Reinforced Fill (Dok. No. CEN / TC 288 / WG 9 / N 69 E) mit einbezogen sein.

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Versuche im Boden mit gering dehnbaren Geogittern

G. Bräu, A. Bauer, Technische Universität München

Bei der Bewehrung von Böden mit Geokunststoffen ist der Vergleich des Kraft-Verformungsverhaltens des Bodens und der Geokunststoffe von großer Bedeutung. Da Böden meist nur geringe Verformungen erlauben, sollten verschiedene Bewehrungsprodukte untersucht werden, die bereits bei ähnlich kleinen Verformungen Kräfte aufnehmen können. Hierzu wurden neben bewährten Produkten, deren Verhalten aus vielen ausgeführten Maßnahmen bekannt ist, auch neu entwickelte, gelegte Geogitter verwendet, die aufgrund des Zugversuches nach EN 10319 hohe Kraftaufnahmen bereits bei geringen Dehnungen aufweisen.

In vergleichenden Versuchsreihen wurden Herausziehversuche und großmaßstäbliche Belastungsversuche an einer zweilagigen Miniaturpolsterwand (MSS) unter jeweils gleichen Randbedingungen für verschiedene Geogitter und Vliesstoffe durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen klare Unterschiede abhängig von der verwendeten Bodenart und dem Herstellart des Geokunststoffes.

Insgesamt liegen die aufbringbaren Belastungen deutlich über den für Standsicherheitsberechnungen anzusetzenden Werten. Dies wurde auch bei Probebelastungen an bewehrten Steilböschung im Zuge eines Autobahnausbaues festgestellt, wo sich auch bei großflächigen Belastungen bis s = 800 kPa nur Verformungen von wenige Millimetern einstellten

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ZENTRIFUGENMODELLE UND MAßSTÄBLICHE MODELLE SOWIE DREI FALLSTUDIEN VON GEOKUNSTSTOFFBEWEHRTEN STÜTZMAUERN IN DER TÜRKEI 

E. Güler, Bogazici Universität, Istanbul

Die theoretische Arbeit, die auf Finite Element Analyse basierte, zeigte an, daß das Verwenden vom bindigen-Boden, der mit Kalk stabilisiert wird, erfolgreich verwendet werden kann. Um das Verhalten besser zu verstehen wurden Zentrifugenmodelle hergestellt und getestet. Um eine reale Erfahrung mit dieser Technik zu erwerben, wurde auch ein Kunststoff bewehrte Größengleichstruktur gebaut, wo Kalk stabilisiertem Ton als nachfüllmaterial gebraucht wurde. Diese Erfahrungen wurden gebraucht um wirklichen Stützmauern zu bauen. Drei Kunststoff bewehrte segmentale Stützmauern wurden bis jetzt in der Türkei konstruiert. Die Wand in Istanbul ist an seinem maximalen Punkt 10 m hoch. Die zweite Wand wurde in Antalya konstruiert und ist eine zweistufige Wand mit einer Gesamthöhe von 6 Meter. Der Grund unter dieser Wand war ein sehr weicher Ton. Die dritte wand ist in Bursa konstruiert, und hat eine maximale Höhe von 15 m. In all diesen Wänden wurde als nachfüllmaterial bindige Böden gebraucht.

„Task Force 27“ (1990) sieht voraus, daß der Nachfüllboden, der für bewehrte Strukturen benutzt wird, ein nichtbindiger Boden sein muß. Jedoch in vielen Ländern sind solche Materialien selten und sehr kostspielig. Barrett (1992) zeigte, daß die größte Wirtschaft erhalten wird, indem man den örtlich vorhandenen Boden verwendet. Folglich kann es notwendig sein, die Eigenschaften vom vorhandenen Boden zu verbessern, besonders wenn bindiger Boden das einzige vorhandene Material ist. Die Technik des Verbesserns eines schlechten Bodens, indem man Beimischungen hinzufügt, ist ein leistungsfähiges Hilfsmittel. Kalk zum Beispiel, wenn es zum bindigen Boden hinzugefügt wird, produziert erhebliche Verbesserungen in der Scherfestigkeit und eine Abnahme an der Deformation. Mitchell (1981) und Brandl (1981) überprüften, daß die Hinzufügung des Kalkes zum bindigen Boden die Scherfestigkeit erhöht. Bulut (1986) hat Versuche für die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der Kalk behandelte und unbehandelter Ton gemacht. Er überprüfte, daß mit der Hinzufügung einer bestimmten Menge Kalkes zum Lehm, eine bedeutende Zunahme der Endfestigkeit erzielt war. Iyidil (1988) forschte die hydraulischen Eigenschaften des Lehms gemischt mit 2 bis 6 % Kalk nach, indem er Permeabilität Tests laufen ließ. Er stellte fest, daß Kalkausgleichung eine Zunahme der Permeabilität des unbehandelten Lehms verursacht. Mitchell und Villet (1987) berichten, dass Lehm erfolgreich als Nachfüllmaterial für viele Stützmauern verwendet werden kann. Güler (1990) überprüft mittels der Finite Element Analyse, dass Kalk stabilisierte Bindige Boden als Nachfüllmaterial für Kunststoff bewehrte Stützmauern erfolgreich verwendet werden kann. Er zeigte auch, daß horizontale Deformation der Wand dadurch erheblich verringert werden kann. Goodings (1989) gab an, daß gegründet auf Zentrifugemodelltests, Kunststoff bewehrte Stützmauern die mit bindigem Boden nachgefüllt sind erfolgreich konstruiert werden könne. Billiard und Wu (1991) lud ein Kunststoff bewehrte Wand bis zum Ausfall. Sie behaupten, daß die „US Forest Service“ Methode ein sehr konservatives Design erbringt.

Dreizehn Zentrifugemodelle der Kunststoff bewehrten Stützmauern wurden getestet. Bei diesen Modellen war Kalk stabilisierter Ton als Nachfüllmaterial verwendet und diese Modelle wurden bis zum Ausfall durch erhöhtes Selbst-Gewicht geprüft. Drei verschiedene Längen von Bewehrung wurden untersucht. Die Hinzufügung des Kalkes verbesserte im wesentlichen die Stabilität, selbst wenn die Geotextile nur einer Hälfte der Wandhöhe gleich war. Zentrifugen Modelle bestätigte, dass weitere Verbesserung in der Wandstabilität erzielt werden könnte, indem man Kalk im Bindeboden verwendet (Güler und Goodings, 1992). Die Prototypausfallhöhe konnte, durch das Behandeln des bindigen Bodens fast bis zu dem verdoppelten Wert erhöht werden.

Gegründet auf diese Erfahrung wurde eine 6 m hohe, Kunststoff bewehrte Experimentale Stützmauer konstruiert. Auch hier wurde Kalk stabilisierter Ton als nachfüllmaterial benutzt. Als Bewehrung wurde ein sehr dünner fließ gewählt. Die Bewehrung hatte eine Dehnfestigkeit von 5,9 kN/m. Die „U.S. Federal Highway Administration“ Designmethode (Christopher, et al., 1990) wurde für diese Kunststoff bewehrte Stützmauer gebraucht. Die Designmethode wurde wegen seiner Popularität in der Praxis gewählt. Der Faktor der Sicherheit wurde während der Entwurf als Einheit gewählt damit die Wand einfach zum Kollaps gebracht werden konnte. Die Längen der Bewehrungen aber wurden länger als ausreichende Ankerlängen gewählt, damit ein nicht erwünschter Ausrutsch der Bewehrung nicht stattfindet. Vertikaler und horizontaler Druck wurden mit Glötzl Druckzellen gemessen um die Druckverteilung innerhalb der Wand festzustellen. Auch die Dehnungen der Bewehrung wurden gemessen. Dann wurde die Wand überlastet um die Struktur zum Ausfallzustand zu bringen oder die Wand mindestens weitgehend zu deformieren. Jedoch war es nicht möglich, die Wand zusammenzubrechen. Auch der Versuch den Wassergehalt der Kalk stabilisierten Tones zu erhöhen damit die Scherfestigkeit vermindert wird war nicht erfolgreich, da die Kunststoffbewehrung als Dränage arbeitet und das Wasser gleich entfernt. Diese Studie zeigt, daß bindige Böden als Nachfüllmaterial für Kunststoff bewehrte Stützmauern leistungsfähig benutzt werden können

Diese Erfahrungen wurden gebraucht um wirklichen Stützmauern zu bauen. Drei Kunststoff bewehrte segmentale Stützmauern wurden bis jetzt in der Türkei konstruiert. Die Wand in Istanbul ist an seinem maximalen Punkt 10 m hoch und seine Bewehrung wurde mit Dehnungsmessgeräten instrumentiert. Die zweite Wand wurde in Antalya konstruiert und ist eine zweistufige Wand mit einer Gesamthöhe von 6 Meter. Der Grund unter dieser Wand war ein sehr weicher Ton. Die dritte wand ist in Gemlik konstruiert, und hat eine maximale Höhe von 15 m. In all diesen Wänden wurde als nachfüllmaterial bindiges Boden gebraucht. Die Mauern in Istanbul und Bursa befinden sich in der ersten Erdbebenzone und die in Antalya in der zweiten Erdbebenzone.

Kunststoff bewehrte Stützwände haben eine sehr gute Stabilität. Diese Wände können sich an verschiedene Hindernisse sehr leicht adaptieren. Diese Wände kosten viel weniger als traditionelle Stützmauern. Und Kunststoff bewehrte segmentale Stützwände sehen sehr ästhetisch aus.

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Brückenwiderlager auf geokunststoffbewehrter Stützkonstruktion - Eine Vision ?

H. Hansel, Geotechnisches Institut Prof. Dr. Magar + Partner, Würzburg

M. Nimmesgern, Fachhochschule Würzburg-Schweinfurt

Die Gründung von Widerlagern auf geokunststoffbewehrten Stützkonstruktionen gehört in Deutschland bisher nicht zum Repertoiredes anspruchsvollen Ingenieurbaues. Die Bemessungsmethoden zum Nachweis der ausreichenden Sicherheit gegen Versagen sind bekannt, das Verformungsverhalten kann jedoch bisher nur unzureichend vorhergesagt werden, so dass der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit kaum zu führen ist.

Im Maintal bei Würzburg soll eine Brücke über eine Bahnlinie und eine Staatsstraße geführt werden. Im Untergrund stehen verstürzte Gesteine des Mittleren Muschelkalk an, die einen sehr inhomogenen Baugrund darstellen. Für die Gründung der Brückenwiderlager wurden aufgrund der 13 m hohen großflächigen Dammschüttung eine steile geokunststoffbewehrte Stützkonstruktion im Brückenbereich zur Vorkonsolidation vorgeschlagen, auf der später die flachen Widerlager gegründet werden sollen.

Das Poster stellt die hohen Anforderungen an den Erdbau solcher Stützkonstruktionen heraus und fordert eine umfangreiche Qualitätssicherung mit messtechnischer Überwachung während und nach dem Bau, um die Akzeptanz dieser Bauweise in Deutschland zu fördern.

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Das erste deutsche Straßenbrückenwiderlager als Permanentkonstruktion in der Bauweise KBE - Kunststoffbewehrte Erde

Andreas Herold

Im Zuge des Ersatzneubaues einer Brücke über die Ilse im Zuge der K 1355 wurde bei Ilsenburg im Jahre 2000 eine Einfeldbrücke errichtet. Die Brücke besitzt eine Spannweite von ca. 21 m und sollte ursprünglich auf Bohrpfählen fundiert werden. Im Rahmen einesNebenangebotes wurde vorgeschlagen auf Bohrpfähle zu verzichten und das Bauwerk auf einen geokunststoffbewehrte Erdkörper (KBE-Widerlager) aufzusetzen. Die Frontverkleidung wurde mit Gabionenkörben als Vorsatzschale realisiert. Da von solchen Konstruktionen keine oder nur dürftige Langzeiterfahrungen über das Verformungsverhalten vorliegen, sind beide Widerlager instrumentiert worden. Eingebaut wurden neben Setzungsmessbolzen, Inklinometer sowie eine Erddruckmessdose. Die Messeinrichtungen dienen der Dauerüberwachung und sind so konzipiert, dass eine messtechnische Beobachtung und Beurteilung über einen Zeitraum von 5 bis 10 Jahren möglich ist. Vor Übergabe des Brückenbauwerkes sind Überfahrversuche ausgeführt worden. Die Überfahrversuche erfolgten mit LKW, wobei zusätzlich zu den bestehenden Messeinrichtungen Beschleunigungsaufnehmer appliziert wurden. Im Anschluss an die messtechnische Erfassung der Überfahrversuche erfolgte eine Nachrechnung der Widerlagerkonstruktion mit FEM, wobei sowohl eine Nachrechnung als quasi-statisches Ersatzmodell, als auch eine Berechnung im dynamischen Bereich erfolgte. Anhand der Beschleunigungsmessungen und Erddruckmessungen konnten die Eingangsparameter für die Berechnung geeicht werden. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit der Darstellung und Auswertung der Messergebnisse die seit Baubeginn bis ca. ½ Jahr nach Inbetriebnahme des Bauwerkes vorliegen. Zusätzlich werden Ergebnisse der Überfahrversuche dargestellt. Aufgezeigt werden die Ergebnisse der FEM-Berechnung im statischen und dynamischen Bereich. Die Verformungsmessungen, die Überfahrversuche sowie die Nachrechnungen ergaben eine gute Übereinstimmung und zeigen, dass die derzeitigen Berechnungsansätze, wie sie die gängigen Regelwerke (EBGEO) bieten, als sicherer Ansatz anzusehen sind. Die Bauweise selbst bietet, und dies wird abschließend anhand eines Kosten- und Bauzeitvergleiches dargestellt, enorme Vorteile gegenüber konventionellen Bauweisen.

In the course of replacing a bridge carrying the road K1355 over the river Ilse, a single span bridge was erected near the town Ilsenburg. The bridge has a main span of approximately 21.00 m. It was intended that the bridge have a foundation of in-situ-concrete piles.A second offer suggested not using the piles and instead basing the structure on geosynthetic reinforced earth. The facing consists of gabions. Since there isno information concerning the long term deformation behaviour of this sort of construction, a selection of instruments was built into both abutments.The instrumentation consists of deformation measurement points, inclinometers and earth pressure sensors. The instrumentation was conceived for long term observation of the spatial deformation. In addition to this, rolling tests with HGVs were carried out. For these tests acceleration sensors were used. After the information had been gathered a FEM model was applied and calibrated to fit the measurement results. A dynamic and a quasi static model were used. The following article deals with the evaluation of the measurement results, and details the designing with the FEM.Designing and measurement results correlate well, and show that the current designing approach, as found in the EBGEO, offers a realistic method.The building method itself, as can be seen at the end of the article in a comparison of construction time and cost, has enormous advantages next to conventional building methods.

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PROJEKT AMSTERDAM A2/A9: GEOKUNSTSTOFFBEWEHRTE STÜTZKONSTRUKTION ERMÖGLICHT KÜNSTLERISCHE LANDSCHAFTSGESTALTUNG

Dipl.-Ing. Hein Jas, Tensar International GmbH, Bonn, Deutschland

Dipl.-Ing. E. Meisner, Ingenieurbüro Amsterdam, Niederlande 

Dipl.-Ing. Th. Huybregts, C.T.N. Civiele Techniek Nederland B.V., Lochem, Niederlande

Das Projekt Amsterdam A2/A9 umfasst den Ausbau der Kreuzung zweier Hauptautobahnen in den Nie-derlanden mit einer neuen Anbindung. Als Teil des Projektes wurde hierbei ein Landschafts(kunst)projekt entworfen. Dieses Landschaftsprojekt wurde auf sehr weichen Böden gebaut und verwendete gleichzeitig weichen Boden, der beim Bau der Kreu-zung abgetragen worden war. Hierdurch wurden eine kostenin-tensive Bodenbeseitigung und Entsorgung vermieden. Bei die-sem Landschaftsprojekt wurden drei Dämme bis zu einer Höhe von 12 Metern gebaut. Diese Hügel aus weichem Boden werden von vier Spalten durchzogen. Die Spalten mit insgesamt 8 Steil-böschungen bis 65° wurden mit einer Geokunststoffbewehrung entworfen. Der besondere Entwurf der komplexen Bewehrungs-anordnung sowie die Untersuchung der globalen Standsicherheit mit Bodenbewehrung werden beschrieben. Zudem werden An-nahmen zur Verformung und zu Setzungen des weichen Dam-mes und Untergrundes gemacht und mit den tatsächlichen Ver-formungen vor Ort verglichen. Die Bemessung und der Bau dieses Landschaftskunstprojektes haben zu wichtigen Erkennt-nissen über die Bewehrung mit und auf weichen Böden geführt.

ABSTRACT:The Amsterdam A2/A9 project is the exten-sion, with a new connection, of an intersection between two ma-jor highways in the Netherlands. As a part of the project, a land-scape art project has been designed. This landscape project is constructed over very soft soils and uses soft soils that came free during the construction of the intersection, thus preventing costly removal and deposition. In the landscape project three major embankments up to 12 m high have been constructed. These mounds of soft soil are intersected by 4 clefts. These clefts, which total 8 steep slopes up to 65 degrees, are designed incor-porating a geosynthetic reinforcing system. The special design for the complex reinforcement layout, and global stability analy-sis using base reinforcement is described. In addition, predic-tions of deformation and settlements of the soft soil embankment and sub-soil are given and compared with actual deformation on the site. The design and construction of this landscape art project has resulted in valuable experience in using reinforcement both with and on soft soils.

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Beitrag zur Außenhaut von begrünbaren geokunststoffbewehrten Steilböschungen

DIPL.-ING. STEFFEN MÜLLER , GEPRO Ingenieurgesellschaft für Geotechnik, Verkehrs- und Tiefbau und Umweltschutz mbH, Dresden

Bei der Herstellung von Bauwerken aus Geokunststoffbewehrter Erde stößt die Auswahl der bewehrenden Geokunststoffe auf ein breites und reges Interesse. Dazu im Gegensatz wird die Gestaltung der Außenhaut eher stiefmütterlich behandelt. Dabei ist die Außenhaut das einzige sichtbare Element des Baukörpers. Aus der Sicht eines Bauherren ist sie neben der ohnehin voraus gesetzten Standsicherheit und Gebrauchtauglichkeit sowie dem wirtschaftlichen Preis für Bauen und Instandhalten das maßgebende Kriterium für seine Entscheidung für oder gegen die Bauweise.

Zur Gestaltung der Außenhaut für begrünbare geokunststoffbewehrte Steilböschungen sind eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme geschaffen worden. Diese können jedoch einer überschaubaren Anzahl an Wirkprinzipien zugeordnet werden.

Das älteste und einfachste Wirkprinzip ist sicherlich die „Wulstbauweise“, bei welcher der bewehrende Geokunststoff auf der Böschungsoberfläche ausgelegt und in Höhe der nächsten Bewehrungslage in den Füllboden zurückgeführt wird, so dass der Geokunststoffumschlag eine halbkreisförmige Wulst (auch als Polster bezeichnet) bildet. Für den Einbau und die Verdichtung des Füllbodens ist eine versetzbare Schalung erforderlich. Zur Abdeckung des bewehrenden Geokunststoffes und zur Begrünung werden häufig Krallmatten in Verbindung mit einer Anspritzbegrünung eingesetzt.

Als eine nächste, die Wulstbauweise modifizierende Qualitätsstufe kann man eine unter Verwendung des Systems „FLEXOFLOR“ hergestellte Steilböschung ansehen. Bei ihr werden mit Substrat (Mutterboden) gefüllte Säcke als verlorene Innenschalung für den Wulstumschlag verwendet.

Weit verbreitet und gewissermaßen Stand der Technik sind Systeme, bei denen als verlorene Schalung und zur Gewährleistung einer ebenen Böschungsoberfläche Gitterelemente aus Stahldrähten verwendet werden. Sie lassen sich in folgende Wirkprinzipien (Systemtypen) unterteilen:

I) Die Außenhautsicherung beschränkt sich auf die Stahlgitter, einen Rieselschutz und die Begrünung. Der Vorfertigungsgrad ist gering. Mutterboden und Füllboden sind nicht voneinander getrennt. (Systeme „DELTA-GREEN“, „Ecomur“, „STEBO“, „TERRATREL“ und „TEXTOMUR“)

II) Die Außenhautsicherung besteht aus Wulstumschlag des Geokunststoffes, Stahlgitter, Rieselschutz und Begrünung. Der Vorfertigungsgrad ist gering. Mutterboden und Füllboden sind nicht voneinander getrennt. (Systeme „Dresdener System“, „HAS-Tec-Drahtwand“, „Hennigsdorfer System“, „TerraBloc“ und „TerraMur“)

III) Die Außenhautsicherung besteht aus räumlich steifen Stahlkäfigen, Rieselschutz, Begrünung und Mutterboden sowie ggf. Wulstumschlag des Geokunststoffes. Die Stahlkäfige werden mitsamt ihrer Füllung aus Rieselschutz, Mutterboden und Begrünung im wesentlichen werkmäßig vorgefertigt. Mutterboden und Füllboden sind voneinander getrennt. (Systeme „GEOGREEN“, „TerraBloc“)

Der Schweizer Ingenieur Felix Jaecklin hat die Entwicklungsgeschichte der Systemtypen folgendermaßen auf den Punkt gebracht:

Die Wulstbauweise (englisch: wrap-around) ist die Bauweise der 1970-er Jahre. Systeme aus abgewinkelten Drahtgittermatten (Systemtypen I und II) sind die Bauweise der 1980-er Jahre. Systeme mit Drahtkäfigen (Systemtyp III) sind schließlich die Bauweise der 1990-er Jahre.

In Fortführung dieser sicherlich stark vereinfachenden Einschätzung von Herrn Dr. Jaecklin bin ich der Auffassung, dass wir eine „Bauweise 2000“ brauchen, bei welcher der Vorfertigungsgrad und die Variabilität noch größer sind und bei der auf die Verwendung von Metall weitgehend verzichtet wird.

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STÜTZWAND MIT GABIONENVERKLEIDUNG IN RHEINLAND-PFALZ 

T. Müller, Straßen- und Verkehrsamt, Speyer

T. Vogel, ISK Ingenieurgesellschaft, Kaiserslautern

O. Naciri, Tensar International, Bonn

Vom Straßen- und Verkehrsamt Speyer (Rheinland-Pfalz) musste im Jahre 1999 die Kreisstraße 15 auf einem 170 m langen Abschnitt gesichert werden, da die Gefahr eines talseitigen Abganges bestand.

Wegen der örtlichen Gegebenheiten (Hangneigung von bis zu 1,5 : 1, sehr beengte Trassierung mit nur 3,5 m Fahrbahnbreite) musste die Straße mit einem Stützbauwerk gesichert werden. Aufgrund der untergeordneten Straßenklasse sollte dieses mit möglichst geringem finanziellen Aufwand errichtet werden. Die Wahl fiel daher auf eine Stützkonstruktion, die mittels Geogittern einen Erdkörper als „Bewehrte Erde“ ausbildet, wobei die Stirnflächen aus rückverankerten Drahtschotterkörben gebildet werden. Hierdurch ist eine Neigung der Stirnfläche von 10 : 1 bei einem in diesem Bereich geforderten naturnahen Ausbau möglich.

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Geogitterbewehrter Bahndamm – Ausgrabung nach 10-jähriger Beanspruchung

Prof. Dr.-Ing. M. Nimmesgern, Fachhochschule Würzburg-Schweinfurt

Prof. Dr.-Ing. K Lieberenz, Hochschule für Technik und Wirtschaft (FH), Dresden

Im Zuge der Erneuerung der Trassenführung im Einfahrtsbereich des Hauptbahnhofes von Karlsruhe wurden 1989 zwei Brückenbauwerke abgebrochen und durch eine Neukonstruktion ersetzt. Die Baumaßnahmen erfolgten unter Aufrechthaltung des Bahnbetriebes, was für die Optimierung der Zwischenbauzustände ein entscheidendes Kriterium bedeutete. Die Strecke war damals mit vier Gleisen ausgestattet, von denen drei während der Baumaßnahmen betriebsbereit bleiben mußten. Als alternativer Zwischenbauzustand wurde eine geogitterbewehrte Stützkonstruktion mit fast 5 m Höhe und einer Vorderseitenneigung von 84° ausgeführt. Als Bodenmaterial wurde ein in der Rheinebene natürlich vorhandener Kiessand mit einer Körnung von 0 bis 32 mm verwendet (GW nach DIN 18196). Die Stützkonstruktion wurde nach der Umschlagmethode ausgeführt, wobei in der Ansichtsfläche ein Vlies als Erosionsschutz eingelegt wurde. Die Erstellung der Konstruktion erfolgte mit Hilfe einer Schalung. Während der Erstellung der Konstruktion und nach der Aufnahme des Bahnverkehres auf der Oberfläche wurden die Verformungen mit Hilfe der Photogrammetrie überwacht. Die Messergebnisse wurden 1993 vorgestellt. Während der 1 ½-jährigen Nutzung der Stützkonstruktion mußte in diesem Bereich der Gleiskörper nicht nachgestopft werden, obwohl die Strecke mit Güter- und Personenzügen mit einer Geschwindigkeit bis zu 120 km/h befahren wurde. Anschließend wurde die Konstruktion mit der Verbreiterung des Dammkörpers und der Erweiterung auf insgesamt 6 Gleise überflüssig, verblieb aber im Dammkörper.

Um die Dauerhaftigkeit des eingesetzten Geogittertypes (TENSAR SR 110) unter den extremen Bedingungen direkt unter dem Schotterkörper bewerten zu können, wurden im Februar 2001 bei einer nächtlichen Gleissperrung drei Geogitterbahnen unter dem Gleis ausgebaut und ihr Zustand untersucht.

Neben der visuellen Beschreibung des Zustandes der Gitterbahnen wurden Zugversuche zur Bewertung der derzeitigen mechanischen Eigenschaften ausgeführt. Zusätzlich erfolgt eine Bewertung der Dauerhaftigkeit und eine Abschätzung der Restlebenszeit mit Hilfe der von Dr. Schröder von der Bundesanstalt für Materialprüfung in Berlin entwickelten Oxidationsmethode, über deren Ergebnisse später berichtet wird.

Bei der visuellen Untersuchung wurden entgegen den Erwartungen nur relativ geringe Schädigungen festgestellt. In den nur geringfügig überdeckten Bereichen war die gesamte Oberfläche des Geogitters angerauht, wobei in den tieferliegenden Bereichen keine Oberflächenveränderungen feststellbar waren. Vor allem in den hochbeanspruchten Bereichen wurden Risse festgestellt, die bis auf wenige Ausnahmen im Knotenbereichverliefen. Diese Risse gingen meistens durch das gesamte Material hindurch. Nur einzelne An- bzw. Durchrisse wurden im Stegbereich festgestellt. Sämtliche Risse verliefen in Hauptzugrichtung bzw. Fertigungsrichtung des Geogitters. Erste Ergebnisse der Untersuchungen werden vorgestellt.

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Erfahrungen mit einer der ältesten geotextilbewehrten Stützwände in Europa: Bauweise, Statik, Verhalten, Langzeitbeständigkeit

Risseeuw, Paul, Velp, NL

Alexiew, Dimiter, HUESKER Synthetic GmbH & Co.KG, Gescher 

Die 1981 - 1982 gebaute Wand mit hochfestem Polyestergewebe und lokalem Boden ist noch in sehr gutem Zustand, trotz der de facto "nackten" Außenhaut. Berechnungen nach heutigen Verfahren (Bishop & Janbu, DIN 4084) zeigen meist ähnliche Standsicherheiten wie das vereinfachte Verfahren von 1981, falls realistische (und nicht sehr konservative) Bemessungsfestigkeiten eingesetzt werden. Das beprobte Gewebe zeigt praktisch keine Festigkeitsverluste, mit Ausnahme der "nackten Fassade".

The earth retaining wall with high-strength polyester woven which was constructed in 1981 - 1982 using local soil performs very well until now despite the "naked" facing. Stability calculations according to actual procedures today (Bishop & Janbu) result mostly in similar FOS as the simplified procedure in 1981, if realistic not too conservative design strengths are assumed. The woven tested has practically no decrease in strength except the "naked" facing zone.

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Die Verwendung von PET Geogitter in Erdbewehrung, 10 Jahre Rückblick

Dipl.-Ing. François Viel, Firma REHAU AG + CO, Erlangen

Die Firma REHAU hat in den früheren Jahren 1990 ein PET Geogitter Programm für die Erdbewehrung entwickelt. Für die Bemessung und die Dimensionierung von Böschungsbewehrungen wurde von dem Grundbauinstitut der LGA, einen Polsterwand des Maßstabes 1/1 hergestellt sowie eine Software für die Dimensionierung nach der Blockheitmethode entwickelt. Für die Tragschichtverbesserung wurde ein Untersuchungsprogramm im Labor der FH Dresden aufgebaut, um den Einsatz von Geogittern zu simulieren.

In der Zwischenzeit sind zahlreiche Projekte in der ganzen Welt durchgeführt worden unter anderem für:

-          Böschungsbau

-          Stützwandkonstruktion

-          Böschungssanierung

-          Tragfähigkeitverbesserung

-          Lärmschutzwälle

-          Erstellung von Trockenmauern

Das Papier soll für jeden einzelnen Bereich ein repräsentatives Objekt beschreiben und vorstellen und die Projekte bis zu 10 Jahren nach in ihrem jetzigen Zustand zeigen. Die Erfahrungen der letzten 10 Jahren werden zusammengestellt und vorgetragen.

Abstract

REHAU has developped in the early 90ies a range of PET-geogrids for the use in reinforced earth. During the last 10 years a lot of projects have been designed and built concerning

-          reinforced steepslopes

-          slope reinstatement

-          subbase reinforcement

-          retaining walls

-          noise protection walls and

-          dry stone walls

This paper shows relevant projects realised by REHAU during the last decade describing the kind of construction and the most important data concerning the project (geometry, soil, geogrids etc). These projects are:

-          Leuchtenberg-a dry stone wall (1993) 

-          Stauferberg-a reinforced slope (1995)

-          Heroldsberg-a slope reinstatement (1995)

-          Heroldsberg- a subbase reinforcement (1995)

-          Remscheid-a noise protection wall (1997)

-          Berlin-Oberhavel-a reinforced steepslope (2000)