Bodenstabilisierung: Methoden und Funktionsweisen

Bodenstabilisierung bzw. Bodenverfestigung oder Bodenverbesserung machen es möglich, auf Böden zu bauen, die ohne die Stabilisierung zu weich, zu kompressibel oder zu heterogen dafür wären. Eine mechanische oder chemische Bodenstabilisierung verbessert die Bodenkennwerte.

Im Straßenbau wird die Bodenschicht unmittelbar unter dem Straßenaufbau Unterbau genannt. Wenn dieser Unterbau zu weich oder zu heterogen ist, kann die Stabilisierung oder Verbesserung dieser Schicht ihren Aushub und Austausch vermeiden. Das vermeidet den Abtransport und die Entsorgung großer Bodenmassen und trägt zur Nachhaltigkeit bei. Insbesondere wenn weite Transportwege für den Abtransport von Boden und seiner Entsorgung in Deponien sowie die Beschaffung und weite Antransporte eines besser geeigneten Bodens unnötig werden, bietet eine Bodenstabilisierung erhebliche Vorteile. CO^₂-Ausstoß, Lastwagenverkehr und daraus resultierende Verkehrsbehinderungen und Lärm sowie die Bauzeit werden reduziert. Das kommt allen drei Säulen der Nachhaltigkeit zugute, der Umweltverträglichkeit, der Wirtschaftlichkeit und den sozialen Bedingungen. Auch erhebliche Kosten durch Umsetzung der Vorgaben der Ersatzbaustoffverordnung werden eingespart.

Außer im Straßenbau können Bodenstabilisierungen ebenso für weitere Anwendungsbereiche, wie die Gründung von Arbeitsplattformen oder andere Bauwerksgründungen, z. B. Brückenwiderlager, Vorteile haben. Die mechanische Bodenstabilisierung mit Produkten von Tensar ist wegen der einfachen und schnellen Installation und Rückbaumöglichkeit besonders auch für temporäre Anwendungen, wie die genannten Arbeitsplattformen, geeignet.

• Was ist eine Bodenstabilisierung?
• Bodenverbesserung oder Bodenverfestigung - was ist der Unterschied?
• Wann ist eine Bodenstabilisierung erforderlich?
• Welche Bodenschichten werden typischerweise stabilisiert?
• Methoden der Bodenstabilisierung
• Produkte zur Bodenstabilisierung
• Die Vorteile der Bodenstabilisierung
• Herausforderungen bei der Bodenstabilisierung
• Die Rolle der Bodenstabilisierung in der Bauindustrie
• Verbesserung der Tragfähigkeit mit der T-Value-Methode
• Erschließen Sie die Vorteile der mechanischen Stabilisierung mit Tensar

Was ist eine Bodenstabilisierung?

Unter einer Bodenstabilisierung oder Baugrundstabilisierung versteht man in der Regel die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Bodens durch Zugabe einer stabilisierenden Komponente. Dabei handelt es sich üblicherweise um Bindemittel, ggf. Füller und Wasser.

Im Straßenbau ist die Stabilisierung des Unterbaus − also des anstehenden Bodens unterhalb der Trag- bzw. Frostschutzschicht − eine Methode, um eine ausreichende Tragfähigkeit auf dem Planum herzustellen. Andere Methoden sind der Bodenaustausch − also der Austausch gering tragfähiger Bodenschichten gegen besser tragfähiges Material, ggf. in Kombination mit Geokunststoffen − oder die unmittelbare mechanische Stabilisierung der Trag- bzw. Frostschutzschicht mit Geogittern.

Bodenverbesserung oder Bodenverfestigung - was ist der Unterschied?

Die Begriffe Bodenstabilisierung und Bodenverfestigung bzw. Bodenverbesserung werden oft synonym verwendet. Die technischen Vorschriften und Richtlinien im Straßenbau unterscheiden zwischen Bodenverfestigung und Bodenverbesserung:

• Bodenverbesserung meint die Verbesserung der Einbau- und Verdichtungsfähigkeit von Böden
• Bodenverfestigung soll die Tragfähigkeit und Frostbeständigkeit dauerhaft erhöhen

 

Unter Bodenstabilisierung werden in der Regel alle Maßnahmen verstanden, die die Tragfähigkeit und Setzungserscheinungen positiv beeinflussen. Das kann neben den oben angegebenen Methoden auch die Verwendung von Geokunststoffen in Bodenaustauschkörpern, Trag- oder Frostschutzschichten sein.

Wann ist eine Bodenstabilisierung erforderlich?

Die Lasten aller oberirdischen Bauwerke müssen in den Boden oder Baugrund abgeleitet werden. Die Tragfähigkeit des Bodens und die aus dem Lasteintrag resultierenden Setzungen hängen von den physikalischen Eigenschaften des Bodens ab.

Unzureichende Bodenfestigkeit

Die Tragfähigkeit eines Bodens hängt von seinen physikalischen Eigenschaften ab: der Mineralzusammensetzung, der Korngröße, -form und -verteilung, dem Wassergehalt sowie der Belastung, unter der er steht. Eine unzureichende Tragfähigkeit erfordert eine Bodenstabilisierung oder Baugrundstabilisierung.

Unzureichende Bodenfestigkeit

Die Tragfähigkeit eines Bodens hängt von seinen physikalischen Eigenschaften ab: der Mineralzusammensetzung, der Korngröße, -form und -verteilung, dem Wassergehalt sowie der Belastung, unter der er steht. Eine unzureichende Tragfähigkeit erfordert eine Bodenstabilisierung oder Baugrundstabilisierung.

Übermäßige Setzungen des Bodens

Boden verformt und verdichtet sich unter Belastung. An der Oberfläche hat dies Setzungen zur Folge. Die Art des Bodens, die Anordnung der Partikel und sein Wassergehalt bestimmen das Ausmaß der Setzungen. Diese Eigenschaften können mitunter kleinräumig über kurze Distanzen variieren. Damit variiert auch das Setzungspotenzial, und es können Setzungsdifferenzen entstehen. Setzungen und Setzungsdifferenzen können durch Bodenstabilisierung reduziert werden.

Welche Bodenschichten werden typischerweise stabilisiert?

Bei wenig tragfähigen oder setzungsempfindlichen Böden im Verkehrswegebau oder bei anderen Bauwerken kann eine Bodenstabilisierung die Tragfähigkeit verbessern und Setzungen verringern. Die Stabilisierung des Bodens kann in unterschiedlichen Schichten erfolgen.

Stabilisierung des Untergrunds

Der Untergrund, d. h. die natürlich vorkommende Bodenschicht unmittelbar unter dem Planum, kann durch Verdichtung oder chemische Behandlung, wie Zugabe von Zement oder Kalk, stabilisiert werden. Alternativ kann der gering tragfähige Untergrund verstärkt und die Tragfähigkeit durch Bewehrte Erde- Konstruktionen verbessert werden.

Tragfähigkeitserhöhung durch Bodenaustausch

Bei dieser Methode wird zu gering tragfähiger Baugrund ganz oder teilweise entfernt und Material aufgefüllt, das besser zu verdichten und tragfähiger ist. Meist wird dazu ein im Vergleich zur Tragschicht geringerwertigeres Füllmaterial, z. B. Sand verwendet. Bodenaustausch wird oft mit der Verwendung von Geokunststoffen kombiniert.

Stabilisierung des Unterbaus

Einige Straßen erfordern einen Unterbau, also künstlich hergestellte Erdkörper, wie beispielsweise Straßendämme oder profilierende bzw. niveauregulierende Schüttungen. Diese müssen dauerhaft tragfähig und verformungsbeständig sein. Geokunststoffe werden häufig im Unterbau eingesetzt, um Dammschüttungen zu bewehren oder zu stabilisieren, die Tragfähigkeit zu erhöhen, Setzungen und Setzungsdifferenzen zu minimieren und auf diese Weise den Bedarf an Erdmassenbewegungen zu reduzieren.

Stabilisierung der Tragschicht

Für Tragschichten im Straßenbau werden zwei unterschiedliche Positionen unterschieden:

Zum einen gebundene Tragschichten, z. B. Asphalttragschichten, die sich zwischen der Asphaltdeckschicht und der ungebundenen Tragschicht ohne Bindemittel (ToB) befinden.

Zum anderen sind Tragschichten ohne Bindemittel zu betrachten. Diese liegen unter den Asphalt- oder Pflasterschichten und bestehen in der Regel aus der eigentlichen Schotter- oder Kiestragschicht und darunter aus einer Frostschutzschicht. Die Leistungsfähigkeit (Tragfähigkeit, Minimierung von Setzungen und von Setzungsdifferenzen) dieser ToB kann durch mechanische Stabilisierung mit Geogittern verbessert werden. Dadurch lassen sich die Nutzungsdauer und die Gebrauchstauglichkeit der Verkehrsfläche erhöhen.

Mechanische Stabilisierung eines Unterbaus, der Frostschutzschicht und der Tragschicht in einem Straßenaufbau mit Tensar-Geogittern

Methoden der Bodenstabilisierung

Ziel einer Bodenstabilisierung ist es, durch die Einschränkung der Partikelbewegungen die temporären und dauerhaften Eigenschaften eines Bodens zu verbessern.

Zu den gebräuchlichsten Bodenstabilisierungstechniken gehören:

• Chemische Stabilisierung mit Kalk
• Chemische Stabilisierung mit Zement
• Stabilisierung mit anderen chemischen Bodenverbesserungsmitteln
• Mechanische Stabilisierung mit Geogittern
• Stabilisierung mit einer Tensar mechanisch stabilisierten Schicht (MSL)

 

Mechanische Stabilisierung

Wenn ein Schüttmaterial, wie Schotter oder Kies, über einem geeigneten Geogitter verdichtet wird, verzahnen sich die einzelnen Partikel mit dem Geogitter. Wenn das Geogitter eine ausreichende Steifigkeit in der Ebene bei geringer Dehnung aufweist, werden die Gesteinskörner infolge der Kombination starker integraler Verbindungen und hoher Rippenprofile in den Geogitteröffnungen fixiert. Durch diesen Partikeleinschluss im Kontakt mit dem Geogitter werden laterale Kornbewegungen und Drehungen der Gesteinsteilchen eingeschränkt. Das Schüttmaterial über und unter der Geogitterebene verzahnt sich mit den im Geogitter eingeschlossenen Partikeln und wird dadurch ebenfalls stabilisiert. Auf diese Weise wird das Gefüge des Schüttmaterials um die Geogitterlage gestützt. Es bildet sich eine Zone mit eingeschränkter Beweglichkeit der Schüttmaterialpartikel. Die Tragfähigkeit und die Steifigkeit dieser mechanisch stabilisierten Schicht sind höher als ohne Stabilisierung.

Eine mechanisch stabilisierte Tensar-Schicht über gering tragfähigem Untergrund kann wegen ihrer höheren Tragfähigkeit und Steifigkeit dünner sein als ohne Stabilisierung. Durch diese Schichtdickenreduzierung werden der Aufwand für Beschaffung,Transport und Einbau von Schütt- bzw. Austauschmaterial reduziert und die CO^₂-Emissionen gesenkt.

Das Verhalten mechanisch stabilisierter Schichten wurde für unterschiedliche Schüttmaterialien und Tensar-Geogittertypen durch umfangreiche Tests geprüft. Bemessungsparameter sind durch Belastungs- und Überfahrtversuche in großem Maßstab validiert.

Mit Sachverstand und unserer Unterstützung können mit dieser Technologie auch auf äußerst gering tragfähigem Baugrund hervorragende Ergebnisse erzielt werden. Tensar berät Sie gerne über den Einsatz von Tensar Geogittern zur mechanischen Stabilisierung bei sehr gering tragfähigem und heterogenem Baugrund.

Chemische Bodenstabilisierung

Unter chemischer Bodenstabilisierung versteht man Verfahren (Bodenverbesserung bzw. Bodenverfestigung), mit denen sich die Tragfähigkeit von Böden verbessern lässt. Durch Zugabe chemischer Zusatzstoffe, wie Kalk, Zement oder anderer Bindemittel, werden die Bodenpartikel gebunden und dadurch die Baugrundeigenschaften verbessert.

Für die chemische Stabilisierung ist zu beachten, dass in die Bodenchemie eingegriffen wird und Einflüsse auf das Sicker- und Grundwasser in Betracht gezogen werden müssen. Für temporäre Flächen, z. B. Baustraßen, sind die Anforderungen an den Rückbau zu berücksichtigen. Unter Umständen müssen die stabilisierten Bodenbereiche entfernt und entsorgt werden.

Chemische Bodenstabilisierung mit Kalk

Kalk wird in situ und in der Regel mit Spezialgeräten eingemischt. Angenommen wird, dass der überwiegende Anteil der Verbesserung innerhalb von 72 Stunden eintritt, die Festigkeit der Mischung aber noch bis zu einem Jahr nach der Ausführung weiter zunimmt.

Der Zusatz von Kalk verringert den Feuchtigkeitsgehalt und die Plastizität bestimmter Lehmböden und verbessert deren Verarbeitbarkeit. Die Behandlung mit Kalk wird daher für solche Böden oft als temporär für die Bauzeit nützliche Bodenverbesserungsmaßnahme angesehen.

Eine Bodenverbesserung mit Kalk ist nicht für die Stabilisierung nichtbindiger Böden oder für Böden mit hohem Sulfatgehalt geeignet. Für gute standortspezifische Lösungen müssen daher die Eignung der Böden in Laboruntersuchungen geprüft, die Reaktivität des Bodens ermittelt und eine geeignete Mischungsgestaltung festgelegt werden.

Kalk wird in der Regel aus Kreide oder Kalkstein gewonnen. Seine Gewinnung ist extrem energieaufwendig und mit hohen CO_²-Emissionen bei der Herstellung verbunden. Während der Bauphase kann beim Mischen in situ entstehender Staub Grundstücke und lokale Interessen − zum Beispiel der Land- und Viehwirtschaft − im Einflussbereich der Baustelle beeinträchtigen.

Chemische Stabilisierung mit Zement

Portlandzement wird bis zu einer bestimmten Tiefe (normalerweise bis zu 30 cm) mit dem Boden vermischt. In einem zweiten Prozessschritt muss Wasser hinzugefügt werden, um den Zement zu aktivieren. Der hydratisierte Zement verbindet sich chemisch mit dem Boden und bindet die Partikel aneinander, wodurch ein festeres Material entsteht. Um die gewünschten Bodeneigenschaften zu erreichen, muss der Wassergehalt passend eingestellt und genau kontrolliert werden.

Das Verfahren eignet sich nicht für kohäsive Böden und Böden mit einem organischen Anteil von mehr als 2 %. In einigen Ländern geht man zudem davon aus, dass die Verbesserung von Böden durch Zement nur vorübergehend ist und die Bodenfestigkeit mit der Zeit wieder abnimmt.

Der Energieverbrauch und der CO^₂-Ausstoß bei der Herstellung von Portlandzement sind hoch, da die Produktion den Abbau und die Zerkleinerung von Kalkstein sowie den Einsatz von Öfen mit Temperaturen von 1.500 °C erfordert.

Beim Bau von Straßen, Gehwegen und befahrenen Flächen müssen die Verformungen zementstabilisierter Böden so begrenzt werden, dass sie keine Risse im stabilisierten Boden verursachen. Auch beim Einsatz spezieller In-situ-Mischanlagen können beim Mischen Zementstaubwolken entstehen und Grundstücke und Interessen der Anlieger im Einflussbereich der Baustellen beeinträchtigt werden.

Chemische Stabilisierung mit anderen Modifikatoren

Zur Bodenstabilisierung werden auch synthetische Polymere und biopolymere Zusatzstoffe angeboten. Dabei handelt es sich häufig um firmeneigene Stoffe, deren Eigenschaften nur in begrenztem Maße durch unabhängige Forschung untersucht sind. Daher werden sie seltener als Zement oder Kalk zur Stabilisierung von Böden eingesetzt. In der Regel eignen sie sich aber besser für den Einsatz bei nichtbindigen Böden mit hohem Feinkornanteil. Chemische Stabilisierungen mit synthetischen Polymeren und biopolymeren Zusatzstoffen können umweltverträglicher als mit Kalk oder Zement sein, sind aber oft teurer.

Biologische Bodenstabilisierung

Biologische Stabilisierungen durch Vegetation, Pflanzen oder Pilze können zur Bodenstabilisierung beitragen, indem Wurzeln bzw. Mycelien die Bodenpartikel fixieren. Solche Maßnahmen können an steilen Hängen oder Straßenböschungen zum Schutz gegen die Auswirkungen von Starkregenereignissen und zur Resilienz gegen weitere Naturgefahren, wie Lawinen, Steinschlag oder Erosion, beitragen. Biologische Stabilisierungen sind aber in der Regel keine Alternative zu chemischen Bodenverbesserungen mit Kalk oder Zement oder mechanischen Stabilisierungen mit Geogittern im Bereich von Verkehrswegen.

Produkte zur Bodenstabilisierung

Kalk

Kalk ist in den meisten Regionen erhältlich und wird in Säcken oder Schüttgutbehältern geliefert. Er wird seit Jahrhunderten zur Bodenverbesserung eingesetzt. Um den Mechanismus und den Nutzen von Kalk für Böden zu beschreiben, wurden zahlreiche Forschungsarbeiten durchgeführt. Hauptanwendung ist die Stabilisierung feuchter Lehmböden. Kalk wird auch in Kalksäulen und zur Modifizierung von Ton für den Böschungsbau verwendet. Er wird in der Regel in situ mit speziellen Geräten in den Boden eingemischt. Die Stabilisierung mit Kalk ist ein zweistufiger Prozess. Die erste Phase dauert einige Stunden oder Tage, in denen die Plastizität und Verarbeitbarkeit des Lehms verbessert wird. In einer zweiten Phase, die sich über einen viel längeren Zeitraum erstreckt, wird die Festigkeit des Bodens erhöht.

Zement

Zement ist weltweit in Säcken und in loser Schüttung erhältlich. Zement wird für rollige bzw. nichtbindige Böden zur Stabilisierung des Untergrunds und für die Stabilisierung des Unterbaus von Straßen aus Mineralgemischen verwendet. Der hydratisierte Zement bildet eine Matrix zwischen den Boden- oder Schüttmaterialpartikeln und hält sie zusammen.

Geogitter

Alternativ zu anderen Verfahren der Bodenstabilisierung werden Geogitter seit den frühen 1980er-Jahren auf der ganzen Welt bei Problemen mit weichen, gering tragfähigen Böden eingesetzt. Geogitter werden in Rollenform geliefert, die in der Regel 4 m breit und bis zu 100 m lang sind. Es gibt verschiedene Arten der Herstellung von Geogittern. Der am häufigsten für die Tragschichtstabilisierung verwendete Typ sind gestanzte und gestreckte Geogitter. Diese Geogitter bestehen aus Polypropylen mit steifen, an monolithischen Knotenpunkten verbundenen Stegen. Die Geogitter können biaxial mit rechteckigen Öffnungen, triaxial mit dreieckigen Öffnungen oder multiaxial mit dreieckigen, sechseckigen oder trapezförmigen Öffnungen ausgebildet sein, wobei unter anderem die Öffnungsgeometrie die Leistung dieser Produkte maßgeblich beeinflusst.

Die Vorteile der Bodenstabilisierung

Erhöhte Tragfähigkeit

Wenn Schotter- oder Kiespartikel in den Öffnungen ausreichend steifer Geogitter fixiert werden und sich weitere angrenzende Gesteinskörner mit ihnen verzahnen, bildet sich eine Schicht, in der die Beweglichkeit der Einzelkörner eingeschränkt ist. Die Steifigkeit und die Tragfähigkeit dieser mechanisch stabilisierten Schicht (MSL) sind höher als ohne Stabilisierung.

Erosionsschutz

Mit Geogittern bewehrte Erdkörper oder geogitterstabilsierte Strukturen sind resilienter gegen Starkregenereignisse, und solche Böschungen sind besser gegen Erosion und Sedimenttransporte geschützt. Die Bodenstabilisierung kann zudem den Bewuchs von Böschungen erleichtern und dadurch die Erosionsanfälligkeit weiter verringern.

Senkung der Projektkosten

Die Bodenstabilisierung erhöht und vergleichmäßigt die Tragfähigkeit des Baugrunds. Eine Bodenstabilisierung vermeidet oder reduziert daher den Austausch gering tragfähiger Böden durch besser tragfähiges Material. Zur Herstellung von Verkehrsflächen kann der Einsatz stabilisierender Geogitter im ungebundenen Oberbau sowohl Bodenaustausch als auch chemische Bodenstabilisierung überflüssig machen. So können durch die Senkung des Bedarfs an Erdarbeiten, Transporten, Entsorgung und Ersatzbeschaffungen erhebliche Kosten eingespart werden. Außerdem ermöglichen tragfähigere, homogenere Tragschichten wirtschaftlichere Lösungen für den gebundenen Oberbau von Verkehrsflächen. Analog gilt das auch für Schienenverkehrswege, für die ebenfalls einfachere und damit preiswertere Lösungen möglich werden.

Steigerung der Rentabilität von Projekten

Bauunternehmen benötigen für die Ausführung von Projekten häufig temporäre Baustraßen oder Arbeitsplattformen über gering tragfähigen Böden. Bisher wurden dafür oft dicke Schotterschichten aufgetragen, um akzeptable und ausreichend tragfähige Baustraßen, Arbeitsflächen für die Maschinen und Lagerflächen zu schaffen. Eine gute Baustelleneinrichtung einschließlich temporärer Baustraßen und Arbeitsflächen ermöglicht eine effiziente Logistik und effizientes Arbeiten. Durch mechanische Stabilisierung können tragfähige Baustraßen und Arbeitsplattformen vergleichsweise preiswert, schnell und ohne hohe Kosten für temporär benötigtes Füllmaterial hergestellt und zurückgebaut werden. Das wirkt sich positiv auf die Planung und die Gesamtrentabilität des Projekts aus.

Mechanische Stabilisierungen ungebundener Schichten im Straßenaufbau durch Tensar bieten die Möglichkeit, die Dicke des Gesamtaufbaus zu verringern. Sowohl die Dicken der gebundenen als auch die der ungebundenen Schichten werden reduziert, ohne die Nutzungsdauer und Gebrauchstauglichkeit der Konstruktion zu verringern. Solche Lösungen sind in der Regel im Vergleich zu Lösungen ohne Stabilisierung erheblich kostengünstiger, reduzieren Bauzeiten und erhöhen die Rentabilität des Projekts.

Nachhaltigkeit und Resilienz gegen den Klimawandel

Die Verringerung des Volumens an Füllboden und geeignetem Schüttmaterial, das häufig über weite Entfernungen transportiert werden muss, und die Vermeidung der Entfernung bautechnisch ungeeigneter und manchmal kontaminierter Böden reduziert die baubedingten CO^₂-Emissionen. Dies ist eine direkte Folge der Reduktion von Transporten sowie der Gewinnung von geeignetem Füllmaterial, Schotter und Kies und seiner Verdichtung.

Lösungen mit Tragschicht- oder Bodenstabilisierung kommen auch immer häufiger zum Einsatz, wenn Probleme mit expansivem Baugrund, Frost-Tau-Zyklen und dem Verlust von Permafrost aufgrund des Klimawandels auftreten. In solchen Fällen bietet die mechanische Stabilisierung mit Geogittern eine größere Resilienz für die Zukunft.

Herausforderungen bei der Bodenstabilisierung

Umweltbelange

Chemische und mechanische Bodenstabilisierungen unterscheiden sich im Hinblick auf die Relevanz von Umweltbelangen. Wenn nach Ablauf der Nutzungsdauer oder bei Problemen der Wirksamkeit der Bodenstabilisierung anders als geplant doch Boden ausgetauscht werden muss, ist die Trennung von Geogitter und Boden einfacher als die Entsorgung von Böden, die durch Einmischung von Kalk, Zement oder anderen Komponenten nicht mehr so einfach getrennt werden können. Dies ist insbesondere bei temporären Infrastrukturflächen von Belang. Auch bei nachträglichen Bauarbeiten, von denen chemisch oder mechanisch stabilisierte Schichten betroffen sind, sind die Umweltbelange nicht identisch. Stabilisierende Geogitter von Tensar können auch in Teilbereichen für solche Baumaßnahmen geöffnet und nachträglich ohne Leistungsverlust wieder hergestellt werden. Es ist aber wichtig, dass die ausführenden Unternehmen nachträglicher Bauarbeiten über vorherige Stabilisierungsmaßnahmen informiert werden, um damit umgehen zu können.

Wirtschaftliche Faktoren

Wenn chemische Bodenstabilisierungsmaßnahmen nicht wie geplant wirksam sind − beispielsweise aufgrund nicht rechtzeitig untersuchter und erkannter Sulfatgehalte im Boden − entstehen zusätzliche, nicht eingeplante Kosten.

Wenn mechanische Stabilisierungsmaßnahmen mit der notwendigen Expertise aus vorausgegangenen Projekten − beispielsweise den Erfahrungen von Tensar − geplant wurden, ist das Risiko unplanmäßiger Probleme in der Ausführungsphase geringer als bei chemischen Bodenstabilisierungen.

Technische Herausforderungen

Bei Bodenstabilisierungen können technische Herausforderungen entstehen, die zu Herausforderungen im Projektmanagement, zu Bauzeitverzögerungen und Kostensteigerungen führen. Unzureichende Bodenuntersuchungen im Vorfeld der Projektausführung können Probleme verursachen, die in der Ausführung erhebliche Probleme verursachen.

Tensar plant mechanische Bodenstabilisierungen mit Geogittern auf der Basis umfangreicher Erfahrungen aus zahlreichen globalen Projekten. Daher sind nicht in der Planung berücksichtigte Risiken erheblich geringer.

Die Rolle der Bodenstabilisierung in der Bauindustrie

Bodenstabilisierungen für gewerbliche und industrielle Projekte

Steigende Kosten für Baustoffe und der Fachkräftemangel, aber auch Standorte mit problematischen Baugrundverhältnissen verteuern private und öffentliche Bauvorhaben. Tensar bietet fortschrittliche Lösungen mit leistungsstarken, patentierten Produkten an. Unser erfahrenes Team entwickelt und plant innovative technische Lösungen für spezifische Projekte, die im Gewerbe- und Industriebau Anwendung finden. Mit über 10.000 erfolgreichen Projekten weltweit können wir viele Herausforderungen bei der Standortentwicklung professionell lösen.

Bodenstabilisierungen im Straßen- und Autobahnbau

Als Alternative zum Austausch gering tragfähiger Böden durch tragfähigeres Füllmaterial eignen sich von Tensar mechanisch stabilisierte Tragschichten, um den Baugrund zu schützen und ohne Bodenaustausch die Tragfähigkeit zu erhöhen. Auf diese Weise können durch Vermeidung des Austauschs großer Bodenmengen die Kosten reduziert werden.

Außer dem Einsatz stabilisierender Geogitter im Unterbau und im ungebundenen Oberbau können Asphalteinlagen von Tensar im gebundenen Oberbau eingesetzt werden, um die Gebrauchstauglichkeit bzw. die Nutzungsdauer von Verkehrsflächen zu erhöhen und Instandsetzungsintervalle zu verlängern. Besuchen Sie unsere Seite zur Asphaltbewehrung, um mehr zu erfahren.

Umfangreiche empirische Daten aus jahrzehntelangen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten und einer Vielzahl praktischer Projekterfahrungen ermöglichen die Bereitstellung und Weiterentwicklung der verschiedenen in Tensar+ verfügbaren Softwaremodule, die zu realistischen Planungen und wirksamen Lösungsvorschlägen beitragen.

Setzen Sie sich mit unserem Team in Verbindung, wenn diese Lösungen für Ihr bevorstehendes Projekt von Nutzen sein könnten.

Bodenstabilisierungen im Schienenverkehr

Die mechanische Stabilisierung des Schotters in Gleisbetten erhöht die Tragfähigkeit und Steifigkeit. Stabilisierende Geogitter von Tensar werden bei der Sanierung und dem Neubau von Gleisen zur Erhöhung der Tragfähigkeit verwendet. Die Migration des Gleisschotters und die Verschlechterung der Schotterschicht können durch mechanische Stabilisierung verbessert werden. Tensar Geogitter, die inner- oder unterhalb der Schotterschicht zur Stabilisierung eingebaut werden, können den Zeitabstand zwischen regelmäßigen Wartungsarbeiten verlängern.

Unterschiedliche Steifigkeiten zwischen starren Strukturen, wie Durchlässen und Brücken, und dem angrenzenden Baugrund können Setzungsdifferenzen verursachen. Übergangszonen mit mehreren Lagen stabilisierender Tensar Geogitter können Setzungsdifferenzen in diesen Bereichen reduzieren.

Weitere Informationen finden Sie auf unserer Seite über die Eisenbahn.

Bodenstabilisierungen zur Erschließung von Wohngebieten

Bei der Erschließung einer typischen Wohnsiedlung beginnen und enden die Bauaktivitäten oft mit den Straßen. Die Straßen werden zunächst bis zur Tragschicht angelegt und gebaut, um eine schnelle und saubere Zufahrt für die Bebauung der Grundstücke zu ermöglichen. Der endgültige Straßenbelag wird in der Regel erst hergestellt, wenn alle Gebäude fertiggestellt sind. Wenn gering tragfähige Böden anstehen, können durch mechanisch stabilisierte Tragschichten von Tensar Kosten für Bodenaushub und -ersatz eingespart werden. Wenn dadurch die kostenintensive Entfernung von Böden mit abfallrechtlich erhöhten Entsorgungsanforderungen vermieden wird, vervielfachen sich die Kosteneinsparungen.

Die Gesamtdicke des Straßenaufbaus von Wohnstraßen kann durch Einbau stabilisierender Tensar Geogitter im ungebundenen Oberbau reduziert werden. Dadurch können der nötige Aushub bis auf die Planumsebene und Kosten für Ersatzbaustoffe reduziert werden. In einigen Fällen kann die Dicke der Asphaltschichten verringert werden, ohne die Gebrauchstauglichkeit und Nutzungsdauer zu beeinträchtigen.

In Gewerbe- und Industriegebieten treten vergleichbare Probleme mit gering tragfähigem Baugrund auf, die ebenfalls häufig mit mechanisch stabilisierten Schichten von Tensar gelöst werden.

Auf unserer Seite Wohngebiete erfahren Sie, wie wir Ihre Projekte unterstützen können.


Bodenstabilisierung für Projekte zur Nutzung erneuerbarer Energien

Onshore-Windparks erfordern den Bau von Zuwegungen für die Anlagenstandorte. Diese Zufahrtstraßen werden teils temporär während der Bauphase genutzt, sind teils aber auch für künftige Wartungen der Anlagen erforderlich. Die unbefestigten Flächen müssen sehr hohe Fahrzeuglasten und Raupenfahrzeuge tragen. Sehr oft befinden sich die Standorte von Windparks in Gebieten mit gering tragfähigem Baugrund. In küstennahen Gebieten besteht der Baugrund oft aus sehr gering tragfähigen, tiefgründigen perimarinen Schluffen (Klei) und Torf. Über solchen Böden werden mechanisch stabilisierte Schichten von Tensar verwendet, um sogenannte „schwimmende Straßen" zu schaffen, die die Störung der natürlichen Baugrundverhältnisse auf ein Minimum reduzieren und den Bedarf an oft über weite Strecken zu transportierendem, hochwertigem Schotter erheblich verringern.

Die an die Windkraftanlagen angrenzenden Kranstellflächen müssen hohe Lasten bei limitierten Setzungen aufnehmen können. Für die Gründung solcher Kranstellflächen werden mechanisch stabilisierte Schichten von Tensar und in speziellen Fällen das System TensarTech Stratum verwendet.

Möchten Sie mehr erfahren? Siehe unsere Seite über erneuerbare Energien.

Verbesserung der Tragfähigkeit mit der T-Value-Methode

Tensar hat in den letzten Jahren umfangreiche experimentelle und analytische Untersuchungen durchgeführt, um die Verbesserung der Scherfestigkeit von Tragschichten ohne Bindemittel durch mechanische Stabilisierung mit Geogittern insbesondere auch für temporäre Arbeitsplattformen bemessen zu können. Der Ansatz von Dr. Andrew Lees ermöglicht Tragfähigkeitsberechnungen, die die Scherfestigkeiten der individuellen Schichten direkt ohne Nutzung empirisch entwickelter Diagramme berücksichtigen. Diese Methode kann für Flachgründungen mit runder oder rechteckiger Form unter trockenen oder wassergesättigten Bedingungen angewendet werden. Die Tragfähigkeit von Gründungen mit Verhältnissen von B/L zwischen 0 und 1 kann mit linearer Interpolation bestimmt werden. Die mechanische Stabilisierung durch Tensar Geogitter verbessert die Scherfestigkeit der ungebundenen Tragschicht. Diese mechanische Stabilisierung wurde durch großmaß­stäbliche Triaxialversuche quantifiziert. Dazu wurde eine Serie von Parameteranalysen und numerischen Modellierungen durchgeführt und eine Bemessungssoftware entwickelt.

Erschließen Sie die Vorteile der mechanischen Stabilisierung mit Tensar

Die mechanische Stabilisierung ungebundener Tragschichten und die Bewehrung bzw. Stabilisierung von Erdkörpern mit Tensar Geogittern bieten für viele Anwendungen im Straßenbau und für Infrastrukturflächen, wie Baustraßen und Arbeitsebenen, erhebliche wirtschaftliche Vorteile und erhöhen die Nachhaltigkeit solcher Baumaßnahmen. Erreicht wird dies durch die Vermeidung von Bodenaustausch und die Reduzierung von Schichtdicken der Tragschichten. Beeinträchtigende Staubentwicklungen werden ebenso vermieden, wie Eingriffe in die Böden und Sickerwasserchemie. Der Rückbau temporärer Strukturen, wie Baustraßen, Arbeitsebenen und Lagerflächen, ist schnell und kostengünstig umsetzbar. Verwendetes Schüttmaterial kann wiederverwertet werden.

Mechanische Stabilisierungen mit Tensar Geogittern sind also im Vergleich zur herkömmlichen Bodenstabilisierung auf chemischem oder biologischem Wege im wahren Sinn des Wortes nachhaltig.