News

Erdbaukontrollprüfungen

Blogbeitrag_Header_WasserrechtHeader_Kontrollpruefungen

Dauerhafte Standsicherheit für Erdbauwerke

Qualitätssicherung von Material- und Einbauparameter bei Erdstoffen

JETZT KOSTENLOS
ONLINE-BERATUNG SICHERN

Viele Baumängel lassen sich im Nachhinein auf eine zu geringe Tragfähigkeit des Untergrundes bzw. eine unzureichende Verdichtung desselben zurückführen. Erdbaukontrollprüfungen im Erd- und Straßenbau liefern den wichtigen Nachweis für den korrekten Einbau und die Qualität der verwendeten Materialen und geben so die Sicherheit für dauerhafte Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit.

Welche Kontrollprüfungen sind standardmäßig auszuführen?

Standardmäßig notwendige Erdbaukontrollen können grundsätzlich in drei Fragestellungen zusammengefasst werden, die es durch entsprechende Nachweise zu beantworten gilt:

  • Wurde der gewünschte Verdichtungsgrad erreicht?
  • Ist die erreichte Tragfähigkeit ausreichend für das geplante Vorhaben?
  • Entspricht die Materialzusammensetzung (Kornverteilung) des gelieferten Materials der Anforderung?

 

Versuchstechnisch ist die Frage nach der Kornverteilung eindeutig mit der Ausführung einer Siebung, bei Bedarf ergänzt durch Sedimentation (bei feinkörnigen Böden) zu klären. Die Tragfähigkeit wird in der Regel mit statischen oder dynamischen Plattendruckversuch bestimmt, wobei mehrheitlich ein Ev2-Wert als Anforderung vorgegeben ist. Dieser Wert ist ein Versuchsergebnis des statischen Plattendruckversuches und kann nur beim Einsatz von grobkörnigen Böden direkt in einen Evd-Wert umgerechnet werden. Aus diesem Grund und weil das Versuchsergebnis eines statischen Plattendruckversuches mit Erst- und Zweitbelastung eine bessere Interpretation bei nicht anforderungsgerechten Ergebnissen ermöglicht, sollte nach Möglichkeit ein statischer Plattendruckversuch ausgeführt werden. Gerade bei beengten Verhältnissen wie Kanalgräben, Einzelfundamentbereiche etc. kann der Einsatz von dynamischen Plattendruckversuchen im Ausnahmefall sinnvoll sein.

Die Ergebnisse eines statischen Plattendruckversuches können zusätzlich als indirekte Prüfmethode für den Nachweis der Verdichtung herangezogen werden. Ebenso als indirekte Prüfverfahren sind Rammsondierungen für den Nachweis der Verdichtung geeignet. Die beste Aussage und Grundlage für eine Beratung zur Verbesserung der Verdichtungsleistung ist selbstverständlich der direkte Versuch, eine Bestimmung der Einbaudichte im Feld in Relation zur Proctordichte des eingesetzten Schüttmaterials, zu sehen. Anhand der Lage der ermittelten Einbaudichte in der Proctorkurve kann ohne Probleme festgestellt werden, ob der Einbau unter zu trockenen oder zu nassen Verhältnissen oder mit zu geringer Verdichtungsenergie erfolgte.

Bild_Blog_3

Welche Prüfungen zur Qualitätssicherung können darüber hinaus notwendig werden?

Bei vielen Projekten ist die Frage der Durchlässigkeit des eingebauten Materials relevant. Entweder weil eine gewisse Mindestdurchlässigkeit z. B. in Frostschutzkiesen oder bei Entwässerungsschichten benötigt oder eine geringe Durchlässigkeit als Abdichtung gefordert wird. Hier können z. B. Doppelringinfiltrometerversuche im Feld ausgeführt werden oder die Bodenproben in der Durchlässigkeitsanlage im bodenmechanischen Labor mit Wasser durchströmt werden. Bei feinkörnigen Böden ist die Entnahme einer ungestörten Zylinderprobe sinnvoll und richtig. Nichtbindige Böden können nicht ungestört entnommen und in die Versuchsapparatur eingebaut werden. Deshalb ist die Einbaudichte im Feld ausschlaggebend, mit der die Probe im Erdbaulabor nachgebildet werden kann. Bei manchen Aufgabenstellungen können auch Anforderungen an die Konsistenz, den Kalkgehalt oder die organischen Bestandteile des eingesetzten Bodens gestellt werden.

 

Welche Bedeutung kommt bodenmechanischen Kennwerten im Erdbau zu?

Bei jeder Erdbaumaßnahme bilden in der Planung und Konstruktion die bodenmechanischen Kennwerte des Bauwerkes die Basis für eine optimale Einschätzung und Bewertung der dauerhaften Tragfähigkeit. Bei grob- und gemischtkörnigen Böden ist der Entwurf meist so konservativ angesetzt, dass ein direkter Nachweis der tatsächlichen Reibungswinkel des gelieferten Kieses nicht notwendig und aufgrund des wirtschaftlichen Aufwandes – Stichwort Großrahmenscherversuch – auch in der Praxis nicht darstellbar ist.

Anders verhält es sich bei feinkörnigen (bindigen) Böden. Einerseits kann hier durch die veränderliche Konsistenz schnell eine große Veränderung der Reibungswerte (Kohäsion) eintreten, andererseits sind schon bei geringen und üblichen Neigungen manche Bodenarten bereits im Bereich der vollen Auslastung. Auch im Hinblick auf den geringen Kostenaufwand ist die Durchführung eines Rahmenscherversuches an einer Tonprobe gut darstellbar. Nicht außer Acht lassen sollte man dabei allerdings die Versuchsdauer und die freien Kapazitäten im Bodenlabor, um eine reibungslose Einhaltung der Bauzeiten sicherzustellen. Auch die Ergebnisse von einaxialen Druckversuchen, Kompressionsversuchen oder die Ermittlung des CBR-Wertes können für eine wirtschaftliche Umsetzung einer Baumaßnahme empfehlenswert sein.

Als Bauherr möchte ich doch prüfen, was ich geliefert bekommen habe!

Das sollte man meinen. In allen Ausschreibungen sind sowohl Material- als auch Einbauqualitäten von Erdbaustoffen beschrieben. Da bei diesen Materialien in der Regel kein Industrieprodukt mit definierten Eigenschaften geliefert wird und die Einbauqualität erst auf der Baustelle erzeugt wird, sollte der Bauherr/Auftraggeber  noch eindringlicher die Ausführung und Vorlage von Eigenüberwachungsprüfungen des Lieferanten/Baufirma fordern. Selbstverständlich kann durch Kontrollprüfungen im Auftrag des Bauherrn auch eine unabhängige Prüfung der gelieferten bzw. hergestellten Qualität geführt werden. Erst damit ist der Nachweis für eine ordnungsgemäße Leistung geführt.

Bild_Blog_2

Welche Regelwerke werden grundlegend bei Erdbaukontrollprüfungen angewendet?

Im Bereich des öffentlichen Straßenbaues ist das Vorgehen in den Regelwerken des FGSV (Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen) beschrieben. Hier gibt es für die verschiedenen Bauteile wie Dämme, Hinterfüllungen, Schichten ohne Bindemittel, Bodenverbesserung etc. die Regelwerke ZTVE-StB, ZTV-SoB, TL SoB, in denen die Anzahl und Art der Prüfungen als auch die Anforderung an das Bauteil beschrieben sind. Analog gibt es Reglungen für den Wasserbau (Hochwasserschutzdämme) und den Deponiebau. Für die Versuche liegen Versuchsnormen wie DIN 18134 für statischen Plattendruckversuch oder DIN 18125-2 zur Prüfung der Einbaudichte zugrunde. Aus der neueren Normenreihe kann die DIN EN ISO 17892-4 zur Bestimmung der Korngrößenverteilung herangezogen werden, die früher in der DIN 18123 beschrieben war.

Da der Erdbau im Bereich von Industriebauten sowie im Gründungbereich von Hoch- und Ingenieurbauten nicht klar geregelt ist, sind durch den Planer und den geotechnischen Sachverständigen die Vorgaben aus dem Straßenbau sinnvoll anzuwenden.

 

Wann sind individuelle projektbezogene Regelungen notwendig?

Bei größeren Baumaßnahmen und vielfältigen Anforderungen an die geotechnischen Funktionsschichten ist die Aufstellung eines Qualitätsmanagementplanes empfehlenswert. Hier kann klar geregelt werden, welche Materialanforderungen im Lieferzustand und/oder im Einbauzustand nachzuweisen sind. Auch welche Versuche und wie häufig diese auszuführen sind, kann hier eindeutig und individuell für das Projekt im erforderlichen Umfang festgeschrieben werden.

 

Wie kann der Kostenfaktor Aushubentsorgung minimiert werden?

Der Aushub selbst kann meist mithilfe von spezifischen Maßnahmen verbessert und wiederverwendet werden. Entsorgungskosten können damit nicht nur gering gehalten werden. Durch eine umfangreiche Eignungsprüfung zur Verbesserung des Bodens unter Einsatz von Bindemitteln (Kalk, Zement und Mischbindemittel) kann die Entsorgung des anstehenden Bodens und die Anschaffung von Schüttmaterial (in der Regel auf Wunsch des Bauherrn unbelastet) sogar weitgehend oder gänzlich vermieden werden.

Von der Verbesserung der Einbaubarkeit/Verdichtbarkeit durch Reduzierung des natürlichen Wassergehaltes bis hin zur Verbesserung der Tragfähigkeit und der Frostempfindlichkeit können die Materialqualitäten des anstehenden Bodens positiv beeinflusst werden. Je nach Aufgabenstellung, Aushubvolumen oder Charakteristik des Bodens ist gegebenenfalls mit einer umfangreichen Probenahme und zeitlich aufwendigen Eignungsprüfungen zu rechnen, die rechtzeitig einzuplanen ist und dann in der Regel keine Bauzeitverlängerung verursacht.

Da sowohl die Entsorgungskosten als auch die Rohstoffkosten für Liefermaterialien stetig weiter steigen, bietet dieser Prüfungs- und Verbesserungsaufwand nicht nur aus wirtschaftlicher, sondern auch aus ökologischer Sicht eine zukunftsfähige Vorgehensweise.

 

An alles gedacht?

In einem kostenlosen Erstgespräch beraten wir Sie auch gerne online per Videokonferenz zu Ihrer Aufgabenstellung.

Tragen Sie sich hierzu bequem und einfach über unser Online-Buchungssystem für einen Beratungstermin ein.

So einfach wie noch nie: Microsoft Teams bietet die Möglichkeit, auch externe Gäste zu Besprechungen hinzuzufügen. Dies bedeutet für Sie, dass Sie sich nicht registrieren und kein Benutzerkonto anlegen müssen.

 

 

 

Alle Leistungen im Bereich Geotechnik finden Sie hier:

Zur Seite GEOTECHNIK

 

 

Weitere Beiträge zum Thema:

Zum Blogbeitrag Recyclingbaustoffe  Zum Blogbeitrag Ratgeber Baugrundgutachten  Zum Blogbeitrag Kostenfalle Baugrundgutachten