MKP
Ingenieure für GeotechnikDr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
VSVI NRW14. Februar, Hochschule OWL, Fachbereich Bauingenieurwesen
Innovative Bauweisen zur Sicherung von Geländesprüngen
Sicherung von Geländesprüngen inGabionenbauweise – Projektbeispiele
Themen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
• Allgemeines zur Gabionenbauweise
• Projektbeispiel Verbrauchermarkt Heiligenkirchen
• Projektbeispiel Deponie Hannover Lahe
• Untersuchung der Frost-Tausalzbeständigkeit von
Gabionenfüllungen
MKPDr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer MKP
Allgemeines zur Gabionenbauweise
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Anwendungen
Gabionenbauweise
• Wasserbau
• Landschafstarchitektur
• Straßen- und Wegebau
• Sicht- oder Lärmschutzanlagen
• Böschungsbefestigung
• Stützwände
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Gabionenwände
italienisch gabbione ‚großer Käfig‘
Beschreibung:
Ein mit Steinen gefüllter Drahtkorb aus in der Regel verzinkten Stahlstäben (Matten), mit der Variation
• ohne Rückverankerung
• mit Rückverankerung
unter Verwendung von zugfesten Einlagen auf der Erdseite(z. B. Geokunststoffe oder Drahtmatten).
Die Luftseite wird meist aus behauenem oder regelmäßig gebrochenem Naturstein hergestellt.
.
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Gabionenwände
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Gabionenwände
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Gabionenwände
Prinzipskizze: mit geotextiler Rückverankerung
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Gabionenwände
Prinzipskizze: mit geotextiler Rückverankerung
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Gabionenwände
Prinzipskizze: Gründung
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Gabionenwände
• Für das Verfüllen und Hinterfüllen gelten die Regeln der ZTVE-StB und des „Merkblattes über den Einfluss der Hinterfüllung auf Bauwerke“
• Um Verschiebungen und Beschädigungen zu vermeiden, ist der Bereich von mindestens 1 m Breite unmittelbar hinter der Wand gesondert und mit leichtem
Gerät zu verdichten und nicht mit schwerem Gerät zu befahren.
Prinzipskizze
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Gabionenwände
Prinzipskizze
Filtervliesstoff im Korb …auf der Böschung…hinter dem Korb
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Gabionenwände
Prinzipskizze
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Gabionenwände
Prinzipskizze: äußere Standsicherheit
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Gabionenwände
Prinzipskizze: innere Standsicherheit
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Gabionenwände
Prinzipskizze: äußere Standsicherheit bei bewehrten Erdkörpern
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Gabionenwände
Prinzipskizze: innere Standsicherheit bei bewehrten Erdkörpern
MKPDr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer MKP
Projektbeispiele:Hangabfangung Heiligenkirchen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielPraxis: Aufgaben des Geotechnikers
Der BauherrBauherrBauherrBauherr entwickelt den Wunsch, ein Bauwerk oder Gebäude planen
Der BauherrBauherrBauherrBauherr entwickelt den Wunsch, ein Bauwerk oder Gebäude planen
und erstellen zu lassen. Zunächst erfolgt Beratung durch Objektplaner (z.B. Architekt).
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Projektbeispiel
Aufgabenstellung
Praxis: Aufgaben des Geotechnikers
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Projektbeispiel
Überlegungen, die für eine frühe Einschaltung sprechen:
• Frühe Einschaltung bedeutet Flexibilität bei ggf. notwendiger Optimierung
• Vor allem ungünstiger Baugrund muss in die konstruktive Überlegungen einbezogen werden.
• Eine Kostenabschätzung für komplexere Bauvorhaben ist ohne Baugrundgutachten kaum möglich.
• Umweltfragen und Anträge –beispielsweise für eine Grundwasserabsenkung- müssen frühzeitig bedacht und gestellt werden.
Praxis: Aufgaben des Geotechnikers
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielPraxis: Aufgaben des Geotechnikers
Feld
• Bohr- oder Schürfergebnisse,Bodenansprache visuell, manuell Beschreibung nach DIN EN ISO 14688-1 bzw. DIN 4023
Labor
• Ermittlung weiterer Parameter für die Festlegung bodenmechanischer Kennwerte.
Doku
• Grafische Darstellung nach DIN EN ISO 14688-2 bzw. 4023 und Klassifizierung nach DIN 18 196. Geotechnische Schlussfolgerungen.
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Verbrauchermarkt Heiligenkirchen
Aufgabenstellung
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Verbrauchermarkt Heiligenkirchen
Aufgabenstellung
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Verbrauchermarkt Heiligenkirchen
Statische Berechnung
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Verbrauchermarkt Heiligenkirchen
Statische Berechnung
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Verbrauchermarkt Heiligenkirchen
Aufgabenstellung
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Verbrauchermarkt Heiligenkirchen
Erdbau: Vorgehensweise
1. Abtrag mit vorgelagertem Böschungsfuß bis auf Winkel von 27°,2. Einbringung abschnittsweiser Einschnitte,3. Abschnittsweises Einstellen der Gabionen,4. Kraftschlüssiges Hinterfüllen der Gabionen.
• Böschungswinkel im Bereich der Einschnitte: rd. 45°,• zügiges Arbeiten,• längerfristiges Freistehen der Böschungen ist zu vermeiden,• Breite der Einschnitte sollte möglichst auf rd. 5 m begrenzt werden,• entstehenden Flanken des jeweiligen Einschnitts sind mit einem Winkel
von max. rd. 60° abzuböschen.
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Verbrauchermarkt Heiligenkirchen
Aufgabenstellung
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Verbrauchermarkt Heiligenkirchen
Exkurs: Winkelstützwände – fehlende Bewehrung im Eckbereich
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Projektbeispiele: Deponie Hannover
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheStandort
Quelle: VIELHABER, B. 2013
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheHydrogeologisches Standortschema
Quelle: VIELHABER, B. 2013
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheGeotextil rückverankerte Gabionenwände
• 1920er-Jahre: Mergelhalde aus dem Bau des Mittellandkanals,
ca. 12 ha (nördl. Areal)
• Aufhaldung des Altkörpers von 1937 - 1980
• 10 Mio. m³ Siedlungsabfall auf 34 ha, davon 10 ha vom jüngeren
Deponiekörper überlagert, abzudichtende Fläche: 28 ha
• ca. 60 m ü. Gelände, 121 m NN (höchster Berg Hannovers)
• z.T. übersteilte Hangneigungen, bis zu rd. 1: 1,6
• keine Basisabdichtung, Grundwassernähe, Stauflüssigkeitskörper
• Heute: 150 ha, 1978 abfallrechtlich planfestgestellte Fläche, davon reine Deponiefläche 75 ha, seit 2009 stillgelegt
Quelle: VIELHABER, B. 2013
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheÜbersichtsskizze Standort
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheGeotextil rückverankerte Gabionenwände
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheGeotextil rückverankerte Gabionenwände
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheGeotextil rückverankerte Gabionenwände
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheGeotextil rückverankerte Gabionenwände
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheGeotextil rückverankerte Gabionenwände
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheBefestigung der Geogitter
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheMontage der Gabionen
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheBefüllung der Gabionen
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheBefüllung der Gabionen
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheGeotextil rückverankerte Gabionenwände
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ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheGeotextil rückverankerte Gabionenwände
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
ProjektbeispielProjektbeispiel: Deponie Hannover LaheFertige Gabionenwand, Länge: 200 m, Höhe: 9 m
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Frost- Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Übersichtsaufnahme
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
• Die Länge: etwa zwischen 18 m und 64 m,
• abgetreppte Ausbildung mit Neigungen von 10 : 1, entsprechen etwa 5,7 ° zur Vertikalen,
• Füllung der Gabionenkörbe: an den Sichtflächen mit Bruchsteinen mit Kantenlängen von 100 mm bis 300 mm und einer Schotterfüllung in den übrigen Bereichen,
• Straßenseitiges Füllmaterial: Korallenoolith (geologische Form des Juras aus Kalksteinschichten, die in Nordwestdeutschland vor allem im Wesergebirge und im Süntel vorkommen)
Gabionenwand
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Geschichtete Blöcke mit dahinterliegenderBefüllung aus Schotter
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Probenentnahmestellen
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
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Probenentnahmestellen
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
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Probenentnahmestellen
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
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Probenentnahmestellen
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
• Bohrkerne mit einem Durchmesser von ca. 50 mm und einer Länge von ca. 50 mm
• 24 h Sättigung der Proben in einer 1%-igen NaCl- Lösung
• Anschließendes Einlagern der Prüfbehälter mit den Proben in die Klimasimulationstruhe
• 16 Frost- Tau- Wechseln
Ermittlung der Beständigkeit gegen Frost- Tau- Wechsel im Labor in Anlehnung an DIN EN 1367-6:12-2008
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Ermittlung der Beständigkeit gegen Frost- Tau- Wechsel in Anlehnung an DIN EN 1367-6:12-2008, Ergebnisse
Proben-Nr. Ausgangs-trockenmasse
[g]
Endtrocken-masse
[g]
Masseverlust[g]
Prozentualer Massenverlust
[%]
1u1-1 268,2 268,0 0,2 0,1
1o1-1 262,1 259,0 3,1 1,2
1o2-1 265,4 201,1 64,3 24,2
2u1-1 265,8 231,9 33,9 12,8
2u1-2 266,0 147,7 118,3 44,5
3u1-1 242,6 204,1 38,5 15,9
3u1-2 261,3 257,3 4,0 1,5
3u2-1 254,4 254,0 0,4 0,2
3u2-2 251,9 251,6 0,3 0,1
3o1-3 260,9 0,0 260,9 100
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
1o2-1 nach 16 F-T-Wechseln: 24,2 % Massenverlust
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
2u1-2 nach 16 F-T-Wechseln: 44,5 % Massenverlust
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
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3o1-3 nach 16 F-T-Wechseln: 100 % Massenverlust
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
Dr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer
Fazit nach 16 Tagen Versuchslaufzeit mit 16 Frost-Tau-Wechseln• 5 Proben: keine Reaktion mit Massenverlusten zwischen 0,1 % und 1,5 %
• 3 Proben: stärkere Reaktion mit einer Massenveränderung zwischen 12,8 % und 24,2 %
• 2 Proben: deutliche bis sehr deutliche Reaktion mit Massenverlusten von 44,5 % beziehungsweise 100 %.
• Inhomogenität
• Es kann teilweise von nicht ausreichender Widerstandsfähigkeit gegenüber Frost-Tausalzbeanspruchungen ausgegangen werden
• Technische Lieferbedingungen für Gabionen im Straßenbau:Mittelwert des Massenverlustes maximal 8 Massen-% betragen, der dementsprechend nach den hier stichprobenhaft durchgeführten Untersuchungen an der Hälfte der untersuchten Proben überschritten wurde.
Frost-Tausalzbeständigkeit von Gabionenfüllungen
MKPDr.-Ing. Antje Müller-Kirchenbauer MKP
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
MKP