Setzungsprognose eines auf Kippenboden gebauten Verkehrsdammes

Mentzel, Katja

Die Wiedernutzung von durch verkippten Abraum geprägten Flächen ehemaliger Braunkohletagebaue als Bauland hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Aufgrund der durch die Verkipptechnologie entstandenen Inhomogenität es Baugrundes, ist mit starken Schwankungen der bodenmechanischen Eigenschaften zu rechnen. Dies macht den Umgang mit solchen Kippenböden schwierig. Dennoch hat es bis zum jetzigen Zeitpunkt einige Projekte gegeben, die die Bebauung von Tagebaukippen beinhaltet haben. Das in dieser Arbeit behandelte Projekt umfasst den Neubau einer Erschließungsstraße, die teilweise über eine Braunkohletagebaukippe führt. Für den Verkehrsdamm, gegründet auf Kippenboden, ist in dieser Arbeit eine Setzungsprognose zu erstellen. Dazu müssen zunächst vorhandene Daten der Baugrunderkundung und Bauplanung erfasst und ausgewertet werden. Für die Setzungsberechnung relevante Baugrund- und Materialparameter und Maße werden zunächst zusammengefasst. Neben seiner Inhomogenität ist besonders die makroporige Struktur des Baugrundes durch Klumpenbildung entscheidend. In einem weiteren Schritt werden die Messdaten aus dem Setzungsmonitoring ausgewertet. Die Ergebnisse dieser Messungen dienen zum einen dem Vergleich mit den durch Berechnung oder Abschätzung ermittelten Setzungen und zum anderen der Kalibrierung oer Rückrechnung der Steifemodule im analytischen Berechnungsteil. Das Setzungsverhalten von Verkehrsdämmen auf Tagebaukippen ist grundsätzlich durch die große Verformbarkeit des Kippenbaugrundes unter Belastung geprägt. Aber auch die Setzungsanteile aus Eigensetzung der Kippe und des Dammes müssen in die Betrachtungen einbezogen werden. Dazu gibt es Abschätzungen und einfache Formeln auf Basis von Erfahrungswerten. Eine Besonderheit stellen eventuelle Sättigungssackungen des Kippenbodens resultierend aus dem Wiederanstieg des Grundwassers dar. Für diesen Verformungsanteil existiert lediglich ein Abschätzungsansatz aus Erfahrungswerten. Die Addition der einzeln ermittelten Verformungsanteile führt dann zur Setzungsprognose mithilfe konventioneller Verfahren. Mit dem Programm PLAXIS wird im nächsten Schritt eine numerische Berechnung der Dammsituation in den betrachteten Berechnungsschnitten durchgeführt. Relevante Materialmodelle und die Wahl der Parameter werden beschrieben und begründet. Im Zuge der Bearbeitung kommen das Mohr-Coulomb-Modell, das Hardening-Soil-Modell und das Soft-Soil-Modell zur Anwendung. Die berechneten Setzungen werden miteinander und mit den gemessenen Setzungen verglichen, um ihre Tauglichkeit für den Sonderfall der Tagebaukippen zu bewerten. Im Sinne einer Baugrundverbesserung existiert eine Vielzahl an Maßnahmen, die reduzierend oder beschleunigend bezogen auf die Verformungen des Baugrundes wirken. Auf diese Verfahren wird in einem abschließenden Abschnitt näher eingegangen. In einer kritischen Bewertung wird projektspezifisch ihre Tauglichkeit bzw. Anwendbarkeit geprüft.

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Mentzel, K., 2008. Setzungsprognose eines auf Kippenboden gebauten Verkehrsdammes.
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