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Qualitätssicherung im Erdbau – Prüfung und Überwachung

von Dammbauwerken und Böschungen

Frankfurt (Oder), 21.02.2017

Qualitätssicherung im Erdbau –

Prüfung und Überwachung von

Dammbauwerken und Böschungen

Dipl.-Ing. (FH) Martin Steinicke


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1. Allgemeines zum Thema Erdbau

2. Dämme und Böschungen

3. Regelwerke und Prüfungen

4. Schadensbeispiele aus der Praxis

5. Abschlussbemerkungen

Gliederung

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Gliederung

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Erdbau wird betrieben bei der Herstellung von:

- Einschnitten für Verkehrswege, Baugruben und Gräben, Schächten und Gruben

- Dämmen, Deichen und Wällen für verschiedenste Zwecke

- Geländeauffüllungen wie z.B. Deponieauffüllungen

- Bodenaustausch für Bauwerksgründungen

- Hinterfüllungen und Überschüttungen von Bauteilen und Bauwerken

- Gewinnung von Erde und Steinen, Bau- und Zuschlagsstoffen

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Erdbaustellen können wie folgt ausgedehnt sein:

- punktartig Gebäude, Windkraftanlagen usw.

- linienartig Verkehrswege, Leitungstrassen

- flächenartig Deponiebau, Tagebaue u.ä.

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Quelle: VDZ

Bei Erdbaumaßnahmen ist zu beachten, dass:

- die Arbeit ein maschinenintensiver Prozess ist.

- die Organisation und Optimierung durch Fachleute erfolgen sollte.

- eine große Vielfalt des natürlichen Baustoffes Boden und Fels auftritt.

- die Witterung eine großen Einfluss auf die Einzelprozesse hat.

- die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit gegeben ist.

- eine hohe Wirtschaftlichkeit bzw. eine hoher Ausnutzungsgrad der Maschinen

anzustreben ist (m³/h).

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Für die Planung und Ausführung von

Erdbaumaßnahmen sind rechtzeitig

Baugrunderkundungen auszuführen,

sowie die Eigenschaften von Böden

und Fels festzustellen.

Aufschlussprofile

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3. Regelwerke



Gliederung

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Quelle: VDZ

Damm: - künstlich errichteter Erdwall

- aufgeschütteter Unterbau eines Fahr-

oder Schienenweges

Böschung: - schräg abfallende Seitenfläche

(besonders bei Straßen- und Bahndämmen)

Damm / Einschnitt (Schema)

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Quelle: Niedermeier FH Deggendorf

Quelle: VDZ

Böschungsneigung /

Regelböschungsneigung Entwässerung

Straßendamm RQ 15,00 nach RAL

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wichtige Planungsbestandteile:

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Der Untergrund muss ausreichend tragfähig sein!

ggf. Untergrundverbesserung

Bodenersatz

Statische

Verdichtung,

Überschüttung

Moorsprengung

Reibungsfüße

Moorbrücken

Erdpfähle

Tiefendräns

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Quelle: VDZ

Weitere Anforderungen an den Untergrund:

Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 3/2017

Modifikation der ZTV E-StB

3.1.2 Homogenbereiche

…

Ausgehend von der Dammaufstandsfläche sollte bis zu einer Tiefe

von 50 cm eine mindestens mitteldichte Lagerung bei nichtbindigen

Böden und eine mindestens steife Konsistenz bei bindigen Böden

gegeben sein. Andernfalls sind besondere Maßnahmen zu ergreifen,

…

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Quelle: VDZ

Böschungsfußbruch

Dammsetzung Böschungsgrundbruch

Durchsickerung

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Schadensbilder

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Anschneiden des

Böschungsfußes

Abgrabung am

Böschungsfuß

Geländeauflasten

Gespanntes Wasser

Durchfeuchtung,

Schwimmsandzustand

Spaltenwasserdruck

Erosion durch

Oberflächenwasser

Rüttelwirkung

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Erd

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Verwitterte

Gesteinsschichten

Nichtbindige,

rollige Böden

Schwach

bindige Böden

Organischer

Untergrund

Schräge bindige

Untergrundschicht

Hoch-

plastische

Tone

Stark

bindige Böden

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Rutschflächen

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Verbreiterung

eines Dammes

vorhanden neu

Dammschüttung

auf geneigter

Aufstandsfläche

Sicherung des Dammes

durch stufenförmige

Verzahnung

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Verschiedene Verfahren zur sorgfältigen Verdichtung von Böschungsbereichen

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Anforderungen an das 10 %-Mindestquantil für den Verdichtungsgrad DPr (ZTV E-StB 09)

Bereich Bodengruppen DPr in %

1

Planum bis 1,0 m

Tiefe bei Dämmen

und bis 0,5 m Tiefe

bei Einschnitten

GW, GI, GE

SW, SI, SE

GU, GT, SU, ST

100

2 1,0 m unter Planum

bis Dammsohle

GW, GI, GE

SW, SI, SE

GU, GT, SU, ST

98

3

Planum bis

Dammsohle und bis

0,5 m Tiefe

bei Einschnitten

GU*, GT*, SU*, ST*

U, T, OU, OT 97

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Gliederung






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DIN EN 1997-1 Eurocode 7 – Entwurf, Berechnung und Bemessung

in der Geotechnik – Teil 1: Allgemeine Regeln;

Deutsche Fassung EN 1997-1.2004 + AC:2009 +

A1:2013

DIN 1054 Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd-

und Grundbau

Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-1

Allgemeine Regelwerke:

DIN 18300 VOB Teil C: Allgemeine Technische

Vertragsbedingungen (ATV) - Erdarbeiten

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ZTV E-StB 09

RIL 836

DIN 18196

diverse Normen

Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für

Erdarbeiten im Straßenbau, FGSV, Ausgabe 2009

Richtlinie 836 – Erdbauwerke und sonstige geotechnische

Bauwerke planen, bauen und instand halten

Erd- und Grundbau, Bodenklassifikation für bautechnische

Zwecke, Ausgabe 2011

Normen zur Versuchsdurchführung, z. B. Ermittlung der Dichte,

Ermittlung der Korngrößenverteilung, Tragfähigkeitsmessungen

usw.

Fachbezogene Regelwerke:

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Die erreichte Verdichtung des Dammbaumaterials ist das maßgebende Kriterium.

Die zu erreichende Dichte bzw. der Verdichtungsgrad bezieht sich auf eine

bodenspezifische Kenngröße. Diese Kenngröße wird Proctordichte genannt,

welche in einem standardisierten Versuch nach DIN 18127 ermittelt wird.

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Für die Bestimmung der Dichte des Bodens stehen direkte und indirekte

Verfahren zur Verfügung.

Bei den direkten Verfahren werden mittels Feldversuchen Proben entnommen,

deren Volumen und Masse entweder Vorort oder im Labor bestimmt wird.

Diese ermittelten Größen werden mit den im Proctorversuch festgestellten Werten

ins Verhältnis gesetzt und mit den Anforderungen abgeglichen.

Häufig eingesetzte direkte Verfahren zur Dichtebestimmung im Feldversuch sind:

- Ausstechzylinderverfahren,

- Ballon-Verfahren (auch Densitometer-Verfahren),

- Sandersatz-Verfahren,

- Schürfgruben-Verfahren.

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Bei den indirekten Verfahren wird über Korrelationen von dem jeweiligen

Messergebnis auf den entsprechenden Verdichtungswert geschlossen.

Häufig eingesetzte indirekte Verfahren zur Dichtebestimmung im Feldversuch sind:

- dynamischer Plattendruckversuch mit dem Leichten Fallgewichtsgerät,

- statischer Plattendruckversuch unter Berücksichtigung des Ev2/Ev1-Wertes,

- radiometrische Verfahren (Troxlersonde),

- Rammsondierungen,

- ggf. dynamische und geophysikalische Messverfahren.

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Im Bereich des Planums werden zusätzlich zu den Verdichtungsanforderungen

auch Anforderungen an die Tragfähigkeit bzw. den Verformungsmodul des

fertigen Erdbauproduktes gestellt. Zum Nachweis dieser Anforderungen werden

in erster Linie statische Plattendruckversuche nach DIN 18134 angewendet.

Die Einhaltung der Anforderungen

an die Eigenschaften der

verwendeten Baustoffe werden

im Vorfeld, baubegleitend

nach Prüfplan oder bei

Bedarf überprüft.

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Kategorien von Prüfungen gemäß ZTV E-StB 09

- Eignungsprüfungen

Nachweis der Eignung der Baustoffe

der Baustoffgemische

bezüglich - Verdichtungskennwerten

- Korngrößenverteilungskurven

- Wasserdurchlässigkeit

- Umweltanforderungen

- Eigenüberwachungsprüfungen

- Kontrolle der Baustoffe bezüglich der

Anforderungen aus der Eignungsprüfung

- Qualitätskontrolle der eigenen

Leistung bzw. Arbeit

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- Kontrollprüfungen

- Kontrollprüfungen - Kontrolle der vertraglich

vereinbarten Anforderungen

- Schiedsuntersuchungen - Wiederholung (auch teilweise) der

Kontrollprüfung wenn begründete

Zweifel des Auftragnehmers bestehen

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Methoden für das Prüfen der Verdichtungskennwerte

Methode M1: Vorgehensweise gemäß Prüfplan

Methode M2: Vorgehensweise bei Anwendung flächendeckender

dynamischer Messverfahren

Methode M3: Vorgehensweise zur Überwachung des Arbeitsverfahrens

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L34, Querung Sophienfließ,

Böschungen beidseitig

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Lage der Querung des Sophienfließes im Zuge der L34

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Blick auf die Fahrbahn

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Sanierte Bereiche von 2007, südliche Böschung

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Blick auf Schadensbild August 2007

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Blick von unten auf den Schadensbereich (südl. Böschung)

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Blick auf den Schadensbereich (südl. Böschung)

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Blick auf den Schadensbereich (südl. Böschung)

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Blick auf den Schadensbereich (nördl. Böschung)

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Schaden Bankettbereich

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B166, OU Passow

Schäden an Einschnittsböschungen

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Übersichtslageplan

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Knotenpunkt B166 / L28, Blickrichtung Nordwesten

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Fanggraben und Böschungsschulter mit Schneeüberdeckung

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Fanggraben mit Tauwasser

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Fanggraben mit Schneeüberdeckung und Tauwasser

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Blick auf die südlichen zur Straße abfallenden Ackerflächen

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vorhandene Kaskade

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Blick auf den Schadensbereich 2

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Wasser an Schadensbereich 2

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Bodenschichtung

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Zugeschwemmte Mulde gegenüber Schadensbereich 2

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Blick auf die Rutschfläche

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Blick auf den Schwemmkegel

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Blick auf den Schadensbereich 5, geneigte Ackerflächen

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Schadensbereich 5, Rutschflächen

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Blick auf den Bruchkörper

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Blick auf die Bodenschichtung

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L79, AS Drewitz

Radweg,

östliche Anrampung, Nordseite

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Lageplan der Baugrundaufschlüsse

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Blick vom Bauwerk auf den Schadensbereich

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Schiefstellung Geländer, Flickstellen Asphalt

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Oberbodendicke an der Böschungsschulter

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Absenkung des Untergrundes bein Einbringen des Verbaus

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Erdarbeiten

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Nachverdichtung Dammkörper

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Blick auf die fertiggestellte Böschung

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aktueller Zustand, Spuren von Schäden nach der Sanierung

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Blick auf Erosionsschäden nach der Sanierung

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aktueller Zustand

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L40, Potsdam

zwischen Neuendorfer Anger und

Abfahrt Fr.-List-Straße

nordöstliche Böschung

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Schadensbereich

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Blick auf den Schadensbereich

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Sanierte Erosionsschäden an der Böschung

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Aufsteilung der oberen Böschung

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Risse in der Böschungsschulter

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Fahrbahnabsenkung im Randbereich

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4. Bauablauf - Erfahrungsbericht

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Fahrbahnabsenkung im Randbereich

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Erosionsmassen am Böschungsfuß

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Rückbau Kragarm, klaffender Riss

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aktueller Zustand, geplanter Baubeginn Mai 2017

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Gliederung

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Prüfung und Überwachung nicht nur bei der Ausführung erforderlich, sondern auch

während des Betriebes.

Es ist eine nachhaltige Planung erforderlich. Neben der Einhaltung der

Regelböschungsneigung ist besonderes Augenmerk auf die Entwässerung bzw.

Entwässerungsführung zu legen.

Schäden treten oft als Folge einer Kombination mehrerer Ursachen auf.

Der besondere Einfluss von Wasser wird meist bei extremen Niederschlägen

ausschlaggebend.

Ohne Wartung ist eine dauerhafte Nutzbarkeit der Verkehrsanlagen nicht gegeben.

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

ABE Bauprüf- und -beratungsgesellschaft mbH

Ruhlsdorfer Str. 95

14532 Stahnsdorf

Tel.: +49 3329 6069 0

Fax: +49 3329 6069 28

Email: [email protected]

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