30 Jahre Erfahrungen mit Strassen auf wenig tragfähigem Untergrund

Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) engagiert sich seit den 1970er Jahren bei der Einführung und Weiterentwicklung von Bauverfahren auf wenig tragfähigem Untergrund aus Klei, Schlick, Faulschlamm, Torf und Müllablagerungen. Bei einer Vielzahl von Neubaumaßnahmen für Bundesfernstraßen wurde auf Empfehlung der BASt das Vorbelastungs und Überschüttverfahren - beides Konsolidationsverfahren - angewendet und die dabei erforderlichen baubegleitenden Messungen durchgeführt. Vorrangiges Ziel der Messungen war es, die ausgelösten Konsolidierungsprozesse zu beobachten, um die Vertikal und Horizontalverformungen sowie Spannungsänderungen im Untergrund zu erfassen und gegebenenfalls steuernd auf den Bauablauf einzuwirken. Nach Fertigstellung der Straßen wurden die Messungen fortgesetzt, um die bautechnische und wirtschaftliche Bewährung der angewendeten Bauverfahren in Bezug auf das Gebrauchsverhalten der Straßen zu erfassen und so einen Erfahrungsgewinn für die weitere Anwendung der Bauverfahren in vergleichbar gelagerten Fällen zu ermöglichen.

Die Erkenntnisse aus den Messergebnissen zum Gebrauchsverhalten von Straßen auf wenig tragfähigem Untergrund sind aktuell ausgewertet und bewertet worden. Es werden die 6 "Langzeitprojekte" B 10n Plochingen/Reichenbach, B 10n - Uhingen, BAB A 27 - Bremerhaven Cuxhaven, B 73n bei Cuxhaven, BAB A 26 Versuchsdamm Rübke und B 211 Ortsumgehung Großenmeer aus den 1970er und 1980er Jahren und die 3 später durchgeführten "Folgeprojekte" B 212 Ortsumgehung Nordenham, BAB 31 - Westumgehung Emden und B 212/13 437 - Anbindungsstrecken an den Wesertunnel vorgestellt.

Ziel der oben genannten Konsolidationsverfahren ist es, möglichst alle Setzungen in der Bauzeit vorweg zu nehmen, damit sie keinen Einfluss mehr auf die Gebrauchstauglichkeit der Straße haben. Um dieses Ziel auch unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit zu erreichen, sollte bei dem Überschüttverfahren ein Drittel des Oberschüttdammes am Ende der Liegezeit abgetragen werden.

Mit Hilfe unterstützender Maßnahmen können die Konsolidationsverfahren flexibel angewendet wer
den. Durch das Einlegen von Bewehrungen aus Geokunststoffen in der Dammsohle wird die Sicherheit gegen das Versagen durch Geländebruch erhöht. Die Dauer des Konsolidierungsprozesses kann durch den Einbau von Vertikal und Horizontaldräns als unterstützende Maßnahmen positiv beeinflusst werden. Bei Anordnung von Vertikaldräns kann das Porenwasser diesen auf kurzem Wege zufließen. Dadurch wird der Konsolidierungsvorgang verkürzt. Vertikaldräns zeigen sich als besonders wirksam, wenn sie in einem Abstand < 2 m zueinander angeordnet werden. Bei der Querung von Mülldeponien hat sich die Dynamische Intensivverdichtung (DYNIV) als unterstützende Maßnahme zur Homogenisierung des Untergrundes als bedingt geeignet erwiesen. Die Verdichtungsfähigkeit von Müllablagerungen ist unterschiedlich. Bei geländenahen Grundwasserständen kann mit der DYNIV keine ausreichende Verdichtungsleistung erzielt werden.

Im Zuge der geotechnischen Messungen kamen verschiedene Messeinrichtungen zur Ermittlung von Porenwasserdruck, vertikaler und horizontaler Verformung, Erddruck und Sohlspannung zum Einsatz. Dabei haben sich Horizontal Neigungsmesseinrichtungen, pneumatisch arbeitende Porenwasserdruck und Setzungsaufnehmer sowie die automatische und permanente Messwerterfassung mit Datenfernübertragung (DFÜ) bewährt.

Durch die an die jeweiligen Untergrundverhältnisse angepasste Anwendung der Konsolidationsverfahren wurde der größte Teil der während der gesamten Messzeit eingetretenen Setzungen bereits während der Bauzeit vorweg genommen, sodass nach Herstellung der Fahrbahndecken zumeist nur noch geringe Nachsetzungen gemessen wurden. Größere Setzungsdifferenzen traten jeweils im Übergangsbereich vom verdichteten Müllkörper zum gewachsenen Untergrund, bei Wechseln der Müllzusammensetzung, am Übergang unterschiedlich alter Straßendämme, im Bereich von Weichstellen im Untergrund, in Einbindungsbereichen der vorhandenen mit der neuen Straße und am Übergang Damm zu tiefgegründeten Brückenbauwerken auf.