Bauverfahren beim Strassenbau auf wenig tragfähigem Untergrund - Konsolidationsverfahren

Gegenstand der Untersuchungen war die Darstellung des Standes der Technik sowie neuerer Entwicklungen und Erfahrungen zu Konsolidationsverfahren beim Straßenbau auf wenig tragfähigem Untergrund. Der vorliegende Bericht gliedert sich dabei in eine Reihe von Forschungsarbeiten ein, in welcher ergänzend Verfahren mit aufgeständerten Gründungspolstern und Bodenersatzverfahren dargestellt werden.
Konsolidationsverfahren können beim Bau von Straßen auf wenig tragfähigem Untergrund zur Reduzierung von Langzeitsetzungen und zur Erhöhung der Standsicherheit eingesetzt werden. Ziel dieser gegenüber konventionellen Methoden kostengünstigen Verfahren ist eine kontrollierte Porenraumreduzierung unter äußerer Einwirkung durch einen Konsolidationsvorgang. Die Art der Einwirkung unterscheidet die verschiedenen Konsolidationsverfahren, welche in Vorbelastungs- und Überschüttverfahren, Verfahren mit Grundwasserabsenkung und Vakuumkonsolidation sowie Verdichtungsverfahren mit schweren Fallplatten eingeteilt werden können. Unterstützt werden diese Verfahren durch Hilfsmaßnahmen, wie z.B. den Einbau von Vertikaldräns sowie Bodenbewehrungen oder die Substitution von konventionellem mineralischen Schüttgut durch Leichtbaustoffe.
Während der Bauphase ist bei Konsolidationsverfahren der Konsolidierungsablauf der Weichschichten zum Beispiel durch Setzungs- und Porenwasserdruckmessungen zu beobachten. Die Ergebnisse solcher Kontrollmessungen sind baubegleitend mit den prognostizierten Werten zu vergleichen. Anhand dieser Daten werden Schüttablauf, notwendige Liegezeit und Zeitpunkt des Abtrages festgelegt.
Im Teilbericht 1 werden sowohl die verschiedenen Bauverfahren mit den jeweils notwendigen Messungen als auch die erforderlichen Standsicherheits- und Verformungsberechnungen erläutert. Anhand von vorgegebenen Fallbeispielen wird der Berechnungsgang zur Standsicherheits- und Verformungsanalyse dargestellt. Im Teilbereicht 2 wird über baupraktische Erfahrungen zum Vorbelastungs- und Überschüttverfahren anhand von Projekten, die von der BASt betreut wurden, berichtet.
Als Ergebnis der Untersuchungen ist festzustellen, dass das Vorbelastungs- und das Überschüttverfahren in einer Großzahl von Anwendungsfällen problemlos einsetzbar ist. Die im Gebrauchszustand auftretenden Sekundärsetzungen werden mit dem Überschüttverfahren deutlich reduziert.
Aufgrund baupraktischer Aspekte sollten die bei den Konsolidationsverfahren notwendigen Liegezeiten auf ca. zwei Jahre beschränkt bleiben. Dies kann z.B. durch die Anordnung von Vertikaldräns erreicht werden. Die erforderlichen Standsicherheitsnachweise sind für verschiedene Zustände (Schüttphasen, konsolidierter und unkonsolidierter Zustand usw.) zu führen.