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Beim Bau der A26 werden RTG Mäkler für die Baugrundverbesserung eingesetzt

Tragfähigen Boden hergestellt

ThyssenKrupp Infrastructure

Anschrift:
Hollestr. 7a
45127 Essen
Deutschland

Seit 2002 wird die A26 als Verbindung zwischen der zukünftigen A20 in Niedersachsen bis nach Hamburg Stillhorn (A1) gebaut. Dabei ist die Trasse der neuen Bundesautobahn gekennzeichnet durch ihre besondere Lage zwischen dem Natur- und Vogelschutzgebiet „Moorgürtel“ und dem bekannten Obstanbaugebiet „Altes Land“. Die schwierigen geologischen und hydrogeologischen Bodenverhältnisse machen aufwendige Stabilisierungsarbeiten notwendig, bevor die neue Fahrbahn gebaut werden kann. Hierfür wurden seitens DEGES die sogenannten Geotextile Encased Columns (GEC) in Kombination mit Vertikaldrains und einer Auflastschüttung vorgesehen.

„Wir haben es hier mit einem sehr schlechten Baugrund zu tun“, erläutert Dipl.-Ing. (FH) Hans Peter Beye, Bauleiter der Strabag AG, Direktion Großprojekte Nord-West, die Ausgangslage. Erst in ungefähr 9 m Tiefe beginnen feste Sandschichten, die die Lasten der neuen A26 abtragen können. Darüber hinaus haben die Bauexperten es mit einer weichen Torfschicht zu tun. Daher werden für die Lastableitung Tragelemente benötigt, die bis in die Sandschichten reichen. Nach Abwägung aller alternativen Gründungsvarianten hat sich der Bauherr beim Bau der A26 für das GEC-System (Geokunststoffummantelte Sandsäulen) entschieden. Der Vorteil der GEC gegenüber anderen Säulensystemen: Sie sind durch die nahtlos ringgewebte, hoch reißfeste Geotextilummantelung flexibel und können ein Stück weit auch die Schwingungen aus der späteren Belastung durch den Verkehr mitmachen. Bei Säulen aus Beton besteht beispielsweise die Gefahr, dass diese auf Dauer durch die Schwingungen brechen und rechnerisch nach 50 bis 60 Jahren ausgetauscht werden müssten. Außerdem haben die GEC-Säulen eine entwässernde Wirkung. So werden auf der gesamten Breite des Bauabschnitts von 55 m ca. 55.000 Geotextile Encased Columns teilweise bis zu 11 m tief bis in die Sandschicht errichtet. Das entspricht ungefähr 20 % der Gesamtfläche. Bei den restlichen 80 % kommen Vertikaldrains zum Einsatz.

Mäkler als Teil der Lösung

Hergestellt werden die GEC mit Hilfe des Verdrängungsverfahrens. Dabei vibrieren aktuell zwei leistungsstarke RTG Mäkler – RG 16T und RG 21T – von Thyssenkrupp Infrastructure Stahlrohre in die Tiefe. Diese Rohre haben am unteren Ende eine geschlossene, spitz zulaufende Doppelfußklappe, die den weichen Torfbaugrund in dem Bereich verdrängt. Es entsteht eine Röhre, in die zunächst das vorkonfektionierte Geotextil eingebracht wird. Anschließend erfolgt die Sandfüllung. Ist das Geotextil innerhalb des Stahlrohres komplett mit Sand gefüllt, wird das Stahlrohr mit Hilfe des RTG Mäklers vibrierend aus dem Boden gezogen. Dabei öffnet sich die Doppelfußklappe und der Sand wird durch die Vibrationen und sein Eigengewicht zu einer kompakten Säule verdichtet.
„Den unteren Bereich der Säule befüllen wir zunächst mit einem Sand-Bentonit-Gemisch, sodass eine ca.2mstarke Dichtungsschicht entsteht“, erklärt Beye. Die soll verhindern, dass das gespannte Grundwasser unterhalb der Torfschicht an die Oberfläche gelangen kann. „Es soll nur der Torf entwässert werden“, so Beye. Denn neben der lastabtragenden Funktion übernehmen die Sandsäulen auch die Drainage bei der Konsolidierung des Baugrundes.Dies geschieht durch das sogenannte Auflastverfahren. Dabei wird der Bereich der späteren Autobahntrasse mit aufgeschüttetem Sand belastet. Durch das Eigengewicht des Sandes wird das Porenwasser aus dem Torf gedrückt und gelangt durch die Sandsäulen bzw. die Vertikaldrains an die Oberfläche. Auf diese Weise nimmt man so die Setzungen des Baugrundes vorweg und macht ihn tragfähiger, um Schäden an der späteren Fahrbahn zu vermeiden.

Aufbringen einer Auflast

Wenn auf einer größeren Fläche mehrere Säulen hergestellt sind, wird ein weiteres Geotextilgewebe bahnenweise, wie ein Teppich, auf der Fläche ausgelegt und mit dem Sand zur Belastung überschüttet. Dabei ist die Aufschüttung 3 m höher als die spätere Gradiente der Autobahn und bleibt rund vier Monate bestehen, bis der Boden auskonsolidiert und der Setzungsvorgang abgeschlossen ist. Anschließend wird der Sand abgetragen und das Material an anderer Stelle wiederverwendet. Die Sandauflast führt auch zur Aktivierung der Ringzugkräfte in der Geotextilummantelung. Im Schnitt haben die 800 mm durchmessenden Säulen untereinander einen Abstand von 2 m und sind in einem vorher berechneten Wabenraster angeordnet.

Leistungsstarke Geräte

Das Einrütteln von Rammgut ist das Hauptanwendungsgebiet der RTG-Mäkler. Dabei sind die Maschinen zur Übertragung hoher Zug- und auch Druckkräfte sowie zur Aufnahme von Drehmomenten ausgelegt. Für Dipl.-Ing. Robert Haupt, Leiter des Regionalbereichs Nord bei Thyssenkrupp Infrastructure stellt die Rammtechnik von RTG die optimale Lösung für die Erstellung des GEC-Gründungssystems dar und punktet zudem mit hilfreichen Features. „Eine Besonderheit besteht darin, dass die Getriebeschmierung bei dem Rüttler durch das Hydrauliköl der Trägergeräte erfolgt. So haben die Geräte eine verbesserte Öltemperaturbegrenzung im Dauerbetrieb“, sagt Haupt.

Ein weiteres Highlight der Mäkler ist das patentierte SilentVibro Paket: Dieses umfasst neben der Schalldämmung des Federjochs und der Integration der Hydraulikinstallation in das Federjoch, auch die komplette Einkapselung des Frontbereiches einschließlich der Hydraulikmotoren, sowie eine Schallisolierung zwischen Federjoch und Klemmzange über ein flexibles Formelement. Ferner sind sämtliche Anbaugeräte der Mäkler innerhalb einer Baureihe austauschbar. Mitunter sogar in wenigen Minuten unter Verwendung des automatischen Schnellkupplungssystems ACS. Die kompakten Transportabmessungen und kurzen Rüstzeiten runden das Leistungspaket des RTG RG 16T und RG 21T ab. Zufrieden zeigen sich laut Beye auch die Geräteführer der ARGE vor Ort: „Das Bedienen der RTG Mäkler von Thyssenkrupp ist ein sehr angenehmes Arbeiten. Die Lärmbelastung ist bei diesen Geräten stark gemindert, was die Geräteführer als sehr positiv empfinden und bewerten.“ Ebenso positiv hebt Beye die räumliche Nähe der Thyssenkrupp Infrastructure Niederlassung in Achim bei Bremen zu der Baustelle hervor.

Ende 2023 wird die Strabag die Arbeiten voraussichtlich auf diesem Bauabschnitt beenden. Dann ist der Vorbelastungsdamm erstellt und der Boden tragfähig, sodass der eigentliche Bau der Fahrbahn beginnen kann. Bis dahin werden die beiden RTG-Mäkler RG 16T und RG 21T noch so manches Stahlrohr in den Baugrund vibriert und gezogen haben.

Bewährte Partnerschaft

Auch zukünftig ist Thyssenkrupp Infrastructure für Projekte dieser Art gerüstet.Erst im April 2021 verlängerte sich der seit 2018 bestehende Partnerschaftsvertrag zwischen der RTG Rammtechnik GmbH und Thyssenkrupp Infrastructure. So bleibt das Unternehmen auch weiterhin exklusiver Händler für die RTG Produkte in Deutschland, Österreich und Dänemark. RTG ist seit über 20 Jahren innerhalb der international tätigen Bauer Maschinen Gruppe der Spezialist für Vibrations-, Ramm- und Presstechnik.

bpz meint: Beim Neu- und Ausbau von Stra- ßenverkehrswegen stellt ein oberflächennah wenig tragfähiger Baugrund eine ho- he geotechnische Herausforderung dar, sodass spezielle Maßnahmen zur Baugrundverbesserung obligatorisch sind. Dafür hat sich das Gründungssystem aus geokunststoffummantelten Sandsäulen (GEC) bewährt, welches in den 90ern entwickelt wurde. Dadurch erhalten Auftraggeber nicht nur eine nachhaltige Bodenbewehrung und Baugrundverbesserung – durch eine kürzere Konsolidierung kann auch die Bauzeit reduziert werden.

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