Untersuchungen zu neuartigen und gängigen Methoden der Baugrundertüchtigung

Die Arbeit behandelt neuartige und gangige Methoden der Baugrundertuchtigung. Die Notwendigkeit einer Baugrundertuchtigung ergibt sich, wenn der anstehende Baugrund nicht in der Lage ist, den beabsichtigten Einwirkungen einen ausreichenden Widerstand entgegenzusetzen. Hierbei kann es sich um Einwirkungen einer geplanten Baumasnahme handeln, wobei diese Lasten statischer oder auch dynamischer Natur sein konnen. Auch wenn es sich um Hilfsmasnahmen handelt, beispielsweise an Baustrasen, so mussen diese wahrend der geplanten Bauzeit ihre Funktion sicher erfullen. Als weiteres Beispiel sei die Verarbeitbarkeit eines Bodens genannt, wenn dieser als Baustoff bei der Errichtung eines Dammbauwerkes verwendet wird. Letztendlich unterliegen Erdbauwerke nicht nur mechanischen Belastungen, sondern konnen auch durch Erosionsvorgange einer Beanspruchung ausgesetzt sein. Wird der Baustoff Boden diesen Anforderungen nicht in ausreichendem Mase gerecht, so muss er entweder gegen ein geeignetes Material ausgetauscht werden oder es werden beispielsweise aufwandige Erganzungsmasnahmen erforderlich. Um diese Masnahmen zu umgehen, bieten sich in geeigneten Situationen die Ertuchtigung der vorgefundenen Boden an. Hierbei handelt es sich nicht nur um eine ressourcenschonende Vorgehensweise, oftmals ist diese Vorgehensweise auch die wirtschaftlichere. Der anstehende Boden muss nicht verfrachtet, moglicherweise deponiert und ein neues Material beigefahren werden. Die in situ Bearbeitung erfordert lediglich die Beistellung entsprechender Bauhilfsstoffe zur Ertuchtigung. Welche Art an Bauhilfsstoffen zum Einsatz kommt, richtet sich vorrangig nach den vorgefundenen Bodenverhaltnissen. Als traditionelles und langst etabliertes Verfahren hat sich die Beimischung geeigneter Bindemittel hervorgetan. Zu nennen sind hier die beiden hydraulischen Bindemittel Kalk und Zement. Fur die Anwendung dieser Stoffe existieren Regelwerke, die Prufungs- und Kontrollmethoden vor und wahrend des Einbaus solcher Boden-Bindemittel-Mischungen beschreiben. Trotz des seit langer Zeit bewahrten Einsatzes, ist auch bei den beiden genannten Bauhilfsstoffen zu berucksichtigen, dass es sich letztendlich um Rohstoffe handelt, obwohl auch hier insbesondere bei den Kompositzementen bereits ein erhebliches Recyclingpotential genutzt wird. Jedoch fallt ins Gewicht, dass bei der Herstellung der Produkte klimaschadliches Kohlendioxid freigesetzt wird. Unter diesen Gesichtspunkten stellt die Verwendung von Industrieabfallen, die in gleichbleibender Gute anfallen, eine interessante Alternative dar. Neben diesen sogenannten by-products konnen auch recyclingfahige Materialien verwendet werden, sofern deren Eignung nachgewiesen werden kann. Eine gewisse Hurde bei der Verwendung der letztgenannten Alternativen stellen umweltrechtliche Fragestellungen dar. Zum einen handelt es sich um Abfalle und damit um Produkte, die rechtlich einer ganzlich anderen Wurdigung und Bewertung unterliegen. Zum anderen mussen entsprechende Wechselwirkungen zwischen den Stoffen und der umgebenden Biosphare berucksichtigt und bewertet werden. In der vorliegenden Habilitationsarbeit werden im ersten Kapitel zunachst als Ausgangspunkt die wesentlichen Merkmale und Eigenschaften beim Einsatz traditioneller Kalk- und Zementbeimischungen untersucht. Das Kapitel 2 schliest an mit Betrachtungen zu dem Baustoff Tonbeton. Hierbei handelt es sich um einen ebenfalls schon lange Zeit bekannten Baustoff, der zwar aufgrund seines eng begrenzten Anwendungsspektrums nur wenig verbreitet ist. Aufgrund seiner Ahnlichkeit zu aktuellen Baustoffen, den zeitweise fliesfahigen, selbstverdichtenden Verfullbaustoffen, gewinnt das Produkt jedoch an Bedeutung. Dies gilt umso mehr, als Pruf- und Kontrollmethoden aufgrund des ahnlichen rheologischen Verhaltens im fruhen Zustand derzeit nur ansatzweise vorliegen. Die Kapitel 3 bis 5 umfassen neuartige Methoden der Bodenertuchtigung. Zu allen Verfahren liegen bereits Erfahrungen aus mehr als zwei Jahrzehnten vor. Diese Erfahrung beruht jedoch vorrangig auf exemplarischen Laborstudien. Zu nennen sind hier zunachst die Epoxidharze in Kapitel 3. Epoxide werden im Konstruktiven Ingenieurbau vermehrt eingesetzt. Auch in der Geotechnik finden sich neben Laboruntersuchungen bereits praktische Anwendungsfalle, die eine wirksame Ertuchtigung von Festgestein dokumentiert. Eigene Untersuchungen bestatigen die Wirksamkeit dieser Methode. Mit den Untersuchungen zu Boden-Gummi-Mischungen in Kapitel 4 werden Recyclingprodukte in die Ertuchtigungsmethoden mit einbezogen. Recyclinggummi steht in den unterschiedlichsten Formen zur Verfugung. Je nach Aufwand werden entweder komplette Reifen verbaut, zu Paketen verschnurt oder als Schreddergut in unterschiedlichen Siebfraktionen bis hin zu Pulver verbaut. Dementsprechend vielfaltig ist auch das Anwendungsspektrum. Wahrend insbesondere in den USA und einigen europaischen Landern dieser „Baustoff“ bereits eine gewisse Akzeptanz besitzt, fuhren in Deutschland rechtliche und umwelttechnische Belange dazu, dass dieses Produkt derzeit nicht vermehrt eingesetzt wird. In dem letzten Kapitel 5 wird als Ertuchtigungsmethode die Verwendung von Enzymen vorgestellt. Die Untersuchungen belegen, dass dieses biologische Verfahren fur bestimmte Anwendungen durchaus seine Berechtigung hat und auch konkurrenzfahig zu bestehenden Methoden auftreten kann.