Untersuchungen zur Ueberpruefung des Luftporenanteils als Verdichtungsanforderung bei feinkoernigen Boeden und bindigen Mischboeden

Die bodenmechanischen Eigenschaften von feinkornigen Boden und gemischtkornigen Boden mit Feinkornanteilen uber 15 M.-% werden masgeblich von der Konsistenz und der Plastizitat des Feinkorns bestimmt. Mittel- und langfristig konnen an Erdbauwerken, die aus diesen Bodenarten errichtet wurden, Schaden entstehen, wenn Wasserzutritte eine Verringerung der Konsistenz der feinkornigen Anteile bewirken. Um eine verminderte Scherfestigkeit, Sackungen und Setzungen zu vermeiden, wurden in den ZTV E-StB 09 Verdichtungsanforderungen festgelegt, die neben dem Verdichtungsgrad auch den Luftporenanteil beinhalten. Im Rahmen der vorliegenden Forschungsarbeit sollte untersucht werden, welchen Einfluss der Luftporenanteil auf das Verformungsverhalten der o.g. Boden hat und inwieweit eine Verscharfung der Anforderungen an den Luftporenanteil eine Verbesserung der dauerhaften Tragfahigkeit und der Gebrauchstauglichkeit unter Berucksichtigung eines erhohten Verdichtungsaufwandes bewirkt. Es wurde zunachst herausgearbeitet, welche Anforderungen hinsichtlich des Luftporenanteils bereits bestehen und inwieweit der Luftporenanteil als Verdichtungsanforderung geeignet ist. Der Luftporenanteil wird hierbei lediglich in Deutschland und Grosbritannien als Verdichtungsanforderung genannt. Anhand von funf Versuchsboden, die nach DIN 18196 den Bodengruppen UL, TM, TA, SU* und GU* zuzuordnen sind, wurde anschliesend das Last-Verformungsverhalten bei oedometrischer Belastung und bei Wasserzutritt bei unterschiedlichen Spannungsniveaus untersucht. Die weiteren Laboruntersuchungen umfassten Triaxial- und Wasserdurchlassigkeitsversuche. An einem Probefeld wurden Feldversuche zur Entwicklung des Luftporenanteils bei einer zunehmenden Anzahl an Walzenubergangen durchgefuhrt. Eindeutige Aussagen zum Einfluss des Luftporenanteils auf das Verformungsverhalten der untersuchten Boden waren anhand der Laboruntersuchungen nur schwer zu treffen. Die Streuung der Versuchsergebnisse lies zumeist keine eindeutige Systematik hinsichtlich des Einflusses des Einbauzustandes erkennen. Uberwiegend wiesen die Versuche, deren Einbaubedingungen innerhalb der nach ZTV E-StB 09 festgelegten Grenzen an Verdichtungsgrad, Wassergehalt und Luftporenanteil lagen, jedoch nur geringe Verformungen auf. Die Ergebnisse der Laboruntersuchungen belegen somit die Eignung der in den ZTV E-StB enthaltenen Verdichtungsanforderungen fur Erdbaumasnahmen. Die Notwendigkeit einer Anpassung bzw. Verscharfung der Anforderungen an den Luftporenanteil lasst sich aus den Laboruntersuchungen nicht ableiten. Bei den Feldversuchen zeigte sich, dass mit den auf der Baustelle zur Verfugung stehenden Walzenzugen eine stetige, signifikante Erhohung der Trockendichte und eine Verringerung der Luftporenanteile nur bis zu einem bestimmten Grad erreicht werden konnte, indem die Verdichtungsarbeit durch eine Erhohung der Walzenubergaenge gesteigert wurde. Teilweise bewirkten zusatzliche Walzenubergange sogar eine Auflockerung des Bodens.