Nachweis des Verdichtungserfolgs von Rüttelstopfsäulen mittels Drucksondierungen im Kippenboden

vorhandene Daten

A72

Speicherbecken Borna

Tgb. Nachterstedt

Hamburg (keine Kippe)

Gölsa?!

Probefelder Strecke

Zielstellung

Aussagen zur zukünftigen Verwendung von SCPT oder KDS (Ausblick)

Gültigkeit aufgestellter Korrelationen für Kippenböden

Eignung von CPTs als Nachweismethode des Verdichtungserfolg in Kippenböden

möglicherweise Anwendung von Korrekturfaktoren

Mess- und Erkundungstechnik

Mehrfachstangenextensometer

Bereiche

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Aufbau/ Inhalt

Theoretische Grundlagen

Auswertung

Verdichtung

Verdichtungsarten

Tiefenverdichtung

Verfahren

Rüttelstopfverfahren

Anwendung in der Praxis

Vibrationsverfahren

Rütteldruckverdichtung

Oberflächenverdichtung

bodenmech. Ursachen und Effekte bei einer Verdichtung

Unterscheidung verschiedener Rüttler

bindige Böden

Vorsondierungen

Einschränkungen?

Sprengverdichtung

Einleitung

Anlass/ Problematik

thematische Abgrenzung

Kippenböden

standortspezifische bodenmech. Bedingungen

Lausitz

Mitteldeutsches Revier

Nachterstedt

Tgb. Espenhain

Borna

Charakteristika

Erkundungsverfahren/
Untersuchungsverfahren

Drucksondierungen

in Praxis angewendete Korrelationen

Setzungen

Nachweismethoden

Rüsa-Protokolle

Bewertung anhand des Reibungsverhältnisses

Bewertung der Setzungen durch Tiefenverdichtung

Bewertung der Spitzenwiderstände anhand von Porositätslinien

Ansatz Tamaskovics

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Ziel

Verbesserung bodenmech. Eig.

Vorwegnahme und Vergleichmäßigung der Setzungen

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Untersuchung hinsichtlich Eignung und Wirksamkeit des RSV-Verfahrens(Tiefen- und Höhenrüttler) und Feststellung technologischer und wirtschaftlicher Randbedingungen

dynamische Anregung und Verschiebung des Bodens im Einflussbereich der Herstellung von RSV

Last-Verformungs-Verhalten des unverbesserten Baugrundes und des durch die RSV verbesserten Baugrund

mit Höhenrüttler

mit Tiefenrüttler

Eignung des Zugabematerials

Probefeld 1

Vertikaldrainagen im Dreiecksraster von 1,5 m und einer Tiefe von 15 m

1 m mächtige Flachenfilterschicht

Belastung mit Betonfertigteilen auf einer starren Stahlbetonplatte

Probefeld 2

RSV im Dreiecksraster von 2,5 m
und einer Tiefe von 10 m
(Einbau unter Einsatz eines Tiefenrüttlers)

Entlastung

Probefeld 3

RSV im Dreiecksraster von 2,5 m
und einer Tiefe von 10 m
(Einbau unter Einsatz eines Höhenrüttlers)

Probefeld 4

RSV im Dreiecksraster von 1,5 m
und einer Tiefe von 15 m
(Einbau unter Einsatz eines Höhenrüttlers)

Untersuchungsmaßnahmen

Durchführung von DS

vor Errichtung der Probefelder

nach Herstellung der Stopfsäulen

nach Rückbau der Probebelastung

Probefeld Gösellache

Ziel

Untersuchung hinsichtlich Eignung und Wirksamkeit der Baugrundverbesserung in Bereichen wo der Baugrund durch das Eigengewicht des bestehenden Dammkörpers der B95 bereits vorkonsolidiert ist

Probefeld 1

Untersuchungsmaßnahmen

Verformungsverhalten des Längsverbaus unter Einfluss der Herstellung einer Untergrundverbesserung und Vorbelastung
(Verschiebungen und Setzungen im Bereich des bestehenden Straßenoberbaus)

Methoden der Rückverankerung der Spundwand und Überprüfung der in der Planung ansetzbaren Herausziehwiderständen

dynamische Anregung und Verschiebung des Bodens im Einflussbereich der Herstellung von RSV

Bautechnologie für Herstellung des Dammauflagers innerhalb der zu schützenden Freiwasserfläche

Wirksamkeit der Untergrundverbesserung durch Vorwegnahme von Setzungen im Bereich des Verkehrsdammes und von Brückenbauwerken

Eignung des Zugabematerials zur Herstellung von RSV

Probefeld 2

Probefeld 3

Herstellung eines Spundwandkastens in Anlehnung an Bauwerksgründungen

Vertiakldrainagen im Dreiecksraster von 1,5 m
und einer Tiefe von 15 m

RSV im Dreiecksraster von 1,5 m und einer Tiefe von 15 m
(Einbau unter Einsatz eines Höhenrüttlers)

1 m mächtige Flächenfilterschicht

Belastung mit Betonfertigteilen auf einer starren Stahlbetonplatte

Entlastung

RSV im Dreiecksraster von 3,0 m
und einer Tiefe von 10 m
(Einbau unter Einsatz eines Höhenrüttlers)

Herstellung der späteren Verkehrsdammkubatur einschließlich geplanter Überschüttung

Vertikaldrainagen im Dreiecksraster von 1,5 m
und einer Tiefe von 15 m

Horizontalinklinometer

Erfassung der Setzungen unterhalb der Vorbelastungen auf Höhe des Urgeländes

Ketteninklinometer

Erfassung der horizontalen Verschiebungen des Spundwandverbaues (Gösellache)

Erfassung tiefenabhängiger Setzungen unterhalb der Vorbelastungen an festgelegten Teufen

Porenwasser-
druckgeber

permanente Erfassung der Porenwasserdruckentwicklung während der Rüttelstopfverdichtung, der Vorbelastung und der Liegezeit der Vorbelastung

Setzungspegel

redundante Erfassung der Setzungen unterhalb der Vorlastschüttung

Spezialstangenextensometer

Dokumentation der horizontalen Verschiebung der Aufstandsfläche der Vorlastschüttung

Vertikalinklinometer
(kombiniert mit Streckenmessung, im Einflussbereich RSV)

Erfassung der horizontalen Verformung des Untergrundes während der Vorbelastung

Grundwassermessstellen

Ankerkraftmessdosen

Erschütterungs- und Schwingungsmessungen

AFB-Kippe
als Basiskippscheibe

geländebildende Absetzerkippen

Gesamtmächtigkeit 50 bis 80 m

Gewinnung und Versturz von vorwiegend gleichmäßig abgelagerten Sedimenten (Feinsand bis Schluff)

relativ gleichmäßig gemischter und homogenisierter Kippenboden

vergleichsweise inhomogener Aufbau

Tone, Schluffe, Sande und Kiese teilweise auf engem Raum wechselnd aufgebaut

A72 führt über Kippeninnen- und den ehemaligen Tagebauböschungsbereich

A72 führt über Kippeninnen- und den ehemaligen Tagebauböschungsbereich

aus abgetreppt unterlagernde gewachsenen Randböschung resultieren unterschiedliche Kippenmächtigkeiten

besonders kritisch, da erhöhte Gefahr von

Setzungsdifferenzen

Schieflagen

Krümmungen

Zerrungen

lokale Unterschiede der Spitzendrücke bestätigen regellos abgelagerten LG-Körper

deutlich höhere Spitzendrücke

Drucksondierungen

eine DS je Probefeld bis 25 m Tiefe

Kernbohrungen

ein angesprochener Bohrkern je Probefeld (Probefeld Strecke)

nach vollständiger Herstellung der Dammaufstandsfläche

Pressiometerversuche

Triaxialversuche

❗ Einsatz verschiedener Höhenrüttlern auf den beiden Prüffeldern ❗

Säulendurchmesser: 60 cm
Rohrdurchmesser: 45-55 cm
Stopfmaterial: 8/32 GE

Säulendurchmesser: 60 cm
Rohrdurchmesser: 50 cm
Stopfmaterial: 0/32 SE

Säulendurchmesser: 65-70 cm
Rohrdurchmesser: 50 cm
Stopfmaterial: 8/32 GE

VD zu Beschleunigung der Konsolidierung
(Erhöhung der effektiven Durchlässigkeit des Bodens und damit Reduzierung des Aufbaus von Porenwasserdruck unter Auflast)

Ursachenforschung

Auswirkung verschiedener Rüttler auf das Sondierergebnis

Lage der DS
Abstand der DS von RSV

bodenmech. Verhalten des Bodens bei der Herstellung von RSV

bindig

nichtbindig

Wann RSV und wann SSPV besser geeignet

Wann tritt Verbesserung der Spitzenwiderstände/ Mantelreibung ein und warum?

nach Vorlast

nach RSV

Zeitabhängigkeit

nach Verdichtung erhöhte Porenwasserdrücke, die mit der Zeit abgebaut werden und einen Einfluss auf die Sondierergebnisse besitzen

Vergleich von DS mit und ohne Vertikaldrainagen

Robertson

nichtbindige Böden