Bauverfahren beim Straßenbau auf wenig tragfähigem Untergrund - aufgeständerte Gründungspolster

Ziel der Forschungsarbeit (Teilprojekt -A3) ist es, den „Stand der Technik“ für das Bauverfahren aufgeständerte Gründungspolster zu dokumentieren. Aufgeständerte Gründungspolster sind eine Verbundkonstruktion aus horizontalen lastverteilenden Gründungspolstern (im Originalbericht „Tragschichten“ genannt, nicht zu verwechseln mit den Tragschichten des Straßenoberbaus) und vertikalen Traggliedern, bei der die vertikalen Belastungen aus Eigengewicht und Verkehrslast im Wesentlichen über das Geokunststoff bewehrte Gründungspolster in Säulen bzw. Pfähle eingeleitet werden, die die Lasten in den tragfähigen Baugrund abtragen. Die wenig tragfähigen Böden werden teilweise nur gering bis gar nicht in die Lastabtragung einbezogen. Für dieses Bauverfahren wurde von der Kempfert & Partner GmbH, Kassel-Konstanz, ein Berechnungsverfahren entwickelt, das dokumentiert wird. Einschränkend ist anzumerken, dass sich sowohl das Bau- als auch das Berechnungsverfahren in der Entwicklung befinden. Langzeiterfahrungen stehen für den Straßenbau nicht zur Verfügung. Erfahrungen beziehen sich überwiegend auf den Ausbau von Eisenbahntrassen der DBAG der letzten Jahre. Eine Übertragung von Erfahrungen auf den Straßenbau steht noch aus. Die vertikalen Tragelemente von aufgeständerten Gründungspolstern können in verschiedenen Bauweisen hergestellt werden. In dieser Arbeit wird die Herstellung und Berechnung der derzeit üblichen starren vertikalen Säulen- bzw. Pfahlelemente (Fertigmörtelstopfsäulen, Betonrüttelsäulen und Duktilpfähle) sowie der verformbaren vertikalen Tragelemente (geotextilummantelte Sandsäulen) als Sonderbauweise dokumentiert. Obwohl die Ausführung einer Betonplatte als horizontale lastverteilende Schicht nicht als aufgeständertes Gründungspolster wirksam ist, wird dieses Konzept ebenfalls in der Dokumentation vorgestellt. Es werden ausgewählte Projekte, bei denen aufgeständerte Gründungspolster ausgeführt wurden, ausführlich beschrieben. In einer Parameterstudie werden die Einflussparameter, die das Tragverhalten beeinflussen, variiert, um zum grundsätzlichen Verständnis des Tragverhaltens beizutragen. Anhand des vorliegenden Berechnungsmodells (Kempfert et al. 1997) werden die in der Aufgabenstellung vorgegebenen Fallbeispiele berechnet. Für ein gewähltes, übliches Säulen- / Pfahlraster werden jeweils die erforderliche Geokunststoffbewehrung bemessen und die erforderlichen Säulen- bzw. Pfahllängen bestimmt. Mit den so ermittelten Massen und ungefähren Richtpreisen für die Hauptpositionen wird die Größenordnung der Baukosten für die Fallbeispiele abgeschätzt. Abschließend werden technisch und ökologisch begründete Anwendungsgrenzen und Vorteile aufgeständerter Gründungspolster gegenüber anderen Bauweisen aufgeführt sowie Einflüsse aus Randbedingungen bewertet. Der Originalbericht enthält als Anhänge eine nähere Beschreibung der Referenzprojekte (A1) und der vorgegebenen Geometrie, des Baugrundaufbaues und der Bodenkennwerte der Parameterstudie (A2, A3, A4). Darüber hinaus werden die Bemessung der Geogitter sowie der geotextilummantelten Sandsäulen (A5, A6, A7) zusammengestellt. Die Ermittlung der Kosten für auf Fertigmörtelstopfsäulen, auf Duktilpfählen und auf geotextilummantelten Sandsäulen aufgeständerten Gründungspolstern werden tabellarisch veranschaulicht (A8). Auf die Wiedergabe dieser Anhänge wird in der vorliegenden Veröffentlichung verzichtet. Sie liegen bei der Bundesanstalt für Straßenwesen vor und sind dort einsehbar. Verweise auf diese Anhänge sind im Berichtstext beibehalten.