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Detailergebnis zu DOK-Nr. 74322

Untersuchungen zur Quellempfindlichkeit veränderlich fester Gesteine bei der Verwendung als Erdbaustoff

Autoren	P. Möller
Sachgebiete	7.2 Erdarbeiten, Felsarbeiten, Verdichtung

Erd- und Grundbautagung 2019: Vorträge der Tagung der Arbeitsgruppe "Erd- und Grundbau", 12./13. März 2019, Potsdam. Köln: FGSV Verlag, 2019, USB-Stick (Schriftenreihe der Arbeitsgruppe "Erd- und Grundbau" (FGSV, Köln) H. 14) (FGSV C 14) 11 S., 6 B, 2 T, 11 Q

Der Einsatz veränderlich fester Gesteine als Erdbaustoff soll zukünftig erhöht werden. Da sich allerdings ihre bodenmechanischen Eigenschaften nach dem Lösen aus dem Gebirgsverband unter Witterungseinflüssen bereits während der Bauzeit unterschiedlich stark verändern können, ist ihr Einsatz bisweilen noch zögerlich. Systematische Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten zeigten bereits auf, dass die bodenmechanischen Eigenschaften nicht nur von ihrer Zusammensetzung und den inneren Bindungskräften, sondern auch vom Einbauzustand und dem Verwitterungszustand abhängen. Zudem kann bei veränderlich festen Gesteinen das Quellvermögen sogar erst durch eine Lösung der diagenetischen Verbindungen aktiviert werden. Um das Quellverhalten veränderlich fester Gesteine beim oberflächennahen Einsatz als Erdbaustoff zu untersuchen, wurden daher beim Forschungsprojekt verschiedene Quelluntersuchungen durchgeführt, von denen hier die Ergebnisse der kombinierten Quelldruck-Quellhebungsversuche an fünf unterschiedlich stark quellfähigen Böden abhängig vom Einbau- und Verwitterungszustand vorgestellt werden. Da ein linearer Zusammenhang zwischen Quelldruck und Quelldehnungen besteht, kann zunächst mithilfe des Quelldruckversuchs beurteilt werden, ob überhaupt Quelldehnungsversuche erforderlich sind. Bei Bodengruppen mit einem höheren Feinkornanteil (d < 0,06 mm) > 15 M.-% sowie bei Böden, die schnell zu einem feinkörnigen Boden (I(Index d2) < 60 %) zerfallen können, sollte ein Quelldruckversuch durchgeführt werden. Liegen zu diesen Grenzen die maximalen Quelldrücke delta > 100 kPa, sind zusätzlich Quellhebungsversuche zu ergänzen. Grundsätzlich können veränderlich feste Gesteine als Erdbaustoff eingesetzt werden. Aufgrund ihrer Verwitterungsempfindlichkeit ergeben sich höhere Anforderungen an die Erdbauprozesse, da sie nach dem Lösen aus dem Gebirgsverband bis zum Einbauen und Verdichten schnell zu einem gemischt- bis feinkörnigen Boden zerfallen können. Dieser verwitterungsbedingte Zerfall mit Erhöhung des Feinkornanteils kann zu einer Verschlechterung der bodenmechanischen Eigenschaften führen. Daher sollte eine Zwischenlagerung ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen vermieden werden. Um das Sackungs- und Quellpotenzial weiter zu reduzieren, sind beim Einbau Luftporenanteile n(Index a) kleiner gleich 6 Vol.-% anzustreben.