Der Bauingenieur befasst sich in Form des Geotechnikers grundsätzlich „nur“ mit den physikalischen Eigenschaften von Böden. Auf der anderen Seite befasst sich der im Konstruktiven Ingenieurbau tätige Tragwerksplaner mit Werkstoffen, die mehr oder weniger direkt aus der Natur entnommen werden. Andere sprechen vom „Terroir“, beim Bauingenieur, der in der Natur und mit der Natur arbeitet, geht es um die Erdung im Natürlichen.
Darüber hinaus muss es auch um einen ganzheitlichen Blick unserer Umwelt gehen, um das Verständnis der natürlichen Zusammenhänge und dann um eine Integration des von uns Geplanten und Gebauten in die Naturzusammenhänge. Der Blick auf die Vegetation ist nicht nur im Holzbau unerlässlich, um das Ganze im Blick zu behalten, das den Boden mit dem Werkstoff verbindet.
In der Geotechnik interessiert uns in Bezug auf den Boden der Bodenaufbau, das Grundwasser mit seinen Schwankungen und in der Folge die physikalischen Eigenschaften der einzelnen Bestandteile der Bodenschichten.
Als „gewachsenen Boden“ bezeichnen wir zuallererst einmal einen Boden, der durch einen „abgeklungenen erdgeschichtlichen Vorgang“ entstanden ist [2]. Als abgeklungen gilt die Entwicklung dann, wenn unter Eigengewicht keine Verformungen mehr stattfinden. Der „Fels“ bezeichnet hingegen Gesteine, die nur mittels mechanischer Hilfsmittel gelöst werden können. Geschüttete Böden sind hingegen durch Aufschütten oder Aufspülen entstanden.
Unsere Böden bestehen aus einem Untergrund oder Ausgangsgestein (C-Horizont) und in der Folge aus einem Oberboden oder einer Auslaugungszone (A-Horizont).
Für den Geotechniker ist die Struktur der Böden im Sinne der Bodenkunde nur begrenzt von Interesse, weil andere Parameter wie die Korngröße das bodenmechanische Verhalten besser kennzeichnen. Allerdings ist es wesentlich, über das Fachgebiet hinaus die Herkunft der Böden zu verstehen, um einen umfassenderen und klareren Blick zu gewinnen. Grobkörnige Böden bestehen aus Gesteinsbruchstücken, während feinkörnige Böden aus Mineralien bestehen und folglich über gänzlich andere Eigenschaften verfügen.
Nicht unbedeutend ist aber der Blick über den eigenen Handlungsradius hinaus. Minerale und Gesteine bilden die anorganischen Bestandteile unserer Böden. Nur ein Bruchteil der Böden besteht hingegen aus organischen Bestandteilen. Der organische Teil der Böden ist die Lebensgrundlage für Bodenorganismen, bildet aber auch eine stabile Bodenstruktur, regelt den Wärmehaushalt und den Nährstoffkreislauf wesentlich.
Die Herkunft der Böden entscheidet in diesem Sinne wesentlich über ihre Beschaffenheit.
„Durch Wind oder Wasser transportierte Kornmischungen sind stärker sortiert, d. h. sie besitzen eine engere Konzentrierung der Durchmesser um einen Mittelwert als solche, die insgesamt z. B. in Gegenwart von viel Wasser geflossen oder hangabwärts gerutscht sind (z. B. Fließerden). Ebenfalls unsortiert sind vom Eis transportierte Sedimente, es sei denn, dass vom Gletscher bereits früher sortiertes Material aufgenommen wurde“ [1].
„Daraus resultiert auch, dass besser sortierte Körnungen in Landschafen bevorzugt auftreten, in denen entweder trockenes Klima die Windverwehung begünstigt, also in Wüsten (Kälte- wie auch Wärmewüsten), oder in denen großflächige Wasserströmungsereignisse eintreten, wie in Flussgebieten, im Gezeitenbereich von Meeren, aber auch in Wadis der Wärmewüsten. Ein weiterer Zusammenhang besteht darin, dass die Schlufffraktion am leichtesten in Form einzelner Partikel vom Wind erfasst und weit verfrachtet werden kann, weil sie bei den häufig auftretenden Windgeschwindigkeiten besonders lange in suspendiertem Zustand verweilen kann. Aus diesem Grund sind schluffreiche Windsedimente (Löss) auf Oberflächen des festen Landes am weitesten verbreitet und bilden hinsichtlich der Körnung ein einheitliches Ausgangsmaterial der Bodenentwicklung“ [1].
„Gröbere Körner treten seltener großflächig auf, weil die Wasser- und erst recht die Windgeschwindigkeiten nicht ausreichen, um einen Weiter- oder Ferntransport zu initiieren. Steinpflaster und Steinsohlen, die durch Auswehen oder Ausspülen der feinen Fraktionen bzw. durch Aufwärtsbewegung gröberer Partikel entstehen, sind, wie ihr Name sagt, in der Regel sehr geringmächtig. Tone sind ebenfalls nur selten großflächig durch Wind transportiert worden, und wenn, dann meistens in Form von Aggregaten, die der Schlufffraktion zuzurechnen wären. Transport durch fließendes Wasser hingegen bedingt großflächige Tonansammlungen, weil Tone im Wasser stärker dispergiert, d. h. ohne Beschränkung auf den aggregierten Zustand verlagert werden“ [1].
Diese Gesetzmäßigkeiten führen nicht nur dazu, dass bestimmte Körnungen häufiger auftreten als andere, sondern dass die Bodenzusammensetzung uns Wesentliches über die Geschichte einer Landschaft erzählt. Hier bestimmen Geologie, Hydrologie, Klima und Geomorphologie über die Böden. Der Mensch wird hier einmal bewusst ausgeblendet.
Für Landpflanzen bildet der Boden den natürlichen Standort, welcher über eine gute Durchwurzelbarkeit verfügen muss, damit sich Pflanzen ansiedeln können. Weiters wichtig sind die Bodendurchlüftung, das pflanzenverfügbare Wasser sowie die Bodenwärme und der Nährstoffgehalt. Daraus ergibt sich durch die Vielfalt an Standorte und Böden, an Vegetation und Botanik, an Farben und Ausprägungen die Vielfalt unserer natürlichen Welt.
Durch menschliche Bebauungen wird der gewachsene Boden mit seinen zentralen Funktionen in jedem Fall zerstört. Indem der Boden aus seinem natürlichen Gleichgewicht gelenkt wird, wird durch Versiegelung und Verdichtung der ökologische Beitrag zur Erhaltung und Neubildung von Grundwasser, zum Abbau von Schadstoffen und als Lebensraum beeinträchtigt.
Literatur:
[1] Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr und Berndt-Michael Wilke: „Scheffer/ Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde“, Springer Spektrum, Berlin 2018
[2] Mohammad Nodoushani: „Handbuch Gründungsschäden – Erkennen und Instandsetzen“, Springer, Basel 2004
[3] Helmut Prinz und Roland Strauß: „Ingenieurgeologie“, Springer Spektrum, Berlin 2017


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