Demanega

Der Erdbau bezieht sich auf Massenbewegung zur Herstellung von Dammbauwerken und Einschnitten, umfasst allerdings auch Auffüllungen und Hinterfüllungen sowie Bodenverbesserungen und Bodenaustausch. Daraus folgend ist im Erdbau der Baubetrieb wesentlich, weil große Massen möglichst effizient bewegt werden müssen.

Da es sich bei Lockergestein um eine mehr oder weniger Ansammlung von einzelnen Körnern mit Poren und Wasser handelt, sind die folgenden Anforderungen wesentlich:

• Verdichtung und Verdichtbarkeit
• Standsicherheit gegen Böschungsbruch, Grundbruch, Gleiten
• Setzungsverhalten
• Wassereinfluss
• Erosionssicherheit
• Filterstabilität
• Durchlässigkeit
• Abdichtung

Erdschüttdämme können aus bindigen oder grobkörnigen Erdbaustoffen errichtet werden, die Korngrößen umfassen maximal Kies. In der Regel sind Steinschuttdämme wesentlich steiler ausführbar mit Reibungswinkeln über 35°, wobei Dammneigungen bis 40° kein Problem darstellen.

Dammbauarten sind:

• Dämme im Verkehrswegebau
• Dämme und Talsperren im Wasserbau
• Schutzdammbau
• Dämme im Deponiebau

Entsprechend der Zweckbestimmung (Lastableitung, Abdichtung, etc.), der Belastung sowie der Einwirkungen bestehen folglich grundlegende Unterschiede im Aufbau und in der Bauweise.

Um einen möglichst dichten Damm zu errichten, wird das Bodenmaterial mit einer weitgestuften Kornverteilung lagenweise eingebaut. Dabei werden die einzelnen Lagen mit maximal 50 cm festgelegt, um eine sachgemäße Verdichtung zu erzielen. Empfohlen wird eine Mindestdicke der Schüttlage von 5 Mal dem Größtkorn des Bodens. Im verdichteten Zustand sollte eine Schüttlage den größeren Wert aus 5 x d70 und 3 x d85 nicht unterschreiten. Die ausreichende Verdichtung ist zu überprüfen. Ebenso wird der Reibungswinkel überprüft.

Der Tragsicherheitsnachweis eines Erddammes kann sich freilich nicht nur auf den Damm selbst beschränken, sondern muss auch den Untergrund umfassen, auf welchen unter Umständen Bodenverbesserungs- und Bodenverfestigungsmaßnahmen anfallen. Insbesondere bei Staudämmen sind alle Betriebszustände zu untersuchen.

Ein Dammbruch ist ein Versagen des Stützkörpers. Metaphorisch hat sich der Dammbruch als Dammbruchargument eingebürgert, insbesondere in moralistischen und populistischen Debatten: Indem ein bestimmter Schritt gesetzt werde, wird der „Dammbruch“ riskiert, sodass sich neue negative Standards einstellen würden, gegen die kein Damm mehr verfügbar sei.

Versagensmechanismen sind:

• Versagen durch Böschungsbruch
• Versagen durch mechanischen Grundbruch
• Versagen durch Gleiten auf der Aufstandsfläche: Als konstruktive Maßnahme ist eine Verzahnung mit dem Untergrund anzustreben, welche die Scherfestigkeit erhöht.
• Setzungen
• Erosion: Oberflächenerosion / Innere Erosion / Kontakterosion / Suffosion
• Versagen durch Bodenverflüssigung: Hydraulischer Grundbruch oder Bodenverflüssigung / Liquefaktion infolge Erschütterungen, Erdbeben, Sprengungen
• Alterung: Dabei ist das Langzeitverhalten relevant sowie die Frostsicherheit und plastische Verformungen infolge Erdbebeneinwirkung.

Statistisch betrachtet ist das Überströmen von Dämmen im Wasserbau am häufigsten, gefolgt von innerer Erosion. Das Überströmen wird dabei durch Erosion am Dammkopf und Abgleiten der Böschung begleitet. Dagegen werden konstruktive Maßnahmen gesetzt, es sind aber auch Überwachungen notwendig sowie ein aktives Risikomanagement.

Mineralische Dichtkerne bestehen aus feinkörnigen Böden, die verbessert werden können (Bentonit, Kalk). Der Wassergehalt sollte im Bereich des optimalen Wassergehaltes liegen.

Vielfach sind natürliche Erddichtungsstoffe nicht ausreichend verfügbar, weshalb künstliche Materialien eingesetzt werden (Asphaltbeton, Beton, Schlitzwände, Schmalwände, Spundwände). Die Innendichtungen werden vertikal oder geneigt ausgeführt. Überwiegend werden Asphaltbeton, Sandasphalt oder Gussasphalt mit Einbauhöhen von 20 bis 30 cm eingebaut.

Verdichtung und Verdichtbarkeit von Böden

Literatur:

[1] Karl Josef Witt: „Grundbau-Taschenbuch – Teil 2, Geotechnische Verfahren“, Ernst und Sohn Verlag, Hoboken 2018

[2] Conrad Boley: „Handbuch Geotechnik – Grundlagen, Anwendungen, Praxiserfahrungen“, Vieweg Teubner, Wiesbaden 2012