Bodenverbesserung und Bodenverdichtung im Kanalbau

Aushub im Tiefbau ökonomisch aufbereiten und einbauen
Die Firma MTS Gesellschaft für Maschinentechnik und Sonderbauten mbH setzt auf professionelle Anbaugeräte für die Bodenverbesserung und die Bodenverdichtung im Tiefbau. Zielsetzung ist es hierbei Anbaugeräte zu entwickeln und anzubieten, die eine optimale wirtschaftliche Anwendung garantieren.

Zum Einsatz kommen dabei e.p.m-Kalkstreuer, die an Bagger oder Lader angebaut werden. Mit diesem wird das erforderliche Bindemittel, in der Regel hydraulische und hochhydraulische Kalke nach DIN 1060 oder Zemente nach DIN 1164 Teil 1, dosiert auf dem Aushubmaterial ausgestreut. Anschließend wird das Bindemittel-Bodengemisch mit einem Schaufelseparator aufgenommen und gemischt. Der Anwendungsbereich ist wirtschaftlich universell direkt am Graben oder am Lagerplatz einzusetzen.

Der Vorteil ist neben der guten Dosierung des Bindemittels mit dem e.p.m-Streuer, unabdingbar für eine homogene Durchmischung, die enorme Durchsatzleistung mit dem Schaufelseparator. Dabei können bereits mit einem Bagger mit einem Dienstgewicht von 15 to Stundenleistungen bis zu 50 m3 erreicht werden. Diese Leistungen können linear in Abhängigkeit der Baggergröße und der Anbaugeräte gesteigert werden. Zusätzlich kann durch die Wellengröße des Separators die Kornabstufung von 20 mm bis 60 mm gewählt werden. Dies ermöglicht dem Bauunternehmer verbessertes Aushubmaterial, entsprechend der DIN EN 1610, sogar innerhalb der Rohrleitungszone einzubauen.

Hierzu hat das Institut Dr. Schellenberg Ing. GmbH, im Auftrag der Firma MTS, verschiedene Versuche zur Ermittlung des Verdichtungsgrades durchgeführt. Dabei wurden neben der Kornabstufung die Verdichtungswerte anhand einem Proctorversuch geprüft. Der Verdichtungsgrad war dabei bei sämtlichen Untersuchungen, gemäß der ZTVE 94/97, über DPR = 95 % innerhalb im Rohrgraben zw. über DPR = 97 % in Höhe des Erdplanums. Neben den zweifelsfreien ökologischen Vorteilen, dem Kreislaufwirtschaft- und Abfallgesetz wird Rechnung getragen, ist der ökonomische Nutzen von großer Bedeutung. Hervorzuheben ist hierbei insbesondere die Ersparnis durch den Wegfall der Deponiegebühren, die Reduzierung der Transportkosten sowie eine enorme Minimierung des Austauschmaterials.

In Ergänzung zur Bodenverbesserung wurden zum Bodeneinbau hydraulische Kenguru-Plattenverdichter eingesetzt und auf ihre Verdichtungsfähigkeit, ihre Tiefenwirkung und ihre Leistung geprüft. Kenguru-Plattenverdichter werden an Bagger angebaut und über die Hydraulik des Baggers angetrieben. Angeboten werden fünf verschiedene Verdichterplatten für Bagger von 2 bis 60 to. Zu Ermittlung der Leistung einer TL 200 Verdichterplatte (für Bagger 12-22 to) wurden 7 Prüffelder angelegt. Dazu wurde der Untergrund nach Abtrag des Oberbodens jeweils bis in eine Tiefe von 1,0 m unter Geländeoberkante ausgegraben. Anschließend wurde der Boden mit dem System e.p.m aufbereitet und wieder eingebaut. Als Bindemittel wurden 26 kg Dorosol C 50 PRO (50 % Weißfeinkalk, 50 % Ölschieferzement) pro m3 zugegeben. Danach wurde die Verdichtung mit verschiedenen Verdichtungsgeräten vorgenommen.

Eingesetzt wurden dabei Dieselstampfer, leichte Grabenwalzen, schwere Verdichtungswalzen Kenguru-Plattenverdichter sowie Walzenverdichter. Die Kenguru-Platte hat dabei einen Verdichtungsgrad von DPR = 101,6 % erreicht. Der Verdichtungsgrad der leichten Grabenwalzen war im Vergleich bei DPR = 97,50 % und DPR 95,30 %. Der Dieselstampfer hat eine Verdichtung von DPR = 104,8 % erzielt. Neben dem Verdichtungsgrad wurde mittels einer leichten Rammsonde DPL 5 nach DIN 4094 die Tiefenwirkung untersucht. Überraschend war hier die schlechte Tiefenwirkung der Stampfer und der leichten Grabenwalzen, die eine maximale Tiefe von 35 cm verdichtet haben. Beim Testfeld Nr. 5 der hydraulischen Kenguruh-Platte wurde eine Verdichtungstiefe von 0,90 m festgestellt. 

Diese hohe Verdichtungsleistung wird im wesentlichen durch die dynamische Schlagkraft bzw. Zentrifugalkraft und Frequenz erreicht. Positiv für die Verdichtungsleistung ist auch der hohe Anpressdruck des Baggers von ca. 2 t bis 3 t. Zusätzliche Zeitstudien haben ergeben, dass mit dem Kenguru-Plattenverdichter mit Ausrüstung von hydraulischen Schnellwechsler (OilQuick) Verdichtungsleistungen bis zu 115 m3 erzielt werden (Grabenwalzen 17 m3 - 30 m3). Dies bedeutet ein ganz neuer Aspekt hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und eine neue Perspektive für den Bauunternehmer.