DE3602913C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch belasteten Bö­ schungskörper für Ufer und/oder Dämme, bestehend aus ge­ schüttetem Bodenmaterial, insbesondere Lockergestein, und aus mindestens einer vorwiegend aus Sand bestehen­ den, im wesentlichen parallel zur Böschungsoberfläche angeordneten Erosionsschutzschicht. Ein derartiger Böschungskörper ist allgemein bekannt.

Die DE-OS 20 53 891 betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Festigkeitseigenschaften von Lockergestein als Bau­ stoff und künstliches Bauwerk aus Lockergestein. Dieses Verfahren bezieht sich darauf, daß zum Erhöhen der Fe­ stigkeitseigenschaften dem Lockergestein geschlungene, flexible Fäden aus Kunststoff beigegeben werden. Diese Fäden werden in loser Anordnung liegend beigemischt, wobei beispielsweise bei einer Böschung mehrere Lagen aus einem Gemisch des Lockergesteins mit den Fäden aus Kunststoff zwischen normalem Bodenmaterial angeordnet werden. Die einzelnen Lagen mit den Kunststoffäden haben dabei die Aufgabe, eine Verfestigung des Bauwerkes zu erzielen.

Das DE-GM 76 10 269 betrifft eine Erosionsschutzmatte aus synthetischen Fäden mit einem Durchmesser von mindestens 0,06 mm, welche auf der Unterseite mit einem verrottungs­ festen, weitgehend geschlossenen Flächengebilde aus Fäden oder Fasern verklebt ist.

Eine derartige Erosionsschutzmatte stellt im allgemeinen ein zugfestes, voluminöses und wasserdurchlässiges Flä­ chengebilde aus Fäden oder Fasern dar, das auf den zu schützenden Boden aufgelegt wird und die Ablagerung von Feststoffen häufig fördert und ggf. zusätzlich mit Boden­ material verfüllt werden kann. Derartige Erosionsschutz­ matten werden zur Befestigung von Deichen, Ufern, Strän­ den, Dämmen, Böschungen, Flußläufen und Kanälen eingesetzt, und sie sollen ein Fortspülen oder Fortwehen des Sandes, des Bodens od. dgl. verhindern. Die Nachteile derartiger Erosionsschutzmatten bestehen darin, daß sie einen Fremd­ körper zum anstehenden Boden darstellen und je nach Her­ stellungsart erhebliche Hindernisse für Kleinlebewesen darstellen. Im allgemeinen sind solche Matten beschädigungs­ empfindlich und können dann ihre Wirksamkeit vollständig verlieren. Sie sind im Hinblick auf einen Rückbau bzw. Ab­ riß des gesamten Bauwerkes als problematisch anzusehen. Hinsichtlich der globalen Standsicherheit stellen sie im allgemeinen keine Verbesserung dar, was sich schon daraus ergibt, daß sie vom Wasser unterspült werden können.

Erosionsschutzschichten gegenüber der Wirkung des Wassers bestehen im allgemeinen aus Lockergestein bzw. Böden mit vorbestimmter Dicke. Derartige Schichten werden infolge ihrer Kornzusammensetzung oder infolge zusätzlicher techni­ scher Maßnahmen gegen erosive Beanspruchungen standsicher gemacht. Eine Erosionsschutzschicht kann bei ausreichender Dicke auch konstruktiv statische Aufgaben übernehmen. Die bekannten Erosionsschutzschichten weisen aber auch den Nach­ teil auf, daß sie den Beanspruchungen durch das Wasser nicht immer mit Sicherheit standhalten.

Die Standsicherheit der Ufer von Wasserstraßen und der luft­ seitigen Böschungen von durchströmten Dämmen hängt wesent­ lich von der Scherfestigkeit und der Durchlässigkeit der verwendeten Erdstoffe ab. Um Bruchzustände infolge der hy­ draulischen Beanspruchungen zu vermeiden, ist neben einer großen Durchlässigkeit eine ausreichend hohe Auflast not­ wendig. Dies führt bei Ufern zur Konstruktion von Deckwerken und bei Dämmen zu den sog. Auflastfiltern.

Deckwerk oder Auflastfilter haben die Aufgabe, das Normal­ spannungsniveau im Unterschied so weit zu erhöhen, daß die zusätzliche Scher- und Normalspannungsänderungen aus den hydraulischen Beanspruchungen nicht zu einem Bruchzustand führen.

Dazu ist es notwendig, daß diese Auflasten selbst so durch­ lässig sind, daß sie hydraulisch keine oder nur kleine Wi­ derstände bieten. Diese Forderung führt wiederum zur Not­ wendigkeit der zwischengeschalteten Filterlagen, die den Transport von Körnern des feineren Bodens in die Poren des Deckwerks oder Filters verhindern müssen.

Die Stabilität der Filterlagen ist ebenfalls eine Frage der Festigkeit des Bodens. Wenn daher die Festigkeit des Bodens durch Erhöhung der Kohäsion gesteigert werden kann, können Einsparungen bei Filtern und Deckwerken bzw. Aufla­ sten erzielt werden. Dabei ist es besonders wichtig, diese Erhöhung der Festigkeit ohne Verringerung der Durchlässigkeit zu erreichen, weil sonst die hydraulischen Beanspru­ chungen wieder zunehmen. Verbesserungen des Bodens durch Injektionen, die eine zusätzliche Kohäsion schaffen, schei­ den daher aus, weil sie in der Regel die Durchlässigkeit nachteilig beeinflussen, soweit sie überhaupt in den vor­ kommenden Böden durchführbar sind.

Verbesserung durch Verdichten ist auf Böschungen im allge­ meinen sehr aufwendig und hat im Hinblick auf die Festig­ keit nur begrenzten Erfolg.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hydraulisch belasteten Böschungskörper für Ufer und/ oder Dämme der eingangs genannten Art zu schaffen, der im Hinblick auf eine Stabilisierung, verbunden mit einer Stei­ gerung der Festigkeit ohne Verringerung seine Durchlässig­ keit, wesentlich verbessert werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird durch einen hydraulisch belaste­ ten Böschungskörper gemäß Anspruch 1 gelöst.

Bei dem Böschungskörper gemäß der Erfindung werden folgende wesentliche Vorteile erreicht:

• - Erhöhung der Festigkeit des Bodens an Ufern und Dämmen, so daß der Widerstand gegen den Angriff aus Wellen und schnellen Spiegelsenkungen erheblich verbessert wird,
• - keine Verringerung der Durchlässigkeit,
• - keine Umweltbelastung,
• - einfacher Einbau der Fasern von Hand oder durch geeignete vorhandene, für Baustellenbedingungen ggf. noch anzupas­ sende Geräte,
• - Wiedergewinn- und Verwendbarkeit des so verbesserten Bodens.

Der Böschungskörper gemäß der Erfindung kann mit besonde­ rem Vorteil bei der Sicherung gegen seine Durchströmung eingesetzt werden. Dabei wird eine Erhöhung der Festigkeit ohne Reduzierung der Durchlässigkeit erreicht, so daß auf spezielle Auflastfilter teilweise oder vollständig verzich­ tet werden kann.

Beim Küstenschutz, d. h. in Künstenbereichen, die bei Hoch­ wasser starker Erosion ausgesetzt sind, kann die Erosions­ rate durch Einmischen der genannten Fasern in den feinkör­ nigen Untergrund reduziert werden. Die Erosion wird dadurch nur einen kleinen, oberflächennahen Bereich erfassen. Da­ durch können die Anwachs- und Wachstumsbedingungen für ge­ eignete Pflanzen verbessert werden, so daß sich ein natür­ licher Erosionsschutz entwickeln kann. Das gleiche gilt für Dünen.

Beim natürlichen Gewässerausbau können von Erosion und Unterspülung bedrohte Ufer natürliche Fließgewässer durch Zugabe der Fasern gemäß der Erfindung stabilisiert werden, so daß sich ein natürliches Pflanzenwachstum einstellen kann.

Ferner kann aufgrund der kohäsiven Eigenschaften eines ge­ mäß der Erfindung verbesserten Böschungskörpers die Beweg­ lichkeit, und damit das Sackungspotential (sowie die Zusam­ mendrückbarkeit), reduziert werden.

Schließlich kann aufgrund der bisherigen Erfahrungen erwar­ tet werden, daß bei Verklappen nichtbindiger Böden, z. B. zur Herstellung von Filtern unter Wasser, eine Reduzierung der Entmischung auftritt, so daß dadurch eine wesentliche Verbesserung der Filtereigenschaften und eine Erhöhung der Festigkeit erreicht wird.

Die Unteransprüche stellen wertvolle Ausgestaltungen des Böschungskörpers gemäß der Erfindung dar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur der Zeichnung erläutert.

Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine Ufer-Böschungs- Konstruktion im Prinzip.

Die dargestellte Konstruktion besteht aus dem Ufer 1 und der Böschung 2 eines Flußlaufes 3. Am Ufer 1 ist eine Schutz­ schicht, beispielsweise aus Schutz- oder Betonsteinen oder mit Seilen verbundenen Steinen, als Deckwerk 4 angeordnet. Unter diesem Deckwerk 4 befindet sich eine aus Sandaufschüt­ tung bestehende Schicht 5 als Filter. Bei der dargestellten Dammkonstruktion befindet sich der Auflastfilter 6 an der Luftseite des Dammes.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun die beiden Schichten 5 und 6 mit den o. g. Fäden durchsetzt. Dabei kön­ nen Fasern 7 nach folgender Art und Länge verwendet werden:

• - FORTA-FIBRE Typ D 15, Länge 5,7 cm (Der Name "FORTA-FIBRE" ist ein registriertes Marken­ zeichen.)
• - WETELEN-Polyamid 6, 0,12 mm 0, 130 dtex, Länge 16-19 cm
• - WETELEN-Polyäthylen, 0,20 mm 0, 300 dtex, Länge 16-19 cm, rauhe Oberflächenstruktur
• - Glasfaser 0,24 mm 0, 680 dtex, Länge 14-18 cm.

Unter Beimischung dieser Fasern ergeben sich Erhöhungen der Scherfestigkeit in unterschiedlicher Weise, die von der Art und der Länge der Fasern und des verwendeten Bo­ dens abhängig sind.

Die Anordnung des Auflastfilters 6 kann wie in Ausführung "A" dargestellt erfolgen. Es ist aber auch möglich, den Auflastfilter 6 wie in in Ausführung "B" dargestellt anzubringen.

Claims (10)

1. Hydraulisch belasteter Böschungskörper für Ufer und/oder Dämme, bestehend aus geschüttetem Bodenmaterial, insbesondere Lockergestein, und aus mindestens einer vorwiegend aus Sand bestehenden, im wesentlichen parallel zur Böschungsoberfläche angeordneten Erosionsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Erosionsschutzschicht (5, 6) von einer auf Grund erdstatischer Berechnung ermittelten Dicke Fasern (7) aufweist mit einer Länge von ca. dem n × 100fachen des mittleren Korndurchmessers in einer Menge von zwei bis vier Gewichtspromillen, bezogen auf die Trockenmasse des Materials der Erosionsschutzschicht, wobei 2 < n < 4 ist.

2. Böschungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch das geschüttete Bodenmaterial die Fasern (7) aufweist.

3. Böschungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der wasserseitigen Erosionsschutzschicht (5) ein Deckwerk (4) angeordnet ist.

4. Böschungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Kunststoff, z. B. Polyamid-, Polyäthylen-, Polypropylen-, Polyacrilnitril- oder Polyesterfasern, bestehen.

5. Böschungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fasern aus Glas­ fasern bestehen.

6. Böschungskörper nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polyamidfasern einen Quer­ schnitt von 0,12 mm und eine Länge von 16-19 cm aufweisen.

7. Böschungskörper nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polyäthylenfasern einen Quer­ schnitt von 0,2 mm und eine Länge von 16-19 cm aufweisen.

8. Böschungskörper nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Glasfasern einen Querschnitt von 0,24 mm und eine Länge von 14-18 cm aufweisen.

9. Böschungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern zur Bildung von größeren Gewebestrukturen verklebt sind.

10. Böschungskörper nach einem der An­ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit anhaftenden Pflanzensamen ausgestat­ tet sind.