EP0691437B1 - Verfahren zur Befestigung von Hängen - Google Patents

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EP0691437B1
EP0691437B1 EP95250163A EP95250163A EP0691437B1 EP 0691437 B1 EP0691437 B1 EP 0691437B1 EP 95250163 A EP95250163 A EP 95250163A EP 95250163 A EP95250163 A EP 95250163A EP 0691437 B1 EP0691437 B1 EP 0691437B1
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slopes
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LBE LEBEND BEWEHRTE ERDE GMBH
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Jürgen Prof. Dipl.-Ing. Hoffmann
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F8/00—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic
    • E01F8/02—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic specially adapted for sustaining vegetation or for accommodating plants ; Embankment-type or crib-type noise barriers; Retaining walls specially adapted to absorb or reflect noise
    • E01F8/021—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic specially adapted for sustaining vegetation or for accommodating plants ; Embankment-type or crib-type noise barriers; Retaining walls specially adapted to absorb or reflect noise with integral support structure
    • E01F8/026—Live wall, e.g. interlaced twines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02—Retaining or protecting walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02—Retaining or protecting walls
    • E02D29/0225—Retaining or protecting walls comprising retention means in the backfill
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02—Retaining or protecting walls
    • E02D29/0225—Retaining or protecting walls comprising retention means in the backfill
    • E02D29/0241—Retaining or protecting walls comprising retention means in the backfill the retention means being reinforced earth elements

Definitions

  • the invention relates to a method for fastening of slopes with living, adventitious root-forming plants and / or parts of plants, the arrangement and dimensioning of the plants and / or parts of plants taking place with the proviso that the soil reacts as a monolith at least after root formation by the incorporation of the plants.
  • Unpaved slopes tend to and shear forces to slip, especially when additional external forces from the top of the terrain affect the slope. These forces occur e.g. through the Weight force of those erected on the top of the site Buildings or trains traveling over the top of the site on. The forces that cause the slope to slide are of steepness and nature depending on the slope.
  • Nail walls consist of three elements, namely the upcoming floor or Rock, the inserted steel or plastic rods and a thin protective skin on the front of the wall. To do this, the floor is moved from top to bottom in individual floors excavated below and the exposed wall surface quickly secured with shotcrete.
  • the nails with a rod diameter of about 20-30mm after hardening shotcrete usually almost perpendicular to the wall surface brought into the ground. This can be done by Ramming, drilling, rinsing or vibration. For Ensuring an adequate network between The nail and soil become the one created by the drilling Annulus filled with cement mortar and grouted.
  • the length of the nails corresponds about 0.5-0.7 times the wall height, depending on Soil or rock properties, geometric relationships and external loads. Soil or rock nailings have been around since 1970, especially in Austria Alpine area often used. That just before methods based on empirical design approaches has become one over the past few years Process to be calculated with means of statics improved (Grundbau-Taschenbuch part 3 3rd edition; publisher Ernst & Sohn, Berlin 1987).
  • a disadvantage of this Process is the use of unnatural building materials, which has a significant impact on the natural balance represents. For example, the thin shotcrete skin like sealing the floor.
  • the shrubbery is inserted so that branches of at least 1m in length only a fifth to a quarter of theirs protrude the entire length.
  • the branches are crossed and not laid in parallel, so as long as possible Pieces of earth are covered. Doing so will achieve root horizons of different depths and one if possible uniform growth not only different Plant species, but also different ages and branch strengths mixed.
  • Building bush layers is much easier in fill in front of you. The outside of the fillings is each trained with a slight slope against the slope. On this outermost strip of the bed the shrubbery is laid out and poured. At Fills can lay branches several meters long become, whereby a without extremely deep strength achieved becomes.
  • the object of the invention is therefore a method for To create slope attachment, where the slope stability is permanent immediately, as well as consequential damage be avoided.
  • the invention is based on one in the Drawing shown embodiment closer explained.
  • the only figure shows a schematic diagram a support body in the form of a through branches and branches reinforced slope.
  • the number of branches and branches 2 to be used is 11 per running meters of installation bores, ie 220 branches and branches 2 per running meter of slope in order to achieve an inclination of the decisive fracture surface of 42 °, that is to say smaller than the inclination angle of 45 ° of the slope.
  • the 3 ° difference is necessary to comply with the safety margins specified by the DIN regulations.
  • the distance of parallel individual branches and branches 2 to one another in a built-in berm should be at least 0.02m, so that there are no mutual negative influences. This also limits the number of branches and branches per running meter of installation height.
  • the procedure is preferably carried out for the first time
  • the resulting slopes are used as a result the introduction of the plants and / or parts of plants can be handled particularly easily. But it is also suitable for existing slopes.
  • slopes can slope up to an incline of 70 ° so that it is next to the attachment of slopes and embankments also for fastening of soundproof walls is suitable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung von Hängen mit lebenden, adventiv wurzelbildenden Pflanzen und/oder Pflanzenteilen, wobei die Anordnung und Dimensionierung der Pflanzen und/oder Pflanzenteile mit der Maßgabe erfolgt, daß durch den Einbau der Pflanzen der Boden zumindest nach Wurzelbildung als Monolith reagiert.
Unbefestigte Hänge neigen durch die auftretenden Zug- und Scherkräfte zum Abrutschen, insbesondere wenn zusätzlich äußere Kräfte von der Geländeoberkante auf den Hang einwirken. Diese Kräfte treten z.B. durch die Gewichtskraft von auf der Geländeoberkante errichteter Gebäude oder über die Geländeoberkante fahrende Züge auf. Die Kräfte, die zum Abrutschen des Hanges führen können, sind von der Steilheit und der Beschaffenheit des Hanges abhängig.
Es ist bekannt, durch Bodenvernagelungen das Abrutschen von Hängen zu vermeiden. Bei Boden- bzw. Felsvernagelungen handelt es sich um Stützkonstruktionen, die als Verbundkörper wirken. Nagelwände bestehen aus drei Elementen, nämlich dem anstehenden Boden oder Fels, den eingebrachten Stahl- oder Kunststoffstäben und einer dünnen Schutzhaut an der Wandvorderseite. Dazu wird der Boden in einzelnen Etagen von oben nach unten ausgehoben und die freigelegte Wandfläche rasch mit Spritzbeton gesichert. Die Nägel mit einem Stabdurchmesser von ca. 20-30mm werden nach dem Erhärten des Spritzbetons meist annähernd senkrecht zur Wandfläche in den Boden eingebracht. Dies kann durch Rammen, Bohren, Spülen oder Vibration erfolgen. Zur Gewährleistung eines ausreichenden Verbundes zwischen Nagel und Boden wird der durch die Bohrung entstandene Ringraum mit Zementmörtel gefüllt und verpreßt. Nach dem Erhärten des Zementmörtels ist der Nagelkopf mit der Spritzbetonhaut kraftschlüssig zu verbinden. Unmittelbar darauf kann eine neue Lage ausgehoben werden. Im Regelfall entspricht die Länge der Nägel etwa dem 0,5-0,7 fachen der Wandhöhe, und zwar je nach Boden- bzw. Felseigenschaften, geometrischen Verhältnissen und äußeren Lasten. Boden- bzw. Felsvernagelungen werden seit etwa 1970, vor allem im österreichischen Alpenraum häufig verwendet. Das zuvor nur auf empirischen Bemessungsansätzen basierende Verfahren wurde im Verlaufe der letzten Jahre zu einem mit Mitteln der Statik zu berechnendes Verfahren verbessert (Grundbau-Taschenbuch Teil 3 3.Aufl.; Verlag Ernst & Sohn, Berlin 1987). Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Verwendung von unnatürlichen Baustoffen, was einen erheblichen Eingriff in den Naturhaushalt darstellt. So wirkt z.B. die dünne Spritzbetonhaut wie eine Versiegelung des Bodens. Regenwasser kann durch die Spritzbetonhaut nicht mehr im Erdreich versickern und fließt folglich hangabwärts, wo es per Kanalisation abgeführt werden muß und somit dem Grundwasserkreislauf entzogen wird. Des weiteren sind die verwendeten Materialien den üblichen Verschleißprozessen wie z.B. Korrosion ausgesetzt, so daß im Laufe der Zeit die Güte der Hangbefestigung abnimmt.
Eine weitere Möglichkeit zur Hangbefestigung ist der Lagenbau. Dabei werden lebende Pflanzen in den Hang verlegt. Beim Heckenlagenbau werden bewurzelte Pflanzen auf eine 0,5 bis 0,7m tiefe Berme oder Terrasse, deren liegende Fläche mindestens 10% nach außen ansteigen soll, so dicht nebeneinander gelegt, daß diese etwa ein Drittel der ganzen Länge über das Planum hinausragen. Bevorzugt werden verschüttungsresistente Laubgehölze, die die Fähigkeit zur adventiven Wurzelbildung besitzen. Eine weitere Variante ist der Buschlagenbau. Am Hangfuße beginnend zieht man Gräben oder Terrassen von 50 bis 100 cm Breite. Ihr Planum soll mindestens 10° nach außen ansteigen, damit später die Äste an der ganzen Länge bewurzeln. Auf diese Terrassen wird das Buschwerk so eingelegt, daß Äste von mindestens 1m Länge nur ein Fünftel bis ein Viertel ihrer gesamten Länge herausragen. Die Äste werden überkreuzt und nicht parallel verlegt, damit möglichst lange Stücke von Erde bedeckt sind. Dabei werden zur Erzielung verschieden tiefer Wurzelhorizonte und eines möglichst gleichmäßigen Aufwuchses nicht nur verschiedene Pflanzenarten, sondern auch verschiedene Altersphasen und Aststärken gemischt. Mit dem Aushub des darüber liegenden Grabens wird der untere wieder zugeschüttet. In Schüttungen geht der Buschlagenbau weit einfacher vor sich. Die Außenseite der Schüttungen wird jeweils mit einer leichten Steigung gegen den Hang hin ausgebildet. Auf diesen äußersten Streifen der Schüttung wird das Buschwerk ausgelegt und beschüttet. Bei Schüttungen können mehrere Meter lange Äste verlegt werden, wodurch ohne bedeutenden Mehraufwand eine außerordentlich tief reichende Festigkeit erzielt wird. Durch die anschließende Bewurzelung erhöht sich die Festigkeit weiter (Grundbau-Taschenbuch Teil 3, 3.Aufl.; Verlag Ernst & Sohn, Berlin 1987). Eine weitere Möglichkeit zur Hangbefestigung ist der Heckenbuschlagenbau, der einer Kombination der beiden oben beschriebenen Lagenbauarten entspricht.
Aufgabe der Erfindung ist von daher, ein Verfahren zur Hangbefestigung zu schaffen, bei dem die Hangfestigkeit sofort dauerhaft ist, sowie Folgeschäden vermieden werden.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Durch die Berechnung des Mindestdurchmessers der lebenden, adventiv wurzelbildenden Pflanzen und/oder Pflanzenteilen, deren Länge und Rastermaß mittels aus der Bodenmechanik bekannter Rechenverfahren ermittelt werden, ist es möglich, rechnerisch nachweisbare, dauerhafte Hangfestigkeiten mit lebendbewehrten Boden zu erreichen. Die dadurch erzielte Hangfestigkeit ist sofort voll wirksam. Durch die spätere Wurzelbildung und das damit einhergehende Dickenwachstum wird die Hangfestigkeit zusätzlich erhöht. Die Wurzelbildung ist nur für die Nährstoffversorgung der lebenden Pflanzen wichtig, daß diese nicht absterben und verrotten. Für die direkte Hangbefestigung ist die Wurzelbildung nur ein positiver Nebeneffekt. Die Pflanzenteile werden in solchen Mengen und mit solchen Querschnitten je m2 Fläche lagenweise im Boden angeordnet, so daß durch den Einbau der Pflanzen die bodenmechanischen Brucheigenschaften des Bodens so gestört werden, daß dieser als Monolith reagiert.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Prinzipdarstellung eines Stützkörpers in Form einer durch Äste und Zweige bewehrten Hangbefestigung.
In der Fig.1 ist ein abzusichernder Hang der Höhe H dargestellt. Ohne Befestigung ergibt sich aufgrund der auftretenden Zug- und Scherkräfte eine maximale Bruchfläche 1 mit einer an der Hangoberkante auftretenden maximalen Breite B. Durch das gezielte Einbringen von Zweigen und Ästen 2 in die Tiefe b des Hanges, werden die bodenmechanischen Brucheigenschaften des Hanges derart gestört, daß der Hang wie ein Verbundkörper oder Monolith reagiert. Die Tiefe b der Zweige und Äste sowie der Abstand h der Einbaubermen ist abhängig vom Neigungswinkel, der Höhe und der Materialeigenschaft des Hanges. Anhand eines Zahlenbeispieles sollen die Relationen verdeutlicht werden.
Gegeben sei ein Hang der Höhe H (H=10m) und einem Neigungswinkel von 45°. Die Materialeigenschaften des Hanges seien bestimmt durch die Wichte 19 kN/m3, einer scheinbaren Kohäsion von 1 kN/m2, eines Reibungswinkels des Bodens von 32,5° und einer inneren Standsicherheit von 1,4. Als Parameter zur Variation der Güte der Hangfestigkeit stehen der Abstand der Einbaubermen, die Eindringtiefe b, die mittlere Dicke, die Neigung und die Anzahl pro laufenden Meter Einbauberme der Zweige und Äste 2 zur Verfügung. Dabei sind jedoch die biologischen Grenzen der einzelnen Parameter zu beachten. Bei einer Eindringtiefe b von 2m, einer mittleren Dicke von 0,05m und einer Neigung von 10° der Zweige und Äste 2, sowie einem Abstand h der Einbaubermen von 0,5m errechnet sich die Anzahl der zu verwendenden Zweige und Äste 2 auf 11 pro laufenden Meter Einbauberme, d.h. 220 Zweige und Äste 2 pro laufenden Meter Hang um eine Neigung der maßgebenden Bruchfläche von 42° zu erreichen, also kleiner als der Neigungswinkel von 45° des Hanges. Die 3° Differenz sind notwendig, um die von den DIN-Vorschriften vorgegebenen Sicherheitsmargen einzuhalten. Der Abstand paralleler einzelner Zweige und Äste 2 zueinander in einer Einbauberme sollte mindestens 0,02m betragen, damit keine gegeseitigen negativen Beeinflussungen stattfinden. Damit ist auch die Anzahl der Zweige und Äste pro laufenden Meter Einbauberme begrenzt.
Das Verfahren wird vorzugsweise für erst durch Schüttungen entstehende Hänge verwendet, da dadurch das Einbringen der Pflanzen und/oder Pflanzenteilen besonders einfach gehandhabt werden kann. Es ist aber auch für bereits bestehende Hänge geeignet.
Wachsen einzelne Pflanzen oder Pflanzenteile nicht an, so müssen diese durch neue Pflanzen oder Pflanzenteile ersetzt werden. Sind jedoch erst einmal alle Pflanzen angewachsen, so wird der altersmäßige Ausfall einzelner Pflanzen durch Austrieb neuer junger Pflanzen mehr als kompensiert. Es stellt sich ein ökologisches Gleichgewicht ein.
Mit dem Verfahren können Hänge bis zu einer Neigung von 70° befestigt werden, so daß es neben der Befestigung von Hängen und Böschungen auch zur Befestigung von Schallschutzwällen geeignet ist.

Claims (1)

  1. Verfahren zur Befestigung von Hängen mit lebenden, adventiv wurzelbildenden Pflanzen und/oder Pflanzenteilen,
    wobei der Mindestdurchmesser, die eingebrachte Tiefe und das Rastermaß der verwendeten Pflanzen und/oder Pflanzenteilen abhängig von Neigung und Materialbeschaffenheit des Hanges mittels aus der Bodenmechanik bekannter Rechenverfahren ermittelt werden
    mit der Maßgabe, daß durch den Einbau der Pflanzen die bodenmechanischen Brucheigenschaften des Bodens so gestört werden, daß dieser als Monolith reagiert, und zwar bereits vor Wurzelbildung.
EP95250163A 1994-07-09 1995-07-05 Verfahren zur Befestigung von Hängen Expired - Lifetime EP0691437B1 (de)

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