sicherungsmaßnahmen beim einsatz von böden mit … · 2019. 11. 27. · sicherungsmaßnahmen beim...

© 2012 NAUE GmbH & Co. KG · www.naue.com HENNING EHRENBERG VSVI Detmold, 14.02.2012

Sicherungsmaßnahmen beim Einsatz von Böden mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen – FGSV-Merkblatt M TS E

Sicherungsmaßnahmen beim Einsatz von Böden mitumweltrelevanten Inhaltsstoffen –

FGSV-Merkblatt M TS E



Anwendungsbereich TiefbauDWA M 178 & RiStWag & M TS E



Anwendungsbereich TiefbauRiStWag & M TS E



M TS E RiStWag

GW

Worin unterscheiden sich?



Anwendungsbereich TiefbauM TS E



„R2“ bezeichnet Regelwerke der2. Kategorie der FGSV:

R2-Veröffentlichungen umfassen Merk-blätter und Empfehlungen. Sie sind stets innerhalb der FGSV abgestimmt. Die FGSV empfiehlt ihre Anwendung als Stand der Technik.



Das Merkblatt regelt den „besonderen Handlungsbedarf für die Auswahl von technischen Sicherungsmaßnahmen, die beim Einbau von Böden und Baustoffen (Ersatzbaustoffen) mit umweltrele-vanten Inhaltsstoffen / Merkmalen erforderlich werden.



Eine zukünftig bundeseinheitlich anzu-wendende Ersatzbaustoffverordnungwird ausdrücklich auf die Bauweisen A bis D, ggf. auch E, Bezug nehmen.

Eine wasserrechtliche Erlaubnis im Einzelfall ist danach nicht mehr erfor-derlich.



Technische Sicherungsmaßnahmen

Zweck:

• Einbau von Böden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen, z. B. BM-3, RC-3, SWS-3, HMVA-2 (Z2-Material)

• Reduzierter Eintrag von Niederschlagswasser

• Vermeidung einer Auslaugung dieser Böden und Baustoffe

• Wasseraufnahme/-bindung des einzukapselnden Materials beachten – findet eine Elution dieser Böden und Baustoffe überhaupt statt?

• Welche Qualität der Abdichtung ist unter Berücksichtigung der Anforderungen an Deponieabdichtungssysteme für DK I bis III zu erreichen?

• Aufzeigen von Möglichkeiten zur Auswahl von technischen Sicherungsmaßnahmen

• Entwicklung von unterschiedlichen Bauweisen – keine Regelbauweise mit Gleichwertigkeitsbetrachtungen



Wesentliche mitgeltende Regelwerke

ZTV E-StB 09: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien fürErdarbeiten im Straßenbau

- Enthält übergeordnete Regelungen für Erdarbeiten

TL BuB E-StB 09:Technische Lieferbedingungen für Böden und Baustoffe , Rezyklierte und industriell aufbereitete Gesteinskörnungen(früher RC-Baustoffe und industrielle Nebenprodukte) Ersatzbaustoffe, einschl. Böden mit/ohne Fremdbestandteilen

- Die TL BuB E-StB gilt für die Lieferung von Böden und Baustoffen, die zur Herstellung von Erdbauwerken nach ZTV E-StB 09 eingesetzt werden

VOB Teil C Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen

DIN 18299 Bauarbeiten aller Art

DIN 18300 Erdarbeiten



TL BuB E-StB 09

Die TL BuB E-StB gilt für die Lieferung von Böden und Baustoffen, die zur Herstellung von Erdbauwerken nach ZTV E-StB 09 eingesetzt werden

Hier wird auch eine Abgrenzung zwischen Boden, Boden mit Fremd-bestandteilen und rezyklierten Baustoffen über den jeweiligen Anteil an Fremdbestandteilen getroffen



Zuordnungswerte für den eingeschränkten Einbau in technischen Bauwerken – Feststoffgehalte im Bodenmaterial



Zuordnungswerte für den eingeschränkten Einbau in technischen Bauwerken – Eluatkonzentrationen im Bodenmaterial



Einbauklassen mit den zugehörigen Zuordnungswerten



Bodenaushub128,3 Mio. t (63,9%)

Bauschutt50,5 Mio. t (25,2%)

Straßenaufbruch19,7 Mio. t (9,8%)

Baustoffe auf Gipsbasis **0,3 Mio. t (0,2%)

Baustellenabfälle *1,9 Mio. t (0,9%)

Statistisch erfasste Mengen von Bau- und Abbruchabfällen 2004 200,7 Mio. t (100 %)

Quelle: Statistisches Bundesamt, Bonn* ohne EAK-Schlüssel 170802** EAK-Schlüssel 170802



Recycling49,6 Mio. t (68,5%)

Verwertung16,6 Mio. t (22,9%)

Deponie6,2 Mio. t (8,6%)

Verwertung und Beseitigung mineralischer Bauabfälle 200472,4 Mio. t

Entnommen aus FISCHER Baustoffrecycling – Stellungnahme zum Arbeitsentwurf der Bundensverwertungsverordnung, Baustoff-Recycling Bayern Forum Fürstenfeldbruck 2007

Bau- und Abbruchabfälle



Straßenbau32,9 Mio. t (66,3%)

für Sonstige Zwecke2,0 Mio. t (4,0%)

Erdbau12,3 Mio. t (24,8%)

Betonzuschlag2,4 Mio. t (4,9%)

RC-Baustoff-Verwendung 2004Gesamt 49,6 Mio. t

Entnommen aus FISCHER Baustoffrecycling – Stellungnahme zum Arbeitsentwurf der Bundensverwertungsverordnung, Baustoff-Recycling Bayern Forum Fürstenfeldbruck 2007

Quelle: BRD, Duisburg , Statistisches Bundesamt, Bonn

MineralischeBauabfälle



„Die Böden und Baustoffe müssen einer Überwachung der umweltrelevanten Parameter gemäß den TL BuB E-StBunterliegen.Es können innerhalb einer Baumaßnahme verschiedene Böden und Baustoffe mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen eingesetzt werden.Ein Vermischen von Böden und Baustoffen zur Erzielung einer Einhaltung eines für die Verwertung noch zulässigen Grades an umweltrelevanten Inhaltsstoffen in nicht erlaubt. Das Merkblatt behandelt nicht die Ver-wertung von Ausbaustoffen mit teer-/ pech-typischen Bestandteilen.“

„Es ist ein ausreichender Abstand der eingebauten Böden und Baustoffe mit umweltrelevanten Inhalts-stoffen zum höchsten Grundwasserstand (HGW) sicherzustellen“



3.1 Technische Sicherungsmaßnahmen

Technische Sicherungsmaßnahmen im Sinne dieses Merkblattes sind bautech-nische und/oder konstruktive Maßnahmen, die geeignet sind, den Schutz von Boden, Grundwasser und Oberflächengewässer beim Einsatz von Böden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen sicherzustellen.



3.2 Abdichtungssysteme

Die Abdichtungssysteme bestehen aus Dichtungselementen wie z. B.:

- mineralische Abdichtung - geosynthetische Tondichtungsbahn

(GTD)- Kunststoffdichtungsbahn (KDB)- wasserabweisende Anspritzung

und den gegebenenfalls erforderlichen Sicker-, Bewehrungs-, Schutz-, Stütz-, Trenn- und Filterschichten.



Wasserhaushalt eines Erddamms mit technischen Sicherungsmaßnahmen



M TS E Hauptanwendungen• Schutzwälle (siehe Merkblatt M TS E)• Verkehrsdämme (im folgenden an Bauweisen A/B/C/E vorgestellt)

Bauweisen:

Witterungsempfindliche Dichtungen ohne Sickerschichten/DränageWitterungsempfindliche Dichtungen mit Sickerschichten/DränageWitterungsunempfindliche Dichtungen„Oberflächennahe Abdichtungen“Schwach durchlässige Z2-KörperKernbauweise (Variante 1 und 2)Wasserabweisende Anspritzung

Eine Witterungsempfindlichkeit ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Wassergehalt eines Dichtungselements einen wesentlichen Einfluss auf die Dichtungswirksamkeit hat.

ABC

DEF



A B

DammbaustoffΔk ≥ 1.103 m/s

WitterungsempfindlichesDichtungselement, z. B. GTD

MuldeAbleitung DammbaustoffΔk ≥ 1.103 m/s

DränmatteSickerschicht

A: Damm mit witterungsempfindlichen Dichtungselementen ohne Sickerschicht

M TS E – Dammbauweise A

WitterungsempfindlichesDichtungselement, z.B. GTD

KDB- oder GTD-Streifen

Boden / Baustoff mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen



A B

KDB- oder GTD-StreifenDammbaustoffΔk ≥ 1.103 m/s



MuldeAbleitung DammbaustoffΔk ≥ 1.103 m/s

DränmatteSickerschicht

A: Damm mit witterungsempfindlichen Dichtungselementen ohne Sickerschicht

B: Damm mit witterungsempfindlichen Dichtungselementen und Sickerschicht

M TS E – Dammbauweise A und B




Wesentliche Anforderungen an Bauweise A

1. Überdeckung der Dichtung ≥ 1,5 m2. K Boden ≥ 103 m/s, bzw. Faktor 1000 durchlässiger als Dichtung3. Durchlässigkeitswert k ≤ 5.10-10 m/s für min. Dichtungsschichten ≥ 0,5 m

Aus der Durchlässigkeitsanforderung bei einer Dickenforderung von 0,5 m Dicke ergibt sich eine Permittivität von:

ψ = k/d 5.10-10 m/s : 0,5 m = ψ = 1.10-9 s-1

Daraus folgt für Bentonitmatten ein Anforderungswert k unter der Annahme einer üblichen Schichtdicke von 1 cm von:

k ≤ 1.10-11 m/s unter Berücksichtigung von A5=4 k ≤ 2,5.10-12 m/s



Mögliche geosynthetische Dichtungsschichten für Bauweise A

1. Bentofix Coated




1. Bentofix Coated2. Carbofol s / s




1. Bentofix Coated2. Carbofol s / s3. Carbofol mf / mf



Wesentliche Anforderungen an Bauweise B

1. Überdeckung der Dichtung ≥ 1,5 m2. K Boden ≥ 103 m/s, bzw. Faktor 1000 durchlässiger als Dichtung3. Durchlässigkeitswert k ≤ 5.10-9 m/s für min. Dichtungsschichten ≥ 0,5 m4. Anordnung einer Sickerschicht über dem Dichtungselement

Aus der Durchlässigkeitsanforderung bei einer Dickenforderung von 0,5 m Dicke ergibt sich eine Permittivität von:

ψ = k/d 5.10-9 m/s : 0,5 m = ψ = 1.10-8 s-1

Daraus folgt für Bentonitmatten ein Anforderungswert k unter der Annahme einer üblichen Schichtdicke von 1 cm von:

k ≤ 1.10-10 m/s unter Berücksichtigung von A5=4 k ≤ 2,5.10-11 m/s



Mögliche geosynthetische Dichtungsschichten für Bauweise B

1. Bentofix Coated2. Carbofol s / s3. Carbofol mf / mf4. Bentofix



Zusätzlich erforderlich für Bauweise B ist eine Sickerschicht, z. B. eine geosynthetische Dränschicht

Secudrain



Je nach Standsicherheitsbedingung ist zusätzlich für Bauweise A und B ein geosynthetisches Bewehrungsprodukt erforderlich

Secugrid



Planum

Schutzvlies ≥ 300g/m²(Secutex® R404)

KDB 2,0 mm (Carbofol® mf/mf DIBt)

Dränschicht(Secudrän® R201 WD601 R201)

Geogitter(Secugrid® 120/40 R6 nach statischem Nachweis)



C

Dammbaustoff


KDBKDB

MuldeAbleitung Dammbaustoff

C: Damm mit witterungsunempfindlichen Dichtungselementen

M TS E – Dammbauweise C



Wesentliche Anforderungen an Bauweise C

1. Überdeckung projektbezogen festlegbar, 0,1 m – 1,5 m, abhängig von der vorgesehenen Bepflanzung/Begrünung

2. Kunststoffdichtungsbahn mit einer Dicke ≥ 2,0 mm

alternativ Bentofix Coated, Coatingschicht nach oben, Überdeckung ≥ 0,8 m

Sickerschichten (geosynthetische Dränschichten), Geogitter als Bewehrungs-gelemente in der Böschung oder auch Erosionsschutz (geosynthetische Erosionsschutzmatten) sind je nach Standsicherheit und Überbauung zu berücksichtigen.

Für Kunststoffdichtungsbahnen sind ggf. Schutzschichten (geosynthetische Schutzlagen) vorzusehen.



E Variante 1

Dammbaustoff

min. Sickerschichtoder Dränmatte



Hochbord zur Fassung des Straßenoberflächenwassers

Boden / Baustoff mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen k ≤ 1•10-7 m/s

M TS E – Dammbauweise E Variante 1

E1: Damm mit schwachdurchlässigem Baukörper,Hochbord und Sickerschicht



E Variante 2

Dammbaustoff

Boden / Baustoff mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen k ≤ 1•10-7 m/s

KDB

Dichtungskeil


Fassen, Ableiten, ggf. Behandeln

Kontrolldränmatte



M TS E – Dammbauweise E Variante 2

E2: Damm mit schwachdurchlässigem Baukörper,Dichtung der Dammaufstandsflächeund Einsatz einer Kontrolldränage



Wesentliche Anforderungen an Bauweise E 1 und 2

E11. Hochbord zur Fassung des Straßenoberflächenwassers2. Einsatz einer min. oder geosynthetischen Dränage in der Böschung

E21. Einsatz einer min. oder geosynthetischen Dränage in der Böschung2. Einsatz einer geosynthetischen Kontrolldränage an der

Dammaufstandsfläche mit darunter angeordneter3. Kunststoffdichtungsbahn mit einer Dicke ≥ 2,0 mm



NAUE‐Systemlösung

Anforderung nach RegelwerkEntsprechende Bauweise nach

M TS EAnmerkung

GTD KDB Abdeckboden

Ψ[1/s]

d[mm]

d[m]

kf[m/s]

KDB mit Oberboden ‐ 2,0 ≥ 0,1 ‐ C

Überdeckung nach Anforderung an die Begrünung und Standsicherheit

GTD mit Austrocknungsschutz, Bentofix X2 NSP 4900 ≤ 1 ∙ 10‐9 ‐ ≥ 0,8 ‐ C

d = 0,8zur Einhaltung des Wurzelschutzes

GTD mit Austrocknungsschutz durch Überdeckung, Bentofix NSP 4900

≤ 2,5 ∙ 10‐9 ‐ ≥ 1,5B

mit Dränmatte/Sickerschicht

GTD mit Austrocknungsschutz durch Überdeckung, Bentofix X2 NSP 4900

≤ 2,5 ∙ 10‐12 ‐ ≥ 1,5 ∆k ≥ 1 ∙ 10‐3A

ohne Sickerschicht

Schwach durchlässiger Boden auf Sohldichtung

≤ 1 ∙ 10‐9 ‐ ≥ 0,8 ‐ Emit Dränmatte‐ 2,00 ≥ 0,1 ‐

NAUE Lösungen für die Dichtungsschichten der verschiedenen Bauweisen



Fazit 1/3

• Das Merkblatt M TS E der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen liegt nach Abstimmung mit BMU seit Anfang 2009 vor

• Die Ersatzbaustoffverordnung wird auf die Bauweisen A – D Bezug nehmen – sonstige Bauweisen erfordern Genehmigung im Einzelfall

• Es ergibt sich eine Bewertung der Wirksamkeit der unterschiedlichen Bauweisen für technische Sicherungsmaßnahmen

• Eine Übertragung auf Eisenbahndämme ist möglich, wenn eine nahezu undurchlässige Schicht entsprechend der als dicht angenommenen Straßenfahrbahn vorgesehen wird, z. B. sehr schwach durchlässige Planumsschutzschicht (PSS) – hier ist jedoch eine Anpassung der Korngemische erforderlich



Fazit 2/3

• Neben Anforderungen an die Dichtungsfunktion der Dichtungselemente rückt das Merkblatt M TS E weitere Kriterien, u. a. die Standsicherheit der Konstruktion und deren Gewährleistung durch Bewehrungsele-mente sowie den Schutz vor Austrocknung und Durchwurzelung von witterungsempfindlichen Dichtungselementen, in den Fokus der Betrachtung.

• Die Überdeckung ist projektbezogen festlegbar, 0,1 m – 1,5 m, abhängig von der vorgesehenen Bepflanzung/Begrünung und Bauweise.

• Die Bemessung der Bewehrung aus Geokunststoffen erfolgt nach EBGEO (2010).



Fazit 3/3

Das Merkblatt M TS E ermöglicht vielfältige Einsatzmöglichkeiten für Geokunststoffe:

• Geosynthetische Tondichtungsbahnen

• Kunststoffdichtungsbahnen

• Geosynthetische Dränschichten

• Geogitter

• Erosionsschutzmatten

• Geosynthetische Schutzlagen



Literatur:

• DGGT (2010): „Empfehlungen für Bewehrungen aus Geokunststoffen (EBGEO)“• DGGT (2002): „Empfehlungen zur Anwendung geosynthetischer Tondichtungsbahnen (EAG-

GTD)“• FGSV (2009): „Merkblatt über Bauweisen für Technische Sicherungsmaßnahmen beim Einsatz

von Böden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen im Erdbau (M TS E)“• Heyer, D. und Birle, E. (2010): „Technische Sicherungsmaßnahmen beim Einsatz von Böden

und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen im Erdbau“, Zeitschrift Geotechnik 33, Nr. 3, 2010, S. 262 - 275

• Heyer, D. und Birle, E. (2011): „Einsatz von Geokunststoffen bei technischen Sicherungsmaß-nahmen zum Boden- und Grundwasserschutz bei Infrastrukturbaumaßnahmen“,7. Geokunststoff-Kolloquium, NAUE

• Mitteilungen der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) 20: „Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Reststoffen/Abfällen – Technische Regel“, Stand: 6. November 2003

• Vogt, N. und Heyer, D. (2011): „Gutachterliche Stellungnahme zur Eignung von Geosynthetischen Tondichtungsbahnen für Bauweisen von Technischen Sicherungsmaßnahmen im Erdbau“

• ZTV E-StB 09: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau, Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Arbeitsgruppe Erd-und Grundbau, Ausgabe 2009



Vielen Dank für Ihr Interesse.

sicherungsmaßnahmen beim einsatz von böden mit … · 2019. 11. 27. · sicherungsmaßnahmen beim...

Documents