Leistungsstarke und Wirtschaftliche Infrastruktur für erneuerbare Energien
Date: August 29, 2025
Der Ausbau erneuerbarer Energien erfordert in aller Regel besondere Maßnahmen der Baufelderschließung. Wind- und Solarparks, neue Leitungstrassen im Zuge des Netzausbaus oder spezielle Lager- und Umschlagplätze für Offshore-Komponenten, wie Monopiles, werden überwiegend auf Flächen hergestellt, die verkehrstechnisch gar nicht oder nur rudimentär erschlossen sind.
Das bedeutet, daß Zuwegungen neu hergestellt werden müssen, die die hohen Verkehrsbeanspruchungen der erforderlichen Transporte unter Berücksichtigung oft schwieriger Baugrundverhältnisse sicher aufnehmen können. Auch Arbeitsebenen, Umschlag-, Lager-, Montage- und Kranstellflächen müssen hohen Beanspruchungszuständen Rechnung tragen.
Aus schwierigen Baugrundverhältnissen, wie Klei und Torf an den Küsten aber auch gering tragfähigen Mudden, Schluffen und Lehmen andernorts ergeben sich für die Herstellung solcher Infrastrukturen oft besondere geotechnische Herausforderungen.
Traditionelle Bauverfahren zur Überwindung solcher Hindernisse, wie Bodenaustausch, Bodenstabilisierung mit Bindemitteln oder Tiefgründungen, stoßen unter technischen, baupraktischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten vielfach an ihre Grenzen.
Tensar hält mit neuen Hochleistungsgeogittern der neuen Generation nicht nur Produkte bereit, die die Grenzen des Machbaren signifikant erweitern, sondern bietet ergänzend Softwarelösungen und fachspezifische Ingenieurleistungen an, mit denen Sie Ihre Projekte im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit, Bauzeiten und Ressourcen optimieren können, ohne Abstriche bei der Gebrauchstauglichkeit und Sicherheit hinnehmen zu müssen.
Für einen möglichst umfänglichen Überblick gehen wir nachfolgend recht detailliert auf Faktoren, Hindernisse und Lösungsmöglichkeiten ein. Wir freuen uns, wenn Sie diesen Weg von Anfang bis Ende mit uns gehen. Wenn Sie sich aber gezielt zu einem speziellen Thema oder Stichwort informieren möchten, klicken Sie einfach den betreffenden nachfolgenden Link an:
- Einflußgrößen: Baugrundverhältnisse und spezifische Anforderungen
- Möglichkeiten der Baugrundverbesserung
- Produkte und Systeme: Geogitter, Kombigitter, TensarTech Stratum, bewehrte Erde
- Bemessungsansätze und deren Validierung: Softwaresuite Tensar+, Großversuche
- Gebrauchstauglichkeit und Sicherheit
- Wirtschaftlichkeit, Ressourcenschonung, Rückbau und Entsorgung
- Tensar-Value: Der wirtschaftliche Weg für Ihr Projekt (die Abkürzung)
Wenn Sie und Ihre Mitarbeitenden lieber zuhören und diskutieren möchten, steht Ihnen unsere technische Beratung gerne für ein auf Ihre Belange zugeschnittenes kostenfreies Webinar oder Seminar in Ihrem Unternehmen sehr gerne zur Verfügung: Buchungsanfrage Webinar/Inhouse-Seminar.
Eine Zufahrtsstraße für einen Onshore-Windpark
Einflußgrößen
Baugrundverhältnisse
Die Herstellung von Verkehrsflächen, Arbeitsebenen sowie Umschlag-, Lager- und Montageplätzen der Infrastruktur für erneuerbare Energieprojekte muß projektspezifisch auf die Beanspruchungsarten und Baugrundverhältnisse abgestimmt sein um die Gebrauchstauglichkeit und Sicherheit zu gewährleisten, aber auch wirtschaftlich zu bleiben und Bauabläufe effizient zu halten. On-Shore-Windparks werden überwiegend in windreichen küstennahen Regionen hergestellt und dort finden sich beispielsweise auch die Infrastrukturflächen für Off-Shore-Windparks, z. B. Umschlagplätze für Monopiles. Neue Überlandleitungen, erdverlegte Kabel und Rohrleitungen müssen ebenfalls hier hergestellt werden. Küstennah dominieren perimarine Sedimente aus Klei (oft weicher, mitunter organischer Schluff), Torf und Sand unterschiedlicher – nicht selten über kurze Distanzen sehr wechselhafter – Lagerungsverhältnisse und Schichtdicken.
Gute Baugrundinformationen aufgrund professioneller Untersuchungen vor Ort sind unerläßlich. Insbesondere die Tragfähigkeit von Klei und Torf reicht ohne besondere Maßnahmen für die Herstellung gebrauchstauglicher Zuwegungen und Flächenbefestigungen nicht aus. Die Mächtigkeiten solcher zu gering tragfähigen Schichten kann in Küstennähe durchaus über 10 m betragen, wir haben bereits einige Projekte bearbeitet, bei denen tragfähiger Baugrund erst jenseits von 15 m unter der Geländeoberkante angetroffen wurde.
Aber auch weitab der Küsten ist bei bestimmten Baugrundverhältnissen Vorsicht geboten: Ablagerungen von Flüssen, Seen und in Mooren sind häufig ähnlich gering tragfähig und Verwitterungshorizonte mergeliger Gesteine in Mittelgebirgsregionen und Lößablagerungen können in Bezug auf ihre Tragfähigkeit ebenfalls kritisch sein.
Insbesondere für eine zuverlässige Dimensionierung von Kranstellflächen, die hohe Lasten aufnehmen müssen und nur geringe Setzungsdifferenzen aufweisen dürfen (große Raupenkräne), sind neben einer guten Erfassung und Dokumentation der Schichtenfolge und der Grund- bzw. Schichtenwassersituation durch Bohrungen bzw. Sondierungen auch Angaben über Bodenkennwerte, wie dränierte und undränierte Scherfestigkeit, Wichte und Steifemodule zwingend erforderlich.
Spezifische Anforderungen
In Verbindung mit den Baugrundverhältnissen sind für die Herstellung von Verkehrsflächen, Arbeitsebenen sowie Umschlag-, Lager- und Montageplätzen der Infrastruktur für erneuerbare Energieprojekte projektspezifische Anforderungen zu beachten. Solche Anforderungen können beispielsweise sein:
- Flächenabmessungen
- Einhaltung bestimmter Abstände (z. B. zu Fundamentkomponenten)
- bestimmte Eigenschaften des eingesetzten Schüttmaterials
- definierte Anforderungen an die Verdichtung des Schüttmaterials (EV2-Werte, Verhältniswerte EV2/EV1) /li>
- Vorgaben zur Aufnahmekapazität bestimmter Verkehrslasten (Achslasten, Art & Anzahl Fahrzeuge)
- Einhaltung definierter Toleranzbereiche für Deformationen (z. B. Spurrinnentiefe für Zuwegungen)
- Aufnahmekapazität für vorgegebene Flächenpressungen
Für die Windkraft können solche Anforderungen meistens aus standardisierten Dokumenten für die jeweiligen Anlagentypen, z. B. den sogenannten Kran- und Transportspezifikationen entnommen werden.
Für Großkräne und anderes schweres Gerät, wie z.B. Pfahlbohrgeräte reichen die in solchen Dokumenten vorhandenen Angaben allein für die detaillierte Dimensionierung und Nachweisführung gebrauchstauglicher Arbeitsebenen oft nicht aus. Für solche Geräte müssen zusätzlich gerätespezifische Eigenschaften, beispielsweise unterschiedliche Lastfälle oder Toleranzen für Schiefstellungen berücksichtigt werden. Diese Informationen lassen sich in der Regel nur aus den Spezifikationen derjenigen Geräte entnehmen, die tatsächlich für einen Einsatz in Frage kommen.
Für Projekte, bei denen solche Informationen nicht bereits standardisiert vorliegen, müssen diese ermittelt und für eine zuverlässige rechnerische Dimensionierung der Infrastrukturflächen bereitgestellt werden. Kontaktieren Sie uns für Unterstützung.
Eine stabile Kranplattform unter Verwendung von Tensar-Geogittern
Möglichkeiten der Baugrundverbesserung
Reicht die Tragfähigkeit des angetroffenen Baugrunds für den jeweiligen Anwendungsfall nicht aus, können verschiedene verbessernde Maßnahmen in Betracht gezogen werden:
Bodenaustausch
Zur Verbesserung der Tragfähigkeit kann gering tragfähiges Material (z. B. bindige Böden, Torfe) ausgekoffert und durch besser tragfähiges Schüttmaterial (z. B. Sand, Kies, Schotter) ersetzt werden, das lagenweise eingebaut und verdichtet wird. Für solche Maßnahmen sollten im Vorfeld folgende Faktoren berücksichtigt werden.
Beschaffungs- und Einbaukosten des Bodenaustauschmaterials
Besonders die Beschaffungskosten und die Transportentfernungen für solches Material variieren regional erheblich. Mitunter konkurrieren verschiedene Bauvorhaben um solches Material. Dies kann sich auf die Kosten und die Verfügbarkeit von Bodenaustauschmaterial auswirken und den Bauablauf stören.
Kosten für Aushub und Entsorgung
Kosten, die für die Entledigung des ausgetauschten Bodenmaterials anfallen, können sehr gering sein, wenn dieses Material beispielsweise auf benachbarten landwirtschaftlich genutzten Flächen aufgebracht werden kann.
Sie können aber auch sehr hoch sein: Es kommt beispielsweise nicht selten vor, daß Aushub mit hohen organischen Anteilen (Mudden, Torf) die Grenzwerte TOC für den LAGA-Grenzwert Z2 überschreitet und sehr kostspielig entsorgt werden muß. Einrichtungen, die solches Material annehmen und über entsprechende Kapazitäten verfügen, können weit entfernt sein. Wasserhaltung Tiefgründiger Bodenaustausch bei hohem Grundwasserstand oder starkem Schichtenwasserandrang kann Maßnahmen zur Wasserhaltung erfordern. Abgesehen von den Kosten ist zu beachten, ob und wie das anfallende Grund- bzw. Schichtenwasser schadlos abgeleitet werden kann und ob bspw. die Statik benachbarter Gebäude durch einen entstehenden Absenktrichter beeinträchtigt wird.
Stabilisierung des Baugrunds durch Bindemittelzugabe
Gering tragfähiger Baugrund kann durch die Zugabe hydraulischer Bindemittel, wie Kalk oder Zement, verbessert werden. Für die Umsetzung solcher Maßnahmen sollten folgende Faktoren beachtet werden:
Bodenchemische Eigenschaften
Art und Zugabemenge hydraulischer Bindemittel sollte für den spezifischen Baugrund labortechnisch bestimmt werden. Bodenchemische Eigenschaften - beispielsweise hohe Anteile an organischem Material (Mudden, Torf) - können die Berechnung der Zugabemenge erschweren oder das Verfahren gänzlich in Frage stellen. Bei Anwesenheit von Sulfat (Klei) können sich mit hydraulischen Bindemitteln Minerale mit hoher Quellfähigkeit (z. B. Ettringit) bilden, die durch unerwünschte Volumenveränderungen Schäden hervorrufen können.
Boden- und Grundwasserschutz
Gegebenenfalls sind für den Einsatz hydraulischer Bindemittel zur Baugrundstabilisierung besondere Vorgaben zu beachten, da einerseits in die Bodenchemie eingegriffen wird und andererseits die Zusammensetzung des grundwasserbildenden Sickerwassers verändert werden kann.
Beeinträchtigung der Umgebung
Die Zugabe hydraulischer Bindemittel kann mit starker Staubentwicklung verbunden sein.Dies kann sowohl in der Nähe von Ansiedlungen zu Belästigungen und Beeinträchtigungen führen, als auch die Nutzung benachbarter Wiesen- und Ackerflächen betreffen.
Erhöhung der Tragfähigkeit mit Geogittern und geosynthetischen Geweben
Eine weitere Möglichkeit, zu geringe Tragfähigkeit des Baugrunds zu kompensieren, ist der Einsatz von Geogittern oder geosynthetischen Geweben. Diese können auf unterschiedliche Weise zur Erhöhung der Tragfähigkeit beitragen:
Als Stabilisierung wird in diesem Zusammenhang die „Verbesserung des mechanischen Verhaltens von ungebundenem körnigem Material durch eine oder mehrere geosynthetische Schichten, so dass eine Verformung durch aufgebrachte Kräfte durch Minimierung von Bewegungen des ungebundenen körnigen Materials verringert wird.“ (DIN EN ISO 10318) verstanden.
Unter Bewehrung versteht man hingegen die „Nutzung des Spannungs- Dehnungs-Verhaltens eines Materials aus Geokunststoff zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Bodens oder von anderen Baustoffen.“ (DIN EN ISO 10318).
Lesen Sie weiter, um mehr über wichtige Aspekte für den praktischen Einsatz von Geokunststoffen zur Erhöhung der Tragfähigkeit zu erfahren.
Tragfähigkeitserhöhende Leistung des Produktes im vorliegenden Anwendungsfall
Für die Leistungsfähigkeit bewehrender Geokunststoffe wird ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen deren tragfähigkeitserhöhender Leistung und dem produktspezifischen Spannungs-Dehnungs-Verhalten - in der Regel beschrieben durch Parameter wie Zugfestigkeit und Zugkraftdehnung - postuliert. Vereinfacht gesagt: Je höher die Zugfestigkeit und je geringer die Dehnung, desto besser die tragfähigkeitserhöhende Leistung.
Für die Leistung der stabilisierenden Geogitter von Tensar, sind diese Parameter nicht maßgeblich. Für diese Produkte ist entscheidend, wie gut die Partikelbewegungen des ungebundenen, körnigen Materials minimiert werden, indem diese Partikel in ihrer Position fixiert und damit immobilisiert werden. Wir bei Tensar nennen diesen Effekt „aggregate interlock“. Die Qualität der Partikelimmobilisierung, und damit die tragfähigkeitserhöhende Leistung, hängt von dem Verbundverhalten des Schüttmaterials mit dem eingesetzten Geogitter ab. Seitens des Schüttmaterials beeinflussen Kornform und Kornverteilung maßgeblich die Tragfähigkeit. Beim Geogitter nehmen vor allem die Öffnungsgeometrie und -weite, die Steifigkeit und die Oberflächeneigenschaften Einfluß auf die tragfähigkeitserhöhende Leistung. Oder, auch hier vereinfacht gesagt: Je besser die Körner festgehalten werden, um so höher die Tragfähigkeit der Tragschicht.
Wirklich entscheidend für die Produktauswahl sind jedoch nicht theoretische im Labor geprüfte Produkteigenschaften der Geokunststoffe, sondern vielmehr deren tatsächliche Leistung im eingebauten Zustand. In der Praxis validierte Bemessungsinstrumente, wie die einzelnen Module der Tensar+ Software, die die Wirkung der eingesetzten Geokunststoffe im Verbund mit dem Schüttmaterial und unter Berücksichtigung der spezifischen Baugrundverhältnisse ingenieurtechnisch zuverlässig erfassen, sind daher unerläßliche Bestandteile einer sicheren Planung und Ausführung.
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Materialeffizienz: erforderliche Überlappungsbreite und seitliche Umschläge oder Einbindungen
Für den Einsatz bewehrender Geokunststoffe ist zu beachten, daß die Übertragung von Zugkräften durch Reibung erfolgen muß. Das heißt, daß für solche Produkte Überlappungsbreiten benachbarter Bahnen von - je nach Produkt und Anwendung - mindestens 30 cm bis 50 cm erforderlich sind. Es gibt Anwendungsfälle für die 250 cm Überlappungsbreite gefordert wurden.
Werden nahe an den Rändern von Flächenbefestigungen, z.B. bei Baustraßen durch Räder von Transportfahrzeugen Lasten aufgegeben, kann es vorkommen, daß die Einbindelänge des bewehrenden Produktes zum Rand hin nicht mehr ausreicht, um die Lasten sicher aufzunehmen. Um diesem Risiko aus dem Weg zu gehen wird empfohlen, bewehrende Geogitter und Gewebe an den Rändern der befestigten Fläche auf die nächste Schotterschicht umzuschlagen oder mit einem Graben seitlich einzubinden.
Bei stabilisierenden Geogittern von Tensar müssen keine Zugkräfte von Geogitterbahn zu Geogitterbahn übertragen werden. In der Regel reichen 15 cm Überlappungsbreite aus und selbst bei extrem anspruchsvollen Kombinationen aus kritischen Baugrundverhältnissen und sehr hohen Lasten ist nicht mehr als 20 cm Überlappungsbreite erforderlich.
Die Stabilisierungswirkung der Geogitter von Tensar erstreckt sich über die gesamte abgedeckte Fläche bis an die Ränder. Umschläge und seitliche Einbindungen sind bei stabilisierenden Geogittern von Tensar nicht nötig.
Verlegung der Produktes
Bei der Verlegung der Geokunststoffe sind die im vorangegangenen Kapitel bereits beschriebenen Überlappungsbreiten zu beachten. Die Herstellung von Umschlägen auf die nächste Schotterschicht oder die Herstellung von Einbindegräben bedeutet zusätzlichen Aufwand beim Einsatz bewehrender Geokunststoffe und verlängert die Bauzeit im Vergleich zu stabilisierenden Geogittern von Tensar. Es wird empfohlen, bewehrende Geokunststoffe unter Vorspannung einzubauen, um Deformationen bis zum Eintreten der erforderlichen Zugspannung möglichst gering zu halten. Stabilisierende Geogitter von Tensar benötigen funktionsbedingt keine Vorspannung.
Der Prozess der Installation von Tensar-Geogittern
Vliesstoffe und sogenannte Kombigitter (Geogitter-/Vliesstoffverbund); Trennen und Filtern
Den Spruch „Da bauen wir ein Vlies ein.“ haben wohl alle schon einmal auf der Baustelle gehört, wenn der Baugrund zu weich ist. Technisch betrachtet können Vliesstoffe die Tragfähigkeit jedoch akut nicht erhöhen, sondern bestenfalls langfristig erhalten, weil sie über die Zeit den Transport feinster Partikel in die Schottertragschicht verhindern sollen, die sonst den Reibungswiderstand zwischen den Körnern der Tragschicht herabsetzen und Tragfähigkeitsverluste herbeiführen könnten.
In Verbindung mit einem ohnehin für eine gute Stabilisierung erforderlichem, weit gestuftem Schüttmaterial entsteht mit stabilisierenden Geogittern von Tensar bei der Verdichtung ein Bereich sehr hoher Lagerungsdichte an der Basis der Tragschicht, der kaum noch Wegsamkeiten für eine schädliche Feinkornverlagerung bietet. Zusätzlich wirkt die intensive Verzahnung des Schüttmaterials mit dem Geogitter möglichen Tragfähigkeitsverlusten durch herabgesetzten Reibungswiderstand effektiv entgegen.
Somit kann beim Einsatz stabilisierender Geogitter der neuen Generation von Tensar unter Tragfähigkeitsaspekten auf den Einsatz von Vliesstoffen oder Kombigittern verzichtet werden. Es kann jedoch Situationen geben, in denen eine absolut vollständige Trennung zwischen Untergrund und Schottermaterial unumgänglich ist. Darauf gehen wir im nächsten Kapitel näher ein.
Produkte und Systeme: Geogitter, Kombigitter, TensarTech Stratum, bewehrte Erde
Geogitter
Die kontinuierliche Entwicklung immer leistungsfähiger Geogitter hat bei Tensar lange Tradition:
Unsere neueste Produktreihe Tensar InterAx zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:
Optimierte, multiaxiale Geometrie
Komprimierbare Oberflächen mit reduziertem Reibungswiderstand
Hohe Stege
All diese Optimierungen bewirken ein signifikant erhöhtes Partikelimmobilisierungsvermögen und ermöglichen damit beispielsweise temporäre Flächenbefestigungen bei gleicher Leistung um bis zu 50 % dünner herzustellen oder mit nur einer Geogitterlage zu bauen, wo bisher 2 Lagen nötig waren.
Tensar InterAx-Geogitter ermöglichen eine erhebliche Steigerung der Duktilität ungebundener Tragschichten und erweitern damit insbesondere beim Einsatz in hoch belastete Arbeitsebenen die Grenzen des Machbaren für geogitterstabilisierte Flachgründungen erheblich.Tensar InterAx-Geogitter
Kombigitter
Alle stabilisierenden Geogitter von Tensar sind auch als sogenannte Kombigitter, also als Verbund eines Geogitters mit einem Vliesstoff, erhältlich. Da Flächenbefestigungen beim Ausbau der erneuerbaren Energien überwiegend temporären Charakter haben, sollte die Verwendung von Kombigittern sorgfältig abgewogen werden. Technisch gesehen, ergeben sich aus der Vliesstofkomponente für diese Anwendungsfälle kaum Vorteile, wie wir im Kapitel „Vliesstoffe und sogenannte Kombigitter (Geogitter-/Vliesstoffverbund); Trennen und Filtern“ erläutern. Der Verzicht auf die Vliesstoffkomponente ist zudem in der Regel wirtschaftlicher und ressourcenschonender. Mehr dazu erfahren Sie in dem Kapitel „Rückbau und Entsorgung/ Baustraßen und andere Flächenbefestigungen“.
TensarTech Stratum
TensarTech Stratum ist ein hoch leistungsfähiges Wabensystem aus Geogittern, das, befüllt mit verdichtungsfähigem Schüttmaterial – ursprünglich als Flachgründungselement für Deiche und Dämme konzipiert – seit Jahrzehnten sehr erfolgreich als Alternative für tiefgegründete Kranstellflächen und andere hoch belastete Arbeitsebenen eingesetzt wird.
Das System TensarTech Stratum erweitert die Möglichkeiten, Flachgründungen auch für höchste Anforderungen - z. B. große Raupenkräne bei sehr kritischen Baugrundverhältnissen - mit Geogittern zu realisieren und kommt dann in Betracht, wenn herkömmliche Strukturen mit parallel verlegten Geogittern an die Grenzen der Machbarkeit stoßen.
Die Vorteile einer dreidimensionalen Wabenstruktur als Gründungselement
Durch die gezielte Auswahl des Schüttmaterials und der Geogitter, Variationen der Systemhöhe und des Reihenabstands sowie die Möglichkeit der Kombination mit mechanisch stabilisierten Lagen (MSL) kann mit TensarTech Stratum ein sehr weites Spektrum an Anforderungen und Randbedingungen abgedeckt werden.
Ein weiterer Vorteil ist die „Gutmütigkeit“ des Systems: Kurzfristige Gerätewechsel mit veränderten Lastcharakteristika konnten wir bisher stets durch geringfügige Anpassungen, die sich in der Regel auf Lastverteilungselemente (Stahlplatten, Bongossimatten) beschränkten, kompensieren und damit zur Einhaltung der Bauzeitenpläne beitragen.
Bewehrte Erde
Geokunststoffbewehrte Böschungssysteme sind im Grunde keine typische Anwendung für erneuerbare Energien. Sie können aber die bisher beschriebenen Anwendungsfälle sinnvoll ergänzen, wenn beispielsweise befestigte Flächen in Hanglagen herzustellen sind:
Hier wurde aus bauseitig vorhandenem Aushubmaterial eine mit Geogittern von Tensar bewehrte Auflastschüttung als Steilböschung auf der Betonfundamentplatte der Anlage hergestellt, die sich mit natürlichem Bewuchs harmonisch in die Umgebung eingliedert. Das System ist so konfiguriert, daß es zu Wartungszwecken befahren werden kann.
Bemessungsansätze und deren Validierung: Softwaresuite Tensar+, Großversuche
Tensar+ Spezialsoftware zur Dimensionierung geogitterstabilisierter Flächenbefestigungen
Die Markteinführung unserer Geogitter der neuen Generation, Tensar InterAx und Tensar-HX, haben wir zum Anlaß genommen, verschiedene Softwaremodule zu entwickeln, die die stabilisierenden Einflüsse dieser Geogitter auf ungebundene Tragschichten exakt erfassen und eine präzise Dimensionierung von Verkehrsflächen und Arbeitsebenen ermöglichen. Diese Module fassen wir in der Suite „Tensar+“ zusammen. Sie sind cloudbasiert und stehen kostenfrei unter www.tensarplus.com zur Verfügung.
Alle Module sind – wie im nächsten Kapitel beschrieben – zuverlässig validiert und bieten neben der Möglichkeit der projektspezifischen Dimensionierung eine Wirtschaftlichkeitsanalyse. Dabei werden folgende Parameter während der Dimensionierung in Echtzeit angegeben:
Kostenvergleich
Vergleich von Bauzeiten
Vergleich der Emissionen (CO2e)
Bauverkehr
Kraftstoff- und Wasserverbrauch
Aktuell stehen folgende Anwendungen zur Verfügung:
Erweiterte Straßendimensionierung
Dieses Modul ermöglicht die bedarfsgerechte, streng an der Gebrauchstauglichkeit ausgerichtete Dimensionierung von Verkehrsflächen auf der Grundlage der Verkehrslasten unter Berücksichtigung des Schüttmaterials, der Baugrundverhältnisse und projektspezifischer Grenzwerte für zulässige Spurrinnentiefen.
Weitere Informationen zu dieser Methode:
Webinar Tensar+ Erweiterte EV2-Dimensionierung
Anleitung zur Tragschichtdimensionierung nach der EV2-Methode
Erweiterte EV2-Dimensionierung
Dieses Modul dient hauptsächlich der Dimensionierung des ungebundenen Oberbaus von Straßen und ermöglicht die Dimensionierung für unterschiedliche Schüttmaterialien (Schotter, Kies, Frostschutzmaterial und Sand) in Mehrschichtsystemen des ungebundenen Oberbaus. Es kann aber auch zur Dimensionierung von temporären Verkehrsflächen herangezogen werden, wenn EV2-Werte als maßgebliches Kriterium berücksichtigt werden müssen.
Arbeitsebene
Dieses Modul verwendet einen globalen Bemessungsansatz zur Dimensionierung von Arbeitsebenen über gering tragfähigem Baugrund, welche temporär von schweren Baugeräten wie Kränen, Ramm- und Bohrgeräten und anderen stationären Geräten beansprucht werden.
Arbeitsebenen EC7: Germany
Dieser Bemessungsansatz folgt der T-Value-Methode unter Berücksichtigung des Eurocode 7, des nationalen Anhangs für Deutschland und der Teilsicherheitsbeiwerte definiert in DIN 1054 für GEO2. Die Methode kommt für die Dimensionierung von Arbeitsebenen für schwere Geräte wie Kräne, Ramm- und Bohrgeräten und anderen stationären Geräten zum Einsatz.
Wir arbeiten kontinuierlich an der Entwicklung weiterer Module.
Validierung der Software durch praxisnahe Groß- und Langzeitversuche
Die Effekte unserer Geogitter auf Tragschichtkonstruktionen sind wissenschaftlich untersucht, durch empirische Grundlagen, jahrzehntelange praktische Erfahrungen bestätigt und mit zahlreiche Langzeit- und Großversuche hervorragend validiert.
Herleitung der EV-Dimensionierungsmethode
Gebrauchstauglichkeit und Sicherheit
Gebrauchstauglichkeit
Bereits mit den bewährten Tensar TriAx-Produkten konnten die Wirtschaftlichkeit zahlreiche Projekte erhöhen. Mit der Entwicklung unserer Geogitter der neuen Generation Tensar InterAx und Tensar-HX haben wir in dieser Hinsicht weitere erhebliche Fortschritte erzielt, indem wir uns maßgeblich auf die Gebrauchstauglichkeit von Flächenbefestigungen fokussiert haben.
Diesen Fortschritt möchten wir an einem Beispiel für Baustraßen verdeutlichen:
Temporäre Zuwegungen für Windkraftanlagen werden traditionell häufig aufgrund von EV2-Werten als qualitatives Kriterium, die durch Plattendruckversuche ermittelt werden, dimensioniert. Man hat sich mit dieser Vorgehensweise an den Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO) orientiert, die als Grundlage für die Herstellung dauerhafter Verkehrsflächen mit festen Deckschichten aus Asphalt, Beton oder Pflaster im öffentlichen Raum herangezogen werden. Üblicherweise soll ein EV2-Wert auf der Baustraße 100 MPa nicht unterschreiten.
Unbestritten sind Plattendruckversuche ein wichtiges Instrument zur Qualitätssicherung. Wenn man aber an temporäre Verkehrsflächen in dieser Hinsicht die gleichen Maßstäbe anlegt, wie im konventionellen Straßenbau, besteht die Gefahr von Überdimensionierungen, die die Kosten- und Ressourceneffizienz des Projektes beeinträchtigen. Deshalb haben wir das Modul „Erweiterte Straßendimensionierung“ entwickelt, daß sich für die Herstellung temporärer Verkehrsflächen konsequent an deren projektspezifischer Gebrauchstauglichkeit orientiert, um diese Potenziale realisieren zu können.
Hier ein Vergleich:
Der Einsatz von Tensar InteAx Geogittern erlaubt bei gleicher Bemessungsgrundlage bereits eine Kostenreduzierung um 45% gegenüber einem Aufbau ohne tragfähigkeitserhöhende Maßnahmen bzw. 17% gegenüber einem Aufbau mit biaxial-bewehrenden Geogittern. Bei Anwendung des Gebrauchstauglichkeitsansatzes von Tensar zur Bemessung der Baustraße erhöht sich das Einsparungspotenzial auf 68% bzw. 53%.
Sicherheit
Mit klassischen Bemessungsansätzen der Geotechnik läßt sich der Einfluß von Geogittern quantitativ bisher oft nur unzureichend erfassen. Das liegt unter anderem an der unterschiedlichen Funktion (vgl. „Erhöhung der Tragfähigkeit mit Geogittern und geosynthetischen Geweben“) und an der Verfügbarkeit valider Daten.
Der Einfluß von Tensar-Geogittern ist aufgrund jahrzehntelanger Forschung in Verbindung mit einer Vielzahl von Ergebnissen aus Versuchsreihen bis hin zu Großversuchen und langjährigen Reihen zur Gebrauchstauglichkeit sowie umfangreichen empirischen Daten gut erfaßt und validiert (vgl. „Bemessungsansätze und deren Validierung: Softwaresuite Tensar+, Großversuche“).
Ingenieurleistungen von Tensar, die wir planungsunterstützend von der Entwurfsplanung bis zur Ausführung erbringen, unterliegen strengen Qualitätsvorgaben mit Kontrollprüfungen durch erfahrenes Fachpersonal und sind betriebshaftpflichtversichert. Erfahren Sie mehr über die Planungsunterstützung von Tensar.
Wirtschaftlichkeit, Ressourcenschonung, Rückbau und Entsorgung
Wirtschaftlichkeit
Die gesteigerte tragfähigkeitserhöhende Leistung von Tensar Geogittern der nächsten Generation ( InterAx und HX) ermöglicht insbesondere für temporäre Flächenbefestigungen Kosteneinsparungen von 50% und mehr durch Reduzierung der Schichtdicken. Dieses Einsparungen werden im Wesentlichen erreicht durch:
Den erheblich geringeren Bedarf an Schüttmaterial
Die Reduzierung von Erdaushub, Erdmassenbewegung und -entsorgung
Ein verringertes Arbeitsaufkommen und die Verkürzung der Bauzeiten
Zusätzlich zu den Potenzialen, die sich aus dem Einsatz von solchen Hochleistungsprodukten ergeben, lassen sich durch moderne Bemessungsansätze, die sich am tatsächlichen Bedarf orientieren, weitere Kostenreduzierungen realisieren. Ein konkretes Beispiel für Baustraßen finden Sie im Abschnitt „Gebrauchstauglichkeit“.
Der Gebrauchstauglichkeitsaspekt spielt in Verbindung mit der Nutzungsdauer aber auch bei dauerhaft genutzten Flächen, beispielsweise im klassifizierten Straßenbau, eine wichtige Rolle bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Auch für diese Anwendungen haben wir spezielle Bemessungswerkzeuge entwickelt, die für die Investitionsplanung eine gezielte Abwägung von Anfangsinvestitionen und Instandhaltungskosten ermöglichen.
Tensar InterAx-Geogitter und das System TensarTech Stratum ermöglichen in zahlreichen Fällen preiswerte, schnell und mit geringem Aufwand herzustellende Flachgründungen für hochbelastete Arbeitsebenen und Kranstellflächen, die sonst kostenintensiv tief gegründet werden müßten.
Installation des TensarTech Stratum-System
Ressourcenschonung
Der Einsatz von Tensar-Geogittern trägt erheblich zur Ressourcenschonung bei. Je nach Anwendung bis zu 75% weniger Schotter sind für temporäre Verkehrsflächen herzustellen zu transportieren und einzubauen. Erdaushub kann auf ein unumgängliches Minimum reduziert und Deponiekapazitäten geschont werden.
Auf diese Weise können
CO2-Emissionen
Bauverkehr
Kraftstoffverbrauch
Wasserbedarf
um bis zu 70 % reduziert werden.
Öffentliche Zubringerstraßen werden entsprechend weniger durch den Bauverkehr beansprucht und die Anlieger müssen weniger Lärm und Abgasemissionen hinnehmen.
Eingriffe in die Schutzgüter Boden und Grundwasser werden minimiert oder können vollständig unterbleiben.
Rückbau und Entsorgung
Für den Rückbau und die Entsorgung temporärer Flächenbefestigungen gilt es insbesondere im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit bereits in der Planungsphase verschiedene Aspekte zu berücksichtigen:
Flachgründungen als Alternative zu tiefgegründeten Kranstellflächen
Der Rückbau von Kranstellflächen mit Pfahlgründungen ist mit vergleichsweise hohem Aufwand verbunden. In der Regel müssen Pfähle bis auf eine tiefe von 2,5 m unter Geländeoberkante maschinell abgebrochen und entsorgt werden. Einige Genehmigungsbehörden gehen dazu über, die vollständige Entfernung aller Tiefgründungselemente zu fordern.
Flach gegründete Kranstellflächen lassen sich mit deutlich geringerem Aufwand entfernen. So können beispielsweise flach gegründete Kranstellflächen auch für sehr hohe Anforderungen (z. B. für Raupenkräne auf gering tragfähigem Baugrund), die mit Tensar-Produkten hergestellt wurden, einfach mit einem Bagger entfernt werden. Schotter und Geogitterkomponenten können schon auf der Baustelle mit geringem Aufwand separiert werden. Der Schotter kann für andere Baumaßnahmen wieder eingesetzt werden. Die Geogitter können als hochwertiger Sekundärrohstoff stofflich verwertet werden.
Häufig können wir flach gegründete Kranstellflächen mit kontrollierter Flächenpressung des Untergrundes so dimensionieren, daß eine Herstellung auf dem Urglände ohne Aushub möglich ist. In solchen Fällen kann jeglicher Eingriff in das Schutzgut Boden und Erdmassenbewegungen für den Aushub entfallen.
Flach gegründete Kranstellfläche
Baustraßen und andere Flächenbefestigungen
Baustraßen und andere Flächenbefestigungen werden in der Regel so hergestellt, daß ihre Oberfläche 10 – 20 cm über dem Urgelände liegt, damit Niederschlagswasser ungehindert abfließen kann. Hohe Lasten und gering tragfähiger Baugrund erfordern aber oft größere Schichtdicken. Selbst bei sehr kritischen Baugrundverhältnissen und sehr hohen Lasten können solche Flächenbefestigungen mit Tensar Geogittern fast immer gebrauchstauglich mit Schichtdicken von deutlich unter 50 cm hergestellt werden, sodaß direkt nach Entfernung der Mutterbodenschicht gebaut werden kann.
Aber Baustraßen und andere Flächenbefestigungen können grundsätzlich - sofern die Entfernung des Mutterbodens nicht zwingend vorgegeben ist oder andere Gründe dagegen sprechen - auch ohne Erdaushub auf dem Oberboden bzw. einer Vegetationsdecke hergestellt werden. Bisher werden zur Trennung des Schüttmaterials vom anstehenden Boden häufig Vliesstoffe oder sogenannte Kombigitter (Verbund aus Geogitter mit Vliesstoff) eingesetzt.
Diese Vorgehensweise sollte im Hinblick auf den Rückbau und die Entsorgung temporärer Flächenbefestigungen projektbezogen im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und Ressourcenschonung kritisch hinterfragt werden. Wie bereits im Kapitel „Vliesstoffe und sogenannte Kombigitter (Geogitter-/Vliesstoffverbund); Trennen und Filtern“ beschrieben, kann auf Vliesstoffe und Vliesstoffkomponenten bei entsprechender Geogitterauswahl, was die Tragfähigkeit angeht, verzichtet werden. Folgende Faktoren sollten berücksichtigt werden:
Vliesstoffe erzeugen zusätzliche Kosten für Beschaffung und Verlegung und verschmutzen im Kontakt mit bindigem Boden intensiv. Sie können demzufolge nicht mehr stofflich verwertet werden. Im Verbund mit Geogittern läßt sich auch die Geogitterkomponente nicht mehr stofflich verwerten. Aktuell ist für solches Material nur die energetische Verwertung („Verbrennung“) möglich. Vliesstoffe können - auch als Verbundkomponente in Kombigittern - bis zum 10-fachen ihres Eigengewichtes an Wasser aufnehmen. Das treibt die Preise für die energetische Verwertung in die Höhe. Zudem ist zu beachten, daß für Kombigitter höhere Beschaffungskosten anfallen, als für reine Geogitter ohne Vliesstoff.
Ob eine vollständige Trennung zwischen Untergrund und Schüttmaterial erforderlich ist, sollte daher sorgfältig geprüft werden. Wird beispielsweise eine Flächenbefestigung nach Entfernung des Mutterbodens hergestellt, so wird das Planum unter der Pflugsohle einer nachfolgenden landwirtschaftlichen Nutzung liegen. Eventuell zurückbleibende geringe Anteile eines Natursteinschotters sind dann unkritisch. Bei einer nachfolgenden Weidenutzung kommt es aber mitunter vor, daß die Landwirte auf einer vollständigen Entfernung auch kleinster Schüttmaterialanteile bestehen. In solchen Fällen können kostengünstige geosynthetische Gewebe mit geringem Flächengewicht und geringer Wasseraufnahmekapazität zusätzlich unterhalb des stabilisierenden Geogitters eingebaut und beim Rückbau gemeinsam mit dem Geogitter aufgenommen werden. Je nach Verschmutzungsgrad kann das Gewebe separat energetisch oder, wie das Geogitter, stofflich verwertet werden.
Tensar-Value: Der wirtschaftliche Weg für Ihr Projekt (die Abkürzung)
Hier beschreiben wir, wie Sie auf kürzestem Weg die ausführlich beschriebenen Vorteile für Ihr Bauvorhaben realisieren können:
Ihre Anfrage zur Planungsunterstützung. Sie stellen uns
Informationen über die Baugrundverhältnisse bzw. das Baugrundgutachten
Informationen über Spezifische Anforderungen Ihres Bauvorhabens
und Angaben über Flächengrößen, soweit sie nicht bereits aus diesen Unterlagen hervorgehen, zur Verfügung.
TENSAR bewertet diese Unterlagen, untersucht die Machbarkeit und erstellt auf dieser Grundlage einen Kostenfreien Anwendungsvorschlag (Entwurfs- bzw. Genehmigungsplanung) als betriebshaftpflichtversicherte Ingenieurleistung.
Dieses Dokument beinhaltet bereits konkrete Aufbauvorschläge auf Grundlage der im Kapitel „Tensar + Spezialsoftware zur Dimensionierung geogitterstabilisierter Flächenbefestigungen“ beschriebenen Bemessungsansätze. Die in diesem Vorschlag abgegebenen Produkt- oder Systemempfehlungen (Tensar InterAx oder -HX Geogitter, Tensar MSL, TensarTech Stratum) sind konsequent auf die Wirtschaftlichkeit des jeweiligen Anwendungsfalles ausgerichtet.
Zur Ausführungsplanung werden diese Anwendungsvorschläge von uns beispielsweise anhand der spezifischen Eigenschaften bestimmter Geräte, z. B. Liftstudien, verifiziert, nötigenfalls - . z.B. durch Anpassung von Randabständen und Lastverteilungselementen - überarbeitet und bei Bedarf durch zusätzliche Ingenieurleistungen, wie ⇒ prüffähige statische Berechnungen ergänzt.
Im weiteren Verlauf kann Tensar Sie bei der:
⇒ Mengen- und Plankostenermittlung und bei der
⇒ Vorbereitung Ihrer Ausschreibung unterstützen.
Über unser internationales Vertriebspartnernetzwerk stellen wir die:
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