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Eignung von Boden-Bindemittel-Gemischen als Baustoff für den Hinterfüllbereich von Bauwerken

  • Jährlich fallen bei Erdbauarbeiten mehrere Millionen Tonnen Bodenaushub an, die nicht wieder eingebaut werden. Die als bautechnisch schwierig eingestuften Böden, wie beispielsweise Böden mit hohem Feinkornanteil, werden oft als mineralische Restmassen deponiert. Aus ökonomischen und ökologischen Gründen ist der qualifizierte Wiedereinbau anzustreben. Um die Anforderungen an Hinterfüllbereiche von Bauwerken zu erfüllen, werden jedoch im Regelfall grob- und gemischtkörnige Böden mit ≤ 15 M.-% Feinkornanteil verwendet. Für die Untersuchung der Eignung bindemittelbehandelter, bindiger Böden für Hinterfüllbereiche wurden ein fein- und ein gemischtkörniger Boden mit einem Feinkornanteil > 15 M.-% der Bodengruppe TL bzw. ST* gemäß DIN 18196 gewählt. Die Böden wurden mit je zwei Bindemitteln und drei Bindemittelgehalten (3 %, 5 %, 7 %) untersucht. Die Untersuchungen an Boden TL erfolgten mit einem Weißkalkhydrat und einem Mischbindemittel 50/50 (50 % Kalk/50 % Zement). Boden ST* wurde mit den Mischbindemitteln 50/50 und 30/70 untersucht. Mit einem Laborprogramm aus insgesamt ca. 360 Laborversuchen aus einer Kombination von einaxialen Druckversuchen, CBR-Versuchen, Triaxialversuchen und Ödometerversuchen an den Ausgangsböden und den Boden-Bindemittel-Gemischen wurde deren Festigkeit und Verformungsverhalten bestimmt, um die Gleichwertigkeit mit herkömmlichen, grobkörnigen Böden nachzuweisen. Mit den Laborergebnissen und über Setzungsberechnungen konnte bei allen untersuchten Boden-Bindemittel-Gemischen die Gleichwertigkeit zu herkömmlichen Hinterfüllmaterialien nachgewiesen werden. Es wurden Handlungsempfehlungen für die Praxis erarbeitet. Diese beinhalteten die Ermittlung der Scherparameter auf Basis von einaxialen Druckversuchen über empirisch abgeleitete Grenzwerte und der Angabe von prinzipiell erreichbaren Scherparametern für eine Anwendung im Regelfall. Weiterhin wird eine Empfehlung für die Ableitung des Steifemoduls aus den Ergebnissen einaxialer Druckversuche gegeben.
  • Each year several million tonnes of soil are excavated and not installed again. Soils that are found to be difficult for construction, such as soils with a high content of fines, are often deported as mineral waste. For economic and ecological reasons a qualified re-installation is to be aspired. In order to meet the requirements for backfilled areas of structures, however, coarse grained and mixedgrained soils with a fines content of ≤ 15% by mass are used as a rule. In order to analyse the suitability of cohesive soils treated with binders for backfill areas of structures, a fine grained and a mixed-grained soil with a fines content of > 15% by mass of soil group TL or ST*, respectively, according to German standard DIN 18196 were selected. Both soils were treated with two binder types and three binder contents (3%, 5%, 7%) each and examined. Tests on soil TL were made with a calcium hydroxide as well as with a 50/50 binder mixture (50% lime/50% cement). Soil ST* was treated with a 50/50 and a 30/70 binder mixture. A laboratory programme comprising a total of 360 laboratory tests – a combination of uniaxial compressive tests, CBR tests, triaxial tests and oedometric tests – was performed on original soils and on the soil-binder-mixtures to determine their strength and deformability, in order to prove that the treated soil is on par with conventional coarsegrained backfill material. Thanks to the results gained from laboratory tests and settlement calculations it could be shown that all tested soil-binder mixtures are on par with conventional backfill material. Recommended procedures for a use in practice are developed. These include the determination of shear parameters based on uniaxial compression tests via empirically derived limit values and the specification of in principal achievable shear parameters for use as a rule. Furthermore, a recommendation for the derivation of the constrained modulus from results gained during uniaxial compression tests is given.

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Metadaten
Author:Philipp Botor, Steffen Tost
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-21669
ISBN:978-3-95606-462-3
Title Additional (English):Suitability of soil-binder-mixtures as construction material for backfill areas of structures
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe S: Straßenbau (135)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2019/07/18
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Contributing corporation:Baugrund Dresden Ingenieurgesellschaft
Release Date:2019/07/26
Tag:Bauwerk; Bewertung; Bindemittel; Boden; Damm; Deutschland; Festigkeit; Forschungsbericht; In situ; Laboratorium; Prüfverfahren; Verformung
Binder; Deformation; Embankment; Engineering structure; Evaluation (assessment); Germany; In situ; Laboratory (not an organization); Research report; Soil; Strength (mater); Test method
Number of pages:61
Institutes:Sonstige
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt

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