Die A26 entsteht als Verbindung zwischen der A20 (Autobahnkreuz Kehdingen) in Niedersachsen bis nach Hamburg-Stillhorn (A1). Sie soll die stark befahrene B73 ersetzen und die A7 als »Hafenpassage« mit der A1 verbinden. Die Trasse der A26 ist gekennzeichnet durch ihre besondere Lage zwischen dem Natur- und Vogelschutzgebiet »Moorgürtel« und dem Obstanbaugebiet »Altes Land«.
55 000 GEC sichern Baugrund
»Wir haben es hier mit einem sehr schlechten Baugrund zu tun«, erläutert Dipl.-Ing. (FH) Hans Peter Beye, Bauleiter der Strabag, Direktion Großprojekte Nord-West, die Ausgangslage. Erst in ungefähr 9 m Tiefe beginnen feste Sandschichten, die die Lasten der A26 abtragen können. Darüber haben die Experten es mit einer weichen Torfschicht zu tun. Daher werden für die Lastableitung Tragelemente benötigt, die bis in die Sandschichten reichen.
Der Bauherr hat sich beim Bau der A26 für das GEC-System entschieden. Gegenüber anderen Säulensystemen sind die Sandsäulen durch die nahtlos ringgewebte, besonders reißfeste Geotextilummantelung flexibel und können ein Stück weit auch die Schwingungen aus der späteren Belastung durch den Verkehr mitmachen. Bei Säulen aus Beton bestünde die Gefahr, dass diese auf Dauer durch die Schwingungen brechen und rechnerisch nach 50 bis 60 Jahren getauscht werden müssten. Zudem haben die GEC-Säulen eine entwässernde Wirkung. So werden auf der gesamten Breite des Bauabschnitts von 55 m rund 55 000 GEC teilweise bis zu 11 m tief bis in die Sandschicht errichtet. Das entspricht ungefähr 20 % der Gesamtfläche. Bei den restlichen 80 % kommen Vertikaldrains zum Einsatz.
Bis ganz nach unten
Hergestellt werden die GEC mit dem Verdrängungsverfahren. Dabei vibrieren zwei RTG-Mäkler – RG 16T und RG 21T – von thyssenkrupp Infrastructure Stahlrohre in die Tiefe. Diese Rohre haben am unteren Ende eine geschlossene, spitz zulaufende Doppelfußklappe, die den weichen Torfbaugrund in dem Bereich verdrängt. Es entsteht eine Röhre, in die zunächst das vorkonfektionierte Geotextil, dann die Sandfüllung eingebracht werden. Ist das Geotextil innerhalb des Rohrs komplett mit Sand gefüllt, wird das Stahlrohr mithilfe des RTG-Mäklers vibrierend aus dem Boden gezogen. Dabei öffnet sich die Doppelfußklappe und der Sand wird durch die Vibrationen und sein Eigengewicht zu einer kompakten Säule verdichtet. »Den unteren Bereich der Säule befüllen wir zunächst mit einem Sand-Bentonit-Gemisch, sodass eine rund 2 m starke Dichtungsschicht entsteht«, erklärt Beye. Die soll verhindern, dass das gespannte Grundwasser unterhalb der Torfschicht an die Oberfläche gelangen kann. »Es soll nur der Torf entwässert werden«, so Beye.
Denn neben der lastabtragenden Funktion übernehmen die Sandsäulen auch die Drainage bei der Baugrundkonsolidierung. Dies erfolgt durch das »Auflastverfahren«. Dabei wird der Bereich der späteren Straßentrasse mit aufgeschüttetem Sand belastet. Durch das Sandeigengewicht wird das Porenwasser aus dem Torf gedrückt und gelangt durch die Sandsäulen bzw. die Vertikaldrains an die Oberfläche. Damit nimmt man so die Setzungen des Baugrundes vorweg und macht ihn tragfähiger.
Belastung als Weg zum Erfolg
Wenn auf einer größeren Fläche mehrere Säulen hergestellt sind, wird ein weiteres Geotextilgewebe wie ein Teppich auf der Fläche ausgelegt und mit dem Sand zur Belastung überschüttet. Dabei ist die Aufschüttung 3 m höher als die spätere Gradiente der Autobahn und verbleibt rund vier Monate bestehen, bis der Boden auskonsolidiert und der Setzungsvorgang abgeschlossen ist. Anschließend wird der Sand abgetragen und das Material an anderer Stelle wiederverwendet. Die Sandauflast führt auch zur Aktivierung der Ringzugkräfte in der Geotextilummantelung. Im Schnitt haben die 800 mm durchmessenden Säulen untereinander einen Abstand von 2 m.
Vielseitig einsetzbar
Die Teleskopmäkler von RTG sind zur Übertragung hoher Zug- und auch Druckkräfte sowie zur Aufnahme von Drehmomenten ausgelegt. Mit dem Hydraulikrüttler MR 150 AVM lassen sich die Stahlrohre zur Herstellung der GEC in den Baugrund ein- und auch wieder ausrütteln. »Die hohe Motorleistung von 563 kW des Trägergeräts sorgt dafür, dass ausreichend Leistungsreserven für diese Arbeitsschritte zur Verfügung stehen, falls der Boden das erfordert«, sagt Dipl.-Ing. Robert Haupt, Leiter des Regionalbereichs Nord bei thyssenkrupp Infrastructure. Eine weitere Besonderheit bestehe darin, dass die Getriebeschmierung bei dem Rüttler durch das Hydrauliköl der Trägergeräte erfolge. So hätten die Geräte eine verbesserte Öltemperaturbegrenzung im Dauerbetrieb.
Zusätzlich verfügen die Mäkler über das »SilentVibro«-Paket: Dieses umfasst neben der Schalldämmung des Federjochs und der Integration der Hydraulikinstallation in das Federjoch auch die Einkapselung des Frontbereichs einschließlich der Hydraulikmotoren, sowie eine Schallisolierung zwischen Federjoch und Klemmzange über ein flexibles Formelement. Darüber hinaus sind die Anbaugeräte der Mäkler innerhalb einer Baureihe austauschbar. t
