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Industriebetrieb auf der schwäbischen Alb: Erweiterung des Werksgeländes im Hangbereich

Sicherung der Böschungen einer Bodenmiete und Abfangung des Höhenunterschieds

Einleitung

Ein metallverarbeitender Industriebetrieb auf der schwäbischen Alb fertigt an dem jetzigen Produktionsstandort seit dem Jahr 2007. Aufgrund der hohen Auslastung wurde eine Erweiterung des Werksgeländes mit neuen Fabrikationshallen und Lagerflächen erforderlich. Das Werksgelände mit einer Größe von ca. 4,1 ha liegt an einem nach Süden flach abfallenden Hangbereich. Südlich der bestehenden Hallen stand im unmittelbaren Anschluss eine geeignete Grundstücksfläche zur Verfügung. Um einen reibungslosen und effektiven Produktionsablauf zu ermöglichen, war es erforderlich, die Erweiterungsfläche auf Höhe der bestehenden Fertigungshallen anzuordnen. Der Höhenunterschied zwischen Altbestand und Neubaufläche betrug dabei bis zu 5,0 m.


Aufgabenstellung und Randbedingungen

Zentral das geplante Baufeld zur Werkserweiterung mit Erdmiete, rechts das bestehende Werksgelände

Auf der Neubaufläche waren seit der Errichtung des bestehenden Werksgeländes ca. 22.000 m³ Erdreich aus vorangegangenen Baumaßnahmen aus stark wassergesättigten Schluffen und Tonen gelagert. Zur Verhinderung einer kostenintensiven Entsorgung des Erdreichs sollte durch das Büro Tauw GmbH eine Ausführung geplant werden, die eine Böschungssicherung der Bodenmiete verbunden mit der Sicherung des vorhandenen Höhenunterschiedes ermöglicht. Auf der gesicherten Bodenmiete waren die Errichtung einer ca. 10 m hohen Fabrikationshalle sowie neue Logistik- und Lagerflächen vorgesehen. Hierbei sollte unter Einhaltung der aus dem Bebauungsplan vorgegebenen Grenzabstände ein möglichst minimaler Abstand zur Grundstücksgrenze realisiert werden, um die zur Verfügung stehende Grundstücksfläche effektiv auszunutzen.

Weiterhin wurde es erforderlich, die Böschungen zu den unmittelbar an die Neubaufläche angrenzenden nachbarschaftlichen Industriebetrieben standsicher abzusichern. Aufgrund der sehr begrenzten Platzverhältnisse durch die dort bereits vorhandenen Hallen konnten die Arbeiten nur vom Werksgelände aus durchgeführt werden.


Planungskonzept

Bestehende Böschung

Die ursprüngliche Planungsüberlegung vonseiten der Stadtverwaltung und des Auftraggebers sah eine umlaufende betonierte Winkelstützmauer vor. Aufgrund der großen Sicherungshöhe von bis zu 5,0 m hätte sich hierdurch jedoch eine sehr ungünstige optische Situation für die Nachbarschaft ergeben. Es wären zudem umfangreiche Erdarbeiten in der Erdmiete erforderlich gewesen, um die Einbindelänge des Stützwandfußes herstellen zu können. Durch das Büro Tauw GmbH wurde vorgeschlagen, zur Herstellung der Böschungssicherung eine Stützkonstruktion aus bewehrter Erde vorzusehen, welche zusätzlich begrünt werden kann. Durch die Begrünung der Böschung kann die optische Akzeptanz der Ausführung deutlich erhöht und die Bauzeit stark verringert werden. Als geeignetes System zur Herstellung der Stützkonstruktion wurde das System GREEN TERRAMESH der Firma BECO BERMÜLLER ausgewählt und im Zuge der weiteren Planungen und statischen Nachweise der Böschung zugrunde gelegt. Die statische Berechnung des Steilböschungssystems erfolgte nach Eurocode 7. Hierfür liegen für die Systemkomponenten umfangreiche Nachweise für die Dauerhaftigkeit und Standsicherheit vor.


Ausführung

Sicherung der bestehenden Böschung

Zum Einsatz kam das voll begrünbare Böschungssicherungssystem GREEN TERRAMESH der Fa. BECO BERMÜLLER aus verzinktem und kunststoffummanteltem Stahldrahtgittergeflecht mit integrierter Erosionsschutzmatte. Die Steilböschungen wurden aus sechs bis sieben Lagen GREEN TERRAMESH Light mit einer Mächtigkeit von jeweils 0,70 m und einer Frontneigung von 60 Grad errichtet. Dabei wurden Böschungen mit einer Höhe von 4,5 m bis 5,0 m gesichert. Die bergseitige Einbindelänge der einzelnen Lagen betrug je nach statischer Erfordernis 2,0 m bis 4,0 m. Im Frontbereich wurden 30 cm Oberboden-Schotterschicht mit Grassameneinmischung zur Begrünung der Böschungsoberfläche eingesetzt. Hinter der Stützkonstruktion wurde eine Drainage DN 150 mit Kiespackung und Filtervlies zur Verhinderung von Stau- und Schichtenwasserhorizonten angeordnet. Der Auslauf erfolgt in einen Versickerungsgraben vor der Stützkonstruktion.

Die neue Halle wurde mittels Brunnenfundamenten über Ortbetonsäulen bis in den unterhalb der Bodenmiete anstehenden, gewachsenen, tragfähigen Boden gegründet. Im Zuge der Erweiterung wurde für das gesamte Werksgelände eine neue Regenwasserfassung mit Rückhaltung vor Einleitung in den öffentlichen Kanal erforderlich. Hierfür wurde ein Stauraumkanal aus Betonrahmenelementen mit 304 m³ Inhalt vorgesehen. Aufgrund der anpassungsfähigen Stützkonstruktion konnte der Stauraumkanal unmittelbar hinter der Böschungssicherung angeordnet werden.

Von Süden war die Errichtung einer Feuerwehrzufahrt erforderlich, welche auf einer Strecke von ca. 30 m den Höhenunterschied von ca. 5,0 m überwinden musste. Auch hier konnte aufgrund der hohen Anpassungsfähigkeit des GREEN TERRAMESH Systems die Böschungssicherung und Ausbildung mit hoher Akzeptanz für die Feuerwehr bewerkstelligt werden. Für die Hinterfüllung der Stützkonstruktion konnte das vorhandene Erdreich aus der Bodenmiete herangezogen werden. Dabei diente eine Kalkstabilisierung der Verbesserung der Einbaubarkeit, um den Wassergehalt auf den trockenen Ast der Proctorkurve zu verschieben. Zusätzlich wurde durch eine Kalkeinfräsung das Planum auf der Oberfläche der Bodenmiete verbessert und dadurch die erforderliche Tragfähigkeit von 45 MN/m² hergestellt. So konnten ein zusätzlicher Antransport von verdichtungsfähigem Erdreich und die Entsorgung von ungeeignetem Material weitestgehend verhindert werden.


Baulogistik

Sicherung / Neubau der Bodenmiete

Aufgrund der umlaufenden Bebauung und Verkehrsflächen stand im Bereich der Böschungen nur ein sehr schmaler Arbeitsbereich von 2,50 m Breite zur Verfügung, in dem die gesamten Arbeiten zur Errichtung der Bewehrten-Erde-Konstruktion ausgeführt werden mussten. Dies machte es erforderlich, dass alle Materialanlieferungen und Transporte innerhalb des Baufeldes auf den jeweils bereits errichteten Lagen des Böschungssicherungssystems erfolgen mussten. Der Einbau erfolgte dabei vor Kopf auf einer Arbeitsraumbreite von maximal 2,50 m je Einbaulage.

Für die Errichtung der gepflasterten Fluchtwege sowie der Absturzsicherung umlaufend zu der neuen Fabrikationshalle stand sogar nur eine Arbeitsraumbreite von maximal 2,0 m zur Verfügung. Durch den Einsatz der Stahlgitterkonstruktion der Böschungssicherung konnten die notwendigen Geländer und Leitplanken der Lagerflächen direkt am Böschungskopf sicher verankert werden.

Der Auftraggeber hatte aufgrund der Wandhöhe von bis zu 5,0 m und der exponierten Lage eine optisch ansprechende Frontansicht gefordert. Die beauftragte Baufirma führte die realisierte Böschungssicherung in dieser Art zum ersten Mal aus und war somit unerfahren mit der Konstruktion. Nach kurzer Ersteinweisung durch den Hersteller über die einzelnen auszuführenden Arbeitsschritte war es für die Bauunternehmung jedoch problemlos möglich, die Aufstellung und Verfüllung der Elemente mit hoher Genauigkeitauszuführen. Als Ergebnis wurde eine sehr homogene und saubere Böschungsfläche hergestellt. Für die Verbesserung der Einbindung in die umgebenden Grünflächen des Industriegebietes wurde durch die Verlegung von Landschaftsrasen eine nachträgliche Anspritzbegrünung realisiert.


Fazit / Ausblick

Der Einbau der einzelnen Bewehrungslagen erfolgte abschnittsweise mit direkter Hinterfüllung des vor Ort aufbereiteten, feinkörnigen Bodenmaterials aus der Bodenmiete. Unmittelbar nach dem Einbau konnten die Bewehrungslagen mittels Großgerät befahren werden, um den nächsten Sicherungsabschnitt zu erreichen. Dadurch wurde eine größtmögliche Flexibilität beim Einbau in unmittelbarer Nähe zu den sich in Betrieb befindlichen Verkehrsflächen des Industriebetriebes erreicht.

Das System konnte vor Ort sehr gut an die engen Grundstücksverhältnisse angepasst werden. Dies führte trotz des sehr beengten Baufeldes und der schwierigen Logistik der Materialantransporte zu einer sehr kurzen Bauzeit von ca. sechs Wochen für die Errichtung der Böschungssicherung.

Im Vergleich zum Bau einer Winkelstützmauer wurde unter einer maximalen Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Grundstücksflächen eine deutlich kostengünstigere Sicherungsvariante unter Verwendung des örtlich vorhandenen Erdreichs umgesetzt. Durch das gewählte System GREEN TERRAMESH der Fa. BECO BERMÜLLER konnten die Vorgaben des Auftraggebers hinsichtlich Bauzeitreduktion und Kosteneffizienz zur vollsten Zufriedenheit erfüllt werden.

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