Schon lange beobachtete man bei der Bodenverbesserung Hebungen, die meist mit Verzögerung eintreten, dann aber heftig ausfallen, SHERWOOD[1]. Straßen hoben sich bis in den Bereich von mehreren dm und es entstand eine Berg- und Talbahn. Das zeigte sich z.B. in Las Vegas, s.a. MITCHELL [2]. Auch wenn in Deutschland die Rahmenbedingungen etwas günstiger sind, so wird auch hier seit Jahrzehnten von entsprechenden Schäden berichtet, s.a. KELLER, P. e.a. [3].
In der neuen ZTVE StB 17 ist dieser Punkt jetzt endlich aufgenommen worden. Dort findet sich auf S. 75 der Hinweis im Kapitel 12 „Bodenbehandlung mit Bindemitteln“, dass bei Sulfatgehalten über 0,3 M.% im Feststoff besonders zu untersuchen ist. Dass hier ein Grenzwert angegeben wurde ist zu begrüßen und dürfte auf die Arbeiten von MOORMANN e.a. [4] zurückgehen.
Leider fehlt immer noch der Hinweis auf den Sulfidgehalt. Nach der Bodenverbesserung mit Kalk an der M 40 in GB zeigten sich z.T. erhebliche Hebungen. Das verblüffte die Planer, denn bei den dort im Rahmen der Baugrunduntersuchung vorgeschriebenen Analysen auf Sulfat wurden nur geringe Gehalte gefunden. Sie lagen generell unter dem Grenzwert in der ZTVE StB 17.
Deshalb musste der Fall intensiv untersucht werden, um solche Schäden in Zukunft zu vermeiden, s.a. SNEDKER[5]. Es stellte sich schnell heraus, dass die Sulfat-Gehalte zwischenzeitlich wesentlich angestiegen waren. Die Ursache war, dass der Boden Pyrit enthielt. Da in dem Einschnitt für die Straße jetzt Sauerstoff zur Verfügung stand, oxidierte er zu Sulfat, das dann zur Ettringit-Bildung führte, die sich dann auch erst verzögert zeigten.
Am einfachsten und sichersten wäre es natürlich, wenn in den Untersuchungskatalog der Baugrunduntersuchungen die Analytik von Sulfat und Sulfid standardmäßig aufgenommen würde. Da diese beiden Substanzen nur in begrenzten Gegenden auftreten, würde das insgesamt ein relativ hoher Aufwand mit wenigen Treffern sein. Deshalb wird es Aufgabe des Baugrundgutachters sein entsprechend den geologischen Gegebenheiten diese Untersuchungen anzufordern.
Eine Hilfe kann dabei die Karte in WISOTZKY e.a. [6] sein. Generell liegt der sog. Sulfatspiegel, d.h. die Fläche ab der Sulfate auftreten können einige Meter unter Gelände. Desto tiefer der Eingriff in den Boden geht, desto höher steigt das Risiko Sulfat oder Sulfid zu finden.
Grundsätzlich zeigen sich dann die gleichen Probleme, wenn entsprechend sulfathaltige RC-Materialien eingesetzt werden.
Weitere Hinweise auf diese Problematik können auch unserem Download „Bodenverbesserung mit hydraulischen Bindemitteln“ entnehmen.
LITERATUR
[1] SHERWOOD, P.T. 1962, Effect of sulfates on cement and lime treated soils; Highway Res. Board Bull. 353, 98-107
[2] MITCHELL, J.K., 1986, Practical Problems from surprising Soil Behavior, J. Geotech. Engrg. Div. ASCE 112, 259-289
[3] KELLER, P.; MOSTHOF, A.; LAPTEV, V. und GILDE, S.; 2002, Gipskeuper: Baugrundrisiken durch Bildung von Ettringit-Thaumasit, Bauen in Boden und Fels. TA Esslingen, 3. Koll. 387-400
[4] MOORMANN, C. & KNOPP, J.; 2015, Kenngrößen zur Risikoabschätzung des Ettringittreibens von sulfathaltigen Böden in Verbindung mit Bodenbehandlung, Facht. GG Bodenverbesserung und Bodenverfestigung, 8 S.
[5] SNEDKER, E. A.; 1996, M40 – Lime Stabilisation Experiences, London; Lime Stabilisation, S. 142 – 158
[6] WISOTZKY, F. & EISENBERG, V. 2008; Realistische Risikoabschätzung zum Sulfat-Säure-Angriff auf Beton infolge von Pyritoxidationsprozessen durch Baumaßnahmen; Geotechnik 31,4