Die Grundlagen der Bodenverdichtung

Was ist Bodenverdichtung?

Die Bodenverdichtung ist einer der kritischsten Aspekte im Bauwesen. Durch die Verdichtung des Bodens durch Druck verändert sich die Bodenstruktur von einem lockeren, schwachen Zustand zu einem dichteren, festeren Zustand. Die Bodenverdichtung kann mit verschiedenen Spezialgeräten durchgeführt werden . 

Warum den Boden verdichten?

Bodenverdichtung ist notwendig, um die Tragfähigkeit und Steifigkeit von in situ (natürlichem Zustand) oder chemisch modifizierten Böden zu erhöhen. Die Verdichtung erhöht die Scherfestigkeit des Bodens durch erhöhte Reibung durch ineinandergreifende Partikel. Sie reduziert zukünftige Bodensetzungen durch Erhöhung der Steifigkeit und Beseitigung von Hohlräumen, die zu verdichtetem Boden führen. Das Entfernen von Hohlräumen verringert das Risiko von Bodensetzungen, Schwinden oder Quellen und reduziert das Eindringen von Wasser, das schädliche Schwind- und Quelleigenschaften des Bodens verursachen kann. Schwind-/Ausdehnungseigenschaften können die Straßenstruktur beschädigen und zu einem vorzeitigen Versagen der Straßenstruktur führen.

Zu den wichtigsten langfristigen Vorteilen zählen:

• Erhöhen Sie die Ladekapazität

• Siedlung reduzieren

• Bessere Stabilität

• Reduzieren Sie das Eindringen von Wasser

• Reduzieren Sie die Schrumpfung

Überall dort, wo heute Erde für Bauarbeiten bewegt werden muss, beginnt das Fundament mit der Bodenverdichtung. Tragbare Stampfer, Vorwärts- und Rückwärtsvibrationsplatten und kleinere Grabenwalzen sind gängige Geräte für Arbeiten in engen Bereichen wie Grabenverfüllung, Bordstein- und Rinnsteinarbeiten, Brückenträgern, Plattenarbeiten und Gehwegverdichtung.

Welche Faktoren beeinflussen die Bodenverdichtung?

Bodenart

Verschiedene Bodenarten reagieren unterschiedlich auf Verdichtung. Böden werden nach Korngröße und in manchen Bodenklassen nach kritischen Feuchtigkeitsgehaltswerten oder Attberg-Grenzen klassifiziert. Gut abgestufte körnige Böden mit unterschiedlichen Korngrößen werden im Bauwesen bevorzugt, da sie sich leicht verdichten lassen, Hohlräume vermeiden und durch die ineinandergreifenden Korngrößen der Feuchtigkeitsaufnahme widerstehen. Dadurch ist der Boden sehr dicht und kann größeren Belastungen standhalten. Schlecht abgestufte Böden weisen eine geringe Korngrößenverteilung auf, was für Bauzwecke ungünstig ist, da ihnen die Scherfestigkeit nicht ineinandergreifender Korngrößen fehlt und sie sich daher nicht leicht verdichten lassen.

Feuchtigkeitsgehalt

Der Feuchtigkeitsgehalt spielt eine wichtige Rolle bei der Bodenverdichtung. Die maximale Trockendichte kann nur erreicht werden, wenn der Feuchtigkeitsgehalt den gewünschten Wert erreicht hat. Dieser Punkt wird als optimaler Feuchtigkeitsgehalt bezeichnet. Liegt der Boden unter seinem optimalen Feuchtigkeitsgehalt, sollte dem Boden mithilfe eines an einem Wassertankwagen befestigten Sprinklers eine berechnete Wassermenge zugeführt und von einem Planierer mit dem Boden vermischt werden, um einen gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt zu erreichen.

Bei übermäßiger Bodenfeuchtigkeit empfiehlt es sich, den Boden zu belüften und zu trocknen, um optimale Feuchtigkeitswerte zu erreichen.

Verdichtungsgeräte

Die Art der Verdichtungsgeräte variiert je nach Bodenart. Die folgende Tabelle dient als Orientierungshilfe für die Wahl der passenden Geräte für unterschiedliche Bodenarten.

Dicke des Aufzugs

Bei der Bodenverdichtung werden manchmal mehrere Bodenschichten oder mehrere Erdschichten verdichtet, bis die gewünschte Gesamtdicke erreicht ist. Jede Schicht ist nur so stabil wie die darunterliegende Schicht. Daher ist die Verdichtung jeder Schicht entscheidend und muss überwacht werden. Die richtige Schichtdicke ist wichtig, um das Gleichgewicht zwischen zu kleinen und zu großen Schichten zu finden. Eine zu große Schicht kann zu schlechter Verdichtung und Beeinträchtigung der Stabilität führen, während eine zu kleine Schicht zu übermäßigen Kosten und Zeitaufwand führen kann. Die Schichtdicke liegt je nach Spezifikation üblicherweise zwischen 20 und 35 cm.

Anpressdruck

Auch der Anpressdruck zwischen Boden und Verdichtungsgerät ist wichtig. Er wird durch das Gesamtgewicht des Verdichtungsgeräts und die Bodenfläche, mit der das Gerät in Kontakt kommt, beeinflusst. Je höher der Anpressdruck, desto höher der erreichte Verdichtungsgrad.

Viele Faktoren beeinflussen die Verdichtung, der wichtigste Faktor ist jedoch die Art des zu verdichtenden Bodens und seine Wasserspeicherkapazität. Der Boden muss geprüft werden, um festzustellen, ob er für die Verdichtung geeignet ist.

Wie führt man einen Bodenverdichtungstest durch?

Es gibt verschiedene Verdichtungsprüfverfahren, mit denen der Verdichtungsgrad bestimmt werden kann. Vorabprüfungen vor Ort sind wichtig, um die Ausgangsbedingungen zu verstehen. Sandkegelprüfungen, ein Ballondensitometer oder ein Shelby-Rohr sind praktikable Optionen, am häufigsten wird jedoch ein Nukleardensitometer zur Prüfung der Verdichtung eines Standorts eingesetzt. Labormethoden beinhalten typischerweise das Verdichten von Erde in Formen bei 25 °C, um die Bodendichte zu ermitteln. Beispielsweise wird bei einer Feuchtigkeitsdichteprüfung der Boden aus einer bestimmten Höhe mit einem Standardgewicht in einer Form mit einem bestimmten Volumen verdichtet. Diese Anforderungen ermöglichen kontrollierte und wiederholbare Verdichtungskräfte und sorgen für maximale Dichte und optimalen Feuchtigkeitsgehalt des Bodens.

wie verdichtet man Boden?

Bodenverdichtung erfolgt durch statische oder dynamische Kräfte und Bodenmanipulationen. Statische Kräfte nutzen das Eigengewicht der Maschine, um kontinuierlichen Druck nach unten auszuüben und so die Verdichtung durch Kompression der Bodenoberfläche zu erhöhen. Dynamische Kräfte nutzen Bewegungen in Form von Vibrationen oder fallenden Gewichten in Kombination mit der statischen Belastung der Maschine, um die Bodendichte zu erhöhen. Durch Kneten und Scheren wird der Boden tiefer verdichtet.

BISON verfügt über Geräte, die speziell für die Verdichtung von lockerem Boden, egal ob bindig (z. B. Ton) oder körnig (z. B. Kies), entwickelt wurden, um einen festeren, kompakteren Boden zu bilden. Das Angebot reicht von Handverdichtern bis hin zu sehr großen, sehr schweren Walzen. Diese Geräte finden Sie bei BISON, einem Anbieter von Leichtbaumaschinen .