Forschung / Entwicklung

vgs als innovatives Unternehmen betreibt neben der Baugrundbegutachtung und geotechnischen Planung auch angewandte Forschung im Bereich des Stützwandbaus, des Hochwasserschutzes, für Pflanzenkläranlagen und im Spezialtiefbau.

Präsentationsveranstaltung Quick Multi Bag
Präsentationsveranstaltung Quick Multi Bag
Quick-Multi-Bag QMB® für Hochwasserschutz und Stabilisierung von Deichen / Dämmen

Quick-Multi-Bags QMB®

vgs INGENIEURE arbeitete von 2003 bis 2004 im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit (BMWA), Projektträger FHS - Fraunhofer Services Gesellschaft mbH, an der Entwicklung einer Hochwasserschutz- konstruktion, die dafür geeignet ist, den massenhaften Transport von Sandsäcken und den damit verbundenen Einsatz hunderter Helfer vor Ort im Katastrophenfall zum Teil zu substituieren.

 

Diese Systemlösung kann allerdings außer bei der Anwendung im Katastrophenfall weiterhin auch vielseitig für Instandsetzungsarbeiten, Sanierungs- und Stabilisierungsmaßnahmen an Deichen, Uferböschungen, sowie Flüssen und Wasserstraßen eingesetzt werden, da eine Grundidee bei QMB® darin besteht, die Quick-Multi-Bags vorzugsweise nach einem Einsatz direkt in der Einbaustelle zu belassen. So können sie auch im Katastrophenfall als definitive Bauwerkselemente durch geschultes Personal zur Dammsanierung fachgerecht eingebaut werden.

 

Ein arbeitskräfte- und kostenintensiver Rückbau, wie bei den bisher verwendeten Sandsacktypen notwendig, ist dann in der Regel bei QMB® nicht mehr erforderlich.

 

Somit wird neben einer Dammverteidigung gleichzeitig eine Dammverstärkung mit dem Verbau von QMB® angestrebt. Im Rahmen der Nachsorge wird die verbaute Fläche ggf. mit Oberboden oder anderen geeigneten Schüttstoffen geringfügig überdeckt, so dass langfristig die UV - Stabilität des Geotextils gewährleistet bleibt.

 

Das System QMB® besteht erstens aus großformatig konfektionierten Spezial - Bags aus Geotextilgewebe. Bei dem verwendeten Material handelt es sich um Wasserbauvliese. Diese zeichnen sich gegenüber den herkömmlichen Sackmaterialien vor allem durch folgende Struktur - Merkmale aus:

  • sehr gute Umweltverträglichkeit, da keinerlei Nebenprodukte gebildet oder abgebaut werden
  • hoher Widerstand gegenüber dynamischen Belastungen (Robustheitsklassen GRK 4 - 5)
  • hohe, definierte Zugfestigkeit in Längs-/Quer- und Diagonalrichtung, eine Auflösung des Faserverbundes auch unter dynamischer Belastung ist auf Grund seiner Endlosfasern
    nicht möglich!
  • sehr gute Anpassung an Bodenunebenheiten für optimale Verankerung auf den Auflagerflächen
  • ausgezeichnete Filterwirkung
  • hohe Wasserdurchlässigkeit
  • ausgezeichnetes Langzeitverhalten
  • hervorragende Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und organischen Substanzen
  • sehr gute UV - Beständigkeit, da Faser aus UV - stabilisiertem Polypropylen besteht
Befüllen von Quick-Multi-Bag
Befüllen von Quick-Multi-Bag

 

Entsprechend den Erfordernissen der Anwender können neben Standardgrößen weitestgehend beliebige Formate hergestellt werden. So ist es u. a. möglich, räumliche QMB® aus entsprechend konfektioniertem Geotextil zu produzieren.

 

Als zweite Systemkomponente von QMB® werden für den Sandeintrag herkömmliche Druckluft-Estrichpumpen, z.B. Typ "Estrich-Boy" eingesetzt. Druckluftförderer gehören zur Gruppe der unstetigen Strömungsförderer. Sie sind weltweit schnell verfügbar und haben sich im Bauwesen bestens bewährt, da sie ausgereift in der Technik, einfach zu bedienen sowie robust in Wartung und Pflege sind.

 

Die pneumatische Förderung gewährleistet eine unkomplizierte und erprobte Handhabung beim Eintrag auch über größere Distanzen und Höhen.

 

In einem Misch- und Förderbehälter wird das Fördermedium zunächst manuell oder durch Schrapper eingebracht. Nach Beendigung des Vorgangs wird der Behälter, der als Druckbehälter ausgeführt ist, mit Druckluft beaufschlagt. Die Druckluft wird typischerweise mit einem Schraubenverdichter erzeugt und tritt zu einem Teil als Oberluft bzw. Kesselluft in den Druckbehälter ein. Zu einem anderen Teil wird die Druckluft als Unterluft bzw. Schlauchluft in die Druckleitung oder Förderleitung gegeben. Das Fördermedium wird durch das Mischwerk zum Kesselabgang geschoben und dort mittels der Unterluft in einzelne Materialpakete zerteilt und gefördert. Dabei schiebt die Druckluft das Fördermedium, ähnlich wie in einer Rohrpostanlage, in vielen, einzelnen Pfropfen bei einem Betriebsdruck von 4 bis 5 bar durch die Druckleitung.

 

Mittels der Pfropfenförderung sind vor allem nicht fließfähige, plastische Materialien förderbar. Als Fördermedium kommen Sande, Kiese und Erden in Frage. Die maximale Zuschlagkörnung ergibt sich primär aus dem Durchmesser des Kesselabgangs. Sehr gute Resultate erzielten unsere Versuchsreihen mit Körnungen bis 6 mm. QMB® - Volumina von 500 bis 2.000 Liter ließen sich so in wenigen Betriebsminuten optimal befüllen. Die standardmäßig zur Verfügung stehenden Maschinen gestatten Leistungsparameter von  4,0 bis 5,0 m³/h Förderleistung bei Förderweiten bis ca. 160 m pro Anlage.

 

Ein Maschinenkomplex wird i.d.R. von 3 Arbeitskräften bedient. Damit erzielen wir neben der erheblichen Zeiteinsparung eine drastische Reduzierung der erforderlichen Helfer im Notfalleinsatz vor Ort! Bei z.B. 160 m Förderschlauchlänge können von einem Maschinenstandplatz rd. 300 m Deichfläche, Deichkrone, Uferrand o.ä. bestrichen werden. Eine Umsetzung der Einheit ist mit Geländewagen oder kleinem LKW problemlos durch die Bedienmannschaft zu bewerkstelligen.


Konkrete Auswertungsergebnisse liegen als Forschungsbericht vor.

Geopier®-Bohr-Rammsäule
Geopier®-Bohr-Rammsäule
Probebelastung Windpark Pirow
Probebelastung Windpark Pirow

Geopier®-Bohr-Rammsäulen

Seit 2005 beschäftigt sich vgs mit Untersuchungen zur Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten und der technischen Ausstattung von Geopier®-Bohr-Rammsäulen sowie zur Anwendbarkeit dynamischer Prüfverfahren für Geopier®-Bohr-Rammsäulen. Projektträger ist die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" (AiF), der Zuwendungsgeber ist das Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit.

Die Projektpartner verfolgen mit dem Kooperationsprojekt folgende Zielstellungen:

 

  • Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten der Geopier-Bohr-Rammsäulen
  • Erweiterung des Einsatzes in extrem strukturschwachen Böden (Klei, Torf) mit cu < 15 kN/m²
  • Erweiterung des Einsatzes in extrem locker gelagerten Böden (z.B. Kippenböden); Herstellung der Säulen aus dem Bohrgut
  • Untersuchung des Einsatzes von Kies und Sand statt Schotter als Säulenfüllmaterial
  • Erhöhung der Scherfestigkeit der Säulen durch Verwendung von Geogittern als Säulenummantelung
  • Verbesserung der Bohrlochstandfestigkeit durch Verwendung einer "Geogitterschalung"
  • Einsatz dynamischer Prüfverfahren zur Ermittlung der Säulentragfähigkeit und für Routineuntersuchungen der Qualitätskontrolle.

Die vgs INGENIEURE Dr. Köhler und Kirschstein GmbH übernimmt die Aufgaben der Planung und Überwachung. Im Einzelnen sind dies

 

  1. Kenntnisstandsanalysen
  2. Konzeption und Überwachung der Modell- und Großversuche
  3. Entwurf einer Technologie für den Einbau von Geogitter-"Rohren" in die Geopier® Säulen
  4. Ableitung von Bemessungsansätzen für die Bemessung der Säulen
    - in extrem strukturschwachen Böden
    - bei Ersatz des Schotters durch Kies und Sand
    - bei Verwendung von Geogittern als Säulenummantelung
  5. Einsatz dynamischer Prüfverfahren für die Tragkraftprüfung und Strukturkontrolle der Säulen.

 

vgs entwickelt mit ihrem Kooperationspartner den Prototyp für einen "Kippenstampfer", mit dem die Verdichtung anstehender nichtbindiger Böden sowie von Kies und Sand möglich ist, ein Gebrauchsmuster für eine "Geogitterschalung" sowie eine permanente Geogitterummantelung der Säulen zur Erhöhung der Scherfestigkeit.

 

Über den weiteren Verlauf dieses Forschungsvorhabens wird unter Aktuelles informiert.