3R Grabenloser Leitungsbau (Vorschau)

FACHBERICHT SPECIAL BODENMANAGEMENT
kerungszahlen in urbanen Räumen und dem Menschen
als einflussnehmenden Faktor steigt, bedingt auch durch
erhöhte Emissionswerte, der Bedarf an Bäumen in unseren
Städten. Obwohl dies allgemein bekannt ist, bilden Stadtbäume
immer wieder die Grundlage für Interessenkonflikte
und fallen diesen oftmals zum Opfer.
Platz, sowohl oberirdisch als auch unterirdisch, ist in Städten
Mangelware (Bild 1) und zudem meist teuer. Immer
dichtere Bebauung, ein steigender Bedarf an Ver- und
Entsorgungsleitungen sowie an versiegelten Flächen minimiert
den für die Wurzeln nutzbaren Bodenraum. Das
Bodengefüge der z.T. schlecht verdichteten Leitungszonen
bildet dagegen einen erweiterten Lebensraum für das
Wurzelwerk. Wurzeln wachsen aber nicht nur in bestehende
Porenräume des Bodens, sondern auch in undichte
Rohrverbindungen, wo sie zu Verstopfungen, Spannungen
und größeren Undichtigkeiten oder Rissen führen [5, 6].
Kostenintensive Aufgrabungen, baumschädigende Wurzelkappungen
und zeitlich aufwändige Reparaturen sind
die Folge.
Da Wurzeln den Weg des geringsten Widerstandes wählen,
kann eine Durchwurzelung des Leitungsgrabens nur
durch homogene und möglichst dichte Verfüllbaustoffe
unterbunden werden. Im Gegenzug müssen die pflanzenverfügbaren
Böden (Porosität verschiedener Mineralböden
= 30 – 60 Vol.-% [7]) bzw. Substrate höhere Porositäten
aufweisen [5, 6]. Homogen verdichtete Sande mit einer
breiten Kornabstufung zeigten in Laborversuchen eine
Porosität von ca. 30 Vol.-% und könnten somit durchaus
bei entsprechenden angrenzenden Böden und Substraten
als Wurzelschutzmaterial eingesetzt werden. Allerdings
ist, insbesondere in urbanen Bereichen, eine Bettung mit
homogener und hoher Verdichtung kaum möglich. Porositäten
von durchaus 60 bis 70 Vol.-% bei breitgestufter
Körnung können in Zwickelbereichen, unterhalb der Rohre
und Kabel oder in anderen schlecht verdichteten Bereichen
die Folge sein. Auch übliche Flüssigböden bieten bei
gleicher Körnung mit einer Porosität von 40 Vol.-% noch
keinen erhöhten Durchwurzelungsschutz. Zwar stellen
sie eine homogene Bettung sicher, jedoch führt der hohe
Wassergehalt, bei ausschließlicher Verdichtung durch die
Schwerkraft, zu einem hohen Gehalt an kapillar wirkende
Mittelporen (72,5 Vol.-%), die den für die Wurzeln wichtigen
Gas- und Wasseraustausch ermöglichen. Aktuelle Forschung
am FG Werkstoffe des Bauwesens und Bauchemie
der Universität Kassel zielt darauf ab, diesen Porengehalt
zu minimieren, um dichtere Verfüllbaustoffe für urbane
Böden zu entwickeln.
Ausblick
Das Themenfeld der Rohrbettung und der entsprechenden
Verfüllbaustoffe ist aufgrund beengter Platzverhältnisse in
urbanen Böden bei steigender und flexibler Vernetzung
aber auch durch immer häufiger auftretende Schäden an
bestehenden Rohr- und Kabelmaterialien sowie der aktuellen
Energie- und Umweltpolitik einem starken Wandel
unterzogen. Ein Verfüllbaustoff sollte künftig mehr können,
als nur unter unbedrängten Verhältnissen ein Rohr
zu ummanteln. Er muss unter widrigen und beengten
Bedingungen jegliche Rohr-, Leitungs- und Kabelmaterialien
dauerhaft und homogen betten aber auch flexibel auf
Veränderung durch neue Vernetzungen und Anschlüsse
reagieren können. Er muss Bereiche definieren aber auch
Grenzen schaffen sowie entstehende Wärme abführen
oder speichern.
Erste Städte (z. B. Göttingen) haben mittlerweile vollständig
auf Flüssigböden umgestellt. Andere Städte ziehen
aufgrund von erfolgreichen Umsetzungen, steigendem
Informationsaustausch und dem durch die FGSV entwickelten
Hinweis [2] (in Ausarbeitung zu einem Merkblatt)
nach. Weitere Forschung und Entwicklung lässt immer
neue Anwendungsfelder entstehen und optimiert den
Baustoff hin zu intelligenteren Nutzungen, einer steigende
Wirtschaftlichkeit und verbesserten Nachhaltigkeit.
Literatur
[1] Wellner, F.; Vogel, J.: Fehler und Beanspruchungsbetrachtung bei
der Grabenverfüllung. Rohrbau Kongress, Tagungsband, S. 189
– 192, Weimar, 1999
[2] FGSV: H ZFSV - Hinweise für die Herstellung und Verwendung
von zeitweise fließfähigen, selbstverdichtenden Verfüllbaustoffen
(ZFSV) im Erdbau. FGSV-Nr. 563, Köln, 2012
[3] Statistisches Bundesamt: Abfallbilanz 2009, Wiesbaden, August
2011
[4] Pietsch, J.; Kamieth; H.: Stadtböden: Entwicklungen, Belastungen,
Bewertung und Planung, Verlag Blottner, Taunusstein, 1991
[5] IKT: Ökologische Auswirkungen von Wurzeleinwuchs in
Abwasserkanälen und -leitungen und ökonomische Maßnahmen
zur Schadensvermeidung und Sanierung Forschungsprojekt;
Gelsenkirchen, März 2001
[6] IKT: Wurzeleinwuchs in Abwasserleitungen und Kanäle;
Forschungsprojekt; Gelsenkirchen, Juli 2004
[7] Scheffer, F.; Schachtschabel, P.: Lehrbuch der Bodenkunde. 16.
Auflage, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, 2010
Dipl.-Ing. JANA SIMON
AUTOREN
Universität Kassel, FG Werkstoffe des Bauwesens
und Bauchemie, Kassel
Tel. +49 (0)561 804-7429
E-Mail: jana.simon@uni-kassel.de
Prof. Dr. rer. nat. BERNHARD MIDDENDORF
Universität Kassel, FG Werkstoffe des Bauwesens
und Bauchemie, Kassel
Tel. +49 (0)561 804-2601
E-Mail: middendorf@uni-kassel.de
42 07-08 | 2014