Messtechnische und numerische Untersuchungen einer Kippenstabilisierung

• Published in: Geotechnik Vol. 41; no. 2; pp. 99 - 108
• Main Authors: Wegener, Dirk, Hering, Christian
• Format: Journal Article
• Language: German
• Published: Essen Wiley Subscription Services, Inc 01.06.2018
• Subjects: Compacted soils; Computer simulation; Geotechnical engineering; Grain size distribution; Groundwater; Hazards; Lignite; Liquefaction; Overburden; Pore water pressure; Sand; Soil compaction; Stone columns; Vibroreplacement
• ISSN: 0172-6145; 2190-6653
• DOI: 10.1002/gete.201700019

Abstract In der Lausitz ist eine Eisenbahnstrecke auf einer Abraumkippe eines ehemaligen Tagebaus geführt. Dabei verblieben nach Einstellung des Tagebaubetriebs weitgehend ungesicherte Kippenbereiche im Untergrund. Das Kippenmaterial besteht aus locker gelagerten Sanden, die aufgrund ihrer Kornzusammensetzung bei hoher Wassersättigung und entsprechendem Initialeintrag zur Verflüssigung neigen. Zur Gewährleistung eines sicheren Eisenbahnbetriebs des eingleisigen Streckenabschnitts war eine Geschwindigkeitsbeschränkung auf 30 km/h und eine permanente geotechnische Überwachung notwendig. Durch den nach dem Ende der Braunkohlenförderung prognostizierten großräumigen Grundwasserwiederanstieg und den vorgesehenen zweigleisigen Eisenbahnbetrieb bestand akuter Handlungsbedarf zur dauerhaften Beseitigung der Setzungsfließgefahr. Dazu wurde mittels Rüttelstopf‐ bzw. Rütteldruckverdichtung ein versteckter Damm hergestellt. Anhand der Ergebnisse von Schwingungs‐ und Porenwasserdruckmessungen wird gezeigt, wie sich der unverdichtete und mittels Rüttelstopf‐ und Rütteldruckverdichtung verdichtete Kippenboden verhält. Mittels numerischen Simulationen und deren Ergebnissen werden die Säulenherstellung realistisch erfasst und die gemessene Porenwasserdruckentwicklung bestätigt. Abstract Measurements and numerical investigations of a dump stabilisation. In the Lausitz, a railway line were founded on a overburden dump of a former open‐pit mine. After termination of the mining operation largely unprotected dumping areas remained in the subsoil. The dump material consists of loose sands, which tend to liquefaction due to initial impulse by reason of their grain size distribution at high water saturation. A speed limit of 30 km/h and a permanent geotechnical monitoring were necessary to ensure safe railway operation of the single track section. As a result of the large‐scale groundwater resurgence prediction after the end of the lignite coal production and the planned two‐track railway operation, there was an acute need for action to permanently eliminate the danger of liquefaction. For this purpose, a hidden dam was produced by means of vibro compaction or vibro replacement with stone columns. On the basis of the results of vibration measurements and pore water pressure measurements, the behaviour of the noncompacted soil and the soil compacted by vibro compaction or vibro replacement is shown. By means of numerical simulations and their results, the construction of the vibro replacement stone columns is determined realistically and the measured access pore water pressure is confirmed.