Düser, Olaf

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Conference Paper, Published VersionDüser, OlafErosions- und überströmungssichere Ausbildung einerDeichkonstruktion am Wildgewässer BreitachDresdner Wasserbauliche MitteilungenZur Verfügung gestellt in Kooperation mit/Provided in Cooperation with:Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und technischeHydromechanikVerfügbar unter/Available at: https://hdl.handle.net/20.500.11970/103513Vorgeschlagene Zitierweise/Suggested citation:Düser, Olaf (2013): Erosions- und überströmungssichere Ausbildung einer Deichkonstruktionam Wildgewässer Breitach. In: Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau undtechnische Hydromechanik (Hg.): Technischer und organisatorischer Hochwasserschutz -Bauwerke, Anforderungen, Modelle. Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen 48. Dresden:Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und technische Hydromechanik. S.317-323.Standardnutzungsbedingungen/Terms of Use:Die Dokumente in HENRY stehen unter der Creative Commons Lizenz CC BY 4.0, sofern keine abweichendenNutzungsbedingungen getroffen wurden. Damit ist sowohl die kommerzielle Nutzung als auch das Teilen, dieWeiterbearbeitung und Speicherung erlaubt. Das Verwenden und das Bearbeiten stehen unter der Bedingung derNamensnennung. Im Einzelfall kann eine restriktivere Lizenz gelten; dann gelten abweichend von den obigenNutzungsbedingungen die in der dort genannten Lizenz gewährten Nutzungsrechte.Documents in HENRY are made available under the Creative Commons License CC BY 4.0, if no other license isapplicable. Under CC BY 4.0 commercial use and sharing, remixing, transforming, and building upon the materialof the work is permitted. In some cases a different, more restrictive license may apply; if applicable the terms ofthe restrictive license will be binding.318 Erosions- und überströmungssichere Ausbildung einer Konstruktion am Wildgewässer Breitach   Für die Standsicherheit war der Deichkörper mit hoher Scherfestigkeit auszubilden und das Deichauflager mit den Aueablagerungen und/oder Altwasserablagerungen hinsichtlich Festig-keit zu erhöhen und zu vergleichmäßigen. 2.1 Aufbau des Deichkörpers aus Breitachkies Der auf Halde deponierte Flusskies wies ein weit gespanntes Korngrößenspektrum vornehm-lich vom Sand bis hin zu Steinen und Blöcken auf. Um einen möglichst homogenen und scherfesten Erdstoff für den Deichbau zu erhalten, wurde das Material gebrochen. Hierzu wurde eine mobile Brecheinrichtung in Form eines leistungsstarken Traktors mit einer Prall-mühle als Anbaugerät eingesetzt. In Abb. 1 ist die Brechanlage im Einsatz dargestellt. Der Kies wurde in Lagenstärken von ca. 0,3 m auf der Deichtrasse ausgebracht und anschließend vor Ort mit dem Brecher durchgearbeitet. Anschließend wurde die gebrochene Lage verdich-tet und die nächste Ebene aufgebracht. Abb. 1: Mobile Brecheinrichtung zur Homogenisierung des Kieses an der Einbaustelle Mit der Brechanlage wurde eine außergewöhnlich hohe Produktqualität erreicht. In Abb. 2 sind das Körnungsband des Ausgangsmaterials sowie mehrere Korngrößenverteilungen von gebrochenen Proben, entnommen über einen größeren Trassenabschnitt, dargestellt. Die ein-heitliche Korngrößenzusammensetzung ist deutlich ersichtlich. Auch die Bruchflächigkeit ist mit nahezu 100 % als hervorragend zu bezeichnen. 36. Dresdner Wasserbaukolloquium 2013: „Technischer und organisatorischer Hochwasserschutz“ Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 48 319   Block C2 Saal 4  Abb. 2:  Breitachkies vor und nach erfolgtem Zerkleinerungsprozess  2.2 Stabilisierung des Deichauflagers Zur Erhöhung und Vergleichmäßigung der Festigkeit im Bereich des Deichauflagers wurden die bindigen Aue- und Altwasserablagerungen mit hydraulischem Mischbindemittel stabili-siert. Hierzu wurden die bindigen Schichten lagenweise aufgenommen, mit Bindemittel ver-setzt, einer Bodenfräse durchmischt und verdichtet wiederum lagenweise eingebaut. Somit konnten auch Bereiche mit Mächtigkeiten von bis zu 1,5 m stabilisiert werden. Analog wurde auch in den Abschnitten mit direkt anstehendem kiesigem Untergrund vorgegangen, hier wurde stabilisiertes Auematerial mit eingearbeitet. Mit einem Bindemittelanteil um 5 Massen-% wurde die Druckfestigkeit von entnommenem Probenmaterial gegenüber dem nicht stabili-sierten Ausgangsmaterial deutlich erhöht. 3 Standsicherheit Die Berechnungen wurden nach dem Teilsicherheitskonzept de DIN 1054 ausgeführt. Auf der Binnenseite wurde nahe des Deichfußes eine Sohldruckentspannung in den Bereichen vorge-sehen, in denen nicht sichergestellt war, das eine Entspannung auf natürlichem Wege erfolgte (z.B. nahe gelegene Binnenentwässerung oder Talkiese bis zur Geländeoberfläche etc.). In Abb. 3 ist das Ergebnis von Berechnungen der zu erwartenden Strom- und Äquipotenzial-linien im Hochwasserfall mit bordvollem Einstau wiedergegeben. 320 Erosions- und überströmungssichere Ausbildung einer Konstruktion am Wildgewässer Breitach    Abb. 3: Stationärer Durchströmung im Lastfall Volleinstau Die standsichere Deichkonstruktion für den Lastfall Volleinstau ist in Abb. 4 wiedergegeben. Beispielsweise errechnet sich für die Gesamtstandsicherheit hinsichtlich binnenseitigem Bö-schungsbruch ein Ausnutzungsgrad von höchstens ca. 0,8.     Abb. 4: Binnenseitige Böschungsstandsicherheit bei Volleinstau und Unterströmung. Alle weiteren Nachweise zum Spreizen, zum Gleiten, zur wasserseitigen Böschungsstandsi-cherheit bei raschem Absunk sowie zu hydrodynamischen Beanspruchungen (Suffosion, inne-re Erosion etc.) zeigten eine standsichere Ausbildung der Konstruktion. 36. Dresdner Wasserbaukolloquium 2013: „Technischer und organisatorischer Hochwasserschutz“ Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 48 321   Block C2 Saal 4 4 Dimensionierung der Erosionssperre Um zunächst die Größenordnung von zu erwartenden Abbrucherscheinungen im Ufer- und Deichbereich näher eingrenzen zu können, wurden diverse Geländeaufnahmen an Abbruch-stellen nach Hochwasserereignissen wie dem Pfingsthochwasser 1999 und dem Augusthoch-wasser 2005 an der Iller im Oberstrombereich vorgenommen. Die untersuchten Böschungsab-schnitte bestanden aus den typischen, in voralpinen Talebenen anzutreffenden Erdstoffen wie Aueablagerungen und schluffigen Kiesen. In Abb. 5 sind einige Vermessungsergebnisse dar-gestellt. Die gestrichelte Linie stellt dabei die annähernd ungünstigste Abbruchkontur dar, die für die weiteren Betrachtungen als Grundlage verwendet wird.  Abb. 5: Uferabbrüche und Modellabbruch für die Dimensionierung einer Erosionssperre Basierend auf den Vermessungsergebnissen werden ein 2 m hoher senkrechter Abbruch sowie nachfolgend eine flache wasserseitige Böschungsneigung angesetzt. Die Neigung der Flach-böschung entspricht ungefähr der halben Größe des inneren Reibungswinkels des Erdstoffs im Abbruchbereich. Die Trasse der Erosionssperre wird in Deichmitte geplant, um neben ei-ner Spundwandkonstruktion auch andere Bauvarianten z.B. mit einer mit Steckträgern be-wehrten Erdbetonwand (FMI-Verfahren der Fa. Sidla-Schönberger, Schöllnach oder MIP-Verfahren der Fa. Baue, Schrobenhausen) ausführen zu können. In Abb. 6 ist die entwickelte Abbruchsituation dargestellt. 322 Erosions- und überströmungssichere Ausbildung einer Konstruktion am Wildgewässer Breitach     Abb. 6: Abbruchszenario für einen Deichkörper mit Erosionssperre Für eine derartige Konstruktion wurde unter Berücksichtigung der anstehenden Baugrundver-hältnisse die Erosionssperre bemessen. In Abb. 7 ist das Ergebnis mit einer Wandlänge der Sperre von 6 m für eine Spundwand dargestellt. Für die Berechnungen werden die Teilsicher-heitsbeiwerte gemäß DIN 1054 für eine außergewöhnliche Bemessungssituation (BS-A) be-rücksichtigt.  Abb. 7: Wasserseitiger Teilabbruch; Erosionssperre mit 6 m Länge. Mit der benannten Sperrenlänge von 6 m kann auch ein Teilabbruch bei Deichüberströmung standsicher abgefangen werden, s. Abb. 8. 36. Dresdner Wasserbaukolloquium 2013: „Technischer und organisatorischer Hochwasserschutz“ Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 48 323   Block C2 Saal 4  Abb. 8: Binnenseitig standsicher überbrückbarer Abbruch infolge Überströmung bei einer Sperrenlänge von 6 m. Erosionssperren können auch im Zuge von Deichertüchtigungsmaßnahmen sehr wirtschaftlich eingesetzt werden. Die Sperre verhindert die unmittelbare Deichdurchströmung und gewährt ein Sicherheitspotenzial auch bei bewachsenen Deichkonstruktionen (Lastfall Windwurf), bei Wühltierbefall und Überströmung des Deichs.  Autor:  Dr.-Ing. Olaf Düser  Dr. Ebel & Co. Ingenieurgesellschaft für Geotechnik und Wasserwirtschaft mbH Sankt-Ulrich-Straße 21 88410 Bad Wurzach  Tel.: +49 754 9489710 Fax: +49 7564 9489799 E-Mail:  info@geotechnik-ebel.de              

Erosions- und überströmungssichere Ausbildung einer Deichkonstruktion am Wildgewässer Breitach

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Erosions- und überströmungssichere Ausbildung einer Deichkonstruktion am Wildgewässer Breitach

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