Erdbau

Erdbau: Arbeitsbereich der Balitechnik, in dem der natürliche Boden als Baustoff benutzt wird; umfasst Lösen, Laden, Fördern. Ablagern, Einbauen, Verdichten und Einebnen (Planieren) von Erdmassen. Zu den hauptsächlichen Aufgaben des Erdbau gehören: Aushub von Einschnitten und Anschnitten für Wasserläufe und Verkehrswege sowie von Baugruben, Herstellung von Dämmen und Deichen, Gewinnung von Kies, Sund und Ton als Baustoffe, in geringer Tiefe liegenden Vorkommen an Kohle, Erz, Festgestein u.a., Schüttung von Kippen und Halden, Regulierung von Gelände. Alle Stufen der Erdbautechnik, von der reinen Hand- bis zur vollmechanisierten Arbeit, werden je nach Größe der zu bewältigenden Erdarbeit und je nach technischer Entwicklung des betr. Landes auch heute noch angewandt, und zwar für die einzelnen Arbeitsgänge wie folgt: Lösen und Laden von Hand, mit Bagger, Flachbagger, Lader, Druckwasser - wobei in allen Fällen Fels durch Sprengung vorgelöst werden kann -: Fördern mit Karren, Tragkorb. Fuhrwerk, Gleisbetrieb. Rad- oder Kettenfahrzeug, Bandförderer, Seilschwebebahn, Schrägaufzug bzw. Bremsberg. Spülleitung: Verdichten mit Hand- oder maschinellem Stampfer, Walze, Rüttler, Spülwasser, Verdichtungssprengung. Das Lösen wird auch als Abtrag oder Bodengewinnung, Laden und Fördern werden als Bodentransport, Schütten, Planieren und Verdichten zusammen als Bodeneinbau bez. Ziel der Verdichtung ist die bleibende Verminderung des Porenanteils des Schüttbodens.
Die Lösefestigkeit wird durch die Art der einsetzbaren Lösemittel charakterisiert; eine neue Einteilung nach bodenmechanischen Kennzeichnungen ist in Vorbereitung. Die Erdmassen nehmen im gelösten Zustand ein größeres Volumen ein als im gewachsenen: das Verhältnis der beiden Volumina wird als Auflockerung bez.
Die wichtigsten Formen von Erdbauwerken sind Damm und Einschnitt. Ein Damm ist ein langgestreckter Erd- oder Steinkörper mit trapezförmigem Querschnitt, der als Fundament für einen Verkehrsweg oder als Absperreinrichtung für einen Stauraum dient. Dämme werden aus Locker- oder Felsgestein, u. U. auch aus Schlacke oder Asche, geschüttet und verdichtet: nach dem Schüttmaterial unterscheidet man Erd- und Steindämme. Bei Verkehrsdämmen dürfen keine für den Verkehrsweg schädlichen Setzungen auftreten. Staudämme müssen dem Wasserdruck standhalten und wasserdicht sein. Die Standfestigkeit wird durch den Stützkörper gegeben: die Dichtung kann als Dichtungskern aus Ton im Innern des Dammes oder als wasserseitige Außendichtung aus Asphalt, Bitumen, Plastfolien, Lehm o. ä. aufgebracht werden. Die Ausbildung der Böschung richtet sich nach dem Verwendungszweck des Dammes. Die in den letzten Jahrzehnten gewonnenen Erkenntnisse in der Bodenmechanik, in der Ingenieurgeologie und im Erdbau selbst sowie die Entwicklung leistungsfähiger Erdbaumaschinen haben große Fortschritte im Dammbau ermöglicht, so dass Staudämme von großer Höhe hergestellt und Verkehrsdämme dank moderner Einbau- und Verdichtungsmethoden sofort nach Fertigstellung genutzt werden können.
Ein Einschnitt ergibt sich, wenn das Längsprofil eines Verkehrsweges - Eisenbahn, Straße, Kanal - unter der Geländeoberfläche verläuft. Im Verkehrsbau strebt man eine Linienführung an, bei der die beim Herstellen der Einschnitte gewonnenen etwa den für das Schütten der Dämme benötigten Erdmassen entspr. Sind zusätzliche Schüttmassen notwendig, so werden diese aus einer Seitenentnahme gewonnen. Beim Bau eines Verkehrswegs entlang eines Hanges entsteht oft ein Anschnitt, bei dem im gleichen Querschnitt teils Abtrag und teils Auftrag erforderlich ist.
Erdbebensicheres Bauen erfordert konstruktive Maßnahmen zum Abfangen der horizontalen Erdbebenkräfte, da Bauwerke bei Erdbeben weniger durch vertikale als vielmehr durch horizontale Beschleunigungen und die dadurch hervorgerufenen Massenkräfte und Verformungen gefährdet sind. Man erreicht dies einmal durch dynamische Trennung des Fundaments vom aufgehenden Bauwerk durch relativ weiche, horizontale Zwischenlagen (z. B. Schotter) und zum anderen durch Anordnung von Sollbruchstellen in vertikalen Fugen. Im Normalzustand und bei leichten Beben wird die Wirkung dieser Zwischenlagen durch konstruktive Vorkehrungen (z. B. Verzahnung der Wände) ausgeschaltet. Die Sollbruchstellen bleiben starre Verbindungen. Erst bei Überschreitung vorgegebener seismischer Lasten gehen die Verbindungen zu Bruch, und die weichen Zwischenlagen sowie Sollbruchstellen werden wirksam, wodurch das Bauwerk weicher gemacht wird und die Beschleunigungsauswirkungen reduziert werden.