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Projektlaufzeit: 2011 – 2012
Auftraggeber:Landeshauptstadt Wiesbaden, Der Magistrat Hochbauamt, Gustav-Stresemann-Straße 15, 65198 Wiesbaden
Unterhalb der Burg Sonnenberg in Wiesbaden steht unmittelbar hinter den Wohnhäusern eine steil aufragende, rd. 10 m hohe Felsböschung an, die von Felstrennflächen mit z.T. sehr hohem Durchtrennungsgrad durchzogen wird. Zum Schutz vor Steinschlaggefahr wurde bereits in den 70iger Jahren des letzten Jahrhunderts die Felsböschung und der darüber liegende steil nach Nordwesten hin einfallende Hang zwischen der Zwingermauer der Burg Sonnenberg und den Anwesen mit einem Drahtgeflecht vernetzt.
Im Jahre 2009 trat im mittleren Böschungsabschnitt ein Felsausbruch mit einer geschätzten Kubatur von rd. 0,5 m3 ein. Infolge dieser Kluftkörperablösungen aus dem Gebirgsverband kam es zu Spannungsumlagerungen, die im unteren und mittleren Bereich der Felsböschung in letzter Zeit zu örtlich begrenzten Riss- und Spaltenbildungen führten. Neben dem Gebirgsbereich des Felsausbruches mit erhöhter Teilbeweglichkeit resp. hohem Zerlegungsgrad sind in der Felsböschung noch weitere gleitgefährdete Kluftkörper resp. Felskeile von bis zu ca. 1 m³ Größe vorhanden, mit deren Ablösung aus dem Gebirgsverband durch Verwitterung, Frosteinwirkung, Wurzel- und Kluftwasserdruck mittelfristig –in Abhängigkeit von den Witterungsverhältnissen auch kurzfristig– gerechnet werden musste.
Zur Wiederherstellung einer den Ansprüchen der Norm genügenden Standsicherheit resp. zur Gefahrenabwehr wurde die vorhandene Vernetzung abschnittsweise rückgebaut und entsprechend den vorliegenden geologischen/örtlichen Randbedingungen durch ein dicht an der Felsoberfläche aufliegendes Drahtgeflecht mit entsprechendem Rückhaltevermögen ausgetauscht. Zur Befestigung des aufliegenden Drahtgeflechtes wurden neue Felsnägel / Felsbolzen eingebaut, wobei auch die vorhandenen Ösenanker mit verwendet wurden.
Bereiche mit deutlich erhöhtem Gebirgszerlegungsgrad, Felsüberhänge und vorhandene Felsnischen, u.a. auch im Gründungsbereich der am Felsböschungskopf verlaufenden Bruchsteinmauer, wurden örtlich begrenzt mit bewehrtem Spritzbeton gesichert bzw. unterfangen.
Zur Vermeidung eines sich in den Klüften aufbauenden Kluftwasserdruckes wurden nach Abschluss der Sanierungs-/Sicherungsmaßnahme Entwässerungsbohrungen hergestellt.
Foto: Sanierungsarbeiten an Stützmauer und Felsböschung
Foto: Endzustand gesicherte Stützmauer und Felsböschung
Projektlaufzeit: 2012
Auftraggeber:Landeshauptstadt Wiesbaden, Der Magistrat Hochbauamt, Gustav-Stresemann-Straße 15, 65198 Wiesbaden
Im Anwesen „Am Heienberg 19“ im Stadtteil Wiesbaden-Sonnenberg lösten sich Ende Dezember 2011 Felsbrocken bis zu Kindskopfgröße aus einer mit einer Drahtnetzverhängung gesicherten Felsböschung ab und kamen erst im Zufahrtsbereich zur Garage zum Liegen. Unmittelbar schadensauslösend dürften dabei die ergiebigen Niederschläge im Dezember 2011 gewirkt haben, die dazu führten, dass sich ein Kluftwasser- bzw. Strömungsdruck aufbaute und die treibenden Kräfte in der Felspartie erhöhten, bis der Felsausbruch eintrat.
Das Anwesen liegt im Bereich eines ehemaligen Steinbruchs, in dem ein Metavulkanit (Serizitgneis) ordovizisch-silurischen Alters aufgrund seiner guten Spaltbarkeit und seines hohen Quarzgehaltes als Naturwerkstein für Platten, Pfeiler, Sockel-, Mauer- und Verblendsteine gewonnen wurde.
Im Laufe der Jahre traten in der durch Steinbruchtätigkeit angelegten Felsböschung Spannungsumlagerungen durch Frost- und Felsschub sowie Temperatureinwirkungen auf, die den Gebirgsverband neben den durch den Abtrag hervorgerufenen, unvermeidbaren Gefügeauflockerungen zunehmend entfestigten, und dazu Anlass gaben, die Felsböschung in den 70iger Jahren des letzten Jahrhunderts mit einem Drahtgeflecht zu vernetzen.
Entsprechend dem damaligen Stand der Technik wurden im Rasterabstand von 2 m bis 3 m Ösenanker eingebaut, durch die Ösen der Anker horizontal und vertikal verlaufende Drahtseile gespannt und auf diese ein Vierkant-Drahtgeflecht gelegt, das an den Drahtseilen und im Überlappungsbereich der einzelnen Bahnen Masche für Masche mit Draht verrödelt wurde. Das Schutznetz wurde dabei mit Abstand zur Böschungsfläche montiert, damit aus dem Gesteinsverband lösende Kluftkörper zwischen der Böschung und dem Schutznetz quasi kontrolliert zum Böschungsfuß hinunterrollen bzw. abgleiten können. Grundsätzlich ist hierzu anzumerken, dass erst in den 60ziger Jahren des letzten Jahrhunderts Drahtschutznetze gegen Steinschlag zum Einsatz kamen und zum Zeitpunkt der Installation der zuvor beschriebenen Schutznetze auch noch keine großen Erfahrungen und Erkenntnisse über das System- und Langzeitverhalten dieser Konstruktionsart vorlagen. Diese Bauweise kommt auch heute nur noch in Ausnahmenfällen zur Anwendung und zwar dort, wo ein entsprechender Auffangraum zwischen Böschungsfuß und dem zu schützenden Objekt vorhanden ist. Im Bereich des Steinschlagereignisses bestand die Gefahr, dass sich mittelfristig – in Abhängigkeit von extremen Witterungsverhältnissen auch kurzfristig – in labiler Lagerung befindliche Kluftkörper aus dem Gebirgsverband infolge Verwitterung, Frosteinwirkung, Wurzel- und Kluftwasserdruck ablösen, die von der vorhandenen Vernetzungskonstruktion aufgrund des damals gewählten, relativ großen Abstands zur Felsböschung, insbesondere am Böschungsfuß, nicht wirksam aufgefangen werden können.
Unter Berücksichtigung der geologischen Verhältnisse und der örtlichen Randbedingungen wurde die vorhandene Vernetzung nach Vegetationsfreischnitt abschnittsweise rückgebaut, die Felsböschung von losem Felsmaterial beräumt, d.h. absturzbereite Blöcke und locker in der Böschung liegenden Steine wurden durch gezieltes Lösen beseitigt, und ein auf der Felsoberfläche satt aufliegendes hochzugfestes Drahtgeflecht installiert, das Steine und Felsblöcke, die sich aus dem Gebirgsverband lösen können, an Ort und Stelle sichert bzw. stabilisiert und somit auch eine fortschreitende Auflockerung des Gebirges verhindert. Zur Befestigung des aufliegenden Drahtgeflechtes wurden neue Felsnägel / Felsbolzen eingebaut, wobei auch die vorhandenen Ösenanker mit verwendet wurden.
Zur Vermeidung eines sich in den Klüften aufbauenden Kluftwasserdruckes wurden nach Abschluss der Sanierungs-/Sicherungsmaßnahme Entwässerungsbohrungen hergestellt.
Foto: Sanierungsarbeiten mit Lafette im Hang
Foto: Endzustand gesicherte Felsböschung
Projektlaufzeit: 2012
Auftraggeber: Schaefer Kalk GmbH & Co. KG, Aarstraße, 65628 Hahnstätten
Im Juni 2012 wurde auf der Nordseite der Abraumhalde des Laybruchs in Hahnstätten ein Zwischenlager für Ofensteine angelegt, um Produktionsstillstände infolge eventueller Störfälle, wie z.B. Maschinenreparaturen im Tagebau oder witterungsbedingter Abbaustillstände über einen bestimmten Zeitraum überbrücken zu können.
Zur Schaffung des Zwischenlagers resp. der Bevorratungsfläche wurde in der seit Jahrzehnten bestehenden Abraumhalde auf einer Länge von rd. 60 m ein halbkreisförmiger Einschnitt unter einer Böschungsneigung von 60° und mit einer Böschungshöhe von rd. 7m hergestellt. Die Einschnittsböschung wurde anschließend durch eine Steinschlichtung aus großvolumigen Kalksteinblöcken (Fußbreite der Steinschlichtung 3m, Neigung der Ansichtsfläche bis zu rd. 60°) gesichert, wobei vor Einbau der Blöcke hangseits ein Vlies zur Gewährleistung der Filterstabilität verlegt wurde. Die Sohlfläche der Steinschlichtung und des Ofensteinlagers wurde mit Gefälle zur Vorflut angelegt. Für die Hinterfüllung und zum Ausfüllen der Zwickel zwischen den Kalksteinblöcken wurde bauherreneigenes, grobkörniges Material (ohne Nullkorn-Anteil) verwendet.
Foto: Endzustand Ofenlager
Bild: Standsicherheitsberechnungen
Projektlaufzeit: 2012
Auftraggeber: Schaefer Kalk GmbH & Co. KG, Aarstraße, 65628 Hahnstätten
Im westlichen Steinbruchbereich des Laybruchs in Hahnstätten wurden im Frühjahr 2012 starke Böschungsverformungen in der den mitteldevonischen Kalkstein überlagernden Lockergesteinsdecke festgestellt. Aufgrund einer akuten Böschungsrutschgefahr wurde der auf der „Sohle 96 m“ liegende Fahrweg zum Brecher 2 für jeglichen Fahrzeugverkehr gesperrt und in der rutschgefährdeten Lockergesteinsdecke Stabilisierungsmaßnahmen durchgeführt.
Aus betrieblichen Gründen musste der Fahrweg zum Brecher 2 kurzfristig und nur für einen begrenzten Zeitraum wieder für den Fahrzeugverkehr freigegeben werden.
Auf der Grundlage der von unserem Institut durchgeführten ingenieurgeologischen Geländeaufnahme wurden die oberhalb des Fahrwegs liegenden Etagenböschung zur Beseitigung von Steinschlaggefahren fachmännisch unter felsmechanischen Gesichtspunkten von losem Felsmaterial und absturzbereiten Kluftkörpern beräumt und Gebirgsbereiche mit erhöhter Teilbeweglichkeit sowie in labiler Lagerung befindliche Felsblöcke gezielt mit Felsnägeln und einem aufliegenden hochzugfesten Drahtgeflecht gesichert. Bereits vorhandene Drahtnetzverhängungen wurden von aus dem Felsverband gelösten Steinen beräumt und Beschädigungen an den Drahtgeflechten repariert, z.T. auch durch zusätzliche Felsnägel rückverankert. In Verkarstungszonen wurden überhängende und bereits angerissene, in einer bindigen Matrix eingelagerte Felsblöcke kontrolliert zum Absturz gebracht und die Böschungen anschließend profiliert. Zudem wurden an exponierten Felsblöcken / Felstürmen Messpunkte eingerichtet und in das laufende geodätische Monitoring mit eingebunden. Ein vorhandener Schutzwall wurde nach den Ergebnissen einer numerischen Steinschlagsimulation mit Big-Bags erhöht, um ein Überspringen von Steinen zu verhindern.
Foto: Mit Big-Packs erhöhter Schutzwall
Bild: Steinschlagsimulation
Projektlaufzeit: 2007-2010
Auftraggeber: Landesbetrieb Moblität Cochem-Koblenz, Ravenéstraße 50, 56812 Cochem
Die Landesstraße L 82 quert zwischen Ettringen und Mayen ein altes, mittlerweile stillgelegtes Tagebaugebiet. Auf der Ostseite, wo der Abbau der basaltischen Lava bis an die Landesstraße heranreicht, wurde im Jahre 1934 eine rd. 5 m hohe, im oberen Bereich (bis zu rd. 3 m) aus Basaltbruchsteinen und im unteren Bereich aus Magerbeton bestehende Stützmauer zur Sicherung der aus Bims und Löss bestehenden Lockergesteinsdecke errichtet.
Nach Ende der Steinbruchtätigkeit kam es in der unter der Stützwand steil anstehenden, örtlich auch überhängenden, bereichsweise über 25 m hohen Felswand zum Versturz bzw. zum Ausbruch einzelner Basaltsäulen, wodurch der Stützmauer das Auflager bereichsweise bis in eine Tiefe von rd. 1m genommen wurde. Infolge dieser Ausbrüche entstanden im Fundamentbereich und in der Bruchsteinmauer größere Risse sowie stärkere Ausbauchungen. Bereits in der Vergangenheit musste am nördlichen Ende der Stützmauer ein rd. 14 m langer Bruchsteinmauerbereich durch eine Betonwand ersetzt werden.
In Anbetracht der Schäden an der Stützwand, vor allem aber auch der Auflockerungs- und Entfestigungserscheinungen in der unterlagernden Felswand musste mittelfristig (Monate bis wenige Jahre) mit einer zunehmenden Destabilisierung der Basaltsäulen durch exogene Prozesse und ihrer daraus resultierenden Ablösung aus dem Gebirgsverband gerechnet werden, die dann zum Einsturz von Stützmauerabschnitten führen kann.
Zur Wiederherstellung resp. zur Gewährleistung der Standsicherheit wurde in den Jahren 2008 und 2010 eine Sicherung der Stützwand und der Felswand durchgeführt. Als Sicherungselemente wurden im Fußbereich der Stützmauer Stahlbetonfertigteile eingebaut, die über Verpresspfähle (GEWI-Pfähle) rückverankert wurden. Zuvor wurden gleit- und kippgefährdete Basaltsäulen mit Felsnägeln gezielt ertüchtigt und die Felsausbruchstellen im Gründungsbereich der Stützmauer konstruktiv mit bewehrtem Spritzbeton in Verbindung mit Felsnägeln gesichert. Zudem wurden akut ausbruchgefährdete Basaltäulen zuvor auch mittels Stahlseilen umgurtet und über Felsnägel rückverankert.
Foto: Sanierungsarbeiten
Foto: Zustand nach Sicherung