FGSV-Nr. FGSV C 14
Ort Potsdam
Datum 12.09.2019
Titel Aussagekraft der Bandbreiten der physikalischen Kennwerte bei der Festlegung von Homogenbereichen im Erdbau
Autoren Dipl.-Geol. Thomas Leister, Dipl. Geologe Dr. Kai Uwe Schmidt
Kategorien Erd- und Grundbau
Einleitung

Die aktuelle ATV DIN 18300 „Erdarbeiten“ in den Allgemeinen Technischen Vertrags-bedingungen für Bauleistungen (ATV) in der VOB/C teilt den Baugrund in Homogenbereiche ein. Ein Homogenbereich lässt weitgehend gleiche Eigenschaften für die eingesetzte Erdbautechnologie erwarten. Zur Beschreibung eines jeden Homogenbereichs sind vom Auftraggeber für die in der aktuellen ATV DIN 18300 genannten Parameter ermittelte Bandbreiten anzugeben. Auf Basis der ermittelten Bandbreiten der einzelnen Parameter wird von den bauausführenden Firmen im Zuge der Kalkulation das leistungsfähigste Erdbauverfahren gewählt. Das gewählte Erdbauverfahren muss in der Lage sein, die Erdbautechnik unter den im Homogenbereich genannten Wertespannen auszuführen. Ist eine Einschränkung der Erdbauleistung bei Unter- oder Überschreiten einzelner Kennwerte zu erwarten, muss eine alternative- oder zusätzliche Technologie gefunden und entsprechend kalkuliert werden. Die Wertespanne der einzelnen Parameter dient daher der Bewertung des einsetzbaren Bauverfahrens. Messwertspannen bodenphysikalischer Parameter lassen sich üblicherweise nach der Gaußschen Verteilungskurve beschreiben. Der Mittelwert der Messwertspanne entspricht folglich auch dem Maximum der Gaußschen Verteilungskurve. Aus dem Mittelwert der genannten Wertespanne ergibt sich der mittlere kalkulatorische Leistungsumsatz. Mehr- und Minderleistung bei Werten außerhalb des Mittelwertes sind aber innerhalb der genannten Wertespanne kalkulatorisch abgedeckt. Eine genaue und ausreichende Ermittlung der einzelnen Wertespannen dient damit einem fairen und partnerschaftlichen Bauvertrag. Durch die hinreichende Ermittlung der Bodenparameter sowie deren Spannen wird eine eindeutige erschöpfende Leistungsbeschreibung durch den Auftraggeber ermöglicht auf dessen Grundlage Unternehmer sein Angebot legen kann.

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Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.

1 Alte und neue Regelung zu Boden und Fels in DIN 18300

Im Jahr 2016 wurde die aktuelle ATV DIN 18300 „Erdarbeiten“ mit der darin enthaltenen neuen Boden- und Felsbeschreibung in Form der Homogenbereiche eingeführt. Für Böden und für Fels, die jeweils einem Homogenbereich zugeordnet sind, werden in der Norm zu ermittelnde Bandbreiten für bodenphysikalische Parameter gefordert. Die Parameter nebst zugehörigen Wertespannen erlauben es den ausführenden Firmen die einzusetzende Bautechnologie für den zu bearbeitenden Baugrund zu bewerten. Nach Wahl einer Bautechnologie und Bestimmen des zu erwartenden mittleren Leistungsumsatzes ergibt sich der unter Berücksichtigung der verursachenden Kosten ableitbare Einheitspreis der entsprechenden Erdbauleistung. Dieser Einheitspreis findet sich im Kostenangebot wieder. Nach Beauftragung des Angebotes wird die beschriebene Erdbauleistung nach dem dort fixierten Einheitspreis durchgeführt und abgerechnet.

Gegenüber der alten Regelung der ATV DIN 18300 mit den dort enthaltenen Boden- und Felsklassen, die sich nur auf die Erdbauleistung des Lösens von Boden oder Fels bezogen haben, gilt die aktuelle Regelung mit Einführung der Homogenbereiche für den gesamten Erdbauprozess. Hierbei handelt es sich um folgende Teilleistungen:

- Lösen,

- Laden,

- Transportieren,

- Konditionieren,

- Einbauen,

- Verdichten.

Gegenüber den alten Regelungen der ATV DIN 18300 ist nunmehr der gesamte Erdbauprozess abgedeckt.

Nun war es aber keineswegs so, dass die alte ATV DIN 18300 nur Aussagen zur Lösbarkeit von Boden oder Fels entsprechend der genannten Boden-/Felsklassen enthielt. Im Passus „Angaben zur Ausführung“ wurden vor Einstufung eines Bodens in die entsprechende Bodenklasse die Beschreibung der Eigenschaften und Zustände des Bodens nach gültigem Regelwerk (Normen) gefordert. Insofern waren Aussagen zur Kornverteilung, zu den Wassergehalten, zu den Plastizitäten, den Konsistenzen und den Lagerungsdichten als auch den organischen Anteilen der zu bearbeitenden Böden bereits in der alten ATV DIN 18300.

Bei Fels wurden neben der Angabe der Felsklasse in der alten ATV DIN 18300 zusätzlich folgende Parameter gefordert:

- Mineralbestand,

- petrographische Bezeichnung (Gesteinsart),

- mineralische Bindung,

- Trennflächengefüge und räumliche Orientierung,

- Verwitterungsgrad,

- Druck- und Scherfestigkeit.

Letztlich waren noch die wesentlichen Änderungen der Eigenschaften von Boden und Fels nach dem Lösen als auch die Aufbereitung und Behandlung von Boden und Fels im Rahmen der Ausschreibung durch den Auftraggeber zu benennen.

Nach den Regelungen der alten als auch der aktuellen ATV DIN 18300 war damit der Baugrund zu beschreiben. Die aktuelle ATV DIN 18300 fordert jedoch je Homogenbereich zusätzlich die Angabe ermittelter Wertespannen / Bandbreiten der in der ATV genannten bodenphysikalischen Parameter. Eine ausschließliche Angabe von Erfahrungswerten ist nach neuer Normung nicht zulässig!

Die Angabe der ermittelten Bandbreiten der physikalischen Boden- und Felsparameter je abgegrenztem Homogenbereich soll es den ausführenden Firmen ermöglichen, für den zu bearbeitenden Boden / den zu bearbeitenden Fels eine sinnvolle Bautechnologie und den für diese Bautechnologie mittleren Leistungsansatz zu bestimmen. Aus der Bautechnologie und dem mittleren Leistungsansatz ermittelt sich der Einheitspreis der jeweiligen Bauleistung. 

2 Physikalische Parameter im Boden und Fels

Nach aktueller ATV DIN 18300 werden für Böden, die einem Homogenbereich zugewiesen wurden, folgende Angaben und ermittelte Bandbreiten vom Aufsteller des Leistungsverzeichnisses im Rahmen der Ausschreibung (Baubeschreibung/LV – Vorbemerkungen) gefordert:

- ortsübliche Bezeichnung,

- Korngrößenverteilung mit Körnungsbändern,

- Massenanteil Steine, Blöcke und große Blöcke,

- Bodengruppen,

- Feuchtdichte,

- Wassergehalt,

- undrainierte Scherfestigkeit,

- Plastizität,

- Konsistenzzahl,

- Lagerungsdichte,

- organischer Anteil. 

Bei Homogenbereichen im Fels werden folgende Angaben und ermittelte Bandbreiten gefordert:

- ortsübliche Bezeichnung,

- Benennung von Fels,

- Feuchtdichte,

- Verwitterung und Veränderung, Veränderlichkeit,

- einaxiale Druckfestigkeit des Gesteins,

- Trennflächenrichtung, Trennflächenabstand, Gesteinskörperform. 

3 Bedeutung der ermittelten Kennwertespannen

Im Folgenden wird auf den Sinn und die bautechnische Aussagekraft der vom Auftraggeber zu nennenden Parameter und Bandbreiten eingegangen.

Die aktuelle ATV DIN 18300 fordert ermittelte Bandbreiten durch Angabe des minimalen und maximalen Messwertes der aufgeführten Parameter zu benennen. Dies soll den Bewerbern die Möglichkeit geben für die zu vergebende Bauaufgabe bei Bearbeitung der Angebotsunterlagen, dasjenige Bauverfahren auszuwählen, welches technologisch in der Lage ist, die geforderte Erdbauleistung auf Grundlage der genannten Parameter/Bandbreiten zu erbringen.

Das heißt, das vom Bieter vorgesehene (gewählte) Erdbauverfahren ist über die genannten Bandbreiten aller in der aktuellen ATV DIN 18300 genannten Parameter einsetzbar.

Der für das gewählte Erdbauverfahren ableitbare mittlere Leistungsumsatz ist nicht direkt über die genannten Bandbreiten der genannten Parameter ableitbar. Der Leistungsumsatz ist aber neben dem gewählten Erdbauverfahren entscheidend für den sich ergebenden Einheitspreis. Hierzu bedarf es der bodenphysikalischen Werte, die maßgeblich bzw. überwiegend im Baufeld zu erwarten sind. Hierzu kann mangels detaillierter Werteangaben im Allgemeinen nur der Mittelwert der vom Auftraggeber ermittelten Bandbreiten herangezogen werden. Das Heranziehen des Mittelwertes jeder genannten Bandbreite leitet sich aus der Gaußschen Normalverteilung ab, die üblicherweise für physikalischen Messgrößen in der Natur vorliegt.

Voraussetzung zur Anwendung der Gaußschen Normalverteilung ist allerdings eine ausreichende Anzahl ermittelter Messwerte.

Bild 1: Beispiel: Gaußsche Normalverteilung

Wie Bild 1 exemplarisch zeigt, lässt sich ein minimaler Messwert (hier -3) ein maximaler Messwert (hier +3) als Wertespanne und ein Mittelwert (hier ± 0) ableiten. Die meisten Werte liegen zwischen -1,5 und + 1,5.

Wie dargelegt, muss sich das vom AN gewählte Bauverfahren in der genannten Bandbreite/Wertespanne durchführen lassen (im Beispiel Werte von -3 bis +3). Der kalkulatorische mittlere Leistungsumsatz ergibt sich nach Bild 1 um den Wert ± 0. Die kalkulatorisch abweichenden Leistungsansätze in Richtung + als auch Richtung – sollten sich betreffs der zu erbringenden Leistung pro Zeit gegenseitig aufheben.

Ein Bauverfahren ist dann wählbar, wenn alle genannten (ermittelten) Bandbreiten das entsprechende Bauverfahren zulassen. Sollte nur eine einzelne Bandbreite das gewählte Bauverfahren entscheidend einschränken, ist das Bauverfahren zu verwerfen. Alternativ sind bei Antreffen bodenphysikalischer Kennwerte außerhalb des gewählten Bauverfahrens entsprechende Zusatzmaßnahmen zur Aufrechterhaltung des gewählten Bauverfahrens erforderlich. Dies ist kalkulatorisch zu hinterlegen.

Für die bautechnisch maßgebenden Parameter werden im Folgenden einige Beispiele aufgezeigt, die die Auswirkungen der Parameter und Bandbreiten auf die Eignung vorgesehener Bauverfahren entscheidend beeinflussen.

4 Beispiele einzelner nach aktueller ATV DIN 18300 zu  nennender Bandbreiten und ihre bautechnischen Auswirkungen

An Beispielen für die Parameter:

A: Wassergehalt und Konsistenz bindiger Böden,

B: Granulometrie, Lagerungsdichte und undrainierte Kohäsion von Lockerböden, C: Feuchtraumdichte Lockerböden und Fels,

D: Trennflächenabstand und Druckfestigkeit Festgestein

wird im Anschluss auf die bautechnisch maßgebenden Vorgaben eingegangen.

A: Wassergehalt und Konsistenz bindiger Böden

Ein maßgebender Parameter zur Bearbeitung und Befahrung von Lockerböden ist der Wassergehalt und daraus ableitbar bei bindigen Böden die zugehörige Konsistenz. Der Wassergehalt ist der maßgebende und damit essentielle bodenphysikalische Parameter von Lockerböden neben der Granulometrie. Der Wassergehalt der Böden spielt aber nicht nur zur Verdichtung der Böden eine Rolle, sondern auch in punkto Geländebefahrbarkeit und hat damit einen entscheidenden Einfluss auf den im Baufeld realisierten Massenumsatz.

Zur Ausführung der vorgesehenen Bauleistung müssen in den vorgegebenen Abtragbereichen die eingesetzten Transportfahrzeuge den ausgehobenen und geladenen Boden abtransportieren. Hierzu muss der Boden im Abtragbereich (Einschnitte) häufig befahren werden. Bei entsprechend hohen Wassergehalten und demzufolge geringen Konsistenzen ist eine direkte Befahrung bindiger Böden stark erschwert bzw. nahezu unmöglich. Die Geländebefahrbarkeit wird in solchen Fällen zum maßgebenden und somit Erdbautechnik vorgebenden Bewertungsparameter.

Um den geladenen Boden abzutransportieren müssen daher der geringen Tragfähigkeit angepasste Transportfahrzeuge oder gar andere Abtragtechnologien gewählt werden. Alternativ ist es zumindest theoretisch möglich, umfangreiche meist Geogitter armierte Baustraßen in die zu befahrenden Abtragbereiche zu verlegen.

Wie leicht verständlich, sind solche zusätzlichen Maßnahmen sehr kostenintensiv und damit von hoher Kostenrelevanz betreffs des sich ergebenden Einheitspreises. Neben den erhöhten Kosten beim Abtransport der abzufahrenden Böden entstehen häufig weitere Zusatzkosten, da sich die geplante Transportleistung entsprechend verringert. Die kalkulatorisch für den Abtrag/Abtransport vorgesehenen Einbau- und Verdichtungsgeräte bekommen in der Folge nicht genug Schüttböden und können damit ebenfalls nicht das kalkulatorisch geplante Leistungsziel erreichen. Der gesamte Bauablauf funktioniert nicht mehr.

Um die sich ergebende Leistungsminderung der Transportfahrzeuge aufzufangen, müssen mehr Abtraggeräte (Bagger) eingesetzt werden, um gleichzeitig mehrere Fahrzeuge beladen zu können. Zusätzlich werden die Lkw nur teilbeladen, was zur Folge hat, dass sich die Anzahl der erforderlichen Transportfahrzeuge weiter erhöht. Der begrenzende Faktor der Platzverhältnisse im Abtragbereich ist aber ein limitierender Faktor, der nur eine bestimmte Anzahl an Abtrag und Transportgeräten zulässt.

Die Bandbreite der Wassergehalte und zugehörigen Konsistenzen zeigt an, ob die Gefahr besteht, dass das gewählte Massentransportsystem, z. B. bei zu hohen Bodenfeuchten (Wassergehalten)/zu geringen Konsistenzen, ggf. in Teilbereichen/lokal nicht durchführbar ist.

Nach Angabe der Wassergehaltsspannen der entsprechenden Homogenbereiche sollte es jedoch möglich sein in Anlehnung an die Gaußsche Normalverteilung, die entsprechenden Massen zu erfassen, für ggf. die ein geändertes Abtragkonzept erforderlich machen. Unter Berücksichtigung der kalkulatorisch erfassbaren Erschwernisse lässt sich folglich ein gemittelter Einheitspreis ableiten und anbieten.

Das aufgezeigte Prozedere ist nur möglich, wenn seitens des AN auch reale und damit, wie nach aktueller ATV DIN 18300 gefordert, gemessene Badbreiten und keine Schätzwerte mit irrealen überzogenen Bandbreiten genannt werden.

Als Beispiel zur Bewertung der Geländebefahrbarkeit zeigt das Bild 2 ein Bemessungsdiagramm. Das ursprüngliche Diagramm stammt aus dem Kommentar zur ZTV E-StB von Professor Floss, an Stelle der im Original genannten CBR-Werte (y-Achse) werden Steifemoduli (ES) genannt.

In Abhängigkeit von Reifendruck und Achslast ergeben sich auf Basis der im Baufeld vorhandenen Bodensteifigkeiten entsprechende Anzahlen an Geländeüberfahrten. Die Steifemoduli lassen sich über die jeweilige Granulometrie / Bodenart und die zugehörigen Wassergehalte ableiten.

Bild 2: Nomogramm zur Bewertung der Geländebefahrbarkeit

Die Beurteilung der Geländebefahrbarkeit ist bei Bodensteifigkeiten bis ES ≤ 10 MN/m² zu beachten. Erhebliche Probleme in punkto Geländebefahrbarkeit sind bei den üblicherweise eingesetzten Transportfahrzeugen unterhalb von Baugrundsteifigkeiten ES ≤ 4 MN/m² zu erwarten.

Neben der Geländebefahrbarkeit und damit dem umsetzbaren Massentransport wird über den Wassergehalt und die Bodenart die ggf. erforderliche Bindemittelverbesserung zu feuchter Böden ableitbar. Auch hier lassen sich die Bauverfahren und die umsetzbaren Massen analog dem bereits vorgestellten System der Minimal-, Maximal- und Mittelwerte gut bestimmen.

B: Granulometrie, Lagerungsdichte und undrainierte Kohäsion von Lockerböden

Über die maximale Korngrösse der zu lösenden Lockerböden ergibt sich die mindestens erforderliche Schaufelbreite eines Baggers. Das Bild 3 zeigt übliche Schaufelinhalte in Abhängigkeit der Schaufelbreite von Tieflöffelbaggern.

Bild 3: Baggerschaufelinhalte in Abhängigkeit der Schaufelbreite

Aus dem Widerstand beim Aushub und der Größe der Schaufel leitet sich das mindestens einzusetzende Baggergewicht ab. Für bindige Böden kann aus der undrainierten Kohäsion direkt die erforderliche Schnittkraft der Baggerschaufel und damit des Baggers abgeleitet werden. Bei rolligen Böden ist bis dato nur eine empirische Bestimmung der Lösekraft über die Granulometrie und Lagerungsdichte der abzutragenden Böden möglich.

Über den Schaufelinhalt und das Ladespiel ermitteln sich die umsetzbare Masse und damit auch der Einheitspreis für den Arbeitsprozess Lösen/Laden.

C: Feuchtraumgewicht von Boden und Fels

Entgegen der alten ATV DIN 18300 wird bei der aktuellen ATV DIN 18300 ein Parameter abgefragt, der zuvor kaum eine Rolle gespielt hat. Es handelt sich um das Feuchtraumgewicht der zu transportierenden Böden/Felse.

Da Boden oder Fels sehr schwer sind, wird die Transportkapazität eines Lkw maßgeblich über die zuladbare Tonnage bestimmt. Dies vor allem vor dem Hintergrund der Verkehrssicherheit vor allem dann, wenn der Transport der ausgehobenen Erd- oder Felsmassen über den öffentlichen Verkehrsraum führt. Daneben spielt das Feuchtraumgewicht von Boden oder Fels die maßgebende Rolle, wenn zu entsorgendes Aushubmaterial auf Kippe oder Deponie abgelagert wird. Hier werden die Anliefermassen grundsätzlich durch Wiegen und nicht nach m³ ermittelt und abgerechnet.

Insofern spielt das Feuchtraumgewicht ebenfalls zur Bewertung der Transportleistung und der Deponiegebühren eine entscheidende Rolle. Auch hier gilt, dass ermittelte und keine Schätz-/Erfahrungswerte bauvertraglich seitens des Auftraggebers geschuldet sind. Das Bauverfahren selbst (die Art der Transportleistung) hängt nicht von den genannten Bandbreiten ab. Letztlich ist es nur möglich, das mittlere Bodengewicht der genannten Wertespanne kalkulatorisch einzustellen.

Durch Aufmaß der Abtragmenge und Wiegen der Transportmenge lässt sich das reale Bodengewicht während der Bauabwicklung jedoch vergleichsweise einfach evaluieren.

D: Trennflächenabstand und Druckfestigkeit

Zur Kalkulation der mit einem Bagger lösbaren Felskubatur pro Stunde geht neben der einaxialen Druckfestigkeit des Gesteins sowohl der Bankfugenabstand als auch der Kluftabstand ein. Darüber hinaus ist es entscheidend, ob die Schichtung eher söhlig oder eher senkrecht ausgebildet ist.

Beim Lösen von Fels wird über den Löffel oder Reißzahn eine Grabkraft in eine Felsbank eingeleitet. Der Reißzahn muss grundsätzlich in eine Fuge des Gesteins greifen, um eine Losbrechkraft zu initiieren.

Bei Hydraulikbagger mit Tieflöffelausstattung lassen sich die Grabkräfte in Reiß- und Losbrechkraft unterteilen Die Reißkraft beschreibt die Kraft am Bagger, die durch den Stiel des Auslegers auf den Boden/Fels aufgebracht wird. Die Losbrechkraft wird im Gegensatz zur Reißkraft direkt am Baggerlöffel oder gegebenenfalls auch einem anderen Anbaugerät gemessen. Sie beschreibt die Kraft, die der Baggerlöffel an den Reißzahnspitzen aufbringt.

Das Bild 4 zeigt einen Reißzahn, der in einer söhlig lagernden Bankfuge ansetzt und die Felsbank bricht.

Bild 4: Reißebene im Fels (Abreißen / Aufbrechen von Bankfugen)

Mathematisch stellt sich der Vorgang wie folgt dar (Bild 5):

Bild 5: Zusammenhang zwischen Grabkraft und Angriffswinkel

Die horizontale Grabkraft ist eine Konstante und hängt von der Maschinenleistung des eingesetzten Hydrauilkbaggers ab. Die vertikale auf das Gestein wirkende Grabkraft Fv ist nicht konstant. Sie hängt von Baggergewicht ab und wird maßgeblich davon beeinflusst in wie weit das Baggergewicht als Gegengewicht zur Reißrichtung angesetzt werden kann.

Im Folgenden werden die Reiß- und Losbrechkräfte üblicher Kettenbagger den Einsatzgewichten gegenüber gestellt (Bild 6).

Beim Tieflöffelbagger (üblicher Bagger für Erdarbeiten) kann die maximale Baggerkraft nur einwirken, wenn der Bagger höher und damit über der zu lösenden Felsbank steht (daher die Bezeichnung Tieflöffelbagger). Idealerweise ist dies grundsätzlich bei söhlig bis flach gelagertem gebankten Fels problemlos möglich. Die vertikale Reißkraft erreicht in diesem Fall die mögliche Maximalkraft (Bild 6 Abtrag Fels in söhliger bis geneigter Lagerung).

Bild 6: Reiß- und Losbrechkräfte im Vergleich der Baggergewichte

Je tiefer der Ausleger des Bagger nach unten greifen kann, desto dichter rückt der statische Angriffspunkt des Auslegers an die Baggerfahrgastzelle heran. Der Maximalwert wird erreicht, wenn der Bagger direkt unter sich greift. Der Minimalwert wird ab waagrechter Position des Baggerarms bei vollem Ausfahren des Auslegers erreicht.

Bild 7: Felsabtrag bei söhliger Lagerung

Muss der Bagger steil stehenden Fels lösen (Bild 8), steht er vor dem zu lösenden Fels und damit tiefer als der Reißlöffel. Das Gewicht des Baggers kann praktisch nicht mehr eingesetzt werden, um die Losbrechkraft am Löffel zu aktivieren. Daneben bleibt der gelöste Fels nicht im Löffel, da er durch den nach unten offenen Baggerlöfel bis zur Abtragsohle/der Aufstandfläche des Baggers abrutscht/fällt. Der Bagger muss daher den gelösten Fels am Böschungsfuß erneut aufnehmen/laden. Durch den ungünstigen Hebelarm beim Reißen und das nochmalige Aufnehmen des gelösten Felses wird die Leistung eines Tieflöffelbaggers gegenüber der Lösetechnik nach Bild 7 erheblich reduziert.

Bild 8: Felsabtrag bei steiler Lagerung

Im Folgenden werden berechnete Losbrechkräfte für Tieflöffelbagger gezeigt, die analog zum Bild 7 auf einer zu lösenden Felsbank stehen (Bild 9). Maximal können Losbrechkräfte bis ca. 600 kN mit sehr schweren Tieflöffelbaggern (ca. 100 Tonnen) erreicht werden.

Die Gesteinsdruckfestigkeit, die der Berechnung (Diagramm Bild 9) zu Grunde liegt, beträgt 25 MN/m².

Der in der Berechnung eingestellte Kluftabstand ist immer doppelt so weit wie die betrachtete Bankfugensträrke, das heißt einer Bankfugenstärke von 20 cm liegt ein seitlich begrenzender Kluftabstand von 40 cm zugrunde. Weiter ist anzumerken, dass die Klüfte parallel entwickelt sind und nicht zusätzlich zur Gebirgsverzahnung beitragen.

Bei nicht parallelen Klüften und damit einhergehender stärkerer Gebirgsverzahnung ist ein weiterer empirischer Berechnungsfaktor F zu berücksichtigen, der die Losbrechkräfte je nach Kluftverzahnung mitunter stark erhöht.

Die einzelnen farblich gekennzeichneten Linien zeigen Bankfugenabstände zwischen minimal 10 cm und maximal 80 cm. Entsprechend der Blocklänge/dem Abstand vom Reißzahn zur Brechkante ergeben sich rechnerisch unterschiedliche Losbrechkräfte.

Eine Losbrechraft von 600 kN kann üblicherweise nicht überschritten werden, da dieser Losbrechkraft bereits ein Baggergewicht von > 100 Tonnen gegenüber steht.

Bankfugenstärken bis ca. 40 cm lassen sich nach dem vorliegenden Diagramm mittels entsprechend schwerem Kettenbagger lösen. Fels mit mehr als 40 cm Bankfugenstärke ist nach dem vorliegenden Diagramm nur noch sprengtechnisch lösbar.

Bild 9: Erforderliche Losbrechkraft eines Tieflöffelbaggers bei Gestein mit einer Druckfestigkeit von 25 MN/m² und unterschiedlichen Bankfugenstärken/doppelten Kluftabstand 

5 Ausblick

Es wurde aufgezeigt dass die nach aktueller ATV DIN 18300 zu ermittelnden Bandbreiten der für Boden oder Fels genannten Parameter von entscheidender Bedeutung zur Bewertung der einzusetzenden Erdbautechnik und der kalkulatorisch umzusetzenden Massen sind.

Nur eine ausreichende Anzahl ermittelter Einzelwerte und damit eine entsprechend abgesicherte Bandbreite der Messwerte gibt die Möglichkeit die zu bearbeitenden Böden real zu bewerten/zu beschreiben. Nur so kann die erforderliche Erdabbauleistung durch den Bieter im Zuge der Angebotsbearbeitung auch vollumfänglich erfasst und verpreist werden.

Geschätzte Bandbreiten einzelner Parameter, wie häufig in Ausschreibungen zu beobachten, helfen hier nicht weiter.