BODENVERDICHTUNG
Berg- und Talbahn
Für die Fahrgäste der Rhein-Neckar-Verkehrsgesellschaft auf der Mannheimer Stadtbahnlinie 7 ging es sprichwörtlich auf und ab. Die Schienenstränge waren in einem Streckenabschnitt von ca. 100 m Länge an mehreren Stellen leicht eingesenkt. Dabei war die Strecke, die als sog. Rasengleis hergestellt worden war, erst 1996 in Betrieb gegangen.
Die Schienen sind mittels Einzelstützpunkten auf parallel durchlaufenden Betonlängsbalken befestigt. Unter einem ca. 40 cm starken aufgefüllten Boden (Rasenfläche) befindet sich eine Schottertragschicht mit Mächtigkeiten zwischen 60 und 80 cm.
Mit den Bodenuntersuchungen wurde das Baugeologische Büro Biller en Breu beauftragt. Diese ergaben, dass sich unterhalb der Schotterschicht bindige Auffüllungen aus tonigem, feinsandigem Schluff bis zu 1 m Stärke befinden. Die Konsistenz ist vorwiegend steif. Mittels Rammkernsondierungen wurden die Kennwerte für Setzungsberechnungen bei den angetroffenen Bodenschichten ermittelt.
Die aufgetretenen Setzungen von bis zu 5 cm lassen sich demnach nicht aus der vorhandenen Auflast ableiten. Die Schotterschicht konnte ebenfalls als Schadensverursacher schon bald ausgeschlossen werden, da sich auch in der angrenzenden Straße Risse in der Fahrbahndecke zeigten. Als Ursache für die Einsenkungen auf der Schienenstrecke wurden die schlecht konsolidierten Auffüllungen unter der Schottertragschicht gesehen. Durch den Stadtbahnverkehr war es somit zu den Absackungen und damit zur Durchbiegung der Betonlängsbalken und der Schienen gekommen.
Verschiedene konventionelle Sanierungsmethoden standen zur Auswahl, z.B. eine Verdichtung der Auffüllungen und der oberen Bereiche der Decklehme durch das Rüttelstopfverfahren. Auch wurde über den Aushub des vorhandenen Schottermaterials nachgedacht mit einer anschließenden Verfestigung der Auffüllung durch Kalkung des bindigen Bodens. Entscheidend aber war, dass eine längere Sperrung der Stadtbahnstrecke möglichst vermieden werden sollte. Das wäre aber bei einem konventionellen Sanierungsverfahren unumgänglich gewesen. So entschieden sich die Planer für die FloorLift-Methode.
Zuerst wurden entlang der abgesenkten Schienestränge beidseitig 16 mm-Bohrlöcher im Abstand von ca. 80-100 cm angebracht. Anschließend setzten die URETEK-Techniker entsprechend lange Injektionszlanzen ein, die bis unter die Frostschutzschicht reichten. Durch Injektion des URETEK-Expansionsharzes wurde zunächst eine Baugrundverstärkung im Bereich der bindigen Auffüllungen erreicht. Durch die Volumenvergrößerung der Harze (Polymerisation) und die dabei entstehende Expansionskraft (bis 2.000 kN/m² in Abhängigkeit vom Widerstand der Umgebung und der Baukonstruktion) wird der Untergrund örtlich aufgesprengt. Die Expansion der Harze erfolgt in Richtung des geringsten Widerstandes und damit genau dort hin, wo die Verstärkung notwendig ist. Durch weitere gezielte Materialzugabe wurden die abgesackten Schienen millimetergenau wieder auf das Randniveau der Strecke angehoben.
Wegen der extrem kurzen Reaktionszeit der Harze und der millimetergenauen Überwachung durch Nivellierlaser kann der ganze Prozess genau kontrolliert und gesteuert werden. Ein am Bauteil befestigte Laserempfänger registriert jede Ausweichbewegung der Baukonstruktion und der Umgebung und bringt damit den Nachweis für den Zuwachs der Untergrundtragfähigkeit unter der zu diesem Zeitpunkt herrschenden Belastung.
Während der Injektionsarbeiten lief der Stadtbahnverkehr auf der zu sanierenden Strecken ohne Unterbrechung weiter. Die Schrittgeschwindigkeit der Stadtbahn innerhalb dieses Abschnitts sowie das Auf und Ab während der Fahrt gehörte nach Abschluss der Arbeiten der Vergangenheit an.
