Bodensanierung in neuer Dimension

In Ingolstadt entsteht in unmittelbarer Nähe zum Stammsitz der Audi AG auf dem ehemaligen Raffineriegelände der Bayernoil AG ein neuer, 60 Hektar großer Technologiepark. Mit dem anspruchsvollen Projekt schafft der Autokonzern den Platz, um neue Technologien für die Mobilität der Zukunft zu entwickeln. Zusätzlich sollen 15 Hektar mit Renaturierungsmaßnahmen gestaltet werden.

Doch bevor es soweit ist, muss das Erdreich von Altlasten befreit werden: Neben einer Abstromsicherung zum Schutz der Donauauen kam hierbei ein Dreiklang aus Air-Sparging (In-situ-Verfahren zur Entfernung flüchtiger Schadstoffe mittels Luftstroms), Wabenverfahren (Bodenaustauschverfahren) und Bodenwaschanlage zur Anwendung, wobei auch die müller Vibrationsramme von der thyssenkrupp Infrastructure GmbH eine wichtige Rolle spielte.

Für die aufwändige Bodensanierung wurde eigens die Arbeitsgemeinschaft AUDI IN-Campus GbR gegründet, die im Auftrag eines Joint-Ventures zwischen der Stadt Ingolstadt und der Audi AG für alle Aspekte der Ausführungsplanung sowie deren Durchführung verantwortlich ist. Diese wird von den Firmen ZÜBLIN Umwelttechnik GmbH (technische Geschäftsführung), Geiger Umweltsanierung GmbH & Co. KG (kaufmännische Geschäftsführung), Wilhelm Geiger GmbH & Co. KG und STRABAG Umwelttechnik GmbH gebildet.

Bei der Durchführung des Wabenverfahrens griffen die Experten von STRABAG aufgrund der vorherrschenden Geologie und der Größenordnung der zu sanierenden Fläche auf die Idee zurück, eine freireitende müller Vibrationsramme MS-40 HFV von thyssenkrupp Infrastructure an ein Liebherr-Trägergerät anzubauen. Da die Motorleistung des Trägergerätes ausreichend war, um auch die Ramme zu versorgen, entstand ein sehr mobiles und leistungsfähiges mäklergeführtes Rammsystem.

8 Hektar Bodenaustausch

Über 25.000 Mal rüttelte die müller Vibrationsramme die Stahlwaben in den belasteten Untergrund in bis zu 12 Meter Tiefe. Ungefähr sechs Hektar der am stärksten belasteten Fläche wurden auf diese Weise von den Altlasten befreit. „Grundsätzlich achtet man beim Thema Bodenaustausch darauf, möglichst wenig Oberfläche der kontaminierten Bereiche auf einmal zu öffnen, um mögliche Emissionen an die Umgebung zu vermeiden. Bei der Sanierung in Ingolstadt war das ein ganz wichtiger Punkt“, erläutert Achim Ernst, zuständiger Bauleiter der STRABAG Umwelttechnik GmbH, Bereich Nordost. Zudem herrschen auf dem Gelände wegen der Nähe zur Donau besondere hydrogeologische Randbedingungen. Ernst: „Es lagen hohe Grundwasserstände vor.“

So drückte das Grundwasser immer nach oben, sobald die Möglichkeit dazu bestand. Auch hierfür war es wichtig, nicht zu große Aushübe im Boden zu machen. Im Endeffekt standen so für den Bodenaustausch nur zwei Verfahren zu Verfügung – das Bohr- oder das Wabenverfahren. Da für eine vollständige Sanierung mit dem Bohrverfahren immer mit einem sogenannten Überschnitt gearbeitet wird, hätte sich die Aushubmenge an Bodenmaterial rechnerisch rund um ein Drittel erhöht. „Das war das k.o.-Kriterium für das Bohrverfahren“, so Ernst. Beim Wabenverfahren dagegen wird durch die Geometrie und die Anordnung der Waben nur die Menge an Boden ausgehoben, die auch ausgehoben werden soll.

Schwierige Bodenverhältnisse

Doch eigentlich waren die vorliegenden kiesigen Bodenverhältnisse nicht ideal für das Wabenverfahren: Durch die Vibration kann der Boden sich so sehr verdichten, dass es schwieriger ist die Wabe vor allem lotrecht in den Boden einzubringen. Hier zeigte sich die Idee des Umbaus von der freireitenden Variante in die mäklergeführte laut Ernst als zielführend: „In der Kombination, von der sonst freireitenden müller Ramme und dem Liebherr-Trägergerät, hat das Ganze eine dermaßen große Wucht und Kraft gehabt, dass die Geologie mit den Donaukiesen keine signifikante Rolle mehr spielte. Das interessierte das System gar nicht.“

Freireitende Systeme nutzen für das Einbringen der Bodenwaben das Eigengewicht der Vibrationsramme, welches bei dem eingesetzten Gerät in Ingolstadt bei ungefähr 14 Tonnen lag. Durch das Trägergerät war man nun aber in der Lage, im Falle eines Falles, zusätzlich noch einmal bis zu 50 Tonnen aufgebringen zu können. „Im Grunde genommen hatte die Wabe dann keine Chance mehr und ging auch in den verfestigten Boden wie durch Butter“, erinnert sich Ernst. Ein enormer Vorteil dabei: Durch die Führung am Trägergerät wurde die Wabe in ihrer vertikalen Achse gehalten, sodass sie stets lotrecht blieb.

Die Idee zu dieser Kombination war laut Ernst bei der STRABAG schon länger vorhanden. Es habe allerdings bislang kein geeignetes Trägergerät gegeben, welches nicht nur sich selbst, sondern gleichzeitig auch die Vibrationsramme mit der nötigen Hydraulikleistung versorgen konnte. Ernst: „So konnten wir auf das Aggregat des Rüttlers verzichten.“ Beim Einsatz als freireitendes System müsse dies immer ‚mitgeschleppt‘ werden und das sei manchmal eher hinderlich. Als dann vor einigen Jahren das nun verwendete Liebherr-Trägergerät auf den Markt gekommen sei, seien die Pläne zur Kombination immer konkreter geworden, so Ernst weiter.

Ein ewiger Rhythmus

Im Juni 2017 wurde die Baustelle eingerichtet. Da eine Vorgabe war, dass möglichst viel Bodenmaterial auf dem Standort verbleiben bzw. wiederverwendet werden sollte, wurde zur Reinigung des ausgehobenen Bodens eigens eine riesige Bodenwaschanlage vor Ort errichtet. „Hierfür wurde fast ein Jahr benötigt. Zeit, die wir für die Konfiguration der Geräte genutzt haben“ erklärt Ernst.

Im August 2018 wurde dann die erste Wabe in den Boden eingebracht. Der Startschuss für einen Kreislauf, der zwei Jahre anhielt: Die Vibrationsramme rüttelte immer sechs bis sieben Waben in den Boden bevor der Kettenbagger mit Greiferverlängerung und einem an die Wabengeometrie angepassten Greifer den belasteten Boden aus der Wabe holte und dieser zur Waschanlage transportiert wurde. Beim Aushub konnte die Verlängerung immer um ein Sechstel gedreht werden, sodass die Wabe passgenau geleert werden konnte.

Nach drei, vier ausgehobenen Waben wurden diese dann mit gereinigtem Bodenmaterial aus der Waschanlage mit einem Radlader verfüllt. Zwischen Ausheben und Verfüllen war wegen des Grundwassers Eile geboten. Sobald die Wabe komplett gefüllt war, wurde sie mit der Vibrationsramme aus dem Boden gezogen und direkt an der nächsten Stelle in den Boden erneut eingebracht. So war die nun mäklergeführte müller Vibrationsramme stets im Einsatz und ständig in Bewegung auf der Baustelle.

Dauerbelastung? Kein Problem!

Dass die Leistungsfähigkeit der müller Vibrationsrammen den hohen Belastungen gerecht werden konnte, hat Bodo Berendt, Spartenleiter Maschinentechnik bei thyssenkrupp Infrastructure nicht sonderlich überrascht: „Wir waren immer schon davon überzeugt, dass unsere Geräte für eine Dauerbelastung bestens geeignet sind. Normalerweise gibt es immer Pausen zwischen den einzelnen Vibrationszeiten. In Ingolstadt war dies aufgrund der großen Fläche nicht der Fall. Hier hatte die MS-40 HFV sehr viele Arbeitsstunden, die sie hervorragend gemeistert hat.“

Die Frage, die sich für die Experten von thyssenkrupp Infrastructure dabei stellte: Wie sieht die Wärmeentwicklung während des Dauereinsatzes innerhalb der Ramme aus? Aber mit entsprechenden Kühlvorrichtungen, die integriert wurden, sei dies kein Problem gewesen, so Berendt weiter. Damit seien die Geräte nachweislich auch für große Projekte mit vielen Einsatzzeiten bestens geeignet.

Zudem sind die müller Geräte aufgrund ihrer Bauart sehr drehzahlstabil. Berendt: „Wenn der Boden sich durch das Einbringen der Wabe verfestigt, verändert die Vibrationsramme nicht ihre Leistung, sondern sie arbeitet stabil weiter.“ Das konnte in Ingolstadt ebenfalls bestätigt werden. Durch die Donaukiese verfestigte sich der Boden, aber die Einbringzeiten bleiben bei jeder Wabe relativ gleich, das heißt die Drehzahl konnte auch bei sich änderndem Bodengefüge gehalten werden.

„Wir haben in der letzten Zeit bei unterschiedlichen Projekten mit dem Wabenverfahren zahlreiche Erfahrungen gesammelt“, erinnert sich Berendt. „Abschließend können wir nun sagen: Unsere müller Vibrationsrammen sind vielseitig verwendbar – egal ob freireitend für kleinere Projekte oder mäklergeführt für Großprojekte. Ingolstadt war ein sehr gutes Beispiel für die Dauerbelastbarkeit unserer Vibrationstechnik!“ Dem kann Ernst nur zustimmen: „Weil die Kombination uns überzeugt hat, haben wir Ramme und Trägergerät nach der Testphase gekauft und in unseren Gerätepark übernommen.“

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