Premiere für Flüssigbodenschaufel in Bielefeld

BIELEFELD, 15.12.2016 – Auf einer Großbaustelle in Bielefeld kam erstmals eine neu entwickelte Schaufel zum Einsatz, die eine wirtschaftlich optimierte, schnelle und bedarfsgerechte Herstellung von Flüssigboden vor Ort auf der Baustelle aus dem dort anfallenden Bodenaushub ermöglicht.

Von Artur zu Eulenburg

Die Flüssigbodenschaufel in Bielefeld vor dem Einsatz
Der Schaufelinhalt ist auf die Herstellung von 0,8 m3 oder 1,0 m3 Flüssigboden bemessen. Die Mischtechnik orientiert sich an Spatenfräsen, wie sie im Deponiebau zum Einsatz kommen.

Flüssigboden ist auf dem Vormarsch. Bisher überwogen die fachlichen Vorteile, wie beispielsweise geringere Deponie- und Aushubkosten aufgrund kleinerer Arbeitsraumbreiten, eine optimale Bettung von Rohren und Kanälen, insbesondere bei beengten Platzverhältnissen und vielen querenden Leitungen sowie ein Schutz vor Wurzeleinwuchs aufgrund der Porenarmut des Flüssigbodens, die eine Durchwurzelung des Materials erschwert. Eine wirtschaftliche Herstellung bzw. Verarbeitung war hingegen bisher schwieriger umzusetzen, da man häufig nur kleinere Mengen an Flüssigboden benötigt, die vor Ort aber nicht wirtschaftlich herzustellen sind bzw. angeliefert werden können. Durch eine neue Technologie können kleinere Mengen an Flüssigboden wirtschaftlich direkt auf der Baustelle hergestellt werden. Entsprechend hat sich auch die Stadt Bielefeld dazu entschieden, Flüssigboden vermehrt einzusetzen.

Luttersanierung: Großprojekt in der Innenstadt

Gelegenheit dazu bot sich Michael Haver als Projektleiter des größten aktuellen Kanalbauprojektes der Stadt Bielefeld. Hierbei handelt es sich um die Sanierung der Lutter, eines mitten durch die Stadt verlaufenden, verrohrten Gewässers. Die 1898 gebaute Verrohrung besteht aus einem Maulprofil aus gestampftem Beton mit einem aufgesattelten Schmutzwassersammler und ist auf einer Länge von insgesamt 2,5 km stark sanierungsbedürftig.
Im ersten Bauabschnitt werden 850 m Kanal in offener Bauweise neu verlegt. Die Randbedigungen für diese Baustelle im innerstädtischen Bereich sind alles andere als einfach. Gebaut wird in der Vorflut bei engem Häuserbestand. Das Auftragsvolumen liegt bei 10 Mio. Euro, Auftragnehmer ist die Firma Klaus Stewering aus Borken.
2014 war im Rahmen des ersten Bauabschnittes der Luttersanierung als vorbereitende Maßnahme ein 600er Steinzeugkanal zu verlegen. Aufgrund der besonderen Randbedingung mit dem engen Baubestand in der Innenstadt forderte hier der Auftraggeber in der Ausschreibung als Bettungsmaterial den Einsatz von Flüssigboden.

Zugabe des Compounds für den Flüssigboden
Das Compound ist entsprechend dem Schaufelinhalt abgewogen und in wasserlöslichen Säcken verpackt: Das ergibt ganze Säcke pro Schaufel.

Wirtschaftliche Lösung gesucht

Die Firma Stewering beschäftigt sich schon lange mit Flüssigboden. „Wir waren im Jahr 2006 in ein Forschungsprojekt von Professor Stein eingebunden, bei dem es um den Einsatz von Flüssigboden als Rohrumhüllung im Kanalbau ging“, erläutert der geschäftsführende Gesellschafter Theo Heitkamp. „Uns ist schon damals klar geworden, dass wir dieses Verfahren wirtschaftlich vor allem dann einsetzen können, wenn es uns gelingt, den Flüssigboden bedarfsgerecht in kleineren Mengen direkt vor Ort herzustellen.“
In Bielefeld stellte sich Heitkamp erneut die Frage nach der wirtschaftlichen Bereitstellung des benötigten Flüssigbodens. Bei einer Verlegeleistung von etwa 5 m am Tag im innerstädtischen Bereich und dem Einsatz des Flüssigbodens als Rohrumhüllung liegt der tägliche Bedarf bei acht bis 11 m3 Flüssigboden, das ist etwas mehr als ein Fahrmischer. „Jeder, der sich im innerstädtischen Kanalbau auskennt, kennt die Problematik: Da kämpft man hier mit einem Hausanschluss und dort mit querenden Leitungen. Wenn man dann auf einen Fahrmischer zurückgreifen muss, dann steht der nie passend da. Entweder er sitzt mir im Nacken. In der Regel bin ich jedoch etwas schneller, und es stehen fünf Leute und zwei Bagger und warten auf den Flüssigboden“, beschreibt Theo Heitkamp.

Das Anmischen des Flüssigbodens dauert nur wenige Minuten
Während der Wasserzugabe wird bereits
gemischt. Der eigentliche Mischvorgang
dauert nur wenige Minuten, dann ist der
Flüssigboden einbaufertig.

Funktionierendes Konzept

Diese Ausgangslage war Anlass für die Firma Stewering, sich in einer Entwicklungspartnerschaft mit der Firma Tibatek Gedanken über ein technisches Konzept für die Herstellung bedarfsgerechter Mengen Flüssigboden vor Ort zu machen. „Wir können dieses Problem nur lösen, wenn wir vor Ort mit eigenem Material und mit eigener Technik den Flüssigboden just in time herstellen“, so der Ansatz von Theo Heitkamp.
Mischschaufeln für die Betonherstellung im Straßenbau gibt es als Anbaugerät für Bagger bereits seit längerem am Markt. Die hier installierte Mischtechnik verarbeitet jedoch ausschließlich Sand und Kies. Mit bindigen Böden, wie sie bei der Flüssigbodenherstellung mit auf der Baustelle anfallendem Aushub vorkommen, funktionierte die am Markt verfügbare und von Stewering getestete Technik nicht. Daraufhin entschieden Theo Heitkamp und Dr. Bernd Bergschneider, Geschäftsführer und Gesellschafter der Firma Tibatek, eine eigene Schaufel zu bauen und die Mischtechnik an einer Spatenfräse zu orientieren, wie sie im Deponiebau verwendet wird. „Damit haben wir auf Anhieb einen Volltreffer gelandet und eine Lösung gefunden, die sowohl Sand und Kies als auch bindige Böden sehr schnell mischt“, so Heitkamp.

Der fertige Flüssigboden kann zielgerichtet eingebaut werden
Mit dem Schlauch an der Auslauföffnung lässt sich der Flüssigboden kontrolliert und zielgenau einbauen.

Flüssigboden exakt nach Vorgaben

In Bielefeld war der Bodenaushub teilweise mit Schutt durchsetzt und wurde deshalb mit einem Schaufelseparator aufgearbeitet. Mit der an einem Bagger montierten Flüssigbodenschaufel wurde dieser Rohboden aufgenommen. Entsprechend dem Fassungsvermögen der Schaufel von 0,8 m3 oder 1,0 m3 wird das Compound zugegeben. Dieses Material ist in wasserlöslichen Papiersäcken verpackt und vom Hersteller so abgewogen, dass ganze Säcke pro Schaufelinhalt benötigt werden. Die Wasserzugabe erfolgt über einen Wasserschlauch, dessen Auslaufarmatur mit digitaler Wasseruhr eine exakte Dosierung ermöglicht. Die Mischtechnik wird von der Baggerhydraulik direkt aus dem Fahrerhaus bedient und angetrieben, der eigentliche Mischprozess dauert wenige Minuten. Mit einem an der Auslauföffnung befestigten Schlauch kann anschließend der Flüssigboden ebenfalls vom Fahrerhaus aus kontrolliert eingebaut werden.
Auf diese Weise wird der Flüssigboden exakt nach der vorgegebenen Rezeptur und den Qualitätsvorgaben hergestellt und in diesem Fall in einem Intervall von 500 m3 einer Prüfung unterzogen. Noch genauer lässt sich die Rezeptur herstellen, wenn zwischen Bagger und Schaufel eine Waage montiert wird und sich die Zugabe von Compound und Wasser nicht am Volumen, sondern am Gewicht des Rohbodens orientiert. Mit dieser Waage lässt sich zusätzlich die Liefermenge des Flüssigbodens erfassen und in einem elektronischen Speichermedium dokumentieren.

Alle Beteiligten sind erfreut über die erfolgreiche Premiere der Flüssigbodenschaufel
Zufrieden mit dem Einsatz der Flüssigbodenschaufel aus unterschiedlichen Blickwinkeln: Theo Heitkamp, Michael Haver und Bernd Bergschneider (v.l.). | Fotos: A. zu Eulenburg

Wirtschaftlichkeit bestätigt

Seitens der Stadt Bielefeld wurden die Herstellung und der Einbau des Flüssigbodens aufmerksam beobachtet und begleitet. Das eingebaute Material wurde beprobt und von einem unabhängigen Geologen untersucht.
Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit wurden mittlerweile seitens Tibatek konkrete Berechnungen angestellt. Danach ist bis zu einer Tagesmenge von 60 bis 70 m3 die Flüssigbodenschaufel die wirtschaftlichste Variante. „Ab etwa 70 m3 ist eine Standmischanlage wirtschaftlicher“, erläutert Bernd Bergschneider. Der Fahrmischer rechne sich nur für den punktuellen, einmaligen Einsatz kleiner Mengen.
Nach der erfolgreichen Erprobung in der Baustellenpraxis wurde die Flüssigbodenschaufel von der Firma Tibatek erstmals auf der bauma im Frühjahr dieses Jahres dem Fachpublikum vorgestellt. Sie steht nun Tiefbauunternehmen sowohl zum Kauf als auch als Mietgerät zur Verfügung und befindet sich bereits auf zahlreichen Baustellen im Einsatz.
Die Sanierung der Lutter wird die Stadt Bielefeld als komplexes Großprojekt mit vielen großen Herausforderungen voraussichtlich noch bis ins Jahr 2020 begleiten. „Der Einsatz von Flüssigboden ist dabei ein Mosaikstein, der hilft Problemlösungen zu finden“, so Michael Haver. bi

Diesen Beitrag lesen Sie auch in unserer aktuellen Ausgabe (6/16) der bi-UmweltBau.