Mechanisch stabilisierte Erde

 

Die afrikanischen Straßenbehörden profitieren von der Nutzung von Mechanisch stabilisierte Erde bei großen Bauprojekten in Afrika für Anwendungen, bei denen traditionell konkrete Optionen vorherrschten.

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Durch Informationen von Reinforced Earth South Africa Bauüberprüfung untersucht das Material. Reinforced Earth (Pty) Ltd wurde 1975 gegründet und ist Teil von Gruppe Terre Armee International das auf der ganzen Welt tätig ist. In 24 afrikanischen Ländern gibt es Reinforced Earth® MSE-Strukturen.

Die Erfindung

Obwohl die Kombination von Erde und Verstärkung in der Natur sowie in Materialien und Strukturen (Stroh in Ziegeln, Teile der Chinesischen Mauer) zu finden ist, wurde die moderne mechanisch stabilisierte Erde vor etwa 50 Jahren vom französischen Architekten und Ingenieur Henri Vidal erfunden. Er nannte dieses neue Material Terre Armee® auf Französisch oder Reinforced Earth® auf Englisch.

Verbundwerkstoff

Mechanisch stabilisierte Erde ist der generische Name für ein Verbundmaterial, das eine Reibungsverfüllung, Verstärkungen und im Allgemeinen eine Außenverkleidung umfasst.

Vorteile

Die Nachfrage nach kostengünstigen Bausystemen für Mega-Tiefbauprojekte hat die Bedeutung von MSE unterstrichen. Nachfolgend sind einige der wichtigsten Vorteile aufgeführt.

  1. Flexible Eigenschaften

Während chemisch stabilisierte Erde eine starre Struktur erzeugt, erzeugt mechanisch stabilisierte Erde eine flexible Struktur. Mit dieser Funktion hat es fast die gleichen Eigenschaften wie die Erde selbst und findet überall dort Anwendung, wo schwere Erdbewegungen auftreten - Straßen, Eisenbahnen, Brücken, Dämme, Stauseen, Minen, Landentwicklung, Flughäfen, Häfen und Militär.

  1. Jenseits von ramponierten Seitenhängen

Bemerkenswert ist, dass Erdböschungen nicht mehr auf ramponierte Seitenhänge beschränkt sind. Sie können vertikal, müde oder geneigt sein. Wenn eine Reibungsverfüllung verwendet wird und die Verstärkungen korrekt in der Füllung platziert sind, können die Außenflächen vertikal, geneigt oder abgestuft sein. Solche Böschungen würden mit Elementen verkleidet sein, die so ausgelegt sind, dass sie lokale Erdlasten aufnehmen und die Böschung vor äußeren Kräften schützen, ohne die Flexibilität der Böschung zu beeinträchtigen.

  1. Umgang mit begrenztem Platz

Durch die Verwendung von Böschungen mit MSE-Ansatz sind keine Stützmauern bei beengten Platzverhältnissen erforderlich. Dies ist vor allem dann relevant, wenn die Fundamente schlecht sind und starre Stützmauern eine spezielle Fundamentverbesserung erfordern.

  1. Hohe Tragfähigkeit

Darüber hinaus kann der MSE-Ansatzdamm so ausgelegt werden, dass er hohe Lasten aufnehmen kann, wie sie beispielsweise von Brückendecks auf ihn ausgeübt werden. In diesem Fall können Betonpfeiler entfernt werden.

  1. Schnellere Konstruktion

Im Vergleich zu konkreten und ähnlichen Lösungen dauert die Errichtung eines MSE-Anlaufdamms kürzer. Dies liegt daran, dass das Stimulationselement im Allgemeinen die Platzierung und Verdichtung der Hinterfüllung ist, die durch das Platzieren der Verstärkungen und der Verkleidung nicht wesentlich beeinflusst werden sollte.

  1. Spezifikationen und Standards

Das ursprüngliche Konzept von MSE ist das eines Verbundmaterials, das aus Reibungsfüllung, flexiblen Verstärkungen und einer flexiblen Verkleidung besteht.

Zum Schutz der Straßenverkehrsbehörden sollten lokale nationale generische Spezifikationen für MSE sicherstellen, dass nur kostengünstige, nachhaltige MSE-Lösungen auf dem neuesten Stand der Technik ausgeschrieben werden, die den anerkannten internationalen Normen entsprechen. Bei der Spezifikation von MSE für ein bestimmtes Projekt ist Vorsicht geboten. Es gibt Unterschiede in verschiedenen MSE-Systemen, zum Beispiel:

Unterschiede zwischen MSE mit diskreter Plattenverkleidung und Blockwandsystemen

  1. Segmentbetonplattenverkleidung

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Abbildung 1: MSE mit segmentierter Betonplattenverkleidung

Jedes Paneel ist positiv an den Verstärkungen befestigt. Die Paneele sind durch Fugen und Polster voneinander getrennt, die vertikale Ablagerungen absorbieren und es den Paneelen ermöglichen, an der Bodenbewehrung „abzuhängen“. Die erste Reihe von Verkleidungselementen befindet sich auf einer Nivellierschicht aus schwachem Mischbeton, die die Differentialsiedlung nicht behindert. Der Druck auf das Fundament unter den Verkleidungselementen ist folglich geringer als der unter der Erdfüllung hinter der Verkleidung. Sollte es zu einer internen oder Fundamentablagerung der MSE kommen, setzen sich die Paneele, die positiv an den Verstärkungen befestigt sind, mit der Füllung ab und behalten ihre Integrität bei, wie in Abbildung 2 dargestellt.

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Abbildung 2: Bodensiedlung in MSE-Strukturen

 

Bei ordnungsgemäßer Konstruktion besteht bei MSE-Strukturen mit segmentierten Betonplatten nur ein geringes Risiko, dass sie sich aufgrund von Wasser ausbeulen oder verformen. Es ist keine Drainageschicht auf der Rückseite der Verkleidung erforderlich. Sie akzeptieren auch seismische Verformungen und bleiben nach schweren Erdbeben in ihren neuen Konfigurationen stabil

Segmentplattenverkleidungssysteme sind so ausgelegt, dass sie sowohl während als auch nach dem Bau erhebliche Differentialsiedlungen aufnehmen können.

 

  1. Modulare Betonblockverkleidungssysteme

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Abbildung 3: Modulares Betonblockwandsystem

Die Blöcke werden auf einem Betonfundament gegründet und übereinander gelegt, wobei zwischen jeweils zwei Verstärkungsnetzen oder -blechen eingeklemmt wirdnd oder 3rd Schicht von Blöcken. Dies erzeugt eine Ummantelung, die praktisch keine vertikale Kompressibilität aufweist, während die in Schichten auf der Rückseite der Blöcke angeordnete Hinterfüllung von Natur aus komprimierbar ist. Dies kann zu unkontrollierten Spannungen an den Verbindungen zwischen Blöcken und Bodenverstärkungen führen, wie in Abbildung 4 dargestellt.

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Abbildung 4: Bodensiedlung in einem modularen Betonblockwandsystem

 

 

Die Fähigkeit von Blockwandsystemen, Differentialsiedlungen in Längsrichtung aufzunehmen, ist ebenfalls begrenzt.

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Abbildung 5: Ein im Bau befindliches modulares Betonblockwandsystem in Kenia

 

Besondere Umstände erfordern optimale Lösungen für unterschiedliche Situationen, und Entwickler sollten die Einschränkungen verschiedener Systeme verstehen

Abschließende Bemerkungen

Die Terre Armee Group ist in rund 50 Ländern auf 5 Kontinenten tätig. Über einen Zeitraum von 50 Jahren wurden 50 Millionen Quadratmeter Fläche gebaut.

Viele Straßen und Autobahnen sollen in ländlichen und städtischen Gebieten in ganz Afrika gebaut werden.

Reinforced Earth (Pty) Ltd mit 40 Jahren Erfahrung in Afrika bietet Eigentümern, beratenden Ingenieuren und Auftragnehmern einen Service, um die Verwendung von MSE für kostengünstige Anwendungen nach den neuesten Standards zu erleichtern.

Afrika ist relativ spät im Bau der Straßen- und Schieneninfrastruktur positioniert, um diese wichtigen 20 zu nutzenth Jahrhundert materielle Innovation.

 

 

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