Ausführung von Hebungsinjektionen unter besonderen Randbedingungen - experimentelle Untersuchungen und numerische Simulation

Der Ausbau von Infrastrukturnetzen und die Verlagerung des Straßen- und Schienenverkehrs auf unterirdische Verkehrswege nehmen stetig zu. In besiedelten Gebieten ist eine Untertunnelung von Bestandsbebauung und setzungsempfindlichen historischen Stadtteilen oftmals unumgänglich. Durch den Einsatz von Hebungsinjektionen lassen sich die durch den Tunnelbau auftretenden Setzungen ausgleichen, sodass keine Setzungsschäden auftreten. Allerdings ist die Ausführung von Hebungsinjektionen technisch herausfordernd und kostenintensiv. Wesentliche Kostenfaktoren sind dabei die benötigten Injektionsmengen und die erforderliche Bauzeit, um die erwarteten Setzungen auszugleichen.

Hinsichtlich der Planung und Ausführung ergeben sich folgende, derzeit noch nicht befriedigend gelöste Fragestellungen:

- Insbesondere in grobkörnigen Böden ist noch nicht klar, welche Eigenschaften die zur Hebungsinjektion verwendete Suspension besitzen soll und mit welchen Injektionsmengen zu rechnen ist.

- Bisher erfolgt die Planung und Ausführung von Hebungsinjektionen größtenteils anhand von Erfahrungswerten, wobei jedoch die Übertragung der Ergebnisse einer Baumaßnahme auf andere Baumaßnahmen unter anderen Randbedingungen nur sehr eingeschränkt möglich ist. Um eine verlässliche Prognose des Hebungsvorgangs und der mit der Maßnahme verbundenen Kosten zu ermöglichen, sind grundlegende Kenntnisse über den Injektionsprozess und die hier auftretenden Mechanismen erforderlich.

Die in diesem Forschungsvorhaben durchzuführenden Untersuchungen haben zum Ziel, neue experimentelle und numerische Werkzeuge für die Praxis zu entwickeln, um Hebungsinjektionen in grobkörnigen Böden zuverlässiger und wirtschaftlicher als bisher planen und ausführen zu können. Ein wesentlicher Bestandteil des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Durchführung von klein- und großmaßstäblichen Experimenten, anhand derer die Auswirkungen verschiedener Injektionsparameter auf die induzierten Hebungen untersucht werden können. Die Versuchsergebnisse sollen zur Optimierung von numerischen Berechnungen verwendet werden, um damit anhand weiterer Untersuchungen allgemein gültige Empfehlungen zur Interaktion zwischen Hebungsinjektionen und Gebäudeanhebung abzuleiten.