Schienenausbau Hinterlandanbindung JadeWeserPort

Aufgabe

Mit einem Umschlagsvolumen von mehr als 2 Millionen Containern im Jahr stellt Deutschlands einziger Tiefwasserhafen, der JadeWeserPort, höchste Ansprüche an die Anbindung an das überregionale Schienennetz. Eine effiziente und moderne Schieneninfrastruktur in dieser Region spielt eine zentrale Rolle für einen schnellen und umweltfreundlichen Gütertransports im europäischen Raum. Die Eigenschaften des Untergrundes im Weserdelta und Jadebusen sind bautechnisch höchst anspruchsvoll, da die anstehenden Böden maßgeblich durch Torf und Klei geprägt sind. Insbesondere östlich der Ortschaft Sande, wo die Verlegung einer rund sechs Kilometer langen zweigleisigen Bahntrasse zur Entlastung der Ortschaft durch den Güterverkehr vorgesehen ist, sind extrem weiche Böden mit hohen organischen Ablagerungen anzutreffen.

Lösung

Zur Baugrundverbesserung unterhalb der Bahndämme kommt das Tragsystem der geokunststoffummantelten Sandsäulen zur Anwendung, welches speziell für den Einsatz bei anspruchsvollen Baugrundverhältnisse entwickelt wurde. Das System besteht aus gleichmäßig angeordneten Säulen aus nicht-bindigem Material mit einer dehnsteifen, filterstabilen Geokunststoffummantelung. Die gesamten Einwirkungen des Bahndammes und der Verkehrslast bewirken radiale nach außen gerichtete horizontale Spannungen innerhalb der Säule. Diesen Spannungen wirkt nun nicht nur der Erddruck der weichen Bodenschicht entgegen, sondern auch der radiale Widerstand der Ummantelung. In der Ummantelung werden Ringzugkräfte mobilisiert, die während der Konsolidierung zu einer Erhöhung der Säulensteifigkeit und damit zur Lastkonzentration über den Säulen führen. Für die Bahnverlegung Sande werden Säulen mit einem Durchmesser von 0,8 m und einer Länge von bis zu 14 m mittels des Verdrängungsverfahren im definierten Dreiecksraster eingebracht. 
Zur Verbesserung der Lastverteilung und Erhöhung der Standsicherheit im Dammkörper sind zusätzlich hochzugfeste Geogitter mit Zugfestigkeiten von bis zu 1300 kN/m in der Lastverteilungsschicht oberhalb der Säulenköpfe angeordnet.

Vorteile

Dank der statisch wirksamen geotextilen Ummantelung können die Säulen nahezu unabhängig von der seitlichen Stützwirkung der Weichschicht hergestellt werden und eignen sich daher optimal für den Einsatz in extrem weichen und organischen Böden. Im Gegensatz zu nicht-ummantelten Säulen kann dabei der Säulenabstand häufig signifikant reduziert werden. Neben der Erhöhung der Standsicherheit des Dammes während der Bauphase und nach Fertigstellung ist die signifikante Reduzierung der absoluten sowie Setzungsdifferenzen ein großer Vorteil des Systems. Die Säulen können mit lokal verfügbaren granularen Materialen gefüllt werden, was den Aufwand und die Kosten für den Transport von Baustoffen schmälert. Außerdem wirken die Säulen als filterstabile Megadrains, welche die Setzungs- und Konsolidierungsprozesse beschleunigen und somit die Bauphase deutlich verkürzen können.