Nachrichten-Ticker

Verschwendung vermeiden

Mit Bodenaufbereitung bis zu 80 Prozent Kosten sparen

Während die einen über schlechte Zeiten jammern, suchen die anderen nach wirksamen Strategien, um dem zunehmenden Kostendruck der Baubranche nachhaltig zu begegnen. Die Mühe zahlt sich aus, denn bis zu 80 Prozent an Bodenmanagement-Aufwendungen lassen sich durch ein schlichtes Umdenken einsparen. Das Mittel der Wahl heißt teilautomatisierte Bodenaufbereitung. Diplom-Ingenieur Horst Möhrle wagt die Analyse möglicher Einsparpotenziale entlang eines typischen Baustellenablaufs.

Teilautomatisierte Bodenaufbereitung

Verschwendung beginnt dort, wo gutes Bodenmaterial abtransportiert und ersetzt, statt an Ort und Stelle aufbereitet wird – das gilt insbesondere für Kanal- und Rohrleitungsbaustellen. Zunächst einmal ist Boden hier ein frei zur Verfügung stehender Baustoff, der erst dann Geld kostet, wenn man ihn transportiert, deponiert und/oder ersetzt. Der An- und Abtransport, die Deponierung und der Ersatz des Bodens summieren sich unterm Strich zu einer stattlichen Summe, die auch bei genauerer Betrachtung keiner Rechtfertigung standhält, wie sich in einem Beispiel einfach darstellen lässt:

Ein Vierachser mit 50 l pro 100 km durchschnittlichem Verbrauch, der auf dem Weg zur Deponie 20 km zurücklegt, schluckt bei einer Ladung von 8 m3 umgerechnet 2,75 l Diesel pro m3 Boden. Wird auf den Abtransport zugunsten einer Aufbereitung verzichtet, stehen dieser Zahl bei einem Bagger mit durchschnittlich 20 l Verbrauch und einer mittleren Leistung von 35 m3 pro Stunde etwa 0,6 l Diesel pro m3 gegenüber. Allein aus dieser Tatsache resultiert eine Einsparung von bis zu 80 Prozent im Hinblick auf Kosten und Emissionen.

Die Zahlen sprechen für sich, machen jedoch ein Weiterdenken erforderlich: Auf welche Art und Weise lässt sich die beschriebene Kosteneinsparung optimieren? Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein, um die Vorteile in vollem Umfang auszuschöpfen?

Zunächst bedarf es eines Verfahrens, das die nahtlose Umsetzung der erforderlichen Maßnahmen an Ort und Stelle ermöglicht. In der Regel scheitert der Einbau anstehender Böden jedoch an einer mit zu hohem Wassergehalt und Steineinlagerungen einhergehenden Einschränkung von dessen Verdichtbarkeit (vgl. ZTVE-StB 09, Zusätzliche technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau). Entsprechend gilt es, diese Mängel durch mechanische und/oder chemische Verfahren auszugleichen.

Das von MTS speziell für diesen Zweck entwickelte e.p.m.-Verfahren arbeitet in erster Linie mit einem bodenspezifischen Bindemittel, das direkt auf der Baustelle in Großsilos oder Big Bags bevorratet, über einen Bindemittelstreuer dosiert auf den Aushub ausgebracht, mittels Schaufelseparator mit dem anstehenden Boden homogenisiert wird, dann zerkleinert oder ausgesiebt und im gleichen Arbeitsgang wieder in den Graben eingebaut wird. Den sekundenschnellen Wechsel der Anbaugeräte direkt vom Bagger aus erlaubt ein vollhydraulisches Schnellwechselsystem.

Teilautomatisierte Verdichtung

Weitere Einsparpotenziale ergeben sich durch den Einsatz von hydraulisch betriebenen Anbauverdichtern. Vergleichende Untersuchungen ergaben, dass diese bis zu dreifach höhere Verdichtungstiefen erzielen (vgl. Abb. 1 unten). Grund dafür ist die im Auflastbetrieb gleichzeitig stattfindende statische und dynamische Verdichtung in Kombination mit einer hohen Antriebsleistung.
Der im Zuge der Prüffelder zu Vergleichszwecken ermittelte Mittelwert an Verdichtungsleistung lässt einen Rückschluss auf die Kosten zu, die sich pro Kubikmeter verdichtetem Boden ergeben. Das Rechenexempel lässt sich weiter nach Geräte- und Baggerkosten aufschlüsseln und liefert unterm Strich eine Ersparnis von bis zu 3,26 Euro pro Kubikmeter Boden (vgl. Abb. 2 unten).

Zusätzliche spezifische Einsparmöglichkeiten ergeben sich im Rahmen konkreter Einsatzbereiche. So lässt sich im Dammbau von Beginn an im Profil des zu schüttenden Damms arbeiten und im Kanal- und Rohrleitungsbau der Verbau wegen der höheren Schütthöhen schneller ziehen. Bei der Rückverfüllung können Baugruben direkt vom Bagger aus verdichtet werden.

Besondere Anforderungen stellt das Verdichten von kleinen verwinkelten Stellen – beispielsweise um Schächte und Rohre. Da auch hier Anbaugeräte im Hinblick auf Arbeitsersparnis, Präzision, Wendigkeit und Sicherheit maßgebliche Vorteile bieten, sich aber nicht im Hinblick auf das im ATV-Merkblatt 139 vorgegebene Schema nach „Dienstgewicht“ klassifizieren lassen, wurden Anbaugeräte und handgeführte Verdichter im Rahmen einer stark vereinfachenden Berechnung im Hinblick auf das konstruierte Kriterium einer „spezifische Flächenlast“ verglichen und eingestuft.

Unterm Strich zeigte sich, dass ein Universalverdichter selbst bei Maximalbelastung keine höhere Flächenlast auf das Rohr erzeugt als das nach herkömmlichem Schema am leichtesten eingestufte handgeführte Verdichtergerät (vgl. Abb. 3 unten) und damit als „leichtes Verdichtungsgerät“ eingestuft werden kann.

Weitere Einsparmöglichkeiten ergeben sich bei Anbauverdichtern, die über eine Palette unterschiedlicher Grundplatten verfügen, die mittels Schnellwechsler vom Bagger im Sekundentakt gewechselt werden können. Getreu dem Grundprinzip „Immer das richtige Werkzeug zur richtigen Zeit an der richtigen Stelle“ lässt sich so beispielsweise ein entsprechend ausgerüsteter Anbauverdichter mittels Spundwandklemme in kürzester Zeit zu einem Ramm- oder Ziehgerät umfunktionieren, wodurch die Anschaffungskosten eines separaten Spezialgeräts entfallen.

Nicht zuletzt bringt die teilautomatisierte Verdichtung Vorteile mit sich, die über die reine Kosteneinsparung hinausgehen – beispielsweise im Hinblick auf Arbeitssicherheit und Emissionsbelastung. Da bei der Arbeit mit Anbaugeräten kein Personal mehr im Graben arbeiten muss, entfällt die unmittelbare Belastung durch Stickoxide (vgl. „Belastung durch Motorabgase beim Einsatz handgeführter Verdichtergeräte in Gräben“, BauPortal 09/2009) und die Gefahr durch einrutschende Grabenwände.

Resümee

Die intelligente Kombination aus Wechselplatten und Schnellwechselsystem erlaubt die auf die jeweiligen Baustellenbelange hin abgestimmte Nutzung bzw. Zusammenstellung von Anbaugeräten und Grundplatten im Sekundentakt und garantiert damit durchweg eine maximale Leistung in kürzester Zeit. Im vollhydraulisch gesteuerten Zusammenspiel von bodenaufbereitenden Maßnahmen und Verdichtungsarbeiten lassen sich Kosten so wirksam reduzieren, Maschinenauslastungszeiten optimieren und frei werdende Kapazitäten sinnvoll umnutzen.

Die enorme Zeitersparnis und der maßgebliche Zuwachs an Produktivität sind so hoch, dass sich angesichts der wirtschaftlichen Situation die Notwendigkeit, nach einer detaillierten Analyse konkreter Einsparmöglichkeiten in Richtung Teilautomatisierung umzudenken, von allein ergibt.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt auf dem Weg von der Analyse zur Umsetzung konkreter Handlungsstrategien und von hier zur Abstimmung von Arbeitsabläufen auf die bestehende Maschinentechnik. Im Mittelpunkt bei alledem bleibt der Mensch, der im Zuge einer richtig verstandenen Teilautomatisierung nicht wegrationalisiert wird, sondern neue Aufgabenbereiche zugewiesen bekommt.


Mehr Infos zum Thema Bodenaufbereitung und Bodenverbesserung finden Sie hier >>


Abb. 1

Abb. 1: Bodenbeschreibung: Verwitterter Jura-Kalkstein, Bodenklassifizierung GU* [Schotteranteil 47,2 % (Korngröße 2/31,5 mm), Sand 19,5 %, Schlämmkorn 33,3 %]. Die Messungen wurden vom Institut für Materialprüfung (IFM), Dr. Schellenberg, Leipheim, durchgeführt.


Abb. 2

Abb. 2: Der Kalkulation liegen die Daten aus dem Feldversuch, Abb.1 (IFM Dr. Schellenberg, Leipheim) zugrunde.

Abb. 3

Abb. 3: Eigenberechnung MTS