Bauwerke - Ingenieurgeologie - page 450

Frage stellen: Einige Bodenarten dehnen sich unter bestimmten Bedingungen aus, so
dass es zu Hebungen kommt, die das Bauwerk in gleicher Weise beschädigen. Dies ist
zum Beispiel der Fall bei quellfähigen Tonen, die in den Vereinigten Staaten enorme
Sanierungskosten an Bauwerken und Verkehrswegen verursachen, mehr als die Schä-
den infolge von Rutschungen, Überlutungen oder Erdbeben (Bell 2000: 83). Typisch
sind Risse und Schiefstellungen von lachen Bauwerken, die durch Leckagen unterir-
discher Wasserleitungen oder durch Fehler bei der Drainage von Grundst ü cken ent-
stehen und die dazu f ü hren, dass ehemals trockene Bereiche durchfeuchtet werden.
Den umgekehrten Efekt kann man beobachten, wenn ein Baugelände gerodet wird
und die oberlächennah anstehenden quellfähigen Tone austrocknen, was zu einem
zeitverzögerten Schrumpfen und somit zu Setzungen f ü hrt, die sich bei Wasserzutritt
wieder umkehren.
Wie bereits im Kapitel 6 beschrieben, wird zwischen interkristallinem und intra-
kristallinem Quellen unterschieden. Im ersten Fall wird die Volumenzunahme durch
die Aufnahme von Wasser in den Poren und zwischen den einzelnen Tonmineralen
verursacht, im zweiten Fall lagern sich Wassermolek ü le zwischen den Schichten der
quellfähigen Tonminerale an. Hierzu zählen die Dreischichtsilikate der Smektit-Grup-
pe, insbesondere die Montmorillonite. Diese Tone werden auch als aktiv bezeichnet.
Mit dem Aktivitätsdiagramm (Abb. 12.5) lässt sich das Quellverhalten abschätzen.
Erheblich grö ß er ist die Volumenzunahme bei der Umwandlung von Anhydrit zu
Gips (Kapitel 11). Unter Laborbedingungen kann diese Volumenzunahme durch Was-
seraufnahme etwa 60 % betragen. Dabei können Schwelldr ü cke von bis zu 10 MN/m 2
Abb. 12.5 Abschätzung des Quellpotenzials von Tonen (nach Van der Merwe 1964, angepasst von
Williams und Donaldson 1980). Einige quellfähige Tone aus der südafrikanischen Provinz Natal sind
dargestellt (Bell 2000: 91). IA ist die Aktivitätszahl nach Skempton.