Erkundung der Biokzementierung in Torfböden: Ein erster Schritt für die SBB, Medusoil und die AMIGA (Association GVH, Institute Géotechnique, Monod-Piguet + Associés, ATB)

Illustration of a train on a railway embankment showing underground peat layers treated by biocementation infiltration, with soil samples before and after treatment indicating increased strength and reduced deformation.

Torfböden sind im Bauwesen bekannt für ihre Weichheit, ihren hohen Wassergehalt und ihre Neigung zu großen Verformungen unter Last – Eigenschaften, die Erdarbeiten und Infrastrukturprojekte oft erschweren.

In einer aktuellen Zusammenarbeit zwischen der Schweizerischen Bundesbahn (SBB/CFF), Medusoil und dem Institut Géotechnique wurde einer praxisnahen Frage nachgegangen: Hat Biozementierung einen positiven Effekt auf Torfböden, oder stellen solche Böden ein Hindernis für diese Art der Bodenbehandlung dar?

Illustration eines Zuges auf einem Bahndamm mit Torfschichten, die durch Biozementierung behandelt wurden, mit Bodenproben vor und nach der Behandlung, die höhere Festigkeit und verbesserte Stabilität zeigen.

Abbildung 1: Schematische Darstellung von Torfschichten unter flachen Bahndämmen und den Verformungen, die sie unter Last erfahren.

Die Biozementierung – ein Verfahren zur Bodenverfestigung durch kontrollierte Bildung von Kalziumkarbonat – hat bereits in sandigen und kiesigen Böden ihr Potenzial gezeigt.

Diese geotechnische Untersuchung sollte aufzeigen, wie sich das Verfahren unter weniger konventionellen Bedingungen verhält.

Torfproben, entnommen an einem SBB-Standort im Rahmen einer rezenten geologischen Untersuchung, wurden mit der Infiltrationsmethode von Medusoil behandelt.

Ziel war es, herauszufinden, ob eine Verbesserung messbar ist, um daraufhin eine Feldkampagne unter dynamischer Belastung durchzuführen.

Die Ergebnisse der Behandlung waren aus technischer Sicht vielversprechend. Die behandelten Torfproben zeigten ein Verhalten, das dem von überkonsolidierten Böden ähnelt.

Konkret wurde eine Festigkeitszunahme festgestellt, die besonders in den frühen Deformationsstadien deutlich wurde und auf eine verbesserte Tragfähigkeit hinweist.

Gleichzeitig verringerte sich die Gesamtsetzung im Vergleich zum unbehandelten Material um etwa 40 %, was auf eine signifikante Verbesserung der volumetrischen Stabilität schließen lässt.

Physikochemische Analysen bestätigten zudem die Bildung von Kalzit – selbst unter den leicht sauren Bedingungen, die für Torfböden typisch sind –, was zeigt, dass der Biozementierungsprozess auch in solchen Umgebungen aktiv bleibt.

Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Torfböden kein grundsätzliches Hindernis für die Biozementierung darstellen und eine solide Grundlage für die Weiterentwicklung dieser nachhaltigen Methode zur Bodenverbesserung in anspruchsvollen geotechnischen Kontexten bieten.

Diagramm zum Vergleich unbehandelter und biocementierter Torfböden, das höhere Festigkeit und geringere Volumendeformation nach der Behandlung zeigt.

Abbildung 2: Schematische Darstellung des verbesserten, überkonsolidierten Verhaltens von Torfproben vor (schwarze, gestrichelte Linie) und nach (grüne Linie) der Behandlung, mit erhöhter Festigkeit und reduzierter volumetrischer Verformung bei zunehmender axialer Dehnung.

Neueste Artikel