Rutschungen

Rutschungen (slips; éboulements; franamenti).

Inhalt: Begriff. Ursachen. Vorbeugende und nachträgliche Gegenmaßregeln im allgemeinen. – A. Einschnittsrutschungen. 1. Auf Gleitflächen. Gegenmaßregeln: a) Entlastung der Rutschfläche; b) Vermehrung der Bewegungswiderstände; c) Vermehrung der äußeren Widerstände. 2. Durch Verminderung des Zusammmenhalts. Gegenmaßregeln. – B. Dammrutschungen. 1. Auf geneigten ober- oder unterirdischen Gleitflächen. Gegenmittel: a) Vermehrung der Bewegungswiderstände; b) Vermehrung der äußeren Widerstände; c) Ersetzung des Dammes durch ein Bauwerk. 2. Durch Verminderung des Zusammenhalts. Gegenmittel. 3. Dämme auf nachgiebigem Untergrund, insbesondere Moor und Torf. – C. Unterhaltung.

Unter R. versteht man alle unbeabsichtigten Bodenbewegungen infolge von Gleichgewichtsstörungen der Erdmassen in der natürlichen oder künstlich gebildeten Lagerung.

Bewegende und widerstehende Kräfte sind die Schwerkraft und der Zusammenhalt, die Reibung und Stützung unter dem Einfluß des Wassers, der Luft und der Wärme.

Ursachen der Bodenbewegungen können außerhalb und innerhalb des Erdkörpers liegen, der bestimmt ist, den Verkehrsweg zu bilden. Das Vorhandensein ober- oder unterirdischer Gleitflächen, die umgestaltende Wirkung von Wasser, Luft und Wärme, oberirdisch durch Verwitterung (Schuttbewegungen, Erdschlipfe, Bergstürze, Muren, Unter- und Auswaschungen, chemische Lösung, Höhlenbildung, Erdfälle, Blähungen, Hebungen, Dünenbildung und Dünenwanderung), Erdbeben und vulkanische Vorgänge.

Aber auch die Eingriffe der menschlichen Tätigkeit selbst bei Herstellung ober- oder unterirdischer Kunstbauten, bei Herstellung von Verkehrswegen und gewerblichen Anlagen veranlassen Bodenbewegungen. So entstehen Bergstürze, Tunnelbrüche und Bodensenkungen im Bergwerksgebiet. Letztere machen Vorbeugungsmaßregeln bei Hoch- und Brückenbauten durch Verankerungen, Eiseneinlagen und eine Vermeidung von Gewölbemauerwerk erforderlich.

Erdrutschungen im engeren Sinn.

1. Bewegungen von Erdmassen infolge der Schwerkraft auf vorhandenen geneigten Flächen: Schichtflächen, Absonderungs- und Bruchflächen. Es lagert eine verhältnismäßig durchlässige auf einer verhältnismäßig undurchlässigen Schicht, auf der das durchsickernde Wasser eine glatte Oberfläche erzeugt. Veranlaßt und gefördert wird die Bewegung durch Herstellung des Kunstbaues, Einschnitts oder Dammes, indem hierdurch Veränderungen in der natürlichen Lagerung und Stützung des Bodens, in der Belastung desselben und in der Wasserführung ober- oder unterirdisch herbeigeführt werden.

2. R. infolge Verminderung des Zusammenhalts (wie z.B. bei Mergel) unter Einwirkung der Luft, des Wassers und der Wärme (Frost). Die Rutschfläche ist hier nicht Ursache, sondern Wirkung.

Mittel zur Vermeidung und auch zur Beseitigung von R. im allgemeinen: Verminderung der bewegenden Kraft und Vermehrung der Widerstände besonders durch eine zweckmäßige Entwässerung. Wichtig sind genaue Vorerhebungen (Bohrungen, Probeschächte, Aufnahme des Schichtenplans der Oberfläche, der unterirdischen wasserführenden Schicht, Feststellung früherer R.

A. Einschnittsrutschungen.

1. Auf vorhandenen Gleitflächen: Je nach der Tiefenlage der Gleitfläche zur Einschnittssohle und dem Streichen und Fallen der Schichten zur Bahn wird durch das Einschneiden den fallenden Schichten das natürliche Widerlager ganz oder teilweise oder nicht entzogen und eine R. oder ein Auftreiben der Einschnittssohle zu erwarten sein.

Gegenmaßregeln: a) Entlastung einer starren Rutschfläche durch gleichmäßiges oder stufenförmiges Abtragen. Nur wirkungsvoll, wenn ein Widerlager für die zur R. geneigten Massen vorhanden ist oder hergestellt werden kann, oder bei einer nachgiebigen, sich gegenwölbenden Rutschfläche. Gleichzeitige Entwässerung ist erforderlich.

b) Vermehrung der Bewegungswiderstände.

α) Durch Beseitigung der Gleitschichten bei geringer Ausdehnung der Bodenbewegung und bei nicht zu tiefer Lage der Rutschfläche.

β) Umformen der Gleitfläche durch Sprengung (vgl. B, 1, a, α).

γ) Entwässerungsanlagen, ober- und unterirdische, zur Abfangung des Tagwassers und zur Abfangung und Ableitung des unterirdischen Wassers von den wasserführenden Schichten und Ableitung in die Einschnittsgräben oder unter dem Einschnitt hinweg. Die Lage der unterirdischen Entwässerungszüge (Stollen) bestimmt man am besten nach einem Schichtenplan der wasserführenden Schicht, aus welchem die Tiefenlage, das Streichen und Fallen der Rutschfläche im Verhältnis zur Einschnittsrichtung entnommen wird. Es muß auf ein genügendes Gefälle der mit der Linie des Verkehrsweges etwa gleichlaufend angelegten Entwässerungsanlage gehalten werden.

Bei geringer Tiefenlage der wasserführenden Schicht: Dränrohre, Faschinenrollen, Sickerkanäle; bei größerer: Sickerschlitze (0∙75 bis 1∙0 m breit), der Linie des größten Gefälles folgend, die tiefsten Punkte der Gleitfläche fassend, in den unbeweglichen Boden 70∙50 m einschneidend, in einzelnen Strecken von 10 bis 15 m Länge herzustellen mit am besten undurchlässiger Sohle von Beton oder Pflaster, dann Sohlengefälle, geringer 1 : 200 statt 1 : 100, bei fehlender Undurchlässigkeit. Auch gebrochenes Gefälle mit Entwässerung der tiefsten Punkte zu Tage (vgl. Abb. 151).

Bei zunehmender Tiefenlage der wasserführenden Schicht: Entwässerungsstollen und Schächte, Stollenhöhe und -breite 1∙5 × 1∙0 m, verpölzt und später mit Offenlassung eines Kanals mit Steinen auszupacken. Auch Brunnenanlagen sind mit Erfolg ausgeführt worden.

δ) Lüftungs-, zugleich Entwässerungsanlagen zum Austrocknen des Bodens durch Herstellung von Faschinenpackungen und Faschineneinlagen in offenen, zuzufüllenden Schlitzen. Verfahren der Faschinierungs- und Tiefbaugesellschaft Paech & Velkel, G. m. b. H., Berlin W 15 (Druckschrift dieser Gesellschaft).

ε) Anheften des Rutschbodens durch Pfähle auch in Verbindung mit netzförmigen Faschinendeckwerken (ausgeführt von der vorerwähnten Gesellschaft), Pfeiler u. dgl. (vgl. auch B, 1, α, γ).

c) Vermehrung der äußeren Widerstände durch Stützung, durch Erd- und Faschinenpackungen (keilförmig nach Paech), Erdpfeiler, Steinrippen, Stützmauern und Überwölbung.

Steinrippen (Sporen, éperons; pierrées d'assainissement; speroni) aus Trockenmauerwerk am wirksamsten rechtwinklig zur Einschnittsachse oder in Richtung des stärksten Gefälles der Gleitflächen bis in den festen Boden herabgeführt mit geneigter Sohle, zugleich Stützung und Entwässerung. Auch mit Entlastungsbogen zwischen den einzelnen Pfeilern (Abb. 152 a u. b).

Hintere Begrenzung des Fußes BC, B'C', B''D, je nach der Bodenbeschaffenheit. Breite der Rippen 0∙60–2∙00 m, Stärke 1∙00 m, Abstand 5–10 m.

Ähnlich, aber nicht so stützend wirken die unter δ genannten Faschineneinlagen.

Stütz- und Futtermauern aus trockenem oder nassem, auch in Pfeilern und Bögen aufgelöstem Mauerwerk allein sind häufig den unberechenbaren Kräften gegenüber unwirksam (Schwz. Bauztg., 1913, Bd. LXI, S. 147; Ztschr. f. Bw. 1871, S. 69 u. Dt. Bauztg. 1875, S. 411). Auch werden Sohlengewölbe in Verbindung mit Stützmauern oder eine vollständige Überwölbung eines Einschnitts, wie z.B. auf der Bodensee-Toggenburgbahn ausgeführt (Zentralbl. d. Bauverw. 1912, S. 7). Genügende Entwässerung geschlossener Mauern ist unbedingt erforderlich.

2. Einschnittsrutschungen infolge Verminderung des Zusammenhalts (für sich oder in Verbindung mit Gleitflächen).

Der Böschungsfuß an den Bahngräben kann erweicht werden. Dagegen: Beseitigung, Stützung und Entwässerung der Bahngräben durch trockene Faschinenlängsrollen mit Querrollen, durch Mauerwerk. Trockenlegung des Bahnplanums gegen Frostbeulen und Auftreiben durch Sickerschlitze oder Auspackung.

Gegen Böschungseinstürze sind Abflachung der Böschung, Entwässerungsanlagen und Grabenbefestigung anzuwenden. Wasserführende Schichten werden durch Sickeranlagen abgefangen. Auch hier haben sich keilförmige Faschinenpackungen am Böschungsfuß und netzförmige angeheftete Faschinendeckwerke nach Paech & Velkel (vgl. A, 1, b, δ u. B, 2, b u. Abb. 155) unter dem Mutterboden und auf der Sohle der etwa ausgebrochenen Schale als wirksam erwiesen. Unter Umständen können auch die Mittel zur Stützung (s. auch 3) zur Anwendung kommen.

Auf Böschungsschutz ist hier ebenso zu sehen wie bei Dämmen (vgl. B, 2, c).

B. Dammrutschungen.

1. Auf geneigter, aber fester Bodenoberfläche oder mit dem gewachsenen Boden auf unterirdischer Gleitfläche.

Gegenmaßnahmen: a) Vermehrung der Bewegungswiderstände.

α) Umformen der stärker als 1 : 10 geneigten Bodenoberfläche durch Herstellung von zu entwässernden Abtreppungen oder durch Sprengung der unterirdischen Rutschfläche (Organ 1915, S. 359). Ferner Beseitigung des Rutschbodens und Einbringen guten, festzustampfenden Bodens.

β) Entwässern des Bodens durch offene Abfanggräben oder unterirdisch durch in die wasserführende Schicht zu legende Längs- und Quersickerkanäle, Dränröhren, vortretende Sickerrippen aus Faschinen oder Steinen, Stollen und Schächten. Bei zerstörten Durchlässen ist zumeist für Vorflut zu sorgen.

γ) Festnageln der beweglichen Schichten des gewachsenen Bodens auf dem festen (vgl. B, 1, c, Limberger R.).

b) Vermehrung der äußeren Widerstände. Stützung des Dammes durch keilförmige Faschinenpackungen am Böschungsfuß bei nassem Boden, durch Gegendämme aus schwerem, möglichst durchlässigem Boden, durch Trocken- und Mörtelmauern in Verbindung mit Pfählen und mit Entwässerungsanlagen, Schlitzen mit Faschineneinlagen oder Steinrippen (vgl. Abb. 155, 156 u. 153).

c) Ersetzung der Dämme durch Bauwerke. Kostspielige Mittel, anzuwenden, wo die übrigen voraussichtlich versagen. Hervorragendes Beispiel: die Limberger R. bei Eggenburg auf der Kaiser-Franz-Josef-Bahn in Niederösterreich, wo Lehm, Letten, Ton und Schotter bis auf eine Tiefe von 35 m des Urgesteins (Granit) in einer Neigung von 1 : 6 überlagern. Die Lehne wurde durch eine talseitig ausgeführte Bahnverlegung mit einem 285 m langen Brückenzug mit Blechträgern von 20 m lichter Weite auf 11 bis auf den festen Grund in den rutschenden Massen niedergebrachten Pfeilern von einer größten Tiefe von 25 m überschritten (Ztschr. d. Österr. Ing.-V. 1912, Nr. 36, vgl. Abb. 154 a u. b).

Die rutschenden Massen stauten sich an den festgegründeten Pfeilern und kamen zur Ruhe. Auch an der Moselbahn sind in ausgedehntem Maß Brückenzüge an Stelle von Dämmen gegen Rutschgefahr, z.B. an der Pündericher Bergwand zur Ausführung gekommen.

2. R. des Dammbodens infolge Verminderung des Zusammenhalts auf inneren Gleitflächen (Schalenrutschungen), verursacht durch schlechten Schüttboden, mangelhafte Schüttung und Bearbeitung der Erdmassen, durch Verwendung von nassem oder gefrorenem, namentlich undurchlässigem Boden, durch ungenügenden äußeren Schutz gegen Eindringen von Wasser.

Gegenmaßnahmen: a) Beseitigung und Umbildung des schlechten Schüttbodens, Abflachung der Böschungen.

b) Entwässerung des Schüttbodens unter Vorsichtsmaßregeln zum Schutz der Entwässerungsanlagen bei Setzen des Schüttbodens (z.B. Bohlenrinnen unter den Sickerkanälen); Anwendung von tiefliegenden netzförmigen Faschinenlagen nach Paech (s. A, 1, a, δ), gleichzeitig zur Entwässerung und Lüftung (Austrocknung, vgl. Abb. 155). Wirksam sind Faschineneinbauten und Steinrippen in offenen, wieder zuzufüllenden Schlitzen (Abb. 156 a u. b und A, 1, c und B, 1, b, Abb. 152 a u. b sowie 153), die als Steinbauten gleichzeitig (Abb. 154 a u. b) stützen (Ann. d. ponts, 1875, S. 8; 1912, Bd. V, S. 339; Rev. gén. d. chem. 1901, Bd. V, S. 539; Ztschr. f. Bw. 1899, S. 584). Erforderlich ist die Entwässerung von Wassersäcken, die sich unter der Bettung durch fortwährendes Nachschütten von Bettungsstoff bilden (vgl. Abb. 157).

c) Schutz der Bahnkrone und der Böschungen durch Verhinderung des Eindringens des Tagwassers durch eine zweckmäßige Abwässerung der Krone und eine Schutzdecke an den Böschungen auch gegen den Angriff des fließenden oder stehenden bewegten Wassers. Wirksam sind netzförmige angepfählte Faschinendeckwerke unter der Mutterbodendecke in Verbindung mit der unter A, 1, b, δ und A, 2 genannten keilförmigen Faschinenpackung am Böschungsfuß.

2. Dämme auf nachgiebigem Untergrund.

a) Dämme auf festerem, aber nachgiebigem Untergrund. Die weichen Bodenmassen werden hier häufig durch das Gewicht der Aufschüttung herausgedrückt, die Wasserabzüge werden gestört. Das Wasser sammelt sich in der unter der Mitte des Dammkörpers entstehenden muldenartigen Vertiefung, wirkt lösend auf die oberen und unteren Bodenschichten und vermindert die Reibung und den Zusammenhalt.

Besonders lehrreich sind die Dammrutschungen an der Bebra-Hanauer Bahn (Ztschr. f. Bw. 1871, S. 69, vgl. Abb. 158). Hierher gehören auch die R. auf Seeschlamm, wie z.B. beim Bahnhof Horgen am Züricher See (Dt. Bauztg. 1875, S. 411).

b) Dämme auf sehr nachgiebigem, wasserhaltigem Untergrund, Torf und Moor. Der Damm sinkt mehr oder weniger tief ein und treibt die benachbarte zähere Moordecke in die Höhe und bringt sie zum Zerreißen. Wenn der Damm nicht auf dem festen Untergrund zur Ruhe gebracht werden kann, so ist der Moorboden durch Zusammenpressen und Entwässern tragfähig zu machen. Unter Umständen kommt die Herstellung schwimmender Moordämme auf etwa 1 m starkem Packwerk, wie auf der Bahnstrecke Stettin-Jasenitz, oder die Ausführung eines Einschnitts möglichst bis auf den festen Grund an Stelle des Dammes in Frage, wie auf der Strecke Ülzen-Triangel (Ztschr. f. Bw. 1900, S. 79).

Wesentlich ist vor Ausführung die Feststellung der Stärke und Beschaffenheit des Moors, die Tiefenlage und Querneigung des festen Untergrundes.

Die herzustellende Dammhöhe soll zur Verhinderung von Schwankungen ≧ 1 m sein, sie ist im Notfall durch Einschneiden herzustellen (Zentralbl. d. Bauverw. 1913, S. 251). Unter Umständen ist bei geringen Dammhöhen eine vorübergehende Erdbelastung am Platz. Die Bahnkrone ist um etwa 1 m zu verbreitern, als Schüttboden wasserdurchlässiger Boden (Sandboden) zu verwenden. Als versackende Masse kann man im Mittel annehmen: Dammfußbreite × Moortiefe.

Bei Gehängemooren, die nicht beseitigt werden können, ist eine sorgfältige Entwässerung durch einen bis auf den festen Grund hinabzuführenden Fanggraben auf der oberen Seite und durch Quergräben auszuführen.

Bei Bruchmooren, u.zw. bei tragfähigen, genügt Lagenschüttung von der Mitte nach der Seite des Dammes bei möglichster Entwässerung. Bei nicht tragfähigem Bruchmoor ist der bewegliche Untergrund zusammenzupressen und unter dem Bahnkörper wegzudrängen. Der schlammige Boden darf durch die Schüttung nicht eingeschlossen werden. Man trennt die widerstandsfähigere belastete Moordecke unter dem Auftrag von ihrer Umgebung durch 1 m breite und bis 3 m tiefe, mit Sand auszufüllende Moorgräben oder neben dem Damm durch Längsschlitze. Hierdurch versinkt die Aufschüttung mit der sie zusammenhaltenden Decke, die unteren weichen Schichten werden seitwärts gedrängt, ohne daß starke Auftreibungen und dann Zerreißungen entstehen (vgl. Abb. 159 u. 160).

Bei größerer Dammhöhe können die Längsgräben mehr nach außen dem Böschungsfuß zu gerückt werden. Bei hohen Dämmen sind unter Umständen mehr als 2 Längsgräben auszuführen.

Bei tiefen Mooren (über 3 m Tiefe) empfiehlt sich noch ein Längsschlitz außerhalb des Böschungsfußes zur Herstellung eines Seitenverschlusses gegen Herausdrängen des Schüttbodens (vgl. Abb. 161). Bei großen Moortiefen ist die Dammsohle angemessen zu verbreitern. Besonders an den Enden der Moorstrecke kommen neben den Längsgräben Quergräben in Betracht, die das Sinken der Aufschüttung befördern.

Zur Sicherung der Bauwerke dient die Entfernung des Moores neben denselben oder das Schlagen von Spundwänden um das Bauwerk oder aber vor Herstellung desselben die Durchschüttung des Dammes.

Während der Schüttung empfehlen sich wiederholte Messungen und Bohrungen zur Überwachung der Schüttung und des Moorbodens.

C. Unterhaltung der gefährdeten Erdwerke.

Eine regelmäßige Beobachtung gefährdeter Moorstrecken und eine gute Unterhaltung der Böschungen ist erforderlich. Bei eingetretenen kleineren R. z.B. an einer Dammböschung empfiehlt sich eine kräftige Unterschwellung des Gleises.

Literatur: L. Tiefenbacher, Die Rutschungen. Wien 1880. – V. Pollack, Bodenbewegungen. Wien 1882. – Hb. d. Ing.-W. 1905, herausgegeben von L. v. Willmann; 4. Aufl., I. Teil, Bd. II; II. Kap., Erdrutschungen, bearbeitet von H. Wegele. – Ztschr. d. Österr. Ing.-V. 1915, S. 193, sowie die im Text angeführten Zeitschriften.

Wegele.

Abb. 151. Trockenlegung einer Rutschfläche auf der Bahn Palermo-Porto Empedocle.

Abb. 152 a u. b. Steinrippe an der Strecke Toul-St. Vincent der französischen Ostbahn.

Abb. 153. Dammrutschung an der Orléansbahn.

Abb. 154 a u. b. Limberger Rutschung an der Kaiser-Franz-Josef-Bahn.

Abb. 155. Trockenlegung einer Dammrutschung nach Paech.

Abb. 156 a u. b. Wiederherstellung einer Dammrutschung der französischen Ostbahn.

Abb. 157. Dammrutschung der ungarischen Ostbahn.

Abb. 158. Dammrutschung an der Bebra-Hanauer Bahn.

Abb. 159. Moordamm.

Abb. 160, Abb. 161. Dammschüttungen im Motor.