Die Bodenvernagelungstechnik wird zur Verstärkung des Bodens eingesetzt, um ihn stabiler zu machen. Außerdem wird sie bei Böschungen, Ausgrabungen, Stützmauern usw. eingesetzt. Dazu kommt die Nutzung in Gärten, um z.B. Bauten, oder Bäume zu stablisieren, oder zu verankern. Dieser Artikel beleuchtet die Erdnageltechnik, ihre Arten und Anwendungen.
Was sind Erdnägel?
Bei Bodennägeln handelt es sich im Allgemeinen um Metall- oder Polymerelemente, die in den Boden eingebracht werden, um Zug- und Biegewiderstände zur Verstärkung der Bodenmasse für die Stabilisierung natürlicher oder bestehender Hänge zu erzeugen, oder um bestimmte Objekte zu stablisieren. Der Einbau kann entweder durch Verpressen in vorgebohrten Löchern oder durch Einbringen mittels einer Verdrängungstechnik mit statischen Druck- oder dynamischen Kräften (Vibration, Perkussion und/oder Rotation) erfolgen. Bodennägel werden je nach der Geometrie des Hangs entweder horizontal oder in verschiedenen Winkeln zur Horizontalen eingebaut. Horizontale Nägel entwickeln einen erheblichen Zugwiderstand, während Nägel senkrecht zu einer Bruchfläche einen erheblichen Biegewiderstand entwickeln.
Wann sind Erdnägel sinnvoll?
Zu den wichtigsten Überlegungen bei der Entscheidung, ob der Erdnagel geeignet ist, gehören die Bodenbedingungen, die Eignung anderer Systeme, wie Bodenanker, geosynthetische Materialien usw., und natürlich die Kosten. Obwohl Bodennägel vielseitig einsetzbar sind und für eine Vielzahl von Bodentypen und -bedingungen verwendet werden können, sollte der Boden vorzugsweise in der Lage sein, ohne Stützen bis zu einer Höhe von 1-2 m für mindestens 2 Tage zu stehen, wenn er senkrecht oder nahezu senkrecht geschnitten wird.
Zu den Böden, die sich besonders gut für die Bodenvernagelung eignen, gehören Tone, lehmige Schluffe, schluffige Tone, sandige Tone, glaziale Böden, sandige Schluffe, Sande und Kiese. Die Bodenvernagelung kann auf verwittertem Gestein angewandt werden, solange die Verwitterung gleichmäßig im gesamten Gestein verläuft.
Nicht gut geeignet für die Bodenvernagelung sind Böden mit hohem Grundwasserspiegel, kohäsionslose Böden, weiche feinkörnige Böden, stark korrosive Böden, Löss, lockere körnige Böden und Böden, die wiederholten Frost-Tau-Wechseln ausgesetzt sind.
Welchen Ursprung hat der Erdnagel?
Ursprünglich wurden Bodennägel an nahezu senkrecht geschnittenen Hängen eingesetzt, wobei die Stahlnägel unmittelbar nach jeder aufeinanderfolgenden Schnittebene in nahezu horizontal gebohrte Löcher eingegossen wurden. Traditionelle Konstruktionsmethoden gehen davon aus, dass die Nägel ausschließlich auf Zug wirken, obwohl Beobachtungen von Hangversagen gezeigt haben, dass die Nägel an der Versagensfläche erheblichen Biegewiderstand erfahren. Die Wirtschaftlichkeit eines solchen Systems liegt in der Regel innerhalb von 20 % der Kosten anderer Aushubstabilisierungssysteme.
Bestehende instabile Böschungen hingegen sind in der Regel flacher als 45 Grad. In solchen Fällen kann das Einbringen von Nägeln oft ohne Bohren oder Verpressen erfolgen. In den meisten Fällen werden diese Nägel senkrecht zur Böschungsoberfläche angebracht. Diese Methode ist aus ökologischer und wirtschaftlicher Sicht interessant, da sie schnell und an Ort und Stelle durchgeführt werden kann, ohne dass die bestehenden Hänge oder Böschungen umgebaut werden müssen.
Die wichtigsten Herausforderungen bei der Entwicklung von Erdnägeln waren die Notwendigkeit einer schnellen Einbringungsmethode ohne kostspielige Bohr- oder Injektionsarbeiten, die Suche nach einer Alternative zu den herkömmlichen Matten- und Spritzbetonverkleidungen, die Bewältigung der Langzeitkorrosion und die Entwicklung analytischer Ansätze für die Biegefestigkeit. Die Kosten spielten natürlich auch eine große Rolle.
Erdnägel im Garten
Ordentlich angelegte Gärten haben oft dekorative Holzrahmen, wenn sie um Bäume herum angelegt sind, oder gestapelte Holzumrandungen, wenn es sich um Hochbeete handelt. Diese Holzteile, die so genannten Landschaftshölzer, müssen ordnungsgemäß am Boden und aneinander befestigt werden, damit die Konstruktion intakt und sicher bleibt. Die Art der Nägel oder Befestigungsmittel, die zur Befestigung der Landschaftshölzer verwendet werden, hat einen direkten Einfluss auf die Langlebigkeit und strukturelle Integrität der Konstruktion.
Verzinkte Nägel
Eine der besten Nagelarten für die Befestigung von Landschaftshölzern sind verzinkte Metallspieße. Bei der Verzinkung wird das Metall der Nägel mit einer schützenden Zinkschicht überzogen, so dass es nicht zu Rost und Korrosion kommt, wenn das Metall Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Dadurch, dass das Metall korrosionsfrei gehalten wird, wird verhindert, dass sich die Stacheln im Holz auflösen, wenn sie jedes Jahr mit Regen und anderer Feuchtigkeit in Berührung kommen. Die Nägel sollten relativ lang sein, um ein Holz durch Einschlagen der Nägel mit einem Vorschlaghammer im Boden zu verankern. Diese Länge sorgt für eine ausreichend starke Verankerung im Boden, so dass die Stacheln für künftige Anpflanzungen innerhalb des Holzes an ihrem Platz bleiben.
Armierungseisen
Armierungseisen, die üblicherweise mit dem Betonbau in Verbindung gebracht werden, haben die Stärke und das Design, um Landschaftshölzer über viele Jahre hinweg stabil zu halten. Da Bewehrungsstäbe in der Regel stumpfe Enden haben, müssen Sie Löcher in die Landschaftshölzer bohren, damit die Bewehrungsstäbe richtig eingesetzt werden können, ohne das Holz zu beschädigen. Die Verwendung von verzinkten Bewehrungsstäben hilft insbesondere bei der Bekämpfung von Rost, da poröse Hölzer Wasser in ihre Strukturen eindringen lassen, wo sich die Bewehrungsstäbe befinden; wenn keine verzinkten Bewehrungsstäbe verwendet werden, rostet das Metall und dehnt sich wie Schaum aus. Außerdem bilden sich Rostflecken auf der Holzoberfläche, die im Garten ein unansehnliches Bild ergeben.
Installationsstrategie
Die 1,5 m langen Spikes oder Bewehrungsstäbe müssen in einem bestimmten Winkel in die Landschaftshölzer eingebaut werden, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Wenn das Holz ordnungsgemäß auf dem Boden ausgerichtet ist, muss jeder Dorn oder jeder Bewehrungsstab in einem Winkel von 20 Grad in das Holz eingeführt werden. Dieser Installationswinkel und die Tatsache, dass die Nägel oder Bewehrungsstäbe mehr als einen Fuß tief in den Boden getrieben werden, verhindern, dass die Befestigungselemente im Laufe der Zeit durch Vibrationen aus dem Holz gezogen werden. Für alle Hölzer, die über dem Basisholz gestapelt werden müssen, müssen einfach lange Nägel im gleichen Winkel installiert werden, um eine sichere Konstruktion zu gewährleisten.
Behandeltes Holz
Die Oberflächen von Landschaftshölzern sind in der Regel mit einer Beschichtung versehen, die sie vor Fäulnis schützt. Vor allem Kupfer ist ein häufiger Bestandteil der Schutzschicht. Im Laufe der Zeit neigt Kupfer jedoch dazu, Zink aufzulösen, das das Hauptelement des Verzinkungsprozesses ist. Wenn Sie Landschaftshölzer haben, die mit einer Beschichtung auf Kupferbasis behandelt wurden, verwenden Sie Befestigungselemente mit einer relativ dicken Zinkschicht, die in Baumärkten oft als G-185 bezeichnet wird. Auf diese Weise schützen Sie sowohl das Holz als auch die Befestigungselemente vor Fäulnis.
einen Hang mit Erdnägeln stabiliseren
Die Stabilität des Hangs wird durch den Einbau von Bodennägeln mit Stahl- oder Glasfasergewinde erhöht, die in vorgebohrte Löcher gesetzt werden, oder durch gleichzeitige Bohr- und Einbautechniken. In Verbindung mit der richtigen Entwässerung wird das Risiko eines Erdrutsches oder anderer Bodenbewegungen deutlich verringert. Ob es sich um den Aushub von Straßeneinschnitten, die Stabilisierung von Hängen oder die Unterstützung von Stützmauern handelt, Bodennägel sind eine vielseitige und praktische Form der Erdsicherung, um horizontale Bewegungen zu verhindern.
- Geringere Umweltbelastung im Vergleich zu schwereren Bauverfahren
- Kann in beengten Räumen installiert werden, da die Nägel in der Regel kürzer sind; insbesondere im Vergleich zu verstrebten Ausgrabungen
- Es ist nicht erforderlich, ein Strukturelement unterhalb der Baugrubensohle zu verankern, wie dies bei Trägerbalken für Bodenankerwände der Fall ist.
- Der Einbau von Bodennägeln ist relativ schnell und erfordert in der Regel weniger Baumaterial als Bodenankerwände.
- Die Lage, Neigung und Länge der Nägel kann leicht angepasst werden, wenn Hindernisse (Geröll, Pfähle oder unterirdische Versorgungsleitungen) vorhanden sind.
- Bodennägel sind an schwer zugänglichen Stellen von Vorteil, da in der Regel kleinere Geräte benötigt werden.
- Bodennagelwände sind relativ flexibel und können relativ große Gesamt- und Differenzsenkungen aufnehmen.
Fazit zum Erdnagel
Der Erdnagel ist ein beliebtes Befestigungsteil, das in vielen Bereichen Anwendung findet. Vor allem bei leichten Bauwerken und in der Bodensicherung findet er Anwendung. Er ist oft kostengünstig, da er leicht einzubringen ist und der Auwand deutlich geringer ist, als bei schweren Befestigungsmethoden.