Klimabezogene Optimierung von Baugrundverbesserungen – Multidisziplinärer Ansatz zur Verknüpfung von Ökobilanz und technischen Aspekten

Abstract

Die Bewertung von Bauprozessen hinsichtlich umweltrelevanter Aspekte nimmt an Bedeutung zu und ist für die Baupraxis von besonderem Interesse. Es wird eine Bewertungsmethode für die Rüttelstopfverdichtung (RSV) und die dynamische Intensivverdichtung (DYNIV) mit Einschlagen von sog. DYNIV-Säulen vorgestellt, welche sowohl technische als auch umweltrelevante Kriterien einbezieht. Zur Bewertung der umweltrelevanten Aspekte wird die Ökobilanzierung angewendet. Aufgrund der durch die Klimakrise zunehmenden Bedeutung des globalen Erwärmungspotenzials (GWP) wird dieses als maßgeblicher Indikator für die Beurteilung der Umweltrelevanz festgelegt.

Mit den beiden hier betrachteten Verfahren zur Baugrundverbesserung werden granulare Säulen hergestellt, wobei die DYNIV in verdichtbaren Böden zusätzlich eine signifikante Verbesserung der Bodeneigenschaften unterhalb des Säulenfußes erzeugt. An einem konkreten Projektbeispiel eines Logistikzentrums zeigen die Analyseergebnisse daher Vorteile der DYNIV hinsichtlich der Umweltwirkungen. Bei dem im Rahmen dieser Untersuchung definierten Setzungskriterium können die DYNIV-Säulen im Vergleich zu der RSV bis zu 60 % des GWP einsparen. Lässt man größere Setzungen zu, könnten die Umweltwirkungen beider Verfahren weiter reduziert werden. Diese Entscheidung wird künftig durch die Bauherren zu treffen sein. Am vorliegenden Beispiel wird die multidisziplinäre Optimierung mit den beiden Kriterien Minimierung der Setzung sowie Minimierung des GWP durchgeführt.

Climate-related optimisation of soil improvement – Multidisciplinary approach to combine life cycle assessment and technical aspects

The evaluation of construction processes regarding environmentally relevant aspects is becoming increasingly important and is of particular interest for construction business. An evaluation method for stone columns and dynamic compaction with installation of large stone pillars, called Dynamic Replacement (DR), is presented, which includes both technical and environmental criteria. The life cycle assessments (LCA) turn out to be the most suitable method for the evaluation of environmentally relevant aspects. Due to the increasing relevance of the global warming potential (GWP) because of the climate crisis, the GWP is defined as the relevant indicator.

The two soil improvement methods considered here produce granular columns, with DR in compactible soils producing a significant improvement in soil properties below the base of the column. Using a case study of a logistics centre, the analysis results therefore show advantages of DR in terms of environmental impact. With the settlement criteria of 1.5 cm defined here, the DR pillars can save approx. 60 % of the GWP compared to the stone columns. If larger settlements are allowed, the environmental impacts of both methods can be further reduced. In the future, this decision will have to be made by the client. In the present example, the multiobjective optimisation is carried out with the criteria of minimising the settlement as well as the GWP.