@misc{LeusinkNeidhartRiedetal., author = {Leusink, Florian and Neidhart, Thomas and Ried, Michael and Spirkl, Florian}, title = {Zur Korrelation von einaxialer Druckfestigkeit und dynamischer California Bearing Ratio f{\"u}r ZFSV mit konventionellen und k{\"u}nstlicher Intelligenz basierten Methoden}, series = {6. D.A.CH-Tagung Fl{\"u}ssigboden, 05. - 06.09.2024, Dresden}, journal = {6. D.A.CH-Tagung Fl{\"u}ssigboden, 05. - 06.09.2024, Dresden}, pages = {24}, language = {de} } @unpublished{LeusinkRiedSpirkletal., author = {Leusink, Florian and Ried, Michael and Spirkl, Florian and Neidhart, Thomas}, title = {Der dynamische CBR-Versuch : ein Festigkeitsindikator f{\"u}r Boden-Bindemittel-Gemische im Erd- und Tiefbau}, doi = {10.35096/othr/pub-8522}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-85221}, pages = {6}, abstract = {Bei der Eignungspr{\"u}fung f{\"u}r qualifizierte Bodenverbesserungen wird die ben{\"o}tigte Menge des Bindemittels mittels Anforderungen an die einaxiale Druckfestigkeit oder den CBR-Wert festgelegt. Gem{\"a}ß dem Merkblatt {\"u}ber Bodenbehandlungen mit Bindemitteln (M BMB 2021) muss bei qualifizierten Bodenverbesserungen eine einaxiale Druckfestigkeit von mindestens 0,5 MPa bzw. ein CBR-Wert von mindestens 40 \% nach 28Tagen erreicht werden. Eine {\"U}berwachung der einaxialen Druckfestigkeit ist in situ der Praxis nur schwer m{\"o}glich, da die hierzu notwendige Bohrkernentnahme mit erheblichem Aufwand verbunden ist und durch die niedrige Druckfestigkeit des Boden-Bindemittel-Gemisches das Risiko besteht, dass Bohrkerne besch{\"a}digt werden oder eine Entnahme nicht m{\"o}glich ist. Es gibt daher keine festgeschriebene {\"U}berwachung der einaxialen Druckfestigkeit bei der qualifizierten Bodenverbesserung, in der Praxis erfolgt die Qualit{\"a}ts{\"u}berwachung meist durch eine Dichtekontrolle. F{\"u}r Auftraggeber ist eine In-situ-Bestimmung der Festigkeit von besonderem Interesse, um eine zuverl{\"a}ssige {\"U}berwachung zu gew{\"a}hrleisten, gleichzeitig kann sie Auftragnehmern als Nachweis der erbrachten Qualit{\"a}t bei etwaigen Sch{\"a}den und zur Absicherung in der Gew{\"a}hrleistungsphase dienen. So erm{\"o}glicht die in situ ermittelte Festigkeit den Nachweis, dass die Qualit{\"a}t der qualifizierten Bodenverbesserung den bei der Eignungspr{\"u}fung festgelegten Anforderungen entspricht, selbst bei variierenden Herstellungsverfahren, wechselnder Geologie und unterschiedlichen Lagerungsbedingungen. Eine regelm{\"a}ßige {\"U}berwachung der In-situ-Festigkeit ist wichtig, um eine konstant hohe Qualit{\"a}t zu sichern. Eine alternative Methode zur Bestimmung der In-situ-Festigkeit stellt der dynamische CBR-Versuch nach TP Gestein-StB Teil 5.6 dar. Hierbei handelt es sich um einen Stempeleindringversuch, bei dem ein Stempel mit einem Durchmesser von 5 cm mithilfe einer stoßartigen Belastung durch das leichte Fallgewicht in den Boden gedr{\"u}ckt wird. Die hohen induzierten Spannungen von 3,60 MPa {\"u}berschreiten dabei die Druckfestigkeit des Materials und f{\"u}hren zu einem Strukturbruch. Im Gegensatz zu statischen und dynamischen Lastplattendruckversuchen wird so die Festigkeit des Bodens abgebildet und nicht dessen Steifigkeit. In umfassenden Versuchsreihen wurden im Labor Boden-Bindemittel-Gemische hergestellt und nach 28 d an jeweils drei Teilversuchen die einaxiale Druckfestigkeit und an jeweils sechs Teilversuchen der dynamische CBR-Wert ermittelt. Zus{\"a}tzlich wurden auf Baustellen dynamische CBR-Werte in situ ermittelt und Bohrkerne entnommen, um die einaxiale Druckfestigkeit im Labor zu bestimmen. Die Versuchsreihen erm{\"o}glichten es, eine Korrelation zwischen den beiden Kennwerten abzuleiten. Durch diese Korrelation kann nun anhand des in situ ermittelten dynamischen CBR-Wertes auf die einaxiale Druckfestigkeit geschlossen werden. Dies erm{\"o}glicht eine einfache Qualit{\"a}ts{\"u}berwachung, die {\"u}ber die bloße Ermittlung der Dichte hinaus geht und mit minimalem Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist.}, language = {de} } @misc{BueschkenSpirkl, author = {B{\"u}schken, Sven and Spirkl, Florian}, title = {Entwicklung von ZFSV-Mischungen aus recyclierten Baustoffen}, series = {Projektabschlussveranstaltung „Verbundvorhaben: EnEff:W{\"a}rme: FW-ZFSV 4.0"}, journal = {Projektabschlussveranstaltung „Verbundvorhaben: EnEff:W{\"a}rme: FW-ZFSV 4.0"}, language = {de} } @misc{SpirklRied, author = {Spirkl, Florian and Ried, Michael}, title = {Versuche in der Praxis und f{\"u}r die Weiterentwicklung des Regelwerks}, series = {Projektabschlussveranstaltung „Verbundvorhaben: EnEff:W{\"a}rme: FW-ZFSV 4.0"}, journal = {Projektabschlussveranstaltung „Verbundvorhaben: EnEff:W{\"a}rme: FW-ZFSV 4.0"}, language = {de} } @misc{Spirkl, author = {Spirkl, Florian}, title = {CO2-Bilanz beim Einsatz von ZFSV}, series = {Projektabschlussveranstaltung „Verbundvorhaben: EnEff:W{\"a}rme: FW-ZFSV 4.0"}, journal = {Projektabschlussveranstaltung „Verbundvorhaben: EnEff:W{\"a}rme: FW-ZFSV 4.0"}, language = {de} } @misc{Spirkl, author = {Spirkl, Florian}, title = {Vergleichende CO2-Bilanzierung von Sand und ZFSV an einem Beispielprojekt und Sensitivit{\"a}tsanalyse}, series = {6. D.A.CH-Tagung Fl{\"u}ssigboden, 05. - 06.09.2024, Dresden}, journal = {6. D.A.CH-Tagung Fl{\"u}ssigboden, 05. - 06.09.2024, Dresden}, pages = {35}, language = {de} } @misc{NeidhartSpirkl, author = {Neidhart, Thomas and Spirkl, Florian}, title = {Vergleichsberechnungen KMR-Bettung Sand versus ZFSV}, series = {Fachtage Fernw{\"a}rme - ZFSV in der Fernw{\"a}rme: Forschung, Anwendung und Qualit{\"a}t, 2022, Kassel}, journal = {Fachtage Fernw{\"a}rme - ZFSV in der Fernw{\"a}rme: Forschung, Anwendung und Qualit{\"a}t, 2022, Kassel}, doi = {10.35096/othr/pub-7342}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-73425}, pages = {25}, abstract = {Im Beitrag wird auf die unterschiedlichen Bettungseigenschaften von Sand und zeitweise fließf{\"a}higen, selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen (ZFSV) eingegangen. Zun{\"a}chst wird kurz die versuchstechnische Ermittlung der Kontaktfl{\"a}chenarbeitslinie beschrieben, und anschließend dargestellt welchen Einfluss die angenommene/ermittelte Kontaktfl{\"a}chenarbeitslinie von Sand und ZFSV auf die ermittelten Verformungen und auftretenden Kr{\"a}fte hat.}, language = {de} } @misc{Spirkl, type = {Master Thesis}, author = {Spirkl, Florian}, title = {Vergleichende rechnerische Untersuchungen zur Lastaufteilung und Setzungen von Stabilisierungss{\"a}ulen mit Lasttransferschichten}, address = {Regensburg}, doi = {10.35096/othr/pub-1571}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-15713}, school = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, pages = {121}, abstract = {Die Erschließung von Neubaufl{\"a}chen, steigende Bauwerkslasten und strengere Anforderungen an Setzungen und Setzungsdifferenzen f{\"u}hren zu einem steigenden Bedarf an Tiefgr{\"u}ndungsmaßnahmen. Eine relativ junge Entwicklung auf diesem Gebiet ist die Anwendung von Stabilisierungss{\"a}ulen (StS) und pfahl{\"a}hnlichen Tragelementen als Alternative zur konventionellen Pfahlgr{\"u}ndung. Auf Grund der im Vergleich zum Pfahl geringeren Tragf{\"a}higkeit der StS werden diese zumeist als „S{\"a}ulenwald" angeordnet und die abzutragende Last {\"u}ber eine Lasttransferschicht (LTS) auf die einzelnen StS abgeleitet. Zus{\"a}tzlich wird h{\"a}ufig eine oder mehrere Geogitterlagen eingebracht, was zur Erh{\"o}hung des Lastanteils der StS f{\"u}hrt. Ein g{\"a}ngies Anwendungsbeispiel hierf{\"u}r ist z.B. die Gr{\"u}ndung eines Damms. {\"U}ber die Lastaufteilung zwischen StS und anstehender Weichschicht wurden im Laufe der Jahre verschiedenste Theorien und Berechnungsans{\"a}tze ver{\"o}ffentlicht. Zun{\"a}chst wird eine Auswahl verschiedener geschlossener Berechnungsans{\"a}tze f{\"u}r den 3-dimensionalen Fall vorgestellt und miteinander verglichen. Diesen ist gemein, dass f{\"u}r die Lastaufteilung lediglich die bodenmechanischen Eigenschaften der LTS und die geometrischen Parameter ben{\"o}tigt werden. Eine Ber{\"u}cksichtigung der anstehenden Weichschicht ist z.B. bei der iterativen Berechnung mittels Lasttransfermethode oder bei FE-Berechnungen m{\"o}glich. Diese Ans{\"a}tze werden, da durch die Ber{\"u}cksichtigung der Eigenschaften der Weichschicht weitere Freiheitsgrade entstehen, gesondert miteinander verglichen. Abschließend wird an Hand zweier Beispiele die Komplexit{\"a}t der Problemstellung „Ermittlung der Laustaufteilung zwischen StS und WS" aufgezeigt.}, language = {de} } @misc{SpirklRiedNeidhart, author = {Spirkl, Florian and Ried, Michael and Neidhart, Thomas}, title = {CO2-Einsparpotenzial alternativer Bauverfahren am Beispiel von Spezialtiefbau und Rohrgrabenverf{\"u}llung}, series = {Neue Herausforderungen in der Geotechnik - Nachhaltigkeit, Energiewende \& Klimawandel; Beitr{\"a}ge zum 38. Christian Veder Kolloquium : 04. und 05. April 2024, Graz}, journal = {Neue Herausforderungen in der Geotechnik - Nachhaltigkeit, Energiewende \& Klimawandel; Beitr{\"a}ge zum 38. Christian Veder Kolloquium : 04. und 05. April 2024, Graz}, publisher = {Technische Universit{\"a}t Graz}, address = {Graz}, pages = {23 -- 36}, language = {de} } @article{SpirklNeidhart, author = {Spirkl, Florian and Neidhart, Thomas}, title = {Lasttransferschichten {\"u}ber pfahlartigen Traggliedern - {\"U}berblick und Vergleich analytischer und numerischer L{\"o}sungen}, series = {geotechnik}, volume = {47}, journal = {geotechnik}, number = {3}, publisher = {Ernst \& Sohn}, doi = {10.1002/gete.202400003}, pages = {7}, abstract = {Der Einbau mineralischer, granularer Lasttransferschichten (LTS) zwischen einem Bau-werk und einer Tiefgr{\"u}ndung z. B. aus pfahlartigen Traggliedern (PTG) beeinflusst erheb-lich die Lastaufteilung auf die PTG und den zumeist weichen Boden dazwischen. Eine genaue Kenntnis {\"u}ber die Lastaufteilung ist f{\"u}r die Bemessung der LTS und PTG, aber auch des darauf gegr{\"u}ndeten Bauwerks erforderlich. F{\"u}r die Quantifizierung der Lastauf-teilung wurden eine Vielzahl an Berechnungsans{\"a}tzen entwickelt, welche zumeist auf Modell- oder Großversuchen basieren, aus deren Ergebnissen analytische Ans{\"a}tze entwi-ckelt wurden. Zun{\"a}chst werden ausgew{\"a}hlte Berechnungsans{\"a}tze zur Lastaufteilung vor-gestellt, dann mit Hilfe von Finite-Element-Berechnungen der Einfluss verschiedener Parameter auf die Lastaufteilung veranschaulicht und diskutiert. F{\"u}r geringe Dicken der LTS ergibt sich dabei eine hohe {\"U}bereinstimmung der FE-Berechnungen mit einem Durchstanzmechanismus. Ab einer bestimmten Dicke der LTS, abh{\"a}ngig von ver-schiedensten Randbedingungen, bildet sich in den FE-Berechnungen ein Gew{\"o}lbe aus. Das Einstanzen der PTG in die LTS kann dann durch einen Grundbruchmechanismus beschrieben und als obere Begrenzung der Lastumlagerung auf die PTG angesehen wer-den. Anhand zahlreicher Vergleichsberechnungen konnte gezeigt werden, dass die beiden Mechanismen Durchstanzen und Grundbruch in sehr vielen F{\"a}llen ausreichen, um die Lastaufteilung auch ohne FE-Berechnungen abzusch{\"a}tzen.}, language = {de} } @misc{Spirkl, author = {Spirkl, Florian}, title = {Zyklische Belastung von Boden-Bindemittel-Gemischen}, abstract = {W{\"a}hrend es zahlreiche Untersuchungen zum Verhalten von B{\"o}den unter zyklischen und dynamischen Belastungen gibt, gibt es nur wenige Ver{\"o}ffentlichungen zu zyklischen Belastungen an Bindemittel-stabilisierter B{\"o}den. Dabei werden diese Boden-Bindemittel-Gemische (BBG) vielseitig eingesetzt (z.B. qualifizierte Bodenverfestigung, Bodenmischs{\"a}ulen, zeitweise fließf{\"a}hige Erdbaustoffe). Die durchgef{\"u}hrten Versuche zielen darauf ab, ein tiefergehendes Verst{\"a}ndnis f{\"u}r das Materialverhalten von BBG zu gewinnen. Hierf{\"u}r wurden an verschiedenen Mischungen zyklische Versuche mit variierenden Spannungsamplituden durchgef{\"u}hrt. Die Untersuchungen teilen sich in 2 Versuchsreihen auf. Zum einen wird die Oberspannung nahe der einax. Druckfestigkeit des BBG gew{\"a}hlt. Das Verhalten {\"a}hnelt dem Kurzzeitfestigkeitsbereich der W{\"o}hlerlinie. Bereits nach wenigen (<1.000) Zyklen kommt es zu einem Versagen der Probe. Dieses Verhalten konnte f{\"u}r verschiedene Bindemittel-Geh{\"a}lter und verschiedene Ausgangsb{\"o}den ermittelt werden. Zum anderen wird die Auswirkung einer Druck-Schwell-Belastung mit niedriger Oberspannung (gew{\"a}hlt 1/3 der einax. Druckfestigkeit). Hier wurden nach N=10^6 Zyklen abschließend die einax. Druckfestigkeit ermittelt. Dabei wurde ein signifikanter Festigkeitszuwachs bei allen Proben ermittelt, der {\"u}ber das Maß der reinen Nacherh{\"a}rtung hinausgeht. Die Versuche zeigen, dass in Folge einer zyklischen Belastung eine Nachverdichtung des Bodens, eine Zerst{\"o}rung der Bindemittelstruktur oder die Kombination beider Effekte auftreten. Neben dem Spannungsniveau ist hierbei auch das Ausgangsmaterial sowie Art und Menge des Bindemittelgehalts von Bedeutung.}, language = {de} } @inproceedings{SpirklNeidhart, author = {Spirkl, Florian and Neidhart, Thomas}, title = {Lastaufteilung in Lastverteilungsschichten {\"u}ber Stabilisierungss{\"a}ulen}, series = {13. Kolloquium Bauen in Boden und Fels, Fachtagung {\"u}ber aktuelle Herausforderungen der Geotechnik: Tagungshandbuch 2022, 1. und 2. Februar 2022, Ostfildern}, booktitle = {13. Kolloquium Bauen in Boden und Fels, Fachtagung {\"u}ber aktuelle Herausforderungen der Geotechnik: Tagungshandbuch 2022, 1. und 2. Februar 2022, Ostfildern}, editor = {Moormann, Christian and Vogt-Breyer, Carola}, publisher = {expert}, address = {T{\"u}bingen}, pages = {287 -- 297}, abstract = {Stabilisierungss{\"a}ulen mit dar{\"u}berliegender Lastverteilungsschicht stellen eine wirtschaftliche, technisch sichere Alternative zur klassischen Tiefgr{\"u}ndungen dar. Dabei ist eine m{\"o}glichst genaue Kenntnis {\"u}ber die Aufteilung der Lasten zwischen S{\"a}ulen und Weichschicht erforderlich. F{\"u}r die Quantifizierung der Lastverteilung wurden schon eine Vielzahl an Berechnungsans{\"a}tze entwickelt. Zun{\"a}chst wird eine Auswahl an Ans{\"a}tzen vorgestellt, die eine direkte Berechnung der Lastumlagerung erm{\"o}glichen. Diese Berechnungsans{\"a}tze werden anhand der zu Grunde liegenden Modelle und Randbedingungen sowie der prognostizierten Lastumlagerung verglichen. Anschließend werden die direkten Ans{\"a}tze mit Berechnungen der Last-Transfer-Methode und der Finite-Element-Methode verglichen. Abschließend wird detailliert auf die FE-Berechnungen, insbesondere die Lastumlagerung f{\"u}r Lastverteilungsschichten geringer M{\"a}chtigkeiten, eingegangen. Dabei konnte eine sehr gute {\"U}bereinstimmung des vorgestellten Ansatzes mit den Ergebnissen der Finite-Element-Methode erzielt werden.}, language = {de} } @inproceedings{GoemmelSpirklNeidhart, author = {G{\"o}mmel, Roland and Spirkl, Florian and Neidhart, Thomas}, title = {Nachweis der Gesamtstandsicherheit geotechnischer Strukturen mit verschiedenartigen pfahlartigen Traggliedern}, series = {Bauen in weichen B{\"o}den: Besondere Herausforderungen in Planung und Ausf{\"u}hrung; Beitr{\"a}ge zum 36. Christian Veder Kolloquium : 28. und 29. Juni 2022, Graz}, booktitle = {Bauen in weichen B{\"o}den: Besondere Herausforderungen in Planung und Ausf{\"u}hrung; Beitr{\"a}ge zum 36. Christian Veder Kolloquium : 28. und 29. Juni 2022, Graz}, publisher = {Technische Universit{\"a}t Graz}, address = {Graz}, pages = {165 -- 181}, language = {de} } @misc{SpirklNeidhart, author = {Spirkl, Florian and Neidhart, Thomas}, title = {Vergleichende CO2-Bilanzierung von Rohrgrabenverf{\"u}llungen mit Sand und ZFSV}, volume = {2023}, pages = {40}, language = {de} } @article{SpirklWittlNeidhart, author = {Spirkl, Florian and Wittl, Theresa and Neidhart, Thomas}, title = {Kohlendioxid-Bilanzierung: Rohrgrabenverf{\"u}llung mit Sand vs. ZFSV}, series = {Korrespondenz Abwasser, Abfall}, volume = {71}, journal = {Korrespondenz Abwasser, Abfall}, number = {4}, publisher = {GFA}, address = {Hennef}, doi = {10.3242/kae2024.04.004}, pages = {294 -- 299}, abstract = {Als Alternative zur konventionellen Bettung von Leitungen und Rohren in Sand werden immer h{\"a}ufiger Zeitweise fließf{\"a}hige, Selbstverdichtende Verf{\"u}llbaustoffe (ZFSV) verwendet. Die Bettung in ZFSV kann zu einer Zeit- und Kostenersparnis f{\"u}hren. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass die Verwendung von ZFSV zur Rohrgrabenverf{\"u}llung gegen{\"u}ber der konventionellen Sandbettung neben der Schonung der nat{\"u}rlichen Ressourcen zus{\"a}tzlich ein Einsparpotenzial bez{\"u}glich der Treibhausgasemissionen aufweist.}, language = {de} } @book{ReichenbachBrussBuergeretal., author = {Reichenbach, Hartmut and Bruss, Werner and B{\"u}rger, Michael and Fiedler, Manfred and G{\"o}bel, Manuel and Middendorf, Bernhard and Neidhart, Thomas and Pollnow, Elke and Ramler-Kowollik, Marcel and Scholz, Enrico and Simon, Jana and Sosinka, Katharina and Spirkl, Florian and Trunk, Ulrich and Wagner, Achim and Wagner, Bernd and Weber, Steffen}, title = {Merkblatt f{\"u}r die Herstellung und Verwendung von zeitweise fließf{\"a}higen, selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen (ZFSV) im Erdbau}, editor = {Forschungsgesellschaft f{\"u}r Straßen- und Verkehrswesen FGSV e.V.,}, edition = {Ausgabe 2025}, publisher = {FGSV Verlag}, address = {K{\"o}ln}, isbn = {978-3-86446-419-5}, pages = {67}, abstract = {Das „Merkblatt f{\"u}r die Herstellung und Verwendung von zeitweise fließf{\"a}higen, selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen" (M ZFSV), Ausgabe 2025, befasst sich mit der Herstellung und der Anwendung zeitweise fließf{\"a}higer, selbstverdichtender Verf{\"u}llbaustoffe (ZFSV) gem{\"a}ß den „Zus{\"a}tzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien f{\"u}r Erdarbeiten im Straßenbau" (ZTV E-StB) (FGSV 599) beim Bau von Straßen und Verkehrsfl{\"a}chen. F{\"u}r andere Bereiche des Bauwesens kann dieses Merkblatt ebenfalls angewendet werden. Das M ZFSV enth{\"a}lt Qualit{\"a}tsanforderungen f{\"u}r diese Baustoffe und Baustoffgemische. Die Anforderungen schließen die verschiedenen Anwendungsgebiete der Baustoffe und Baustoffgemische, die Herstellung, Lieferung und den Einbau sowie die Pr{\"u}fungen und die Qualit{\"a}tssicherung ein. Vorab wird ebenso auf Anwendungsgebiete und Planungsgrunds{\"a}tze eingegangen. Erg{\"a}nzt werden die umfangreichen Ausf{\"u}hrungen durch mehrere Anh{\"a}nge.}, language = {de} } @techreport{BanningBueschkenGabrieletal., author = {Banning, Timo Che and B{\"u}schken, Sven and Gabriel, Eugen and Hay, Stefan and Neidhart, Thomas and Ried, Michael and Spirkl, Florian and Wagner, Bernd and Weidlich, Ingo and Zrenner, Louis}, title = {EnEff:W{\"a}rme - FW-ZFSV 4_0 - Fernw{\"a}rmeleitungsbau 4.0 mit zeitweise fließf{\"a}higen selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen f{\"u}r niedrige und hohe Betriebstemperaturen : Abschlussbericht zum Verbundforschungsvorhaben}, series = {Forschung \& Entwicklung}, journal = {Forschung \& Entwicklung}, number = {68}, publisher = {AGFW e.V.}, address = {Frankfurt am Main}, isbn = {3-89999-107-9}, pages = {274}, abstract = {Das dem Heft 68 zugrunde liegende Forschungsvorhaben „EnEff:W{\"a}rme: FW-ZFSV_4-0 - Fernw{\"a}rmeleitungsbau 4.0 mit zeitweise fließf{\"a}higen selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen f{\"u}r niedrige und hohe Betriebstemperaturen" (FW-ZFSV 4.0) wurde im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms „Innovationen f{\"u}r die Energiewende" vom Bundeswirtschaftsministerium f{\"u}r Energie und Klimaschutz {\"u}ber den Projekttr{\"a}ger J{\"u}lich bewilligt und gef{\"o}rdert (FKZ 03EN3022). Die Bearbeitung erfolgte in einem Verbund aus AGFW-Projektgesellschaft f{\"u}r Rationalisierung, Information und Standardisierung mbH, der GEF Ingenieur AG, Leimen, der Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg - Fakult{\"a}t Bauingenieurwesen - Labor f{\"u}r Geotechnik, Regensburg und der HafenCity Universit{\"a}t Hamburg, Hamburg. Ziel des Vorhabens FW-ZFSV 4.0 war es, f{\"u}r den Bereich der Fernw{\"a}rme Hemmnisse aufzugreifen, praktisch und angewandt zu untersuchen und Antworten auf Fragen zu liefern, die in der Planung und Praxis noch den Einsatz der technisch f{\"u}r den Fernw{\"a}rmeeinsatz gut erforschten ZFSV als Alternative zur {\"u}blichen Verf{\"u}llung und Bettung mit Sand verhindern. Darunter f{\"a}llt insbesondere die Absicherung des Langzeitverhaltens durch Untersuchungen in situ, die Erm{\"o}glichung der EDV-gest{\"u}tzten statischen Berechnung sowie die Beantwortung offener organisatorischer und genehmigungsrechtlicher Fragen. Mit den ausf{\"u}hrlich dargestellten Projektergebnissen zu den oben genannten Themen sowie dar{\"u}ber hinaus ist es zuk{\"u}nftig m{\"o}glich, ZFSV im Fernw{\"a}rmeleitungsbau stark vereinfacht und sicher einzusetzen. Aus Sicht des Projektkonsortiums steht mit ZFSV ein weiteres, generell abgesichertes Bettungsverfahren f{\"u}r insbesondere Kunststoffmantelrohre (als dominierendes System in der Fernw{\"a}rme) als Alternative zur Verf{\"u}llung mit Sand zur Verf{\"u}gung, das in Zukunft hoffentlich umfangreiche Anwendung findet. Gleichzeitig wird damit und dadurch den allgemein bekannten Potenzialen von ZFSV bei der Bautechnik, der m{\"o}glichen Kostenreduktion, der Reduktion des Einflusses von Baumaßnahmen auf Umgebung und Umwelt sowie bei der Ressourcenschonung weiter der Weg in der netzgebundenen W{\"a}rmeversorgung bereitet. Dies ist auch von erheblicher Bedeutung, da sich w{\"a}hrend der Projektlaufzeit gezeigt hat, dass sich die Anforderungen der Kreislaufwirtschaft an die Zul{\"a}ssigkeit nat{\"u}rlicher Rohstoffe wie Sand als Verf{\"u}llmaterial (Stichwort: Ersatzbaustoffverordnung) sowie die Konkurrenz um Sand als Rohstoff aktuell und zuk{\"u}nftig versch{\"a}rfen.}, language = {de} } @misc{Spirkl, author = {Spirkl, Florian}, title = {Untersuchungen und Analyse des Verhaltens von B{\"o}den und Boden-Bindemittel-Gemischen unter zyklischer Belastung}, doi = {10.35096/othr/pub-8480}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-84802}, pages = {36}, abstract = {W{\"a}hrend es zahlreiche Untersuchungen zum Verhalten von B{\"o}den unter zyklischen und dynamischen Belastungen gibt, gibt es nur wenige Ver{\"o}ffentlichungen zu zyklischen Belastungen an Bindemittel-stabilisierter B{\"o}den. Dabei werden diese Boden-Bindemittel-Gemische (BBG) vielseitig eingesetzt (z.B. qualifizierte Bodenverfestigung, Bodenmischs{\"a}ulen, zeitweise fließf{\"a}hige Erdbaustoffe). Die durchgef{\"u}hrten Versuche zielen darauf ab, ein tiefergehendes Verst{\"a}ndnis f{\"u}r das Materialverhalten von BBG zu gewinnen. Hierf{\"u}r wurden an verschiedenen Mischungen zyklische Versuche mit variierenden Spannungsamplituden durchgef{\"u}hrt. Die Untersuchungen teilen sich in 2 Versuchsreihen auf. Zum einen wird die Oberspannung nahe der einax. Druckfestigkeit des BBG gew{\"a}hlt. Das Verhalten {\"a}hnelt dem Kurzzeitfestigkeitsbereich der W{\"o}hlerlinie. Bereits nach wenigen (<1.000) Zyklen kommt es zu einem Versagen der Probe. Dieses Verhalten konnte f{\"u}r verschiedene Bindemittel-Geh{\"a}lter und verschiedene Ausgangsb{\"o}den ermittelt werden. Zum anderen wird die Auswirkung einer Druck-Schwell-Belastung mit niedriger Oberspannung (gew{\"a}hlt 1/3 der einax. Druckfestigkeit). Hier wurden nach N=10^6 Zyklen abschließend die einax. Druckfestigkeit ermittelt. Dabei wurde ein signifikanter Festigkeitszuwachs bei allen Proben ermittelt, der {\"u}ber das Maß der reinen Nacherh{\"a}rtung hinausgeht. Die Versuche zeigen, dass in Folge einer zyklischen Belastung eine Nachverdichtung des Bodens, eine Zerst{\"o}rung der Bindemittelstruktur oder die Kombination beider Effekte auftreten. Neben dem Spannungsniveau ist hierbei auch das Ausgangsmaterial sowie Art und Menge des Bindemittelgehalts von Bedeutung.}, language = {de} } @misc{SpirklNeidhart, author = {Spirkl, Florian and Neidhart, Thomas}, title = {Environmental advantages and recycling potential of temporarily flowable backfill as bedding material for district heating pipes}, series = {19th International Symposium on District Heating and Cooling, 07-10. September 2025, Genk, Belgium}, journal = {19th International Symposium on District Heating and Cooling, 07-10. September 2025, Genk, Belgium}, doi = {10.35096/othr/pub-8511}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-85111}, pages = {24}, abstract = {District heating networks are a key to a successful transformation towards climate neutrality. Typically, District Heating Pipes (DHP) are embedded in coarse sand with specific grain size distributions and soil properties. An alternative to this are the temporarily flowable backfill materials (TFB). These are a mixture of aggregate, binder (e.g. cement), water and, if necessary, additional supplements, e.g. bentonite. TFB can be mixed-on-site or mixed-in-plant, depending on the boundary conditions. Where possible, the excavated soil is used as aggregate. This paper will look at possible environmental advantages as part of a life cycle assessment, especially regarding the carbon footprint, if TFB is used in place of typical sand bedding. A total of 7 environmental impact factors are compared as part of a case study. As there are a multitude of variables with widely ranging impact for the calculation of the environmental impact, an additional sensitivity study was performed, to determine key parameters for the carbon footprint. In a multitude of cases, it can be shown that TFB has a smaller carbon footprint compared to sand bedding, as the number of transports can be greatly reduced and the TFB doesn't need to be compacted. These factors predominate the need of cement, which is negatively connoted regarding the environmental impact. If the excavated soil is not eligible as an aggregate for TFB, an alternative base component is necessary. Typically, mixed-in-plant-produced TFB uses sand, as the properties of TFB based on recycling materials has hardly been investigated. In order to conserve natural resources and at the same time recycle construction waste, investigations were carried out into the production and strength behavior of TFB made from different construction materials. The main goal was to mix TFB which is easily re-excavated, as per German guideline H ZFSV. This was achieved with every recycling material, but with varying amount of cement necessary. As part of a long-term study, a delayed increase in strength depending on the source material could be shown. This is due to pozzolanic reactions.}, language = {en} } @unpublished{SpirklNeidhart, author = {Spirkl, Florian and Neidhart, Thomas}, title = {Nachhaltige Bauverfahren durch Verwendung des anstehenden Bodens am Beispiel von Dichtw{\"a}nden und Rohrgrabenverf{\"u}llung}, doi = {10.35096/othr/pub-8521}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-85216}, pages = {6}, abstract = {Der „Earth Overshoot Day" verdeutlicht, dass wir zu viele Ressourcen verbrauchen und es immer noch großen Handlungsbedarf gibt, um nicht weiterhin auf Kosten zuk{\"u}nftiger Generationen zu leben. Dabei spielt der Bausektor eine große Rolle, entstehen hier doch ein erheblicher Anteil der deponierten Abf{\"a}lle (ca. 55 \% in DE), der CO2-Emissionen (ca. 36 \% in der EU) und des Energieverbrauchs (ca. 40 \% in der EU). Ein „Weiter so" wie bisher ist unter diesen Aspekten nicht zielf{\"u}hrend. Es braucht daher innovative Ans{\"a}tze f{\"u}r Baustoffe, Bauprodukte und Bauweisen. Im Beitrag wird aufgezeigt, wie durch innovative Ans{\"a}tze der Bausektor nachhaltiger gestaltet werden kann. Dies erfolgt anhand zweier Beispiele, bei der eine Dichtwand und eine Rohrgrabenverf{\"u}llung betrachtet werden. Zun{\"a}chst wird am Beispiel der Dichtwand der CO2-Fußabdruck einer klassischen Dichtwand, hergestellt als Spundwand, verglichen mit dem Verfahren der Fr{\"a}smischinjektion. Da der Baugrund selbst als Baustoff genutzt wird und kein Bohrgut anf{\"a}llt, wird hierdurch im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes „Abfall" vermieden. Gleichzeitig entfallen hierdurch eine Vielzahl an Materialtransporten. Am Beispiel der (Rohr-)Grabenverf{\"u}llung wird aufgezeigt, wie sich unterschiedliche Innovationsgrade auf die Nachhaltigkeit eines Bauverfahrens auswirken. Hierf{\"u}r wird als Ausgangssituation die Bettung und Verf{\"u}llung eines Rohrgrabens mittels Sand betrachtet. Als Alternative hierzu werden zeitweise fließf{\"a}hige selbstverdichtende Verf{\"u}llbaustoffe (ZFSV) betrachtet. ZFSV werden aus einer Grundkomponente (Boden, Baustoffe, Recycling-Stoffe) hergestellt, welche mit Wasser, Bindemittel und ggf. Zus{\"a}tzen versetzt werden. Durch die Erh{\"o}hung des Wassergehalts erhalten die ZFSV ihre fließf{\"a}higen selbstverdichtenden Eigenschaften. Anschließend wird das Wasser durch das Bindemittel und die ggf. verwendeten Zus{\"a}tze teilweise gebunden, so dass i.d.R. bereits wenige Stunden nach der ZFSV-Verf{\"u}llung die Begehbarkeit und nach einem Tag die {\"U}berbaubarkeit gew{\"a}hrleistet ist. Das Bindemittel wird dabei je nach Anwendungszweck dosiert. Zur Verwendung als Bettungsmaterial von Leitungen wird i.d.R. eine zeitabh{\"a}ngige, maximale Druckfestigkeit des ZFSV definiert und damit auch die Menge des Bindemittels begrenzt. Meist wird ein hydraulisch abbindendes Material (z.B. Zement) verwendet. Weitere allgemeine Angaben zum Thema ZFSV finden sich z.B. in Neidhart, Spirkl (2022), Bont (2022), Ramler (2022), Wagner (2022), Wiesinger (2022). Die Herstellung von ZFSV kann in einem Werk (Mixed in Plant) oder vor Ort (Mixed on Site) geschehen. Als Ausgangsmaterial kann Sand, Recyclingmaterial oder, wenn die Eignung nachgewiesen wird, auch das Aushubmaterial vor Ort verwendet werden. Das Potenzial einer nachhaltigen Bauweise durch eine ZFSV-Bettung wird im Beitrag in 4 verschiedenen Szenarien anhand eines realen Bauprojekts in Kelheim betrachtet: 1. Verwendung von Sand-basiertem ZFSV anstelle Sand-Bettung 2. Verwendung von Recyclingmaterial-basiertem ZFSV 3. Verwendung des anstehenden Aushubmaterials zur ZFSV-Herstellung 4. Optimierung des Grabenquerschnitts und Bauablaufs Grunds{\"a}tzlich wurde bereits nachgewiesen, dass die Verwendung von ZFSV als Bettungsmaterial zu einem beschleunigten Bauablauf f{\"u}hren kann, und die Kosten je nach Randbedingung vergleichbar zur Sand-Bettung sind. Mit den dargestellten Szenarien, deren Einfluss auf die Nachhaltigkeit der Baustelle von 1. bis 4. zunimmt, zeigt sich auch in diesem Bereich das Potenzial von ZFSV. Je nach Ausgangsmaterial und Ort der ZFSV-Herstellung kann Material (Sand) und Transporte eingespart, die zu deponierende Menge reduziert und die {\"O}kobilanzierung im Gesamten verbessert werden.}, language = {de} } @inproceedings{WagnerHayNeidhartetal., author = {Wagner, Bernd and Hay, Stefan and Neidhart, Thomas and Spirkl, Florian and Ried, Michael and Zrenner, Louis and Weidlich, Ingo and Gabriel, Eugen and Banning, Timo}, title = {TFSB as Bedding Material in District Heating Pipe Constructin - Scientifically Proven Long-Term Experience}, series = {Proceedings of the 19th International Symposium on District Heating and Cooling; 2025, Genk (Belgium)}, booktitle = {Proceedings of the 19th International Symposium on District Heating and Cooling; 2025, Genk (Belgium)}, editor = {Vanhoudt, Dirk}, publisher = {Springer}, address = {Cham}, isbn = {9783032098443}, doi = {10.1007/978-3-032-09844-3_10}, pages = {99 -- 108}, abstract = {Following the explanation of the increasing importance of alternative backfill materials like TFSB, TFSB and their status in terms of science and technology are depicted. Selected results of the research project FW-ZFSV 4.0 are presented: computer-aided static calculation, in situ long term loading of district heating pipes in TFSB and sand, quality assurance and resource conservation. The conclusions provide an overall assessment of the use of TFSB in district heating pipe construction.}, language = {en} } @misc{Spirkl, author = {Spirkl, Florian}, title = {Untersuchungen und Analyse des Verhaltens von B{\"o}den und Boden-Bindemittel-Gemischen unter zyklischer Belastung}, pages = {32}, abstract = {W{\"a}hrend es zahlreiche Untersuchungen zum Verhalten von B{\"o}den unter zyklischen und dynamischen Belastungen gibt, gibt es nur wenige Ver{\"o}ffentlichungen zu zyklischen Belastungen an Bindemittel-stabilisierter B{\"o}den. Dabei werden diese Boden-Bindemittel-Gemische (BBG) vielseitig eingesetzt (z.B. qualifizierte Bodenverfestigung, Bodenmischs{\"a}ulen, zeitweise fließf{\"a}hige Erdbaustoffe). Die durchgef{\"u}hrten Versuche zielen darauf ab, ein tiefergehendes Verst{\"a}ndnis f{\"u}r das Materialverhalten von BBG zu gewinnen. Hierf{\"u}r wurden an verschiedenen Mischungen zyklische Versuche mit variierenden Spannungsamplituden durchgef{\"u}hrt. Die bisher durchgef{\"u}hrten Versuche untersuchen sowohl Zyklen im niedrigen Lastbereich als auch im hohen Lastbereich nahe der einaxialen Druckfestigkeit. G{\"a}ngige Modelle zur Beschreibung des Setzungsverhaltens in Folge von zyklischer Einwirkung werden vorgestellt und mit den Ergebnissen f{\"u}r BBG verglichen.}, language = {de} }