Gutachten von Dr. Heidger über StrataCell

Als weiterer Schritt in ihren Versuchs- und Forschungstätigkeiten StrataCell Standortlud Greenleaf den Baumsachverständigen Dr. Clemens Heidger zum Versuch des neuen StrataCell-System für tragfähige Baumstandorte ein.

Im September 2010 wurden mit dem ArborSystem zwei Linden (Tilia Cordata) im Hofbereich des Greenleaf-Firmengeländes gepflanzt. Die Produkte StrataCell Wurzelkammersystem, RootDirector Wurzelschutzglocke, ReRoot Wurzelführungsbahn, ArborVent Wurzelbelüftung, sowie RootRain Bewässerungsring kamen hierbei zum Einsatz. Die Verwendung der Produkte wurden von Dr. Heidger dokumentiert und begutachtet. Das Ergebnis des Gutachtens kann in einem Satz zusammengefasst werden:

„Bei keiner anderen tragfähigen Bauweise zur Eignung von Baumpflanzungen in Verkehrsflächen gemäß FGSV 2006 oder FLL 2004 werden auch nur annähernd so günstige Substrateigenschaften erreicht“

Mit dem StrataCell-System werden die Erfolgschancen für Straßenbäume deutlich erhöht, da naturähnliche Bedingungen auch an sonst ungünstigen innerstädtischen Lagen möglich sind. Das Substrat bleibt garantiert locker, was ein maximales Porenvolumen sicherstellt und weitaus mehr als 2% organische Stoffe sind möglich, weil das Substrat selbst nicht mehr tragfähig sein muss.

Die Zukunft des tragfähigen Baumstandortes heißt: StrataCell

Das Prinzip StrataCell

Vegetationstechnisches Gutachten zur Beurteilung einer Tragfähigen Systembauweise (StrataCell) für Baumpflanzungen mit nicht tragfähigem Substrat

Beschreibung des Objekts

StrataCell Modul

Bei dem zu begutachtenden Objekt handelt es sich um die Versuchsanlage zur Erprobung und Beurteilung einer tragfähigen Systembauweise für Baumpflanzungen. Die Konstruktion basiert auf der StrataCell-Modul-Systembauweise. Bei dieser Bauweise sind die einzelnen Modulelemente mit den Abmessungen 50 x 50 x 25cm (LxBxH), sowohl horizontal als auch vertikal durch ein Stecksystem miteinander verbunden. Die dabei erreichbare feste Matrix garantiert eine sehr hohe Tragfähigkeit. Die Verfüllung mit Baumsubstrat erfolgt über große Öffnungen in den einzelnen Modulelementen. Außerdem bieten diese Öffnungen genügend Raum für das Wurzelwachstum. Bei dieser Systembauweise wird die Tragfähigkeit ausschließlich über die Matrix der StrataCell‑Module erreicht. Bezüglich der Substrateigenschaften sind daher keine zusätzlichen Anforderungen an die Tragfähigkeit der Substrate erforderlich, selbst die Anwendung höher dosierter Humusgehalte bei Baumpflanzungen ist dadurch möglich.

Örtliche Feststellung

Die 1. Lage der StrataCell-Module wird auf einer Bettung aus Kies (d=16-32mm) montiert.
Die Montage der StrataCell-Module erfordert eine möglichste ebene Pflanzgrubensohle.
Die Montage erfolgt über die nummeriche Zuordnung der Elementen.
Die 2. Lage wird auf die 1. Lage versetzt und miteinander verbunden.
Die StrataCell-Module werden mit Substrat gefüllt.
Sämtliche Hohlräume in den Modulen werden mit Substrat befüllt.
Loses Substrat in den Modulen.
Das Substrat ist weder verdichtungs- noch sackungsstabil.
Zur Sicherstellung des Gasaustausches werden Belüfter montiert.
Nach der Verfüllung wird die oberste Lage mit einem Rüttler abgefahren.
Die Pflanzglocke aus Kunststoff wird auf die StrataCell-Module gesetzt.
Die Rippen leiten die Wurzeln nach unten in das unverdichtete Substrat.

"Die erforderliche Tragfähigkeit von EV2≥45MN/m² wird (...) garantiert erreicht."

Die örtlichen Untersuchungen zur Tragfähigkeitskontrolle wurden durch das Chemisch Technische Laboratorium Heinrich Hart GmbH durchgeführt. Auf der StrataCell-Konstruktion wurde die Messstelle für den Lastplattendruckversuch errichtet (vgl. Abbildungen unten links). Das Ergebnis zum Plattendruckversuch ist in der Darstellung unten wiedergegeben. Auf der StrataCell-Konstruktion wird ein Verformungsmodul Ev1 von 25,4 MN/m2 ermittelt. Der Messwert für den Verformungsmodul Ev2 beträgt 44,1 MN/m2 und der daraus resultierende Verhältniswert Ev2/Ev1 beträgt 1,75 (vgl. Darstellung).

Die Tragfähigkeit wurde vor Ort überprüft und dokumentiert.

Die Pflanzung erfolgt auf den StrataCell-Modulen in der Pflanzglocke.

Die örtliche Inaugenscheinnahme sowie die örtlichen Untersuchungen bestätigen die Funktionsfähigkeit einer StrataCell-Modul-Systembauweise. Die erforderliche Tragfähigkeit von Ev2 ≥ 45 MN/m2 wird unter Beachtung der erforderlichen Einbaudicke auf der Oberfläche einer Tragschicht ohne Bindemittel (ToB) garantiert erreicht.

Die Steckverbindung der einzelnen Module verbinden sich zu einer festen Gesamtmatrix und leiten die aus Verkehrslasten aufkommenden Kräfte problemlos in den Untergrund ab. Die horizontal und vertikal wirkenden Steckverbindungselemente bieten etwaigen Scherkräften einen hohen Widerstand.

Die Ergebnisse zeigen, dass selbst bei Verzicht auf eine Tragschicht auf der Oberfläche der Systembauweise eine hohe Tragfähigkeit erzielt wird (Ev2 = 18,4 MN/m2), ohne dass es zu einer Überbeanspruchung der Kunststoffelemente kommt. Die Messwerte und die Drucksetzungslinie dokumentieren, dass es bei hoher Belastung zu einer Stauchung der Kunststoffelemente kommt, die nach Entlastung wieder ihre Ursprungslage schadensfrei einnehmen. Diese sehr hohe Tragfähigkeit erreichen die StrataCell Module zum einen durch ihre säulenartige Gestalt und andererseits durch den festen Verband über das spezielle Steckverbindungssystem.

"Die spezielle Kunststoffkonstruktion garantiert die dauerhafte Tragfähigkeit auch bei belasteten Verkehrsflächen. Ein lockeres, unverdichtetes Substrat bietet optimale Bedingungen für das Wurzelwachstum."

StrataCell im Straßenverkehr

Große Öffnungen in den StrataCell-Kunststoffelementen ermöglichen die leichte Verfüllung mit Substrat. Beim Einbau wird die Schüttfähigkeit der Substrate vorausgesetzt. Abschließend wird mit Hilfe von Vibrationsverdichtungsgeräten das verfüllte System verdichtet. Durch diesen Arbeitsschritt wird erreicht, dass noch verbleibende Hohlräume verfüllt werden, um spätere Setzungen ausschließen zu können. Die spezielle Bauweise schützt dabei das Substrat vor jeglicher Verdichtung und bewirkt ausschließlich die Verfüllung von Hohlräumen durch Vibration. Trotz Verdichtung auch bei der später aufgebrachten Oberbaukonstruktion werden lockerere Substrateigenschaften in dem StrataCell-System immer gewährleistet. Die Abbildungen 7 und 8 dokumentieren die Substrateigenschaften nach Einbau und Verdichtung. Abbildung 7 zeigt den Zustand von fertig eingebautem Substrat, in Abbildung 8 sind Fußabdrücke zu erkennen, die die Beschaffenheit des Substrates nach Einbau und Verdichtung verdeutlichen sollen.

Im Unterschied zu anderen Bauweisen wird bei diesem System die Tragfähigkeit durch eine Stützkonstruktion erreicht und ein lockeres unverdichtetes Substrat als Wurzelraum zur Verfügung gestellt. Derartige Substrate können ohne Beeinflussung der Tragfähigkeit größere Mengen an organischer Substanz enthalten. Bei keiner anderen tragfähigen Bauweise zur Eignung von Baumpflanzungen in Verkehrsflächen gemäß Hinweise zur Straßenbepflanzung in bebauten Gebieten (FGSV), Ausgabe 2006 oder Empfehlungen für Baumpflanzungen, Teil 2, Ausgabe 2004 (FLL) werden auch nur annähernd so günstige Substrateigenschaften erreicht. Der störungsfreie Gasaustausch, der den Einbau auch von größeren Mengen organischer Substanz und auch in größeren Bodentiefen ermöglicht, wird durch die Montage eines dauerhaft funktionsfähigen Belüftungssystems garantiert. Darüber hinaus besteht zusätzlich die Möglichkeit der Bewässerung in Trockenphasen über diese Belüftungseinrichtungen. Die Montage einer konisch geformten Pflanzglocke schützt den Oberbau vor Wurzeleinwuchs, indem die Wurzeln in den darunterliegenden Pflanzgrubenraum geführt werden. Von Vorteil ist bei diesem Kunststoffelement das geringe Eigengewicht, das die leichte Montage ermöglicht. Im Vergleich zu anderen handelsüblichen Systemen, die monolithisch entweder aus Betonwerkstein oder Stahl gefertigt sind, treten bei der Kunststoffvariante die günstigen Transportkosten sowie der leichtere Einbau deutlich hervor.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die aus StrataCell-Modulen bestehende neuartige Systembauweise eine wichtige Alternative zu bestehenden tragfähigen Pflanzgrubenbauweisen darstellt. Die spezielle Kunststoffkonstruktion garantiert die dauerhafte Tragfähigkeit auch bei belasteten Verkehrsflächen. Ein lockeres, unverdichtetes Substrat bietet optimale Bedingungen für das Wurzelwachstum. Dank der Möglichkeit, selbst höher dosierte humose Substrate einzusetzen, bietet die StrataCell-Systembauweise einen Vorzug besonders bei Baumpflanzungen, die lockere, humose und nicht verdichtete Substrate erfordern.

StrataCell auf öffentlichen Plätzen