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Geozellen: Vorteile und Verwendungsmöglichkeiten

Brauchen Sie Gartenböschung, Zufahrtsweg oder Paddock befestigen? Als eventuelle Lösung bieten sich die sogenannten Geozellen. Was sind eigentlich Geozellen und wann lohnt es sich, ihre Verwendung in Erwägung zu ziehen?

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Einbau von Geozellen in Böschung

Fotobeispiel. Einbau von Geozellen als langfristiger Erosionsschutz der Böschung.

Was sind Geozellen?

Man kann mehrere Definitionen zu Geozellen finden. So zum Beispiel erfahren Sie, dass Geozellen "…die Form einer dreidimensionalen durchlässigen Struktur haben, die einer Bienenwabe ähnelt."

Oder sind die Geozellen:"… dehnbare Zellensysteme aus Hartpolyethylen, die zum Erosionsschutz von Böschungen sowie zur Baugrundbefestigung dienen."

Eine weitere Definition beschreibt das Geozellsystem als „Gebilde aus profilierten Streifen, die mit parallelen, zur Längsachse senkrechten Einbrandschweißnähten in Serie verbunden sind.“

Für uns reicht es nun zu wissen, dass es sich um ein leichtes räumliches Zellensystem handelt, das mit Aufschüttung (Erdreich, Splitt u.ä.) zu verfüllen ist und in zahlreichen Bau- sowie Gartenprojekten Anwendung findet. Etwa wenn eine Böschung am Haus zu stabilisieren, ein Flussufer oder ein Stellplatz zu befestigen sind.

TIPP: Erosionsschutz Ihrer Böschung gewünscht, jedoch eine Lösung aus Naturprodukten bevorzugt? Lesen Sie näher unter Natürliche Hangbefestigung.

Eigenschaften und praktische Verwendung der Geozellen

Geozellen wurden in den 70. Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelt. Die US-amerikanischen Streitkräfte suchten damals nach einer effektiven Befestigungslösung für sandige Verkehrswege, die regelmäßig von schwerer Militärtechnik befahren werden.

Die damals getesteten Materialien umfassten Papier, Aluminium sowie recycelte Rohstoffe. Durch die passenden technischen Eigenschaften setzten sich schließlich Kunststoff-Geozellen aus Hartpolyethylen (HDPE) durch.

Vorteile des Hartpolyethylen?

  • optimale Kräfteverteilung und –übertragung bei wiederkehrender Belastung
  • Beständigkeit gegen höhere Temperaturen und chemisch aktive Stoffe
  • Recyclebarkeit und Umweltfreundlichkeit
  • Einfaches Schweißen der Streifen und leichte Handhabung

Wo und wie werden Geozellen genutzt?

Mit ihren technischen Parametern lassen sich Geozellen vielseitig anwenden. Die meisten Anwendungsfälle siehe unten.

1. Untergrundstabilisierung

Das Geozellensystem kann im Straßenbau oder ganz einfach für den Zufahrtsweg zum Einfamilienhaus genutzt werden. Die Verfüllung der Geozellen (mehr dazu unten) reduziert die Spannung im Untergrund.

Das Verfüllungsmaterial ist in seiner Beweglichkeit begrenzt und optimiert zusätzlich die Kräfteverteilung über die gesamte Fläche. Somit wird unter anderem die Tragfähigkeit der Fahrbahn erhöht.

Untergrundstabilisierung mit Geozellen
Fotobeispiel. Geozellen mit Splittverfüllung als Befestigungsschicht unter einem Gehsteig.

2. Erosionsschutz von Böschungen

In Hanglagen werden die Geozellen als eine dauerhafte Erosionsschutzmaßnahme genutzt, d.h. sie schützen den Hang vor Bodenabtrag durch Regenwasser. Ähnlich werden sie im Flussbett oder an den Ufern eingebaut, wo sie die Erosion durch fließendes Wasser reduzieren.

 Erosionsschutz durch Geozellen
Fotobeispiel. Häufigste Anwendung der Geozellen – langfristiger Erosionsschutz von Böschungen.

3. Stabilisierung (innere Verfestigung) von Böschungen

Die Geozellen finden auch bei Stützkonstruktionen zur Stabilisierung von Steilhängen Anwendung (es geht um anspruchsvolle Bauanwendungen, die meistens einer Begutachtung durch Fachleute bedürfen). In diesen Anwendungsfällen werden jedoch häufiger als Geozellen sog. bewehrende Geogitter genutzt.

Geozellen in einer Stützwand
Fotobeispiel. Bau einer Stützwand unter Einsatz von Geozellen.

Design, Parameter und Einbau der Geozellen

Wie sehen also die Geozellen aus und wie funktionieren sie? Das nachstehende Foto kann weiterhelfen.

Detail der Geozellenstruktur mit Verfüllung aus Erdreich und Splitt
Fotobeispiel. Geozellen teilweise mit Erdreich verfüllt.

Man sieht, dass Geozellen aus verschweißten Streifen bestehen, die nach Ausbreitung wabenförmig sind. Zur Vereinfachung kann man sich die Struktur als eine Ziehharmonika vorstellen: die Streifen sind beim Transport zusammengefaltet und strecken sich erst beim Einbau (Verankerung) im Boden aus.

Die entstandenen Öffnungen – Zellen – werden verfüllt. Das Füllmaterial erhöht die Standfestigkeit des Zellensystems und sorgt für Verteilung der Belastung im Boden. Dadurch bilden die Geozellen eine steife Auflage, die den Untergrund befestigt (vergleichbar mit einer „halbsteifen Platte“).

Als Füllmaterial werden üblicherweise Sand, Kies, Lehm, Splitt oder Erdreich genutzt, das direkt am Verlegeort vor dem Einbau ausgehoben werden kann. Die Materialeignung hängt von dem konkreten Anwendungsfall, der angenommenen Belastung usw. ab.

Gefährden Geozellen nicht das Pflanzenwachstum?

Dies ist eine Frage, die Sie sich wohl stellen, wenn Sie eine Böschungsbefestigung am Haus mit Geozellen überlegen. Wie läuft es also? Wenn Sie sich die Zellenstruktur näher anschauen, sehen Sie, dass es am Zellenrand kleine Öffnungen gibt.

Die Lochung erhöht den Reibungswinkel zwischen dem Füllmaterial und der Zellenwand, zusätzlich lässt sie Wasser, Nährstoffe und Mikroorganismen zu den Pflanzenwurzeln durch.

Geozellen behindern das Wachstum von Pflanzen keinesfalls. Wenn Sie auf der Böschung Bodendecker oder andere Pflanzen setzen wollen, wachsen diese durch das Zellensystem durch und bringen der gesamten Struktur noch mehr Festigkeit bei. Nicht einmal Ästhetik kommt zu Schaden – die Böschung wird den Gesamteindruck von Ihrem Garten gar nicht stören.

Setzen Kunststoffe toxische oder andere Schadstoffe frei?

Im Zusammenhang mit der Bepflanzung wird öfters die Frage gestellt, ob die Geozellen – angesichts des Kunststoffes als Rohstoff – Schadstoffe in den Boden freisetzen.

Die Antwort lautet: nein. Geozellen bzw. das Polyethylen setzen keine Schadstoffe frei, die sich auf die Gesundheit der gesetzten Pflanzen negativ auswirken würden. Sehen wir uns nur um: Kunststoffe werden bei der Herstellung von Lebensmittelfolien, Trinkwasserleitungen oder Babyflaschen verwendet. Auf ihre Unbedenklichkeit werden somit hohe Anforderungen gestellt.

Wie lange halten Geozellen in Böschungen aus?

Geozellen zählen zur Kategorie dauerhafter Erosionsschutz (im Unterschied zu natürlichen Materialien, bei denen die Abbauprozesse faktisch zum Einbauzeitpunkt in der Böschung ansetzen). Sie sind witterungsbeständig und ihre Lebensdauer wird unter Standardbedingungen in der Größenordnung von Jahrzehnten gerechnet.

Für welche Hangneigungen eignen sich die Geozellen?

Für die Hangbefestigung werden Geozellen für gewöhnlich bis zur Neigung von ca. 40° verwendet, die Wahl des konkreten Produktes ist von Individualbedingungen abhängig (Neigung, Tragbarkeit des Untergrundes, Belastung, Verwendungszweck der Geozellen…).

Es kommt auch auf die Produktvariante an: die Geozellen werden mit unterschiedlicher Höhe für unterschiedliche Nutzung hergestellt. Mögliche Anwendungsfälle der Geozellen:

  1. Geozellen von min. 50 mm Höhe => Befestigung von Gartenwegen, mäßige Böschungen (Neigung bis zu 30°)
  2. Geozellen von min. 100 mm Höhe => Hangbefestigung (Neigung mehr als 30°), Zufahrtswege, Paddocks
  3. Geozellen von min. 150 mm Höhe => Befestigung von Steilhängen (Neigung bis zu ca. 40°), Stellplätze

Für anspruchsvolle Projekte werden auch höhere Geozellen hergestellt (Wandhöhe von 200 mm und mehr), jedoch für die meisten Gartenanwendungen reicht die obige Gliederung.

Befestigung der Hangoberfläche mit Geozellen
Fotobeispiel. Geozellen auf einer Böschung.

Einbau von Geozellen zur Hangbefestigung

Damit die Geozellen sinnvoll verwendet werden, muss man den richtigen Einbauablauf einhalten. Wie ist dabei vorzugehen?

1. Untergrund vorbereiten

Zuerst Unebenheiten beseitigen (d.h. Vertiefungen, Furchen verschütten…), um die Geozellen auf eine mehr oder weniger gerade Böschung zu verlegen. Steine, Holz, Unkraut entfernen.

2. Einbindegräben ausheben

In der Hangkrone und am Hangfuß Einbindegräben ausheben, in denen die Geozellen verankert werden. Andernfalls könnten die Geozellenstreifen z.B. durch einen Platzregen hinunterrutschen und würden dann den funktionellen Produkterwartungen nicht mehr entsprechen.

Die Einbindegräben sollten tief sein wie die Zellenhöhe + 200 – 500 mm (in Abhängigkeit von den jeweiligen Ortsbedingungen). Dies gilt für Geozellen von 50 – 200 mm Höhe, die in der Regel zur Hangbefestigung genutzt werden.

3. Geozellen verlegen

Auf dermaßen vorbereiteter Böschung die Geozellenstreifen ausrollen. Die Verlegung erfolgt jeweils in Richtung Böschungsgefälle, niemals entlang der Höhenlinie. Auf der Hangkrone nicht vergessen die Streifen zu verankern.

4. Geozellen zusammenfügen und verankern

Anschließend die einzelnen Sektionen miteinander verbinden und die Streifen in der Fläche verankern. Einzelheiten zu der jeweiligen Vorgangsweise werden durch die technische Dokumentation geregelt bzw. die Lösung ist wieder orts- und projektbedingt.

Im Unterschied zu natürlichen Böschungsmatten und –netzen werden die Geozellen nicht mit klassischen Holzpflöcken bzw. Erdnägeln aus Stahl verankert. Dazu werden meistens Anker aus geschnittenem und gebogenem Bewehrungsstahl (Roxor) verwendet. Zum Zusammenfügen reichen Kabelbinder aus.

5. Verfüllung der Einbindegräben

Wenn das Geozellensystem richtig fest verankert ist, die Einbindegräben verfüllen. Im nächsten Schritt sind schließlich die eigentlichen Geozellen zu verfüllen.

6. Geozellen verfüllen

Als Füllmaterial kommt Ackerboden oder Kies (wiederum projektabhängig) in Frage. Die Verfüllung erfolgt in beiden Fällen hangaufwärts. Die Füllhöhe ist gleich der Zellenhöhe + ca. 25–50 mm zusätzlich.

Die zusätzliche Aufschüttung ist notwendig, weil sich das Material mit der Zeit setzt, ob durch Witterung oder Flächenbelastung).

7. Saat einbringen

Zum Schluss die mit Erdreich verfüllten Zellen besäen, sofern eine Begrünung der Böschung erwünscht ist.

Weitere wichtige Informationen zur Auswahl der Geozellen

Wenn Sie nun wissen, wie beim Einbau vorzugehen ist, haben wir noch einen Tipp für Sie. Es ist eine Orientierungshilfe für die Auswahl aus unserer Produktpalette. Die jeweilige Produktbezeichnung enthält nämlich auch konkrete Produktangaben. Beispielsweise das Modell – Geomacell.

Neben Produktname und Abmessungen sind bei jeder Variante auch die Anzahl der Geozellen pro m²/die Zellenhöhe enthalten:

Geozellen

Nun wissen Sie, wie viel Zellen es pro m² gibt, und jetzt ist es wichtig, welche Variante für die konkrete Hangneigung und Aufschüttung zu wählen ist. Dies kann der folgenden Darstellung entnommen werden:

Beziehungen zwischen Zellenanzahl, Neigung und Fullmaterial

Beispielweise, wenn Sie sich auf einer Böschung mit 35° Neigung für Verfüllung der Zellen mit sandigem Lehmboden entscheiden, ist die Variante mit hoher Zellenanzahl pro Quadratmeter empfehlenswert, z.B. 32 und mehr. Bei mäßigen Böschungen von bis zu 30°, die mit scharfkantigem Splitt verfüllt werden, kann eine Variante mit niedrigerer Zellenanzahl pro Quadratmeter gewählt werden, etwa 22 und weniger.

Noch offene Fragen?

Brauchen Sie Beratung bei Auswahl der Geozellen für Ihre Baustelle? Kontaktieren Sie unsere Fachleute, die Ihre Fragen gerne beantworten.

Oder gleich die für Ihr Projekt passenden Geozellen wählen.

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Befestigung der Paddockfläche?

Haben Sie Angst, dass sich ihr Paddock im Herbst in ein matschiges Panzerübungsgelände verwandelt? Wir haben eine erfahrene Expertin für Pferdehaltung um Ratschlag gebeten, und werden Sie gemeinsam beraten, wie das Gelände effektiv zu befestigen ist, auch wenn es sich um eine Mietfläche handeln sollte.

Welche Pflanzen eignen sich zur Befestigung von steilen Hängen und Böschungen?

Eine Auflistung, welche Pflanzen zur Bepflanzung von Steilhängen, die mit Kokos- oder Jutematten befestigt sind, am meisten geeignet sind, ist in der Öffentlichkeit nicht weit verbreitet. Doch die Liste der zur Hangbepflanzung tauglichen Pflanzen ist ziemlich lang, von Bäumen über Sträucher bis hin zu Lianen.
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