Geotechnik Exkursion2013
TU Bergakademie Freiberg, Institut für Geotechnik
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Geotechnik Exkursion 2013
23.-27.09.2013
Große Bauvorhaben in Deutschland
Exkursionsteilnehmer
Leitung: P.D. Dr. habil. Tamaskovics, Nandor
Teilnehmer:
Studierende:
1. Batsaikhan, Batbileg 6. Spezialtiefbau2. Becker, Anne 8. Geotechnik3. Plößer, Arne Lennart 6. Geotechnik4. Rahmig, Michael 6. Geotechnik5. Schulz, Martin 6. Geotechnik6. Sonack, Tina 6. Geotechnik7. Stelzner, Ludwig 6. Geotechnik
Mitarbeiter:
Tamaskovics, Nandor Institut für Geotechnik
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Geotechnik Exkursion 2013
Inhaltsverzeichnis
Danksagung . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Exkursionsroute . . . . . . . . . . . . . . 5 Exkursionsprogramm . . . . . . . . . . . 6
Vorwort zum Exkursionsbericht . . . . 7 1. Tagebau Welzow-Süd . . . . . . . . . . . 8 2. Bauen in der Innenstadt . . . . . . . . . 14 3. Rethe-Klappbrücke Hamburg . . . . . . 16 4. WEA-Gründung Hamburg . . . . . . . . . 21 5. Hafen-City Infocenter Hamburg . . . . 27 6. Bauen mit Geokunststoffen Hamburg . . 31 7. IBA-2013 Hamburg . . . . . . . . . . . . 35 8. Schachtschleuse Minden . . . . . . . . . 39 9. WSA-Infocenter Minden . . . . . . . . . 4410. Autobahntunnel Hirschhagen . . . . . . 4811. FAIR-Projekt Darmstadt . . . . . . . . . 5212. Ausbau A8 Zusmarshausen . . . . . . . . 5713. U-Bahnbau Nürnberg . . . . . . . . . . . . 6214. Fertigteilbauweise Pettstadt . . . . . . 65
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Geotechnik Exkursion 2013
Danksagung
Die Studenten und Mitarbeiter des Institutes für Geotechnik an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg danken sehr herzlich allen Sponsoren und Unterstützern für die Ermöglichung der Geotechnik Exkursion im Jahr 2013: Vattenfall Mining Europe AG, GuD GmbH, Hochtief AG, HPC AG, Niederlassung Hamburg (Hanse Geotech GmbH), Naue Fasertechnik GmbH & Co. KG, WSV Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes, Wasser- und Schifffahrtsamt Minden, Köster BAU GmbH, Züblin AG, Heilit-Woerner Bau GmbH, Hochtief Solutions AG, Goldbeck Ost GmbH sowie der Verein Freiberger Geotechniker e.V.
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Exkursionsroute
FreibergWelzow-Süd
BerlinHamburgMinden
HirschhagenDarmstadt
ZusmarshausenNürnbergPettstadtFreiberg
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Exkursionsprogramm
23.09.2013, Montag 7:00 Uhr Abfahrt aus Freiberg 9:00 Uhr Tagebau in Welzow-Süd
15:00 Uhr Bundesministerium in Berlin21:00 Uhr Übernachtung in Hamburg
24.09.2013, Dienstag 7:00 Uhr Rethe-Klappbrücke in Hamburg 9:00 Uhr WEA-Gründung in Hamburg
12:00 Uhr Hafencity-Infocenter in Hamburg14:00 Uhr Geokunststoffe in Hamburg17:00 Uhr IBA-2013 in Hamburg21:00 Uhr Übernachtung in Hannover
25.09.2013, Mittwoch 9:00 Uhr Schachtschleuse in Minden11:00 Uhr WSV-Infocenter in Minden15:00 Uhr Autobahntunnel in Hirschhagen21:00 Uhr Übernachtung in Darmstadt
26.09.2013, Donnerstag 7:00 Uhr FAIR-Projekt in Darmstadt 15:00 Uhr Ausbau A8 in Zusmarshausen
22:00 Uhr Übernachtung in Nürnberg
27.09.2013, Freitag 9:00 Uhr U-Bahnbau in Nürnberg14:00 Uhr Fertigbetonbau in Pettstadt19:00 Uhr Ankunft in Freiberg
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Geotechnik Exkursion 2013
Vorwort zum Exkursionsbericht
Die große Geotechnik Herbstexkursion 2013 fand in der Zeit vom 23.-27. September 2013 statt und hatte das Ziel, die typischen Problemstellungen des Grundbaus, des Spezialtiefbaus, des Wasserbaus, des Tunnelbaus und der Anwendung von Geokunststoffen in der Geotechnik anhand von Praxisbeispielen aktueller großer Bauvorhaben in Deutschland zu demonstrieren.
Die Exkursion hat, mit dem Charakter einer gewissen Dienstreise, von allen Exkursionsteilnehmern eine sehr stake Kraftanstrengung verlangt, weil das Erreichen der besichtigten Baustellen in dem kurzen Exkursionszeitraum eine sehr große Fahrt über mehr als zweieinhalbtausend Kilometer erfordert hatte.
Gut organisierte und hochwertige Exkursionen bilden einen sehr wichtigen Teil der universitären Ausbildung. Den studentischen Exkursionsteilnehmern sei an dieser Stelle für ihre Aufmerksamkeit und großes fachliches Interesse gedankt. In dem vorliegenden Exkursionsbericht wurden die umfangreichen und vielfältigen Erkenntnisse dokumentiert, die bei der Besichtigung von Objekten und in der lebhaften Diskussion mit den Fachleuten vor Ort entstanden sind.
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1. ExponatGeotechnische Aufgabenstellungen
im aktiven Tagebau undin Verbindung mit Tagebaufolgelandschaften
Objekt: Tagebau Welzow-Süd
Unternehmen: Vattenfall Mining Europe AG
Vertreter: Herr Hans-Jörg Meinig
Objekt: Tagebaufolgelandschaft
Unternehmen: Lausitzer und Mitteldeutscher Bergbauverwaltungsgesellschaft mbH
Vertreter: Herr Siegfried Breier
Termin: 23. September 2013, 9:00-12:00 Uhr
Berichterin: Anne Becker
Vortrag von Herr Drechsel über den Tagebau Welzow-Süd
Der Tagebau Welzow-Süd liegt im Südosten der Lausitz, im Bundesland Brandenburg. Er ist der größte Tagebau im Lausitzer Revier.
Der Tagebau wird in zwei Teilfelder untergliedert (Teilfeld Welzow und Teilfeld Süd).
Im Rahmen der Vorfeldberäumung wurde 1959 mit der Entwässerung begonnen. 1962 wurde mit der ersten Abraumgewinnung begonnen. Die erste Kohleförderung fand im Jahr 1966 statt Die Inbetriebnahme der Abraumförderbrücke F60 war im Jahr 1972.
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Das Südfeld, in dem derzeit abgebaut wird, besitzt einen Feldesinhalt von 315 Mio t. Die Flözmächtigkeit liegt bei ca. 13 m mit einer Deckgebirgsschicht von 80 bis 120 m. Das Abraum-Kohle-Verhältnis liegt im Durchschnitt bei 6 zu 1. Es werden vier verschiedene Kohlequalitäten abgebaut: Förderkohle, Kesselkohle sowie Veredlungskohle in Form von Brikettierkohle und Braunkohlenstaub. Die Kohle wird zu den Kraftwerken Schwarze Pumpe, Boxberg oder Jänschwalde transportiert.
Das Südfeld wird im Jahr 2025 auslaufen. Die Beantragung für den zweiten Abschnitt läuft derzeit. Bei Genehmigung ist eine Förderung bis 2050 geplant. Eine Flaschentonrückgewinnung dient der Herstellung einer Abdichtungsschicht in den Betriebs- und Aschedepots.
Die Wasserhebung betrug im Jahr 2012 für den Tagebau Welzow-Süd 86,7 Mio m³. Es wurden 715 Filterbrunnen installiert. Zusammen mit der Streckenentwässerung werden insgesamt 161 m³/min gefördert. Neben diesen gibt es die Oberflächenentwässerung mit einer Förderleistung von ca. 5 m³/min.
Das 2. Lausitzer Flöz wird derzeit gewonnen. Besonderheiten für den Tagebau sind im 1. und 2. Vorschnitt der großflächige Altbergbau (Pfeilerbruchbau) und das Anschneiden von Altkippen (Hand-, Spülkippen). Die Altkippen können aufgrund des heterogenen Kippenaufbaus immer wieder zu Aufpressungen auf der Arbeitsebene, die aufwendig mit Planierraupen wieder freigeschnitten werden müssen, führen. Restwasserstände in Spülkippen führen weiterhin zum Kriechen der Kippenböschung. Durch Erschütterungen kann es immer wieder zu Verflüssigungen kommen, die besonders im Bereich von Übergabestationen zu Überschüttungen führen und damit den Tagebaubetrieb behindern.
Das 2. Lausitzer Flöz unterteilt sich in Ober- und Unterbank sowie Unterbegleitmittel.
Der Grundwasserleiter 310 weist eine Verschluffungszone unter dem engsgestuften Sand auf. Dadurch liegen im Bereich der Arbeitsebene aufgeweichte Schichten vor, die die Tragfähigkeit dieser stark beeinträchtigen können. Eine Erhöhung der Tragfähigkeit ist dann nur durch einen aufwendigen Bodenaustausch möglich.
Bei Genehmigung des Abbaufeldes 2 ist ein Restsee für 2060 geplant. Geologisch wird der Tagebau Welzow-Süd durch das Pleistozän und Tertiär geprägt. Durch die glazigene Beeinflussung treten bei der Gewinnung mit den Großgeräten immer wieder Probleme mit Findlingen auf. Im Tertiär wurden die Schichten tektonisch gestört und als Ablagerungen entstanden:
● Flaschenton, Kies, Grobsand, 1. Lausitzer Flöz● Wechsellagerung Feinsand mit Schluff● 2. Lausitzer Flöz mit 2 Zwischenmitteln bestehend aus Feinsand und Schluff.
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Abbildung 1: Blockverhieb (Quelle: Vorlesung „Tagebau I“,Grundlagen der Tagebautechnik, Prof. Drebenstedt WS 11/12)
Vortrag von Herr Meinig über die Bergbaufolgelandschaft mit Beispiel Wiederherstellung des kippenseitigen Einzugsgebietes der Talaue Hühnerwasser Veranlassung für die Wiederherstellung des kippenseitigen Einzugsgebietes der Talaue Hühnerwasser war die großräumige Absenkung des Grundwasserspiegels zwischen Drebkau und Spremberg.
Um einen Mindestabfluss in die angrenzende Talsperre zu gewährleisten, wurde zum einen der Nordgraben gebaut, der derzeit in die Talaue Hühnerwasser einspeist. Weiterhin wurde ein Quelleinzusgsgebiet zur Sammlung des Niederschlagswassers für den Wasserhaushalt geschüttet. Dieses besteht aus einem Berg mit einer Tonschürze und einer Wasserhaushaltsschicht. Nach dem Grundwasserwiederanstieg wird die Einspesiung über das Quelleinzugsgebiet für ausreichend stabile Wasserverhältnisse sorgen und eine zusätzliche Einspeisung aus dem Nordgraben überflüssig machen.
Nach einer Standsicherheitseinschätzung konnte festgestellt werden, dass es sich in dem Kippengelände um verflüssigungsgefährdetes Material handelt, so dass Maßnahmen der Verdichtung unbedingt erfordlerich sind.
Die Verantwortlichkeit dieses Projektes unterteilt sich in einen Vattenfall Europe Mining Bereich und einen LMBV Bereich.
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Abbildung 2: Abraumförderbrücke F60 mit den 2 EimerkettenbaggernEs 3750 auf der Abbauseite (Foto: A. Plößer)
Abbildung 3: Abraumförderbrücke F60 auf der Verkippungsseite (Foto: A. Plößer)
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Abbildung 4: Grubenwasserbehandlungsanlage (Foto: A. Plößer)
Abbildung 5: Weinberg Wolkenberg (Foto: A. Plößer)
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Im Vattenfall Europe Mining-Bereich wurde ein Testfeld angelegt, auf dem die verschiedenen Verdichtungsmethoden, darunter Rütteldruckverdichtung, Fallgewichtsverdichtung, Impulsverdichtung und LANDPAC-Verfahren, untersucht wurden. Man entschied sich für das LANDPAC-Verfahren. Zusätzlich wird derzeit jedoch ein externes Gutachten durch das Ingenierubüro BIUG erstellt, um den Verdichtungserfolg besonders in den bindigen Partien zu bewerten.
Der LMBV Bereich ist noch herzustellen.
Beim LANDPAC-Verfahren werden horizontale und vertikale Verdichtungsimpusle in den Boden eingebracht. Im Testfeld konnte ein Verdichtung bis in 5 Meter Teufe nachgewiesen werden, wobei man mit 3 Meter rechnen wird.
Vortrag von Herr Meinig über Grundwasserbehandlung am Weinberg
Mittels Rütteldruckverdichtung und Fallplattenverdichtung wurde eine Tiefenverdichtung von 30 Meter erreicht. Für die Flussaue Hühnerwasser und für den Nordgraben gibt es eine Ökowasserverteilung.
Bei der Grubenbefahrung war unser erstes Ziel der Schaufelradbagger 1519 SRs 6300, der im Hochschnitt im Blockverhieb mit einer Blockbreite von 80 Meter , dargestellt in Bild 1, den 2. Vorschnitt gewinnt. Verhiebsrichtung ist West bzw. Ost und Abbaurichtung ist Süd. Das Schaufelrad hat einen Durchmesser von 19 Meter. Das theoretische Fördervolumen liegt bei 15.000 m³/h. Die maxiamle Abtragsmächtigkeit liegt bei 50 Meter. Zu erkennen war, dass nur am Strossenanfang gewachsener Boden gewonnen wird und es sich sonst um Kippenmaterial handelt. Weiterhin konnte das Austreten von Restwasser am Böschungsfuß an einigen Stellen beobachtet werden.
Als zweites Ziel hielten wir auf der Hauptarbeitsebene mit der Abraumförderbrücke F60 und den 2 Eimerkettenbaggern vom Typ Es 3750. Die Eimerkettenbagger können sowohl im Hochschnitt als auch im Tiefschnitt arbeiten. Sie können ca. 25 Meter Abraum im Hochschnitt gewinnen. Im Tiefschnitt ermöglichen sie schließlich die Freilegung des 2. Lausitzer Flözes. In der Grube wird die Kohle in verschiedenen Qualitäten gewonnen. Der Randschlauch, der sich aus technologischen Gründen ergibt, wird später noch mit dem Absetzer verkippt.
Unser dritter Halt war bei der noch im Bau befindlichen Grubenwasserbehandlungsanlage. Am Ende schauten wir uns den Weinberg Wolkenberg als eines der durchgeführten Rekultiveriungsprojekte an. Nach Anlegung einer Versuchsfläche zum Weinbau im Jahre 2005 wurde sich für einige Sorten entschieden und ein Hang mit Ausrichtung Süd-Süd-West, einer Neigung von 11 Prozent und einer Höhe von ca. 30 Meter über dem umliegenden Gelände hergestellt. Im Jahr 2015 wird mit einem Vollertrag gerrechnet.
Quellen
- Vorträge von Herrn Drechsel und Herrn Meinig- Vorlesung „Tagebau I“ Grundlagen der Tagebautechnik Prof. Drebenstedt WS 11/12
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2. ExponatBauen in der Innenstadt
Objekt: Erweiterung des Bundesministeriums der Verteidigung
Herstellung einer Schlitzwand als Baugrubenverbausystem
Unternehmen: GuD GmbH
Vertreter: Herr Josef-Albert Patron
Termin: 23. September 2013, 16:00-18:00 Uhr
Berichter: Michael Rahmig und Arne Lennart Plößer
Am Ende des ersten Exkursionstages stand die Besichtigung der Erweiterung des Bundesministeriums der Verteidigung (BVMg) an. Eine Baustellenbesichtigung wurde uns durch die Firma GuD GmbH ermöglicht. Die Firma GuD GmbH ist hauptsächlich für die Planung, Beratung und Überwachung von Grundbauwerken zuständig. Da die Firma GuD GmbH auch bei diesem Bauvorhaben mit der Planung und Überwachung des Grundbaus beauftragt wurde, konnten wir über alle geotechnischen Besonderheiten genauestens informiert werden. Aufgrund der Bebauung des Gebietes, des hohen Grundwasserstandes, des Baugrundes und nicht zuletzt der immensen Wichtigkeit des Bauwerkes, war die Gründungsaufgabe eine sehr anspruchsvolle.
Der zweite Dienstsitz des BMVg befindet sich seit 1999 in der Stauffenbergstraße 18. Nun soll an diesem geschichtsträchtigen Ort auf dem nördlichsten Teil des Grundstücks ein funktionsgerechter Neubau zur Unterbringung von zusätzlichen Büros, des technischen Lagezentrums und des IT-Zentrums des Bundesverteidigungsministeriums entstehen. Alle Bauvorhaben mussten besonders Erschütterungs- und Emissionsarm ausgeführt werden, da die Baustelle in direkter Nachbarschaft zur ägyptischen Botschaft liegt. Kleinste Erschütterungen stören hier möglicherweise bereits die Arbeit der dortigen Angestellten.
Wie nahezu der gesamte Berliner Raum, liegt auch diese Baugrube im Warschauer Urstromtal. Das Warschauer Urstromtal entstand während der Weichseleiszeit. Ein häufig anzutreffendes Material sind hierbei Talsande, die in diesem Fall besonders enggestuft sind. Diese Talsande sind eine Mischbildung aus fluviatilen und glazigenen Prozessen.
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Die Geländeoberkante der Baugrube liegt im Mittel bei 34 m ü. NN. Das Grundwasser steht bereits ab 3 m u. GOK an. Da die Gründungssohle 6 - 7 m u. GOK lieg, wurden weitere Anforderungen an die Gründung in Form von Dichtigkeit und Auftriebssicherung gestellt. Eine offene Wasserhaltung war von Rechtswegen nicht zulässig.
Durch mögliche Findlinge wurde das wirtschaftliche Einbringen von Spundwänden ausgeschlossen. Die Dichtigkeit der Außenwand der Baugrube wurde letztendlich mit Schlitzwänden und einer überschnittenen Bohrpfahlwand, diese wurde parallel zur Nachbarbebauung angeordnet und durch temporäre Litzenanker gesichert, bewerkstelligt. Die überschnittene Bohrpfahlwand wurde hierbei im Drehbohrverfahren hergestellt. Zunächst werden unbewehrte Pfähle hergestellt. Der Abstand dazwischen ist kleiner zu wählen als der Durchmesser eines bewehrten Bohrpfahles, ein Mindestmaß von 10 - 15cm sollte jedoch nicht unterschritten werden.. Um die bewehrten Bohrpfähle herzustellen überbohrt man den Rand der unbewehrten Pfähle. Nachdem der Bewehrungskorb eingebracht wurde erfolgt die Betonierung, wie bei den unbewehrten Pfählen im Kontraktorverfahren. Hierbei wird der Beton zur Pfahlsohle gepumpt während die Bentonitsuspension von oben abgepumpt wird. Zu beachten ist ein besonders sorgfältiges Einbringen des Betons, da sich Beton und Suspension nicht vermischen dürfen.
Die Schlitzwand wurde als Zweiphasenschlitzwand in kontinuierlicher Bauweise ausgeführt. Hierbei sind folgende Arbeitsschritte notwendig, zunächst wird ein 1 bis 2 m tiefer Graben zur Herstellung der Leitwände ausgehoben. Die Leitwände werden in einer Tiefe von ca. 1 m angeordnet. Die Leitwände sollen den oberen Schlitzbereich stützen, das Aushubwerkzeug führen und dienen beim Einstellen des Bewehrungskorbes als Auflager. Im Anschluss werden die einzelnen Lamellen der Schlitzwand ausgehoben, typischerweise sind die einzelnen Lamellen 5 m breit. Die Dicke der ausgehobenen Lamelle entspricht der statischen Dicke der späteren Schlitzwand. Die Stützflüssigkeit gewährleistet die Standsicherheit des offenen Schlitzes während des Aushubs. Häufig wird eine Bentonitsuspension verwendet. Nachdem die Endaushubtiefe erreicht wurde, wird der Bewehrungskorb eingestellt. Besonders an diesem Bewehrungskorb ist, dass er bereits über die Löcher für die späteren Anker zur Sicherung der Schlitzwand verfügt, die Bewehrung also nicht überbohrt werden muss. Das Betonieren erfolgt im Kontraktorverfahren.
Die Sohle wird als tiefliegende Injektionssohle ausgeführt. Die Herstellung erfolgt mittels einer in den Boden eingebrachten Injektionslanze, durch welche Zementsuspension in den Boden eingebracht wird. Mit dem Abbinden der Suspension stellt sich die Dichtigkeit der Sohle ein. Erst nach Vollendung dieses Prozesses kann der Bodenaushub erfolgen. Die Führung der Lanze war dabei signifikant wichtig, weil keine undichten Stellen zurückbleiben durften. Das Auftriebssicherheitskonzept beruht darauf die darüber liegende Endauflast zu nutzen, die Festigkeit des Verpressgutes ist also nahezu unerheblich. Der Berliner Senat hat die Dichtigkeit definiert. Solange der Grenzwert für die Restwasserfördermenge pro benetzte Baugrubenfläche nicht überschritten wird, zählt die Baugrube als dicht und es entstehen keine Extragebühren. Undichte Stellen würden hauptsächlich in der Sohle auftreten, eine mögliche Leckortung erfolgt über eine Messung des Temperaturgradienten des Grundwassers.
Wir möchten uns bei allen beteiligten Personen für die Möglichkeit der Besichtigung dieses Objektes herzlich bedanken.
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3. ExponatBrückenbau und Wasserbau
Objekt: Neubau der Retheklappbrücke in Hamburg
Unternehmen: Hochtief Solutions AG
Vertreter: Herr Volker Böttjer
Termin: 24. September 2013, 9:00-11:00 Uhr
Berichter: Ludwig Stelzner und Martin Schulz
Einleitung
Am 24.09.2013 besuchte die Exkursionsgruppe die Baustelle der Straßen- und Eisenbahnbrücke über die Rethe, eine verbindende Wasserstraße zwischen Reiherstieg und Köhlbrand im südlichen Bereich des Hamburger Hafens. Die Überquerung der Wasserstraße stellt eine wichtige Nord-Süd-Verbindung im Hamburger Hafen dar und dient als Hauptverbindungsstraße für die Autobahnen A1 und A7, sowie als Ersatzstrecke im Falle einer Sperrung der Köhlbrandbrücke. Bei der Baustelle handelt es sich um den Neubau einer zweiflügeligen Klappbrücke. Diese soll als Ersatz für die in den dreißiger Jahren des letzten Jahrhunderts erbaute Hubbrücke dienen, die Aufgrund von Bauwerksschäden ersetzt werden muss. Zudem verbessert der Neubau die verkehrstechnische Situation für die Schifffahrt sowie den Straßen- und Bahnverkehr.
Der Baubeging des Neubaus war im Jahre 2010, die geplante Fertigstellung soll 2014 erfolgen. Die projektierten Kosten liegen bei circa 67 Mio. €. Bauherr ist die Hamburg Port Authority, die Ausführung erfolgt durch eine ARGE aus Hoch und Tief, Bilfinger Berger, Bilfinger MCE und Wagner Biro.
Zum Zeitpunkt der Exkursion fanden gerade Stahlbetonarbeiten für die Erstellung der Klappenpfeiler statt.
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Bestehende Anlagen
Die bestehende Rethehubbrücke wurde 1934 nach nur fünfzehnmonatiger Bauzeit für den Straßen- und Bahnverkehr freigegeben. Mit einer maximalen Durchfahrtshöhe von 46m und einer Durchfahrtsbreite von 44m war sie damals die größte Hubbrücke Europas. Im 2. Weltkrieg erlitt die Brücke mehrere Bombeneinschläge und Granattreffer. Trotz der Beschädigungen konnte sie nach dem Ende des Krieges mittels Notschweißungen wieder funktionstüchtig gemacht werden. Im Jahre 1986 wurde die maximale Durchfahrtshöhe für Schiffe von 46m auf 53m erhöht, indem die beiden Pylone verlängert wurden.
Durch die verbliebenden Kriegsschäden und die schlecht durchgeführten Notreparaturen konnte die Brücke der regelmäßigen Brückenüberprüfung nicht standhalten. Zudem ergaben die Überprüfungen, dass die Ermüdungsfestigkeit des Stahl erreicht und der Stahlbeton der Pfeiler stark angegriffen ist, sodass ein Neubau der Brücke bzw. eine komplette Sanierung unumgänglich sind. Nachdem mehrere Möglichkeiten analysiert wurden entschied man sich für den Ersatzbau der Brücke.
Abbildung 1: Rethehubbrücke und Baustelle der Klappbrücke (Foto: A.Plößer)
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Neubau
Durch den Neubau der Rethebrücke sollen mehrere Effekte erzielt werden. Die mit 44m begrenze Fahrwasserbreite wird auf 64m erhöht und verbessert damit die Schiffbarkeit. Zudem entfällt die Begrenzung der maximalen Durchfahrtshöhe durch das Brückenbauwerk, da die neue Brücke als zweiflügeige Klappbrücke konstruiert ist. Durch die Trennung zwischen Straßen- und Eisenbahnverkehr auf jeweils separate Klappen und die Neugestaltung der Vorlandbrücken, sowie der Verkehrswege können mehrere plangleiche Verkehrsknoten entfernt werden, was den Verkehrsfluss deutlich verbessert.
Die neue Klappbrücke wird in einer kombinierten Stahl und Beton Konstruktion erstellt, wobei die Klappen ein aufgelöstes Fachwerk darstellen.
Die Gründung der Klappenpfeiler besteht aus einer 3,5m dicken, rückverankerten Unterwassersohle. Diese wurde mit 63 Gewi-Pfählen nach der Betonage gegen Aufschwimmen gesichert. Außerdem übernehmen die bis zu 50m langen Pfähle die extremen Momente, die durch den Schließ- und Öffnungsvorgang der über 52m langen Klappen in die Gründung eingeleiteten werden. Die Baugrube wurde durch eine kombinierte Bohrwand aus Rohren und Füllbohlen hergestellt. Zwischen den Bohlen wurde ein erhärtender Sand eingebracht, der die Konstruktion stabilisiert.
Abbildung 2: Skizze des Baugrubenverbaus
Die Stahl-Beton-Klappen werden jeweils circa 1100t wiegen und außerhalb der Baustelle vorgefertigt und dann zur Baustelle per Schiff transportiert. Nach jetzigem Planungsstand sollen sie dann eingehoben werden. In der Verkehrslage der Klappen, d.h. im geschlossenen Zustand wirkt die Brücke inklusive der beiden Vorlandbrücken als Durchlaufsystem mit 3 Feldern. Um Momente sowie Querkräfte zwischen den beiden Klappen zu übertragen, erfolgt die Verriegelung der Hauptträger durch ein Fingersystem. Dabei stützen sich die hervorstehenden Finger der Klappen gegenseitig auf den Hauptträgern ab.
Das Öffnen und Schließen der Brücke erfolgt über Hydraulikzylinder, welche im Klappenpfeiler untergebracht sind. Außerdem bietet der Klappenpfeiler Platz, das Gegengewicht sowie den Rückarm der Klappen aufzunehmen.
Neben der Hauptbrücke beinhaltet die Baumaßnahme die Erstellung von Vorlandbrücken, Betriebsräumen und einem Steuerstand.
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Abbildung 3: Baugrubenverbau inklusive Hochwasserschutzerhöhung (Foto: A.Plößer)
Schwierigkeiten bei der Erstellung des Brückenneubaus
An die Gründung der Klappenpfeiler werden sehr hohe Setzungsanforderungen gestellt. Schon minimale Setzungen wirken sich negativ auf die Nutzung der Brücke für den Bahnverkehr aus. Außerdem fordert das Fingerschlussystem eine hohe Lagegenauigkeit der Pfeiler, damit eine formschlüssige Verbindung der Klappen im geschlossenen Zustand erreicht werden kann. Zudem ist die angrenzende Rethehubbrücke sehr setzungsempfindlich und erforderte außerdem eine erschütterungsarme Herstellung des Baugrubenverbaus. Der vorliegende Baugrund ist für das Projekt mit den oben genannten Einschränkungen nicht ideal und besteht hauptsächlich aus schluffigen Sanden, Geröll und Aufschüttungen. Vor Allem das Geröll brachte Hindernisse bei der Herstellung der Baugrube. Zudem stellte der Hochwasserschutz besondere Anforderungen an die Baugrube. Der Baugrubenverbau wurde sehr hoch ausgelegt und der Lastfall „Volllaufen der Klappenpfeiler“ im Bau- und Betriebszustand berücksichtigt. Des Weiteren befindet sich die Baugrube im Einflussbereich der Gezeiten. Im Westen und Osten wird die Baugrube jeweils durch einen Düker begrenzt. Diese versorgen das umliegende Gewerbegebiet und stellen somit sehr sensible Versorgungsleitungen dar, die auf keinen Fall beschädigt werden dürfen. Während der Bauphase muss der Schiffs-,Bahn- und Straßenverkehr aufrechtgehalten werden.
Die Gesamtheit an Einschränkungen und Hindernissen, sowie die sehr beengten Platzverhältnisse an der Baustelle stellen sehr hohe Anforderungen an die Planung und Ausführung des Bauvorhabens.
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Abbildung 4: Blick in den Klappenpfeiler (Foto: A.Plößer)
Quelle:
Große Klappen für den Hamburger Hafen – Neubau der RethebrückeHerr Dipl.-Ing. M. Borowski, Ingenieurbüro Grassl GmbH, Hamburg, Herr Dipl.-Ing. J. Kapusta, Hamburg Port Authority
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4. ExponatGründung einer Windenergieanlage
Objekt: Gründung einer Windkraftanlage auf dem Gelände der Hamburger Wasserklärwerk “Hamburg Wasser”
Unternehmen: Wasserklärwerk “Hamburg Wasser”
Vertreter: Herr Klaus-Ulrich Kandt
Unternehmen: Hanse Geotechnik GmbH
Vertreter: Herr Stefan Reich
Termin: 24. September 2013, 11:00-12:30 Uhr
Berichterin: Batbileg Batsaikhan
Das Klärwerk Köhlbrandhöft
Abbildung 1: Faultürme im Klärwerk Köhlbrandhöft (auf www.hamburgwasser.de)
Im Rahmen unserer einwöchigen Exkursion besichtigten wir am 24.September 2013 das Klärwerk Köhlbrandhöft in Hamburg.
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Das Klärwerk Köhlbrandhöft gehört zum Klärwerksverbund Köhlbrandhöft/Dradenau, der stufenweise ab 1955 als die zentrale Hamburger Abwasser-Behandlungsanlage entstanden ist.
Der Klärwerksverbund Köhlbrandhöft / Dradenau ist auf eine Kapazität von 2,9 Mio. Einwohnerwerten ausgelegt und umfasst als Einzugsgebiet das Stadtgebiet von Hamburg. Bei Trockenwetter liegt der Abwasserzufluß bei durchschnittlich vier Kubikmetern pro Sekunde . Bei starken Niederschlägen kann sich dieser Zufluß auf bis zu 19 Kubikmeter pro Sekunde erhöhen. Im Jahresdurchschnitt werden rund 150 Millionen Kubikmeter anfallende Hamburger Abwässer aus Haushalten und Gewerbe hier gereinigt.
Zur Reinigung der Wässer von verunreinigenden Bestandteilen werden mechanische, biologische und chemische Verfahren eingesetzt.
Abbildung 2: Das Klärwerk Köhlbrandhöft in Hamburg (Foto: A.Plößer)
Mechanische Reinigung
Die erste Stufe der Reinigung mit der mechanischen Behandlung erfolgt in zehn Faultürmen des Klärwerks Köhlbrandhöft, wo bereits 20-30 Prozent der enthaltenden Schmutzstoffe aus dem Abwasser entfernt werden.
Im ersten Schritt wird das Abwasser durch die Rechenanlage geleitet, die alle Grobstoffe, sowie das Schwimmgut aus dem Abwasser aussiebt. In der nachfolgenden belüfteten Sandfang wird eine zentrifugale Strömung erzeugt, die grob- und feinkörnige Stoffe abscheidet. Bei trockenem Wetter beträgt der Sandgutanfall täglich 3-4 Tonnen. Anschließend gelangt das Abwasser zu den rechteckigen Vorklärbecken, in denen die Fließgeschwindigkeit so weit verringert ist, das sich im
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Gegensatz zum Sandfang auch die leichten Schwebstoffe auf dem Beckenboden absetzen können. Eventuell auftretender Schwimmschlamm, zum Beispiel Fett, kann in den Vorklärbecken ebenfalls abgeschieden werden.
Die mechanische Abwasserreinigung ist hiermit abgeschlossen und zur weiteren Reinigung wird das Abwasser in einer 2,3 km langen Rohrleitung in 80 m Tiefe unter dem Köhlbrand hindurch zum Klärwerk Dradenau gepumpt.
Biologische Reinigung
Bei der biologischen Reinigung werden bis zu 98 Prozent der verbliebenen, ganz oder halb gelösten, organischen Schmutzstoffe entfernt. Das mechanisch grob vorgereinigte Abwasser fließt unterirdisch weiter und wird in die Belebungsbecken geleitet, in denen aufgrund der Zugabe von Luftsauerstoff und der intensiven Durchmischung optimale Lebensbedingungen für die Mikroorganismen geschaffen werden. Hier erfolgt in verschiedenen Beckenzonen und Verfahrensschritten der weitergehende Abbau der gelösten Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphatverbindungen.
Nach der biologischen Reinigung setzt sich im Nachklärbecken der Belebtschlamm ab. Der hier entnommene Belebtschlamm wird wieder in die Belebungsbecken geleitet und der Reinigungsprozess der Bakterien beginnt von Neuem. Überschussschlamm wird der Schlammbehandlung zugeführt und in die Faulbehälter gefördert.
Chemische Reinigung
Vor der biologischen Reinigung wird Phosphor aus dem Abwasser durch Zugabe von Eisensalzen entfernt. Mit den im Abwasser vorhandenen Phosphatsalzen bilden sich unlösliche Flocken, die sich zusammen mit dem Belebtschlamm abtrennen lassen. Das gereinigte Abwasser wird dann in den Köhlbrand und damit in die Elbe eingeleitet.Jährlich werden über 100.000 Tonnen organische Reststoffe und 3.600 Kubikmeter Primär/-Überschussschlamm auf dem Klärwerk Köhlbrandhöft angenommen und der Schlamm- bzw. Reststoffbehandlung zugeführt.
Bohrpfahlgründung der Windkraftanlage
Nach einem Vortrag über das Klärwerk besuchten wir die Bohrpfahlgründung einer Windkraftanlage auf dem Gelände des Klärwerks Köhlbrandhöft. In der Kläranlage Köhlbrandhöft/Dradenau, die jährlich ca. 115 Millionen Kilowattstunden elektrischer Energie verbraucht, wird nicht nur Abwasser aufbereitet, sondern auch Energie erzeugt.
Auf dem Gelände des Klärwerks Dradenau sind schon 2 Windkraftanlagen errichtet , die zusammen ca. 14 Mio kWh elektrischer Energie pro Jahr liefern.
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Es ist ein Vorzeigemodell für andere Unternehmen, dass die Hamburger Kläranlage in naher Zukunft ihren Strombedarf zu 100 Prozent aus erneuerbarer Energie decken kann.
Die Gründung von Windkraftanlagen ist von einer Menge Faktoren anhängig: Baugrundverhältnisse, Tagfähigkeiten, Umweltbedingungen sowie Zug-und Druckkräfte.
Abbildung 3: Pfahlneigung zur geringeren Lastabtragung (Foto:N.Tamaskovics)
Im Hafengebiet ist häufig mit Rammpfählen gearbeitet worden, da diese leicht herzustellen sind und eine hohe Tragfähigkeit besitzen. Zudem gibt es hierbei kein Entsorgungsproblem mit den Böden. Aber hier ist ein anders System angewendet worden, die sogenannten “Teilverdrängungsbohrpfähle”.
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Abbildung 4: Herstellungsverfahren (auf www.franki.de)
Abbildung 5: Beim Betonieren und Ziehen des Bohrrohres (Foto: N.Tamaskovics)
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Insgesamt werden hier 65 FRANKI-Pfähle durch Eindrehen einer Bohrschnecke mit 51 cm Rohrdurchmesser bei gleichzeitiger seitlicher Bodenverdrängung und nur teilweiser Förderung auf eine vorab zu bestimmende planmäßige Tiefe gebohrt.
Der Teilverdrängungsbohrpfahl (VB-Pfahl) kommt insbesondere dort zum Einsatz, wo kostengünstigere Rammpfähle aus umwelttechnischen Gründen nicht ausführbar sind oder bei Vollverdrängungsbohrpfählen die vorgegebenen Absetztiefen aufgrund der Baugrundsituation nicht erreicht werden können.Der VB-Pfahl wird erschütterungsfrei und geräuscharm hergestellt.
Quellen:
- Vorträge von Herrn Klaus-Ulrich Kandt und Herrn Stefan Reich-www.franki.de-www.hamburgwasser.de-www.wikipedia.de
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5. ExponatStadtentwicklungsprojekt HafenCity Hamburg
Objekt: Infozentrum der HafenCity Hamburg und der Elbphilharmonie
Unternehmen: Stadt Hamburg
Vertreter: -
Termin: 24. September 2013, 12:30-13:30 Uhr
Berichterin: Tina Sonack
Stadtentwicklungsprojekt HafenCity
Die HafenCity ist das größte innerstädtische Stadtentwicklungsprojekt Europas und ein zukunftträchtiges Modell für die Entwicklung einer europäischen City am Wasser. Hier in Hamburgs Bezirk Hamburg- Mitte entsteht ein neuer Stadtteil, welcher viele innovative Ideen miteinander verknüpfen wird.
Erste Überlegungen gab es kurz nach dem Fall der Mauer und des Eisernen Vorhanges, denn damals änderte sich die Position Hamburgs in Europa grundlegend. Zuvor war es eine Stadt am östlichen Rand des Westens, nun mehr ist es eine Metropole inmitten von Europa. Daraus ergab sich ein enormes Entwicklungspotential für Hamburg, welches der damalige Bürgermeister, Henning Voscherau, erkannte und schon zu dieser Zeit einen wichtigen Grundstein legte.
Er hatte die Idee, die Innenstadt wieder ans Wasser zurückzuholen.Besonders dafür eignete sich die brach liegende Hafenfläche am Nordufer und die dazugehörige Alte Speicherstadt. Dieser Ort wurde jahrzehntelang nicht genutzt und war bis 2003 durch einen Zollzaun vom Rest der Stadt abgetrennt. Nun sollte eine Umstrukturierung und Neugestaltung einhergehen, wobei der erste Schritt 1991 vollzogen wurde, indem ein inoffizieller Auftrag heraus ging, zur Prüfung der Umwandlung des innertsädtischen Hafenbereiches. Fünf Jahre später gab es die erste vertrauliche Studie zum Projekt “Vision HafenCity”, welches ein Jahr danach, am 7.Mai 1997, zum ersten Mal der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Darauf folgte ein städtebaulicher Ideenwettbewerb für einen Entwurf eines Masterplans. 2000 war es dann so weit, der Hamburger Senat verabschiedete den favorisierten und schlussendlich ausgewählten Masterplan und gab somit den Startschuss frei, für das Bauvorhaben HafenCity.
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Der Masterplan beinhaltet zum Einen die intensive Beziehung zwischen bestehender und neuer Bebauung, sowie deren Nähe zum Wasser. Zum Anderen musste ein Hochwasserschutzkonzept entworfen werden, wobei hier die Warftlösung in Betracht kam. Insgesamt sollen in dem neuen Stadtteil verschiedene Nutzungszwecke auf einer Fläche vereint werden, unter Beachtung von ökonomischen, sozialen, kulturellen und stadtökonomischen Aspekten.
Abbildung 1: Modell der HafenCity im Infozentrum (Foto von A.Plößer)
Hochwasserschutz
Die HafenCity liegt außerhalb der Hamburger Hauptdeichlinie und besitzt somit keinen Schutz vor eventuellen Sturmfluten und den damit einhergehenden Hochwasserständen.
Aus diesem Grund wurden mehrere Varianten diskutiert.Zum Einen die komplette Eindeichung des Areals, was zur Folge gehabt hätte,dass der typische Flair von der historischen Speicherstadt verloren gegangen wäre. Zudem hätte es einen sehr großen technischen und ökonomischen Aufwand für das Projekt bedeutet und eventuell das Ganze in Frage gestellt. Denn bei einer Eindeichung hätte, als dringende Voraussetzung für eine Bebauung des Gebietes, der komplette Deich erst stehen müssen.
Bei der zweiten Variante, der Warftenlösung, wird dies nicht notwendig sein, da die Realisierung der Warftensockel dem Bauherren obliegt. Zudem muss gesagt werden, das in jedem Vertrag der Hochwasserschutz verankert ist und somit für jede Bebauung verpflichtend. Die Sockel entstehen nun sukzessive mit jedem weiteren Gebäude. Zum Schluss stehen alle Häuser auf den künstlich angelegten Warften, mit ca. 8 m ü.NN, welche Marke noch nie von einem extremen Hochwasser erreicht wurde. An der Luvseite wurde eine noch höhere Sicherheit angesetzt und die Bebauung an dieser Stelle auf 8,30m- 8,60m ü. NN festgelegt.
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Innerhalb der Sockel entstehen Tiefgaragen, um somit die oberirdischen Parkhäuser, einzusparen und den Boden effektiv zu nutzen. Bei Hochwasser ist die Stadt fast uneingeschränkt nutzbar, nur einige Tiefgaragen müssen durch Flutschutztor gesichert werden. Die Ausnahme bildet die sanierte, historische Speicherstadt, welche auf ihrem Niveau von 4,5m- 5,0m ü NN, verbleibt.
Nachhaltigkeit
HafenCity Hamburg soll eine Stadt des 21. Jahrhunderts wiederspiegeln und somit zukunftsweisende Standards beinhalten.
Aus diesem Grund wurde auch auch keine landwirtschaftliche Fläche bebaut, sondern ein ehemaliges brach liegendes innerstädtisches Hafengebiet wieder nutzbar gestaltet. Für die Nachhaltigkeit der Stadt wurden verschiedene Aspekte berücksichtigt, wie zum Beispiel eine effektive Bodennutzung, ressourcensparende Gebäude, emissionsarme Wärmeenergie, und es soll eine Stadt der kurzen und attraktiven Weg entstehen.
Da das Hafengebiet als Industrieareal diente, gibt es einige Bereich die kontaminierte Böden enthalten. Hier wurde eine Sanierung der Böden durchgeführt und zusätzlich versiegelt. Zudem weist die HafenCity eine hohe Bebauungsdichte auf, jedoch werden auch 38% der Landfläche als öffentlicher Bereich zur Verfügung stehen. D.h. hohe Nutzungsdichte bei einem großen Anteil des öffentlichen Raumes.
Zudem sollen verschiedene Stadtnutzungen miteinander kombiniert werden, wie Wohnen, Arbeiten, Freizeit, Kultur und Handel. Dies zeigt sich am Besten im östlichen Teil der Hafencity, wo Baakenhafen als Wohn- und Freizeitquartier, der Oberhafen als Kreativ- und Kulturquartier genutzt wird und die Elbbrücken stehen für einen urbanen Geschäfts- und Wohnstandort. Zwischen den Gebäuden soll der grüne Charakter der Stadt verwirklicht werden, in Form von mehreren großen und kleinen Parks verteilt im ganzen Stadtteil, wobei der Lohsepark als zentraler Volkspark dient.Des weiteren wurde Wert darauf gelegt, dass die Wärmeversorgung auf ökologischen und ökonomischen Aspekten fundiert. Installiert ist ein dezentrale Wärmeerzeugung gekoppelt mit Solarthermie, geothermischen Anlagen und Brennstoffzellentechnik.
Die Bauherren wurden ebenfalls in die Pflicht genommen zum Thema Nachhaltigkeit, indem sie durch Auszeichnungen bzw. Zertifizierungen für ressourcenarmes bauen, animiert werden.
Elphilharmonie
Die Elbphilharmonie ist das neue Konzerthaus Hamburgs, gelegen im Quartier Am Sandtorkai/Dalmannkai. Errichtet ist das Gebäude auf einem ehemaligem Kakaospeicher, welcher aus Backsteinen besteht. Darauf ist ein imposanter Glasaufbau, der sich bis zu 110m in die Höhe ragt. Das Herzstück der Elbphilharmonie besteht aus einem riesigen Konzertsaal, dieser ist 50m hoch und besitzt 2150 Sitzplätze und eine spektakuläre Bühne. Neben diesem Welklassesaal gibt es noch zwei weitere Säale mit jeweils 550 Plätzen und das Kaistudio mit 170 Plätzen. Jedoch beinhaltet das Gebäude nicht nur die Konzertsäale sondern auch ein Hotel, Restaurante, 45 Wohnungen und ein Plaza, welches ein öffentlicher Platz ist und von wo man einen 360° Panoramablick über Hamburg hat.
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Das Projekt ist seit April 2007 im Bau und wird durch einige Verzögerungen, in Form von Unstimmigkeiten zwischen Bauherren und Bauunternehmen, erst Ende Oktober 2016 fertiggestellt werden. Die Eröffnung der Elbphilharmonie ist geplant für Frühjahr 2017.
Die Elbphilharmonie ist mit seinen wellenförmigen, geschwungenen Fassaden und dem markanten Glasaufbau, das neue Wahrzeichen von Hamburg. Aber auch in den 9 anderen Quartieren, wie Standkai Elbtorquartier, Am Lohsepark, Oberhafen, Baakenhafen und die Elbbrücken, entstehen immer wieder Highlights, damit in dem neu entstehenden Stadtkern, die vielen Nutzungszwecke miteinander verknüpft werden. Denn Leben, Arbeiten und Freizeit sollen in einem Stadtteil möglich sein, den die HafenCity ist und wird eine Stadt der kurzen Wege. Vollendung des Projektes HafenCity ist vorraussichtlich 2025, wobei bis jetzt alles nach Plan verläuft. Diese Entwicklung einer Stadt wird als Modell für andere europäische Städte des 21. Jahrhunderts dienen und zukunftsweisend sein.
Abbildung 2: Modell der Elbphilharmonie (Foto von A. Plößer)
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6. ExponatBauen mit Geokunststoffen
Objekt: Straßenbaustelle im Hafen-City Hamburg - Vorbelastung des Baugrundes und Errichtung eines Gründungspolsters mit
Geokunststoffbewehrung zum Hochwasserschutz
Unternehmen: Naue Fasertechnik GmbH & Co.KG
Vertreter: Herr Marc Iken
Termin: 24. September 2013, 14:00-16:00 Uhr
Berichter: Michael Rahmig, Arne Lennart Plößer
Die nächste Station unserer Exkursion war die Baustelle eines Infrastrukturprojektes in der HafenCity Hamburg. Es handelte sich hierbei um den Neubau der Versmannstraße. Ziel des Projektes ist es die östliche HafenCity Hamburg hochwassersicher erreichen zu können, weswegen die Versmannstraße um ca. 2 m angehoben wird.
Der Baugrund besteht hauptsächlich aus Kleien, Torfen und Mudden. Diese sind für den Hamburger Raum typisch, natürlich gewachsen und im Allgemeinen nur wenig tragfähig und zudem sehr setzungsempfindlich. Die Hauptaufgabe besteht somit darin die Setzung des Bodens vorweg zu nehmen und die Tragfähigkeit zu erhöhen. Hierfür sind im wesentlichen drei Varianten gebräuchlich die Vertikaldrains, die Ausführung mit Leichtbaustoffen und zusätzlich noch das Gründungspolster.
Man unterscheidet drei Arten von Vertikaldrains: Sand-, Rohr, und Streifendrains. Bei dieser Baustelle wird, wie im Hamburger Raum üblich, auf Streifendrains zurückgegriffen. Diese werden in einem großflächigem, engmaschigen 50 cm Raster bis zu einer Tiefe von 11m eingebaut. Dabei wird ein hohle Stahllanze in den Untergrund eingeführt, der Drain im Boden verankert und anschließend die Lanze gezogen. Durch das Ausbilden neuer Fließwege, soll der Untergrund entwässert werden und somit die Tragfähigkeit erhöht und die Setzungen vorweg genommen werden. Durch den Abbau des Porenwasserdrucks können die Konsolidierungszeit und somit auch die Bauzeit und -kosten gesenkt werden. Die Leistungsfähigkeit eines Drains ist überwiegend abhängig von dem Zufluß zum Drain, der Durchlässigkeit des Drainfilters, dem Abflussvermögen im Drain und der Drainwasserabführung an der Geländeoberkante.
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Abbildung 1: Baustellenübersicht und Raster der Vertikaldräns
Zusätzlich zu den Vertikaldrains wird die Methode der Vorlastschüttung angewendet. Dabei wird dem Baugrund einen Teil der Last, welche er später tragen soll, bereits aufgegeben, um die Setzungen vorweg zu nehmen. Durch das Verwenden von Sand oder Kies als kostengünstiges Schüttmaterial ist diese Methode besonders wirtschaftlich.
Durch Geokunststoffe wird ein tragfähiges Gründungspolster ausgebildet. Das Lastverteilungspolster soll dabei die auftretenden Beanspruchungen auf Betonsäulen abtragen.
Die Ausführung der Geokunststoffbewehrung erfolgt in drei Lagen um die notwendigen Kräfte abzutragen. Auf einer dünnen Sandschicht wird das Geotextil in Straßenquerrichtung aufgelegt. Das ist dabei so lang, dass über der obersten Schicht die beiden Enden überlappend übereinander gelegt werden können. Das Geogitter in Querrichtung verfügt dabei über eine Zugfestigkeit von 245 kN/m². Nachdem auf das erste Geogitter 35 cm Sand aufgebracht werden, wird das zweite Geotextil in Straßenlängsrichtung verlegt, welches über eine Zugfestigkeit von 400 kN/m² verfügt. Nach weiteren 35 cm Sand werden die beiden Enden des unteren Geogitters oben zusammengeführt. Es folgen weitere wenige Zentimeter um das Geogitter zu schützen, danach werden weitere straßenbauliche Maßnahmen ergriffen.
Neben der im Bau befindlichen Versmannstraße wird ein breiter Investorenstreifen geplant, der für die spätere Bebauung genutzt werden kann. Dieser soll speziell für Wohn- und Freizeiteinrichtungen genutzt werden. Weiterhin ist der Bau neuer Universitätsgebäude geplant, da die Universität Hamburg in naher Zukunft in die HafenCity umziehen wird.
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Abbildung 2: Nahaufnahme des Geogitters Abbildung 3: Herstellen der Betonsäulen
Abbildung 4: Einbau der Geokunststoffbewehrung
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Eine Weiterführung der U-Bahnlinie 4 ab der Station HafenCity Universität ist geplant. Eine mögliche Schwierigkeit stellt hierbei die Veränderlichkeit der Geogitter dar.
Da sich die Baustelle in unmittelbarer Nähe zu einem Zubringergleis zum Hamburger Hauptbahnhof befindet, wurde zwischen dem Gleis und der Baustelle eine Leitwand errichtet. Die Nähe zum Gleis stellte hohe Ansprüche an die Durchfühung der Maßnahme, da der Schienenverkehr nicht unterbrochen werden und die Gleislage nicht verändert werden darf.
Wir möchten uns bei allen beteiligten Personen für die Möglichkeit der Besichtigung dieses Objektes herzlich bedanken.
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7. ExponatStadtentwicklungsprojekt Hamburg-Wilhelmsburg
Objekt: IBA Dock Hamburg - Informationszentrum
Unternehmen: IBA 2013 Hamburg
Vertreter: -
Termin: 24. September 2013, 17:00-18:00 Uhr
Berichterin: Batbileg Batsaikhan
Am 24.September besuchten wir als siebtes Exkursionsziel die Internationale Bauausstellung IBA 2013 im Müggenburger Zollhafen.
Abbildung 1: IBA Dock, das Informatiosnzentrum der IBA 2013 (Foto: A. Plößer)
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Das 2010 fertiggestellte IBA Dock ist Deutschlands derzeit größtes schwimmendes Ausstellungs- und Bürogebäude, in dem nachhaltige Bauprojekte und bauliche, architektonische und technologische Anpassungen an Klimaveränderungen veranschaulicht werden. Das acht Millionen Euro teure schwimmende Bauwerk liegt zwischen dem Wohngebiet der Veddel und der „Ballinstadt”. Der Entwurf des Hannoveraner Architekturbüros Han Slawik erfüllt damit einen wichtigen Anspruch der Bauausstellung - zu zeigen, wie sich eine Stadt baulich auf den Klimawandel einstellen kann.
Das Gebäude bewegt sich mit der Tide an Dalben täglich 3,5 Meter auf und wieder ab. Selbst bei extremer Sturmflut schwimmt das Gebäude mit dem Wasser auf und passt sich damit der Natur an – ein zukunftsweisendes Konzept für das Bauen in Wasserlagen, wenn Deiche nicht immer weiter erhöht werden können.
Das rund 1.000 Quadratmeter große, schwimmende Gebäude besteht aus einem Ausstellungs- und einem Verwaltungsbereich. Über eine Brücke erreicht man den Eingang auf dem obersten Deck.
Abbildung 2: Das Model der IBA-Stadteile (Foto: A.Plößer)
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Von hier aus kann man einen abwechslungsreichen Ausstellungsraum über drei Ebenen, verbunden mit Lufträumen, einem Vortragsbereich, einer Cafeteria und einer Außenterrasse erleben. Außerdem gibt es im Ausstellungsraum neben Informationsmaterial zu den einzelnen Projekten auch ein großes Modell der IBA-Stadtteile, das einen ersten Überblick verschafft.
Im östlichen Gebäudeteil schließt sich der Büroteil an. Zwei Treppenhäuser gewährleisten die Fluchtwege zur Brücke. Ein Aufzug an zentraler Lage unterstützt den Vertikaltransport im Gebäude.
Abbildung 3: Infografik (auf www.iba-hamburg.de)
Innovative Bau- und Energiespar-Technologien
Das IBA_Dock ist eine, auf einem schwimmenden Ponton, erbaute Stahlkonstruktion.Unter dem Aspekt der Statik und der Gewichtsanforderungen, werden die Aufbauten in Modulbauweise gefertigt und Vor-Ort auf dem Ponton montiert. Dies hat auch Einfluss auf die Wahl des wärmeabgebenden Systems.Der Modulbau ruht auf einem rund 50 Meter langen und 26 Meter breiten Beton-Ponton, der gleichzeitig auch als Anlegemöglichkeit für Boote bzw. Schiffe dient.
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Zusätzlich zu 25 cm stark gedämmten Außenwänden nutzt das IBA DOCK die Sonne und das Wasser der Elbe zur Energiegewinnung. Eine Sole/Wasser-Elektro-Wärmepumpe beheizt das Gebäude. Die von der Wärmepumpe benötigte Umweltwärme wird durch einen im Boden des Betonpontons integrierten Wärmetauscher der Elbe entnommen und / oder von Solarthermiekollektoren geliefert. Der Strombedarf der Wärmepumpe wird durch eine Photovoltaikanlage auf dem IBA DOCK bilanziell gedeckt. Weitere Kühl- oder Heizenergie wird nicht benötigt. Planung und Bau der CO2-neutralen Klimatisierung wird von der IMMOSOLAR GmbH als einem der offiziellen Sponsoren des IBA DOCK unterstützt.
Quellen:
-http://www.iba-hamburg.de-http://www.ndr.de-http://www.bes-eu.com
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8. ExponatWasserbau
Objekt: Baustelle der Schachtschleuse Minden
Unternehmen: Wasser- und Schifffahrtsamt Minden (WSV), Neubauamt Hannover
Vertreter: Herr Martin Dummeyer
Termin: 25. September 2013, 8:00-10:00 Uhr
Berichter: Ludwig Stelzner, Martin Schulz
Einleitung
Seit 1914 ermöglicht die Schachtschleuse in Minden den Auf- und Abstieg von Schiffen zwischen der Weser und dem kreuzenden und 13m höher gelegenen Mittellandkanal. Aufgrund der steigenden Verkehrsströme auf den Wasserstraßen und immer größeren Binnenschiffen stößt die alte Schachtschleuse an ihre Belastungsgrenze. Zudem erreicht sie nach fast 100 jähriger Betriebszeit in nächster Zeit ihre technische Nutzungsdauer. Durch einen Neubau der parallelen Weserschleuse soll die Befahrbarkeit des Wasserstraßenkreuzes für Großmotorgüterschiffe (GMS) verbessert werden. Gleichzeitig soll die alte Schleuse als Denkmal erhalten bleiben.
Die Besonderheiten dieses Exkursionszieles sind die aufwendige Baugrubenerstellung sowie die eingesetzten Wasserhaltungsmaßnahmen in der Baugrube.
Zum Zeitpunkt der Exkursion befand sich der Neubau in der Rohbauphase mit aufwendigen Stahlbetonarbeiten am Schleusenbecken und den Sohlen der Sparbecken.
Die geplante Fertigstellung der Schleuse ist für 2014 geplant. Die gesamten Baumaßnahmen haben einen Umfang von 78 Mio. €.
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Bestehende Schleusenanlage
Die bestehende Schachtschleuse wurde zwischen 1911 und 1914 gebaut und ermöglicht den Nordabstieg aus dem Mittellandkanal in die Weser. Im Gegensatz zum Südabstieg, der aus Ober- und Unterschleuse besteht, besitzt die Schachtschleuse Sparbecken die seitlich unterhalb der Schleuse angeordnet sind. Durch diese Sparbecken arbeitet die Schachtschleuse wirtschaftlicher als der Südabstieg, da trotz des großen Schleusenkammervolumens weniger Wasser pro Schleusenvorgang aus dem Mittellandkanal benötigt wird. Dadurch muss weniger Wasser in den Mittellandkanal gepumpt werden, um den Wasserstand im Kanal konstant zu halten.
Die Regulierung des Wasserstandes im Mittellandkanal erfolgt über Pumpstationen. Eine Pumpstation befindet sich in unmittelbarer Nachbarschaft der Schachtschleuse am Wasserstraßenkreuz Minden. Diese funktioniert sowohl zur Erhöhung als auch zur Reduzierung des Wasserspiegels mit Energierückgewinnung beim Ablassen.
Die Schleusenkammer besitzt eine Einfahrtslänge von 87m und eine Einfahrtsbreite von 10m. Der Unterschied der Wasserpegel zwischen Mittellandkanal und der auf 37,3mNN gestauten Weser beträgt circa 13,3m. Mit den bestehenden Abmessungen ist die Schleuse nicht für GMS (Großmotorgüterschiffe) geeignet, welche mit einer Länge von 110m und einer Breite von 11,4m zu groß für die bestehende Schachtschleuse sind.
Abbildung 1: Bestehende Schachtschleuse Minden (Foto: A. Plößer)
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Neubau der Schleuse
Die Weserschleuse kann nach ihrer Fertigstellung mit GMS befahren werden. Dafür besitzt sie eine maximale Einfahrtslänge von 139m und eine Breite von 12,5m. Um die Wirtschaftlichkeit der Schleuse zu steigern werden neben dem Schleusenbecken 3 offene Sparbecken angeordnet. Dadurch kann das für den Schleusenvorgang benötigte Wasser bis zu 4-mal verwendet werden, wobei es nur durch den Höhenunterschied zwischen Ober und Untertor zwischen Schleusenkammer und Sparbecken strömt. Es benötigt somit keine Pumpen um Wasser aus oder in die Sparbecken zu befördern.
Der Neubau der Schleuse erfolgt in einer monolithischen Bauweise. Damit ist die Schleusenkammer statisch gesehen ein Betonkörper.
Die Absperrung des Schleusenbeckens erfolgt auf der Nordseite durch ein Drehsegmentschütz, welches beim Öffnen in eine Grube unterhalb der Einfahrtsrinne abgesenkt wird. Auf der Nordseite der Schleuse wird ein zweiflügeliges Stemmtor eingebaut. Beide Verschlussbauwerke werden mittels elektrischen Hubzylindern angetrieben. Bei der Entscheidung zu elektrisch angetriebenen Zylindern im Gegensatz zu hydraulisch angetriebenen Zylindern wurde vor allem die Wasserverschmutzung durch eventuell austretendes Hydrauliköl berücksichtigt. Die Schleusenbecken wird durch über 100 Grundabläufe entleert und gefüllt. Durch die große Anzahl an Ab- und Einläufen wird die Entstehung von großen Wasserstrudeln in der Schleusenkammer verhindert.
Abbildung 2: Blick in die neue Schleusenkammer (Foto: A.Plößer)
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Abbildung 3: Grundabläufe im Schleusenbecken (Foto: A.Plößer)
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Baugrubenerstellung
Der Neubau der Schleuse besitzt einen Achsabstand von 52m zur alten Schachtschleuse. Aufgrund der großen Baugrubentiefe konnte somit die Baugrube nicht zu allen Seiten geböscht werden. Auf der Seite zur bestehenden Schleuse musste daher eine überschnittene und vierfach rückverankerte Bohrpfahlwand erstellt werden, damit die Verschiebungen der bestehenden Anlagen sehr gering bleiben. Als Rückverankerung wurden Litzenanker mit einer Länge von 20-30m verwendet und auf einer Strecke von 6m verpresst. Um die Bohrpfahlwand zu entlasten wurde hinter der Bohrpfahlwand eine Brunnengalerie mit 35 Tiefbrunnen erstellt. Nach dem Aushub der Baugrube wurden die Brunnen durch Schrägrohre aus der Baugrube heraus zu einer offenen Wasserhaltung umfunktioniert. Damit konnte die Grundwasserhaltung von einem aktiven auf einen passiven Betrieb umgestellt werden. Um zuströmendes Grundwasser unterhalb der Fundamentsohle abzuleiten wurde eine 1m starke Drainage Schicht eingebaut.
Die gegenüberliegende Baugrubenseite wurde geböscht hergestellt und im Bereich des anstehenden Tonsteins mit einer Spritzbetonschicht gesichert. Dadurch wurde die Verwitterung und den damit verbundenen Festigkeitsverlust des Tonsteins verhindert. Im Bereich der beiden Einfahrtsbereiche der Schleuse wurde jeweils ein Fangedamm erstellt. Diese bestehen aus einer doppelten Lage Spundwände die parallel zueinandern in den Untergrund eingebracht wurden und mit verfestigten Sand gefüllt wurden. Um ein auseinanderdrücken der Spundwände zu verhindern wurden Stahlanker zwischen den Spundwänden eingebracht.
Abbildung 4: Skizze der Fangedammkonstruktion
Quelle:
Geotechnische und geohydraulische Aspekte beim Bau der Weserschleuse in MindenRegina Kauther, Markus Herten, Hector Montenegro, Bernhard Odenwald, Geotechnik 36 (2013) Heft 3
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9. ExponatWasserbau
Objekt: Infozentrum der WSV Schachtschleuse Minden und Mittellandkanal Minden
Unternehmen: WSA, Wasser- und Schifffahrtsamt (WSV) Minden
Vertreter: Herr Henning Buchholz
Termin: 25. September 2013, 10:00-12:00 Uhr
Berichterin: Tina Sonack
Stadt Minden
Minden ist eine Stadt nähe Hannover. Sie liegt an dem Fluss Weser, welcher an dieser Stelle vom Mittellandkanal überquert wird.
Infolge der Entwicklung und Zunahme des Schiffsverkehr in den letzten Jahren, wird die 100 jährige Schachtschleuse nun durch einen Neubau ersetzt. Die neue Schleuse soll dann auch die immer größer werdenden Schiffe befördern können.
Aus diesem Grund hat das Wasser- und Schifffahrtsamt Minden für die Öffentlichkeitsarbeit ein Infozentrum errichtet.
Verwaltung
Die Schifffahrt unterliegt einer dreistufigen Verwaltung. Auf Bundesebene ist das Verkehrsministerium verantwortlich, darunter gibt es sieben Direktionen, auch als Mittelbehörde bezeichnet, die durch die vielen ortsansässigen Behörden unterstützt werden. Die Bundesbehörde ist notwendig, damit in ganz Deutschland für die Wasserstraßen ein einheitliches Recht gelten kann und das durchgängige Wasserstarßen für den Schiffsverkehr garantiert werden können. Die natürlichen Gewässer, wie z.B. der Fluss Weser, ist kostenfrei zu nutzen und nur die künstlichen Gewässer, wie z.B. der Mittellandkanal, sind kostenpflichtig. Dabei ist die Gebühr abhängig von dem zu transportierenden Gute und der Länge der Fahrstrecke.
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Abbildung 1: Blick ins Infozentrum (Foto von A. Plößer)
Mittellandkanal
Der Mittellandkanal wurde Anfang des 19. Jahrhunderts gebaut. Er verbindet den Dortmund- Ems- Kanal mit der Weser, der Elbe und dem Elbe- Havel- Kanal und ist somit eine sehr wichtige und auch die einzige West- Ost Verbindung. Zudem ist es, mit 325,3 km, die längste künstliche Wasserstraße Deutschlands.
Die Besonderheit bei einem Kanal liegt darin, dass der Wasserstand annährend konstant gehalten werden muss, um den Schiffsverkehr betreiben zu können. Es ist nur eine Differenz von +/- 20 cm zulässig. Deshalb ist ein Pumpkraftwerk notwendig, welches sowohl Wasser aus der Weser in den Mittellandkanal pumpt, als auch Wasser vom Kanal ablässt und in die Weser wieder einleitet. Beim Ablassen des Kanals werden die Tagesstunden bevorzugt, da bei diesem Vorgang Strom über einen Generator erzeugt wird und zu einem guten Preis verkauft werden kann. Im Gegensatz dazu wir das stromverbrauchende Hochpumpen auf die Nachtstunden verlegt, um preiswerten Strom dafür zu nutzen.
Vor- und Nachteile der Schifffahrt
Die Binnenschifffahrt auf dem Mittellandkanal dient zum größten Teil dem Transport von Massenerzeugnissen, wie z.B. Kiesen. Hierbei ist die Binneschiffahrt ein sehr umweltfreundlicher Transportweg, denn ein GMS (Großmotorenschiff) nimmt die Menge von ca. 105 LKW`s auf. Dies hat zur Folge, dass der Kohlendioxidausstoß auf diesem Weg um einiges geringer ist als bei einem Lkw oder auch der Bahn. Der Nachteil, die Schiffe sind sehr langsam und nicht gerade flexibel, da sie an die Wasserstraßen gebunden sind. Doch für Güter die in großen Mengen transportiert werden sollen, lohnt sich diese Art des Transportes und ist sowohl preigünstig und umweltschonend zugleich.
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Schifffahrt im Wandel der Zeit
In den letzten Jahren/ Jahrzehnte hat sich auch in dieser Branche viel verändert. Die Partikulierschiffe waren früher von ganzen Familie besetzt, die alle samt dort lebten. Sie waren in den meisten Fällen Einzelunternehmer und wirtschafteten nur für sich selbst. Heutzutage Leben nur noch einzelne Personen auf den Schiffen und fahren unter der Flagge einer Gesellschaft. Aber nicht nur das Leben hat sich verändert sondern auch die Schifffahrt selbst. In den letzten 10 Jahren befuhren immer mehr Containerschiffe und immer größere Binnenschiffe den Kanal. Deshalb entschied man, den Kanal zu verbreitert und den notwendigen Tiefgang auch für große Schiffe herzustellen. Da auch in Zukunft mit einem Anstieg des Schiffsverkehr zu rechnen ist und immer längere Partikulierschiffe zum Einsatz kommen, wurde ein Neubau der Schachtschleuse beschlossen und ist bereits im Bau. Damit sollen die neuen und zukünftigen Dimensionen der Schifffahrt bewältigt werden.
Aufbau des Deiches
Der Deich ist auf dem anstehenden Untergrund gegründet und mit einer nahezu wasserundruchlässigen Tonschicht überzogen. Darauf gebettet ist eine Filtermatte und zum Schutze dessen ein vergossenes Steindeckwerk aufgebracht.Erst vor einigen Jahren erfolgte die Erweiterung des Kanals bei laufenden Betrieb, um die wichtige West- Ost Wasserstraßenverbindung aufrecht zu erhalten.
Abbildung 2: Erweiterung des Mittellandkanals bei laufendem BetriebQuelle:www.haz.de/Hannover/Aus-den-Stadtteilen/Sued/Erweiterung-des-Mittellandkanals
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Wasserstraßenkreuz Minden
Am Wasserstraßenkreuz Minden überquert der Mittellandkanal das Tal der Weser. Dies ist möglich durch die zwei imposanten Bauwerke, in Form von Trogbrücken, die den Kanal über die Weser führen. Zum Einen steht noch die alte Brücke, die eine Länge von ca. 370m hat und aus massiven Beton besteht. Zum Anderen gibt es eine neue Brücke, dessen Trog aus einer rechteckigen Stahwanne besteht. Die zweite Trogbrücke wurde notwenig für die GMS, da diese nicht die alte Brücke, von ihren Abmessungen her, passieren konnten.
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10. ExponatTunnelbau
Objekt: Bauvorhaben Autobahntunnel Hirschhagen (nähe Kassel)
Unternehmen: Köster Bau GmbH
Vertreter: Herr Rainer van Goer
Termin: 25. September 2013, 15:00-18:00 Uhr
Berichter: Michael Rahmig, Arne Lennart Plößer
Am Mittwoch dem 25. September hatten wir die Möglichkeit die Baustelle des Tunnels Hirschhagen zu besichtigen. Der Bau des Tunnels Hirschhagen erfolgt im Rahmen der Verbindung zweier Teilstücke der Autobahn 44. Der Tunnel ist ein Teil des Verbindungstückes zwischen Kassel und Hessisch-Lichtenau. Die geplante Übergabe des Objektes ist für 2018 vorgesehen. Ausgeführt wird dieses Infrastrukturprojekt durch die Dacharbeitsgemeinschaft “Tunnel Hirschhagen Baresel Köster”.
Mit einer Länge von vier Kilometern und einen Röhrenquerschnitt von 120 m² wird er zu einem der Größten Deutschlands gehören. Dabei wird der Tunnel zweiröhrig realisiert. In jeder Röhre werden insgesamt 14 Nothaltebuchtten projekttiert. 15 Verbindungstollen, die quer zur Fahrtrichtung angeordnet werden sollen, ermöglichen im Gefahrenfall eine Evakuierung in die benachbarte Röhre. Acht der Stollen werden begehbar, sieben von ihnen werden befahrbar ausgeführt.
Der Höhenunterschied zwischen den beiden Portalen beträgt ungefähr 100 m. Auf beiden Portalseiten wird mit den gleichen Verfahren und Equipment gearbeitet. Bis zur Vollendung werden ca 50.000 m³ Beton und 20.000 t Stahl verbaut. Eine große Herausforderung dieses Projektes ist die Unterquerung des Flusses Losse bei einer Überdeckung von 18m.
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Abbildung 1: Zufahrt zum Tunnel Hirschhagen
Abbildung 2: Tunnelquerschnitt
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Die Auffahrung des Tunnels erfolgt in bergmännischer Bauweise. Im Sprengvortrieb sollen rund 960.000 m³ Material ausgebrochen werden. Die durchquerte geologische Schicht ist der mittlere Buntsandstein. Als Deponie für das Aushubmaterial wurde ein nicht mehr aktiver, in der Nähe befindlicher, Tagebau ausgewählt. Bei diesen Projekt besteht ein Problem mit möglichen Kontaminationen, welche durch eine Rüstungsfabrik im zweiten Weltkrieg in den Untergrund eingebracht wurden und durch Migration in die Schichten der Tunnelbaustelle gelangten. Dies wird natürlich beim Aufbau der Deponie beachtet. Die möglicherweise belasteten Schichten werden in der Dammmitte eingebracht. Monitoringmaßnahmen werden durch Inklinometer vorgenommen, die 10m-30m tiefen Messinstrumente dokumentieren mögliche Hangbewegungen.
Abbildung 3: Abbraumkippe Der Abschlag erfolgt dreistufig in Längen von ca. 1,5m. Zuerst wird die Kalotte, anschließend die Strosse und zum Schluss die Sohle aufgefahren. Dabei muss die Ortsbrust vor jedem Sprengvorgang gesichert werden, dies geschieht durch anspritzen. Jeglicher Spritzbeton wird im Nassspritzverfahren aufgetragen. Im Gegensatz zum Trockenspritzverfahren hat dies Vorteile vor allem im Bezug auf die geringere Staubentwicklung und den vergleichsweise geringeren Rückprall.
Der Tunnel wird in der sogenannten Neuösterreichischen Tunnelbauweise aufgefahren. Die NÖT, oder auch angelsächsisch die NAT, beruht auf dem Standpunkt, dass Spritzbeton als alleiniger Ausbau auch in druckhaften Gebirge seine Verwendung finden kann. Der Spritzbetonausbau wirkt dabei wie ein Ringausbau, welcher sich am Gebirge selbst abstützt. Es werden Deformationen am Tunnelrand zugelassen um die Bildung eines Tragrings zu ermöglichen.
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Zusätzlich wird eine Sicherung durch Regelanker vorgenommen. Es ist auf ein besonders erschütterungsarmes Herstellen und Betreiben zu achten, da eine sich in der Nähe befindendende medizinische Einrichtung nicht gestört werden darf.
Abbildung 4: Arbeitsschritte der Auffahrung
Die notwendige 85 m tiefe Bohrung zur Belüftung und Entrauchung wird in der Tunnelmitte mittels des “Raise Boring Verfahrens” hergestellt. Zunächst teuft man eine Pilotbohrung mit geringem Durchmesser von der Tagesoberfläche zum Tunnel ab. Anschließend wird der gewünschte Bohrlochdurchmesser durch Überbohren der Pilotbohrung vom Tunnel aus hergestellt. In der Tunnelmitte wird zusätzlich ein Lüftungsbauwerk ausgeführt.
Wir möchten uns bei allen beteiligten Personen für die Möglichkeit der Besichtigung dieses Objektes herzlich bedanken.
Neben den uns auf der Baustelle vermittelten Wissen lag dem Bericht folgende Informationsquelle zu Grunde: http://www.baresel.de/nc/baresel-aktuell/news/news/article/feierlicher-anschlag-des-tunnels-hirschhagen-bei-kassel.html (abgerufen am 7. Oktober 2013)
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11. ExponatFAIR-Projekt
Objekt: Bauvorhaben FAIR-Teilchenbeschleuniger
Unternehmen: ARGE aus Max Bögl AG und Züblin AG
Vertreter: Herr Michael Moser
Termin: 26. September 2013, 7:30-9:30 Uhr
Berichter: Ludwig Stelzner, Martin Schulz
Das Darmstadtium ist wohl jedem Naturwissenschaftler ein Wort. Wie am Namen des Elementes der 7. Periode unschwer erkennbar, waren es Darmstädter Forscher, die dieses Element im GSI, der Gesellschaft für Schwerionen GmbH, 1994 entdeckten. Der seit den 60er Jahren bestehende Komplex dieser Forschungsgesellschaft wird nun um den FAIR-Teilchenbeschleuniger erweitert und soll weitere Forschungserfolge hervorbringen.
Bei FAIR, Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH, handelt es sich um einen neuen Teilchenbeschleunigerkomplex zur Forschung und Erzeugung von Antimaterie. Die Anlage soll nach Fertigstellung nicht nur für Deutschland einen erweiterten Forschungsspielraum darstellen, sondern auch für ausgewählte Forscher aus der EU und der Welt zugänglich sein. Daher wird dieses Europäische Projekt für Grundlagenforschung von 9 Partnerländern mit einem Pensum von rund einer Milliarde Euro zusätzlich getragen.
FAIR wird aus 8 Kreisbeschleunigern und 50 weiteren Gebäuden bestehen. Besonders erwähnt sei der 1,1km lange Beschleunigerringtunnel und mehrere große Hallen. In diesem Tunnel werden die Ionenpakete auf 95% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Um diese Geschwindigkeiten zu erreichen werden extrem starke Magnetfelder erzeugt. Diese Magnetfelder können nur durch Leitungen ohne Widerstand entstehen. Daher werden die Beschleunigereinheiten auf bis zu 269 Grad Celsius abgekühlt um somit Supraleitungen zu bilden. Die beschleunigten Ionenpakete treffen dann ungebremst auf Massen, die sich in den Hallen befinden. Dort werden die Daten von Detektoren aufgenommen und anschließend ausgewertet.
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Für die Baufirmen ist dieses Projekt ein Schwergewicht. Kleinste Erschütterungen oder andere Einflüsse der Umwelt könnten bei diesen Messvorgängen immense Fehler hervorrufen. Zusätzlich müssen Sicherheitseinrichtungen die Umwelt vor den gefährlichen Strahlungen schützen. So werden zum Beispiel bis zu 8m dicke Betonwände gegossen, um die Strahlung abzuschirmen. Zu Beginn jeder Bauaufgabe steht der Tiefbau. Dieser wird hier auf zwei Hauptaufgaben unterteilt – die Flachgründung des Beschleunigertunnels und die Bohrpfahlgründungen.
Abbildung 1: Der FAIR-Teilchenbeschleuniger nach Fertigstellung
Der Beschleunigertunnel, der genauergenommen als Sechseck hergestellt wird, wird aus wirtschaftlichen Gründen in offener Bauweise erstellt. Eine Vortriebsmaschine kommt hier nicht in Frage, da die Ecken des Sechsecks zu kleine Krümmungsradien für die Maschine aufweist. Der Tunnel wird abschnittsweise in 200m Teilstücken gebaut. Die Sohle des Tunnels liegt bei bis zu 17m Tiefe. Abschließend werden die insgesamt vier Röhren nach Fertigstellung über zwei Versorgungsschächte mit den nötigen Maschinen und technischen Geräten ausgestattet. Die Sechseckform wurde gewählt, weil der zu beschleunigende Ionenstrahl nur auf geraden Streckenabschnitten fokussiert werden kann. Eine ständige Fokussierung ist notwendig, da die elektrisch geladenen Ionen des Strahls sich gegenseitig abstoßen. Ebenso wird eine gewisse Qualitätskontrolle in geraden Abschnitten gewährleistet.
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Für die weiteren Gebäude des Komplexes, besonders die Hallen, entsteht eine gekoppelte Pfahl-Plattengründung. Dabei stößt eine Platte ohne Einbindung als stumpfen Stoß auf die Pfahlköpfe. Über die Platte werden die hohen Lasten verteilt und gleichmäßig auf die Pfähle übertragen. Für den vorliegenden bis zu 50m mächtigen mittelplastisch bis plastischen Ton mit steifer Konsistenz wäre bei gewöhnlicher Bauwerken diese Art von Gründung überdimensioniert. Doch die Vorgaben des Bauherrn fordern 5 - 12cm Maximalsetzungen und besonders gleichmäßige Setzungen der Gebäude.
Die ARGE FAIR für Bohrpfähle der Unternehmen Max Bögl und Züblin bemüht sich seit Sommer 2011, als das verwendete Bohrverfahren das erste Mal auf dem Gelände erprobt wurde, um eine zufriedenstellende Fertigstellung dieser Mammutaufgabe.
Abbildung 2:Einlassen des Auflastwassers
(Bild: A.Plößer)
Abbildung 3:Drei Bohrgeräte der ARGE Bohrpfähle im
Einsatz, links im Vordergrund ein Betoneinfülltrichter (Bild: A.Plößer)
Fünf Drehbohrgeräte sind für die ARGE im Einsatz und fertigen 1488 Pfähle mit 40 bis 62m Länge und einem Durchmesser von 1,20m. Zwei Bauer BG40, zwei Liebherr LB44-51 und ein Bauer BG46 bohren im so genannten Kastenbohrverfahren mit einfachem Entleeren unter Wasserauflast. Dabei wird das Bohrgut an der Kastensohle drehend abgeschabt und in diesem aufbewahrt. Abschließend wird der Kasten mit dem Bohrgut aus dem Bohrloch gezogen. An der Oberfläche wird der Kasten entleert indem die Kastensohle mechanisch geöffnet werden kann. Das Einlassen,
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den Bohrvorgang und das Ziehen des Kastens erfolgt über eine teleskopierbare Kellystange. Diese Einrichtung ermöglicht auch ein Bohren bis in Tiefen von 60m. Nach Einlassen des Bohrkastens wird der obere Bereich des bereits abgeteuften Bohrlochs mit Wasser aufgefüllt. Dieses Wasser stellt einen Gegendruck zum Sohldruck des Bohrlochs dar. Somit wird ein hydraulicher Grundbruch im Bohrloch verhindert.
Das Bohren erfolgt innerhalb einer Verrohrung. Diese ist notwendig, da sich das Areal in einem Wasserschutzgebiet befindet und das Wasser innerhalb der Verrohrung nicht in Kontakt mit dem Grundwasser gelangen darf. Das Auflastwasser wird ständig von Sand und Schwebstoffen in einer Entsandungsanlage und einer Dekantierzentrifuge getrennt und befindet sich in einem geschlossenen Kreislauf.
Nach Abschuss des Bohrvorgangs wird in das mit Wasser gefüllte Loch ein Bewährungskorb gestellt. Im Kontraktorverfahren wird anschließend der Korb einbetoniert. Dabei wird unter Ziehen eines Trichters von unten nach oben der Beton eingebracht. Das untere Endstück des Trichters muss sich dabei immer unter dem Betonniveau befinden. Parallel dazu wird die Verrohrung gezogen. Anfangs ist das durch einen Seilbagger mit Ziehgarnitur geschehen. Mittlerweile zieht das Bohrgerät das Rohr selbstständig. Je nach konstruktiven Aspekten werden insgesamt bis zu 710t Stahl als Kopf- oder Vollbewehrung eingebracht.
Die Oberkanten der Pfähle befinden sich etwa 15m unter Oberflächenniveau. Dieser Leerraum wird nicht ausbetoniert. Nach Abschluss der Pfahlfertigung wird dieser Bereich ausgehoben und es entsteht eine Baugrube. In dieser Grube wird dann auf die Pfahlköpfe eine Platte gegossen, die stumpf auf die Pfähle aufsetzt, es liegt keine Übergangsbewehrung vor.
Abbildung 4: Teleskopierbare Kellystange (Bild: A.Plößer)
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Zusätzliche Einrichtungen sind für die Zuarbeiten auf der Baustelle ebenfalls essenziell. Bis zu 600000m³ Beton werden beim gesamten FAIR-Projekt verbaut. Ein Betonmischplatz mit einer Baustellenmischanlage wurde am Rand der Baustelle eingerichtet, um den C35/45 für die Pfähle bereitzustellen. Ein eigenes Betonmischwerk ist vorteilhaft, da der gerade benötigte Beton zeitnah hergestellt werden kann und eine lange Anlieferung entfällt. Ebenfalls kann eine gleichmäßige Qualität des Betons erreicht werden.
Temporären Wartungs- und Reparaturhallen können von Mechanikern für Ausbesserungsarbeiten und Instanthaltung der Maschinen verwendet werden.
Die hohe Qualität der Bohrungen und Pfähle muss ständig gewährleistet werden. Cross-hole- und Dehnungsmessungen geben entsprechende Messwerte, die ausführlich ausgewertet werden und baubegleitend Problemstellen schnell erkennen lässt. Mit Abschluss der Bauaufgaben der ARGE Pfahlgründung ist nur der Anfang für das gesamte FAIR-Programm gesetzt. Jedoch bemüht sich die ARGE sehr auf Qualität der Produkte und saubere Bauausführung zu setzten, da sie sich Vorbildwirkend für alle anderen Bauausführungen darstellen möchte.
Wir bedanken uns herzlich bei Herrn Michael Moser von der Züblin AG für die umfangreiche Präsentation und freundliche Führung auf der Baustelle. Quellenangabe: FAIR-Projekt Informationsseite:http://www.fair-center.de/de/bau-konstruktion/wie-fair-gebaut-wird.html (15.10.2013) FAIR-Projekt Informationsseite: http://www.fair-center.de/de/bau-konstruktion/wie-fair-gebaut-wird/bauwerke.html (15.10.2013) Wikipedia mit Suchbegriff Darmstadtium:http://de.wikipedia.org/wiki/Darmstadtium (15.10.2013)http://www.fair-center.de/de/bau-konstruktion/wie-fair-gebaut-wird.html (15.10.2013)
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12. ExponatAusbau A8 Ulm-Augsburg
Objekt: BAB8 Ausbaustrecke Ulm - Augsburg
Unternehmen: Heilit+ Woerner Bau GmbH,
Hochtief Solutions AG, Ed. Züblin AG
Vertreter: Herr Michael Gleixner
Termin: 26. September 2013, 14:00-17:00 Uhr
Berichter: Michael Rahmig, Arne Lennart Plößer
Beim nächsten Exponat handelte es sich erneut um ein Infrastrukturgroßprojekt. Besichtigt wurde die Ausbaustrecke der Bundesautobahn 8 von Ulm nach Augsburg. Die A 8 verbindet als südliche Ost-West Autobahn die beiden Großstädte Karlsruhe und Salzburg. Dabei tangiert sie die Städte Stuttgart, Ulm, Augsburg und München. Im Abschnitt zwischen Ulm und Augsburg ist die A 8 mit ihren derzeitigem vierstreifigen Ausbau nicht mehr in der Lage dem gestiegenen Verkehrsaufkommen gerecht zu werden. Häufige Überlastungen und Staus sind das Resultat baulicher Unzulänglichkeiten wie z.B. der fehlenden Standstreifen, der großen Steigungen, unübersichtlicher Kuppen und enger Kurven.
Mitte des Jahres 2008 wurde durch das Bundesverkehrsministerium bekannt gegeben, dass eine Realisierung des Ausbaus im Rahmen einer öffentlich- privaten Partnerschaft erfolgen sollte. Die Konzessionsstrecke ist rund 58 km lang, wobei der Konzessionsvertrag eine Dauer von 30 Jahren haben soll. Die Fertigstellung des Projektes ist für Juni 2016 vorgesehen. Finanziert wurde das Projekt zunächst durch eine Anschubfinanzierung, im laufenden Konzessionsvertag erhalten die Betreiber einen Teil der Mautgebühren um ihre Ausgaben zu decken. Der Konzessionsvertrag regelt nicht nur den zeitlichen Ablauf der Baumaßnahmen, sondern auch die anschließende Unterhaltung und Wartung. Da über die übliche Garantiezeit der Bauunternehmer verantwortlich ist, sind solche Projekte in der Regel qualitativ hochwertiger, da dieser für die Wartungskosten selbst aufkommen muss. Die Projektausführung geschieht in 3 Bauphasen, welche den Verkehrsfluss erhalten sollen. Auch verkehrspsychologische Aspekte wurden bei der Ablaufplanung berücksichtigt. Der Ausbau der Gesamtstrecke wird dabei in einzelne Teilstrecken untergliedert. Zwischen den einzelnen Bauabschnitten finden sich sogenannte 5 km lange Beruhigungstrecken ohne Baumaßnahmen. Fertiggestellte Teilstücke werden für den Verkehr freigegeben.
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Abbildung 1: Derzeitige A8 (rechts) und Baustelle einer neuen Fahrbahn (links)
Die Autobahntrasse verläuft größtenteils durch das sogenannte Tertiärhügelland. Somit steht in tieferliegenden Schichten eine, in der Mächtigkeit hochgradig schwankende, Wechselfolge von feinkornreichen Sanden und sandigen Tonen bzw. Schluffen an. Oberflächennah finden sich quartäre Sedimente wie Lösslehme, quartäre Kiese und abschnittsweise Torfe.
Für das Projekt müssen rund 4,2 Mio. m³ Boden bewegt werden.
Die Decke wird aus Beton hergestellt. Vorteile einer Betondecke gegenüber einer aus Asphalt hergestellten Decke ist unter anderem die lange Lebensdauer, die höhere Druckfestigkeit und die helle und griffige Oberfläche. Nachteilig wirken sich der Aufwand für die Fugenherstellung bzw. eventuelle Reparaturarbeiten und die höheren Herstellungskosten aus.
Der Einbau erfolgt mittels eines Betonfertigers. Diese Maschine schafft eine Strecke von bis zu 800 m am Tag. Um die notwenige Rauhigkeit der Fahrbahn zu gewährleisten wird kurz nach der Betonage die Oberfläche mit einer Zuckerlösung besprüht. Die Zuckerlösung verhindert das Abbinden des Zements. Durch anschließendes Ausspülen des nicht abgebundenen Zementes verbleibt nur der Zuschlag des Betons. Somit wird nicht nur die Griffigkeit hergestellt, sondern auch die Geräuschemmission um 2 dB vermindert.
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Abbildung 2: GPS-gestützter Bodeneinbau
Abbildung 3: Autobahnunterquerung für Tiere
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Die Frostschutzschicht wird aus Recyclingmaterial hergestellt und 20 cm hoch eingebaut. Darauf wird eine 15 cm mächtige Hydraulischgebundene Tragschicht angeordnet. Durch das Anbringen zweier GPS-Sensoren am Schild der Planierraupen, kann die eingebaute Höhe, sowie die Quer- und Längsneigung der Schicht ständig überwacht werden. Die erreichte Verdichtung der einzelnen Schichten wird mittels Flächendeckender Verdichtungskontrolle überprüft. Anschließend erfolgt der Einbau eines Vliesstoffes um eine Gleitbewegung zwischen der Trag- und Deckschicht zu ermöglichen und um unerwünschte Rissbildungen zu vermeiden. Schließlich wird die 29 cm hohe und zweilagige Betondecke installiert. Die Querverankerung der Decke wird automatisiert eingebracht. Durch das Einbringen von Dübeln werden sogenannte Blow-Ups verhindert. Unter Blow-Ups versteht man, dass Abplatzen und Aufwölbungen einzelner Platten der Betonfahrbahn. Blow-Ups stellen eine große Gefahr für die Verkehrssicherheit dar. Die Längssicherung erfolgt mittels Ankern. Diese werden manuell eingebracht.
Um die Belange des Natur- und Umweltschutzes nicht zu vernachlässigen, werden ca. 80 Autobahnunterführungen angeordnet. Die Tiere verfügen nun über einen Wanderkorridor, der ihnen ein gefahrenfreies Queren der Autobahn ermöglicht. Auch zur Erhöhung der Verkehrssicherheit ist ein Fernhalten der Tiere von der Autobahn notwendig.
Für die Bauwerke entlang der Trasse, wie zum Beispiel Brückenwiderlager und Unterführungen, waren die geotechnischen Standardnachweise der Gebrauchstauglichkeit und Standsicherheit zu erbringen. Anhand eines ausgewählten Bauwerkes erklärte uns der Vertreter von Crystal Geotechnik die Besonderheit der durchgeführten Setzungsberechnungen. Nach der Konventionellen Berechnung der Setzungen, in der nur die Fundamentstreifen und ihre Auflasten untersucht wurden, ergaben sich bei 14 m hohen Dammschüttungen Setzungen von 4-6 cm. Nach einer ganzheitlichen Setzungsberechnung, in der auch das Umfeld der Fundamente betrachtet wurde, ergab sich eine Setzung von 12-15 cm. Zur Vorwegnahme der Setzungen wurde die spätere Gradiente fast vollständig vorgeschüttet. Die Beträge der eingetretenen Setzungen wurden messtechnisch überwacht. Nach dem Abklingen der Setzungen erfolgte ein Wiederaushub in Form einer geböschten Baugrube. Nach Bauwerksherstellung wurden die Gruben wieder aufgefüllt. Die prognostizierten Setzungen wurden sogar noch unterschritten. Wir danken allen beteiligten Personen für die spannende Baustellenbesichtigung und die interessanten Referate.
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13. ExponatU-Bahnbau Nürnberg
Objekt: Bauabschnitt 3 der U3 Nürnberg
Unternehmen: ARGE aus Max Bögl und Hochtief AG
Vertreter: Frau Britta Wittig
Termin: 27. September 2013, 8:00-11:00 Uhr
Berichter: Ludwig Stelzner, Martin Schulz
Das U-Bahnnetz Nürnberg besteht bereits aus drei U-Bahnlinien. Die dritte U-Bahnlinie soll nun im Nordwesten der Stadt erweitert werden. Ziel ist es die Linie bis in den Raum Fürth weiter auszubauen.
Der insgesamt 1,1 km lange Bauabschnitt 3, der den Bahnhof Klinikum Nord, Bahnhof Nordwestring und das Verbindungsstück dazwischen beinhaltet, wird von der ARGE zwischen Max Bögl und Hoch Tief ausgeführt. Auftraggeber ist das Nürnberger U-Bahnamt.
Die beiden Bahnhöfe werden von Max Bögl und die beiden Röhren von Hoch Tief gefertigt. Besonderheit dieses Projektes ist, dass der Bahnbetrieb vollständig automatisch laufen wird, das heißt die Züge ohne Fahrer betrieben werden. Die Bahnhöfe werden von der Firma Max Bögl in offener Bauweise erstellt. Innerstädtisch ist das jedoch sehr kompliziert umzusetzen, da die Infrastruktur Übertage weitestgehend bestehen bleiben muss. Beginnend wurden Bohrpfähle von der Tagesoberfläche aus erstellt, um Träger als Aufnahme für eine Holzbohlenwand im Berliner Verbau einzustellen. Anschließend wurden der rollige Boden und vorwiegend Sandstein und Keuper ausgehoben und gleichzeitig die Holzbohlen eingelegt. Zusätzlich wurde die Wand mit Spritzbeton in den tieferen Regionen der Baugrube gesichert. Eine Rückverankerung wurde ebenfalls eingebracht. Nach erfolgreicher Erstellung der Baugrube wurde sie teilweise mit Stahlträgern und Stahlplatten überdeckt, um den bereits erwähnten Verkehr an der Tagesoberfläche aufrecht zu erhalten.
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Im Anschluss der Baugrubenarbeiten wurde die Sohle gegossen. Aufgrund der riesigen Menge an Beton muss das Gießen in Arbeitsabschnitten erfolgen. Zwischen den Teilstücken werden Fugenbänder eingebracht, die sich an den Baugrubenwänden bis in die Tunneldecke ziehen, um eine gewisse Dichtigkeit durch Ringschluss zu erreichen. Zum Zeitpunkt der Besichtigung wurden die Bauwerkswände des Bahnhofs erstellt. Nach Abschluss dieser Arbeiten erfolgen die Erstellung der Deckenplatten und das Auffüllen des restlichen Lichtraumes mit Erdmaterial an der Tagesoberfläche. Die Rohbauarbeiten sind dann abgeschlossen. Der Ausbau des Bahnhofes ist im Anschluss zu bewältigen. Neben den Bahnsteigeinrichtungen, den Gleisen und den technischen Ausstattungen wird des Weiteren eine Wendeanlage im Bahnhof Nordwestring entstehen, in der die Züge über zwei Weichen die Fahrbahnseite wechseln können. Jeweils zwei Aufgänge ermöglicht es den Fahrgästen zwischen Bahnhofsbereich und Tagesoberfläche zu wechseln. Diverse Notausstiege werden sich dann ebenfalls im Bahnhof befinden.
Abbildung 1: Blick in die offene Baugrube des Bahnhofs Nordwestring
Parallel zu den Bahnhofsbauten werden bergmännisch am Ende der Bahnhöfe zwei Tunnelröhren vorgetrieben. Diese verbinden sich dann zu einem 240m langen zweigleisigen Tunnel. Die Tunnelabschnitte werden in bergmännischer Bauweise aufgefahren, um die Auswirkungen an der Tagesoberfläche auf ein Minimum zu begrenzen. Dies wird durch eine Teilschnittmaschine realisiert, die mit einem rotierenden Fräskopf das Festgestein löst. Aufgrund der niedrigen Überdeckung von fünf bis neun Metern gibt es einen Rohrschirm als Vortriebssicherung an der Ortsbrust. Der Vortrieb läuft sechs Tage in der Woche 24 Stunden lang. Zwischen den Röhren werden Querschläge und in diesen vertikal Notausstiege eingerichtet. Zum Zeitpunkt der Besichtigung war der Vortrieb bereits fast abgeschlossen.
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Da die Arbeiten unter dem Grundwasserniveau stattfinden, muss dieses abgesenkt werden. Dazu sind Pumpen im Einsatz. Messungen der Pumpraten dienen der Überwachung der Grundwasserniveaus. Beide Röhren werden im Längsschnitt gewölbt mit einem Tiefpunkt hergestellt. Dies ist enorm wichtig für die Wasserhaltung. Bei Betrieb der Bahnlinie tritt trotz Dichtungen Wasser in den Tunnel ein, das aber nicht in die Bahnhöfe fließen darf.
Abbildung 2: Blick ausgehend vom Bahnhof Nordwestring in Richtungder bergmännisch aufgefahrenen Röhren
Durch die besondere Bauweise jedoch, kann das Wasser im Tiefpunkt der Röhren problemlos abgepumpt werden. Nach dem Ausbruch des Materials wird die Tunnelschalung mit Bewährungsmatten und Spritzbeton eingebracht. Zusätzlich wird das umliegende Gestein durch Swellex-Anker gesichert, um die Verformung gering zu halten. Diese Anker sind spezielle Rohranker von der Firma Atlas Copco, die in sich zusammengefaltet an die Baustelle angeliefert werden. Nach dem Bohren des Lochs und einstellen des Ankers, wird durch eine Pumpe Wasser mit 300 Bar in den Anker gepumpt. Durch den hohen Wasserdruck drückt sich das Rohr an die Bohrlochwand und bildet einen Reibverbund. Beim Bauabschnitt 3 der U-Bahnlinie U3 werden Anker von 2,70m bis 4,80m Länge verwendet. Zur Sicherstellung der Arbeitsbedingungen wird eine Bewetterung betrieben. Der Sicherheitsaspekt ist auch auf dieser Baustelle wichtig: Mit farblichen Neonröhren an der Tunnelulme werden Notausrüstungen gekennzeichnet. Grün zum Beispiel kennzeichnet medizinische Hilfsgüter. Dieses Lichtkonzept wurde bereits im Gotthardt-Basistunnel angewendet.
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Später erfolgt der Ausbau der Röhren. Betoninnenschalen werden eingesetzt und die Gleisbettung als Masse-Feder-System erstellt. Dabei wird eine massive Platte auf Elastomere schwimmend gelagert. Erschütterungen durch den Bahnverkehr sollen so nicht auf den umliegenden Boden und Fels übertragen werden. Besonders das nicht weit entfernte Klinikum profitiert davon besonders. Eine Verdübelung der Platte in der Sohle verhindert das Verschieben der Gleisbettung. Die Ränder außerhalb der Elastomere werden mit Füllbeton ausgefüllt. Sie dienen als Kabelkanäle und Fluchtweg. Die Stromschienen, die im U-Bahnbau üblich sind, werden in die Platte eingegossen. Dabei muss beachtet werden, dass der Strom in der Schiene nicht auf die Bewährung der Platte übertragen wird. Dies wird mit genügender Betonüberdeckung gewährleistet.
Abbildung 3: Teilschnittmaschine in der zweigleisigen Röhre
Abbildung 4: Farbige Beleuchtung in einer Einzelröhre
Seit Mai 2010 wird im Auftrag des U-Bahnamtes Nürnbergs an diesem Bauprojekt gebaut. Ende 2016 wird mit der Fertigstellung gerechnet und somit der geplante Zeitaufwand noch gut eingehalten.
Quellenangabe:
http://www.nuernberg.de/internet/referat6/u3nw_ba3_detail.html?pk_campaign=referat6&pk_kwd=vorwegu3nord_u3nw_ba3_detail.html (22.10.2013)Anliegerinformationsflyer des U-Bahnamtes Nürnberg für den Bauabschnitt 3 der U3
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14. ExponatFertigteilbauweise Pettstadt
Objekt: Bauvorhaben Stürmer in Pettstadt
Unternehmen: Goldbeck Ost GmbH
Vertreter: Herr Daniel Polzin
Termin: 27. September 2013, 14:00-16:00 Uhr
Berichterin: Anne Becker
Geplant ist der Neubau von 2 Logistikhallen für die Firma Stürmer Maschinen GmbH. Die Bauplanung und -ausführung übernimmt die Firma GOLDBECK Ost GmbH - NL Nürnberg, die sich auf den Bau mit Fertigbauteilen spezialisiert hat. Als Auftragsvolumen wurde eine Summe von ca. 6 Mio Euro angesetzt.
Baubeginn war Ende Juli 2013. Die Fertigstellung für die 1. Halle, die eine Gesamtfläche von ca. 10.000 m² besitzt ist für Ende November 2013 und die Beendigung der Arbeiten für die 2. Halle mit einer Gesamtfläche von ca. 6.000 m² ist für Ende Februar 2014 vorgesehen.
Die Firma GOLDBECK produziert die erforderlichen Bauelemente für die Stahltragwerke und Aluminium-Elemente in Bielefeld und in Treuen/Vogtland selbst. Die Betonfertigteile werden ebenfalls eigens in den Werken Hamm/Westfalen, Ulm und der Tschechischen Republik hergestellt.
Ziel beim Bau der Logistikhallen ist die großflächige Gestaltung der Hallen mit nur wenigen Innenstützen. Innerhalb kurzer Bauzeiten soll eine möglichst wirtschaftliche Umsetzung erfolgen.
Da sich im Unter- und Baugrund neben sandigen Partien auch Auelehme befinden, waren Bodenverbesserungsmaßnahmen durch das Einfräsen von Kalk und Zement sowie Tiefgründungen in den lastabtragenden Achsen 1 und 2 erforderlich. Die Bodenverbesserung wurde bezogen auf die Fundamentplatte 1 Meter nach innen und 10 m nach außen bezogen auf die Hallenaußenseite durchgeführt. Weiterhin wurde eine 20 cm dicke Schotterschicht eingebaut.
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Abbildung 1: Verjüngung der Stützen im oberen Bereich (Foto von A. Plößer)
Bei der Gründung wurde auf Anweisung des Wasserwirtschaftsamtes eine Auffüllung von 2 bis 3 Meter über Gelände realisiert, um auf eine Höhe von 244 m ü NN zu kommen. Als Konsequenz ist ein Anstieg des Grundwassers bei Hochwassers durch den naheliegenden Fluss unproblematisch für das Bauwerk. Nach Herstellung einer befestigten Fläche wurde die Einbringung von Recyclingmaterial als Bodenersatz realisiert. Der RC-Boden musste auf einer Höhe von mindestens 6 Meter über dem Grundwasserstand eingebracht werden. Der Einbau erfolgte auf der befestigten Fläche in 30 cm Schichten lagenweise. Durch statische Lastplattenversuche wurde die Tragfähigkeit an 20 Stellen besonders in den Achsen des Fundamentes nachgewiesen. Als Anforderung galten:
● E_v2≤45 MN∕m^2● E_v2/E_v1 ≤2,5
Das Baugrundgutachten wurde durch das Büro CDM Smith erstellt. Es wurden 20 Rammsondierungen bis in eine Tiefe von 5 bis 7 Meter durchgeführt.
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In den Untergrund müssen Lasten von 30 bis 40 Tonnen eingetragen werden. Die Einzelfundamente werden auf einer Sauberkeitsschicht hergestellt. Die Sauberkeitsschicht besteht aus Magerbeton C 20/25. Streifenfundamente wurden bei Laderampen und Überladebrücken hergestellt.
Die Stützen sind entweder ein- oder zweiteilig. Pro Tag können 8 bis 10 Stützen eingebaut werden. Bis auf einzelne Ortbetonstützen handelt es sich um Fertigteilstützen. Einige Stützen werden verjüngt ausgebildet eingebracht. Die Stützen werden zeitweise mittels Gerüstschwerlaststützen gehalten.
Abbildung 2: Nahaufnahme der Abstützung der Deckenplatten im Bereichder Deckenplatten (Foto von von A. Plößer)
Das Fundament besteht aus einer Stahlfaserbetonsohle. Die Stahlfasern besitzen eine Länge von 2,5 cm und sind an den Enden leicht gebogen. Sie werden dem Beton im Mischer zugegeben.
In einem Raster von 24 x 24m werden Fugen in der Platte angeordnet. Die offenen Stahlwinkel werden mit Beton ausgegossen. Nach Fertigstellung der Bodenplatte ist diese nach 2 Wochen befahrbar und erreicht die dimensionierte Festigkeit nach 28 Tagen. Eine entsprechende Rauhigkeit der Oberfläche wird durch einen Besenstrich erreicht.
Für die Verbindung zwischen Fundament und Stütze wird Vergussbeton eingebracht. Für die Fertigstellung eines sogenannten Schiffes benötigt man in etwa 1 Woche. Im Außenbereich wurde um das Fundament eine Frostschürze und ein Dämmstreifen mit einer Abmessung von 5m x 5m geschaffen.
Da sich später keine Sprinkleranlagen in der Logistikhalle befinden werden, wurden alle Stahlteile mit einer F30-Beschichtung als Brandschutzmaßnahme versehen. Die Brandwände werden von oben in die Halterung nach dem Baukastensystem aufeinander gesteckt und vergossen. Sie soll einen Brandüberschlag zwischen den Hallen ausgeschlossen werden.
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Abbildung 3: Brandschutzwand und teilweise Aufbringungder Deckenplatten (Foto von A. Plößer)
Als Dämmung wird nur eine Thermowand eingebracht. Die Deckenplatten müssen Lasten von ca. 10 t/m² aufnehmen und bestehen aus TT-Platten. Es werden Ringanker angeordnet. Später ist ein Trapezblechdach geplant. Über eine Sammelleitung wird das Schmutzwasser gesammelt. Es wird eine Freispeigelentwässerung vorgesehen. Zum Bau gehört ebenfalls die Herstellung eines Regenrückhaltebeckens, da insbesondere im Fall von Dauerregen nicht das komplette Wasser in den Vorfluter geleitet werden darf. Für die Abgrenzung der Überladestationen werden am Ende Winkelstützwände eingebracht.
Abbildung 4: Winkelstützmauern (Foto von A. Plößer)
Quellen:
- Vortrag von Herrn Polzin- www.goldbeck.de (29.09.13)
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