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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