INTERDISZIPLINÄRES PROJEKT SS 2019 Bachelor. Neubau Ausstellungsgebäude Möbelhaus. Aufgabenstellung

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1 INTERDISZIPLINÄRES PROJEKT SS 2019 Bachelor Neubau Ausstellungsgebäude Möbelhaus Aufgabenstellung Prof. K. Bisani Prof. C. Bosl Prof. L. Schmidt Prof. Dr. C. Seiler Prof. Dr. C. Slominski Stand:

2 INTERDISZIPLINÄRE PROJEKTARBEIT BACHELOR BI 7 IM SS 2019 Baubeschreibung Ausstellungsgebäude Möbelhaus in Senden... 3 A. KONSTRUKTIVER TEIL 5 1. Baugrunderkundung, Baugrube Altlasten Tragwerksplanung B. BAUBETRIEBLICHER TEIL Projektmanagement Ausschreibung und Vergabe Arbeitsvorbereitung (Bauproduktionsplanung) Erste Einschätzung des Projekts, Verbesserungsmöglichkeiten Schalungsplanung Terminplanung Baustelleneinrichtungsplanung C. ANLAGE: BAUGRUNDERKUNDUNG 13 Stand: Seite 2/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

3 BAUBESCHREIBUNG AUSSTELLUNGSGEBÄUDE MÖBELHAUS IN SENDEN Ein großes Möbelhaus errichtet für die Abteilung Designermöbel ein repräsentatives neues Ausstellungsgebäude. Das Bauwerk besteht aus einem Hauptbau mit unterschiedlichen Grundrissen in den einzelnen Geschoßen und einem Turm, der über Treppen an den Hauptbau angeschlossen ist. Das Gebäude wird in Stahlbetonbauweise errichtet. Der Keller wird entsprechend den konstruktiven Erfordernissen als Gründung auf Streifenfundamenten oder als weiße Wanne ausgeführt. Das Erd- und die Obergeschoße erhalten eine Glasfassade auf Stahlriegelkonstruktion. Der Eingangsbereich ist über zwei Stockwerke durchgehend. Die Deckendicke im Turm beträgt 25 cm. Außerhalb des Turmes sind Flachdecken ohne Pilzköpfe mit 30 cm Dicke vorgesehen. Die Wanddicke der Außenwände beträgt 25 cm bzw. 30 cm, die der Innenwände 25 cm. Für die Stützen in den unteren Geschossen des Hauptbaus sind Abmessungen b/h = 50/50 cm bzw. 50 cm vorgesehen. In den oberen Geschossen können die Abmessungen entsprechend reduziert werden. Die Schnee- und Windlasten werden über ein Stahltonnendach und die außen angeordneten Stahlstützen abgetragen, wobei die Horizontalkräfte Geschoss weise in die Flachdecken eingeleitet werden. Die Aussteifung ist über drei Treppenhaus- bzw. Aufzugskerne gewährleistet. Die Geländeoberkante liegt umlaufend auf -0,50 m; die Geländehöhe des Baufeldes liegt im Mittel auf 478 m ü. NN. Die Baustelle liegt am Rande der Stadt Senden an der Iller an der Hauptstraße und der Schlossallee. Beides sind stark frequentierte Straßen. An diesen Straßen besteht beidseitig ein absolutes Halteverbot. Selbst eine kurzzeitige halbseitige Sperre dieser Straßen ist nicht möglich. Der Gehweg darf nur überfahren, aber nicht für die Baustelleneinrichtung genutzt werden. Die vorhandenen Geh- und Radwege entlang der Straßen sind in einer Breite von 2,50 m offen zu halten. Die Poststraße kann, inklusive Gehweg, entsprechend der Bedürfnisse der vorgeschlagenen Baustelleneinrichtung genutzt werden. Verbauarbeiten im öffentlichen Bereich sind grundsätzlich zugelassen, der Verbau muss jedoch nach Ende der Bauarbeiten wieder rückgebaut werden können. Die Bauausführung übernimmt eine Arbeitsgemeinschaft. Innerhalb der ARGE wurde vereinbart, dass alle erforderlichen Geräte angemietet werden. Die Abrechnung der Gerätekosten erfolgt auf Basis der BGL (ohne Aufschläge). Die Bewehrungsarbeiten werden von einem Subunternehmer ausgeführt. Sämtliche Arbeiten des Erdbaus werden ebenfalls von Subunternehmern ausgeführt. Stand: Seite 3/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

4 Das im Rahmen der Projektstudie zu bearbeitende Projekt basiert auf der Entwurfsplanung eines realen Projekts. Unklarheiten sind zu hinterfragen bzw. durch sinnvolle Annahmen zu ergänzen. In den Plananlagen finden Sie sämtliche Grundrisse und Schnitte mit ihren Abmessungen. Die Stockwerkshöhen von UG bis Galerie können den beiliegenden Planunterlagen entnommen werden. Für die folgenden Aufgabenstellungen ist jedoch zu beachten, dass die Geschosshöhe des EG für die einzelnen Gruppen wie folgt von den Planangaben abweicht: Gruppe 1, 4, 7 Gruppe 2, 5, 8 Gruppe 3, 6, 9 Lichte Höhe Rohbau EG 3,80 m 3,40 m 4,20 m Die jeweilige Höhe des EG ist bei der Bearbeitung zu berücksichtigen. Stand: Seite 4/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

5 A. KONSTRUKTIVER TEIL 1. BAUGRUNDERKUNDUNG, BAUGRUBE Auf dem ca. 85 m x 45 m großen Baugrundstück wurden zur Erkundung des Baugrundes von Geländeoberfläche aus folgende Maßnahmen durchgeführt (siehe Lageplan Baugrunderkundung): 3 Kernbohrungen (B1 bis B3) 3 schwere Rammsondierungen DPH (DPH1 bis DPH3) nach DIN Darüber hinaus wurden im bodenmechanischen Labor entsprechende Sieb- und Schlämmanalysen durchgeführt sowie Wassergehalt und Zustandsgrenzen von bindigen Böden bestimmt. Abbildung 1: Lageplan Baugrunderkundung Zur Bearbeitung der Aufgaben gehen Sie für den gesamten Bereich des Baugrundstücks von folgenden Bodenverhältnissen aus: Gruppe 1, 4, 7, 10 Gruppe 2, 5, 8, 11 Gruppe 3, 6, 9, 12 Bohrungen DPHs Kornverteilung - Profil 1 Bohrungen DPHs Kornverteilung - Profil 2 Bohrungen DPHs Kornverteilung - Profil 3 Aufgaben a) Student 2 Erstellen Sie einen für statische Berechnungen maßgebenden ingenieurgeologischen Schnitt. Stand: Seite 5/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

6 Klassifizieren Sie die aufgeführten Böden nach DIN 18196, DIN 4022 und DIN EN ISO und ordnen Sie den Erdaushub in die Bodenklassen nach DIN ein. Erarbeiten Sie die Einteilung der angetroffenen Bodenschichten in Homogenbereiche nach DIN 18300:2016. Bestimmen Sie die Lagerungsdichte / Konsistenz und daraus folgend die Bodenkennwerte der einzelnen Bodenschichten für die statischen Berechnungen. Stellen Sie diese tabellarisch dar. Führen Sie die Nachweise der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit der Gründung durch. b) Student 3 Zeichnen Sie einen maßgebenden Schnitt durch die Baugrubenwand. Nehmen Sie die notwendigen Oberflächenlasten nach EAB für die Berechnung der Baugrubenwände an. Bestimmen Sie eine geeignete Verbauart und die Belastung aus Erd- und Wasserdruck auf die Baugrubenwände. Anschließend führen Sie eine Bemessung der Baugrubenwände durch. Gruppen ohne GW: Für die von Ihnen vorgeschlagene Sicherung der Baugrube erhöhen Sie die Auflast auf GOK bis zum Versagen der Wand. Finden Sie eine konstruktive Lösung, um die Baugruben wand in der neuen Lastsituation nachweisen zu können. Stellen Sie die entsprechenden Nachweise dar. Gruppen mit GW: Führen Sie eine geeignete Berechnung Sie für die Grundwasserhaltung durch. Dabei sind folgende Größen zu bestimmen: Absenkziel, Brunnenzahl, Fördermenge. Stand: Seite 6/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

7 2. ALTLASTEN 2.1 Ergebnisse der bisherigen Altlastenuntersuchung a. Nutzungshistorie Wohn- und Geschäftshaus mit Nebengebäuden, unterkellert, Baujahr ca mit zentraler Ölheizung, Heizungsanlage mit Brenner im Keller und unterirdischem Heizöltank im Hof, Fassungsvermögen l Chemische Reinigung im Nebengebäude Hauptstraße, ca bis 1975 Garagen und Abstellräume, nicht unterkellert Die Bestandsbebauung wurde vor einigen Jahren abgebrochen. Im Bereich des Wohnhauses wurde der Keller abgebrochen und die Baugrube bis GOK verfüllt. Der Bereich der Grünfläche war ohne spezifische Nutzung. b. Ergebnisse orientierende Untersuchung Bohrung Nr. Beprobungstiefe [m] Einheit KW LCKW BP 1 GW -4,5 m BP 2 GW -3,5 m BP 3 GW -5,5 m KB mg / kg , mg / kg 463 n. b mg / kg 125 n. b. Grundwasserprobe KB1 ca. 4,5 ca. 3,5 ca. 5,5 µg/l 125 < NG KB mg / kg 523 n. b mg / kg 926 n. b mg / kg 287 n. b. n. b. n. b. 4 5 mg / kg 34 n. b. Grundwasserprobe KB2 ca. 4,5 ca. 3,5 ca. 5,5 µg/l 187 < NG KB mg / kg 589 < NG mg / kg 314 n. b mg / kg 65 n. b. KB mg / kg 58 n. b mg / kg 326 n. b mg / kg 43 n. b. KB 5 1,5 1,5 1,5 mg / m³ mg / kg 47 KB 6 1,5 1,5 1,5 mg / m³ mg / kg n. b. KB 7 1,5 1,5 1,5 mg / m³ mg / kg n. b. KB 8 1,5 1,5 1,5 mg / m³ mg / kg n. b. KB: Kleinbohrung, z.b. Rammkernsondierung RKS < NG: kleiner als Nachweisgrenze n.b.: nicht bestimmt 4,5 1,0 1,9 0,38 0,3 < NG 2,45 0,25 Stand: Seite 7/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

8 2.2 Aufgabenstellung a) Klären der Altlastensituation. Ist Kontamination vorhanden? Falls ja, welche Schadstoffe sind in welchen Medien (Boden, Bodenluft, Grundwasser) in welchem Umfang vorhanden? Ist die durchgeführte orientierende Erkundung ausreichend? Führen Sie eine erste Gefährdungsabschätzung und Gefahrenbeurteilung durch. Was schlagen Sie als ergänzende Untersuchung vor? b) Entwerfen Sie ein Sanierungskonzept unter Berücksichtigung von Geologie und Grundwassersituation. Stellen Sie im Folgenden 2 Szenarien gegenüber: Szenario 1 Szenario 2 Sanierung sämtlicher auf dem Grundstück vermuteter belasteter Aushubmengen Sanierung im Zuge des Aushubs der Baugrube anfallender belasteter Mengen c) Ermitteln Sie die Mengen der belasteten Aushubmengen für Szenario 1 und 2 in Abhängigkeit der Zuordnungswerte LAGA. Stellen Sie die Situationen der Szenarien zeichnerisch in einem Sanierungsplan dar. d) Beschreiben Sie den Planungsablauf und den Bauablauf für Szenario 1 und 2. Stellen Sie für die Szenarien den maßgeblichen Bauzustand in einem BE-Plan dar. e) Erstellen Sie ein Leistungsverzeichnis für die Altlastensanierung für Szenario 1 und 2 f) Führen Sie eine Kostenberechnung für Szenario 1 und 2 auf Grundlage der erstellten Leistungsverzeichnisse durch. g) Beurteilen Sie die Auswirkungen der Szenarien 1 und 2 auf das Bauvorhaben im Hinblick auf die erforderlichen Maßnahmen, Termine und Kosten. 2.3 Daten zur Kostenschätzung Geländearbeiten Sondiertrupp, stgm. inkl. An-/Abreise, Geräte ca /d Analytik KW (Gaschromatographie) ca. 50 /St. LCKW ca. 40 /St. BTX ca. 40 /St. Entsorgung Analyse-Parameter nach LAGA 1 Analyse pro max. 250 m³ Aushubmaterial (1 Charge) 450 /St. Ingenieurleistungen für folgenden Leistungsumfang - Schadstoffuntersuchungen, Gefährdungsabschätzung, Sanierungsplanung 80 / h - Fachbauleitung (Aushubüberwachung / Dokumentation) 800 /d - Haufwerksaufmaß (Vermesser) 250 /St. Hinweis: Aushubleistung mit Überwachung/Separierung für Kleinmengen (200 m³/d) Entsorgung Aushub LAGA >Z 2 95 /t LAGA Z 2 70 /t LAGA Z /t LAGA Z /t Preise jeweils inkl. Stellung abgedeckter Mulden und Transport / Lagerung auf dem Gelände (Haufwerksbildung mit Folienabdeckung) und späteres Laden für LKW-Abtransport. Stand: Seite 8/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

9 GW-Sanierung mobile Grundwassersanierungsanlage Brunnenpumpe, Leitungen, Absetzbecken mit Aktivkohlefilter An- und Abtransport, Montage, Demontage pauschal Miete inkl. Aktivkohlefilterwechsel / -verbrauch 2.4 Beispiel für ergänzende Untersuchungen /Wo. Bohrung Nr. Beprobungstiefe [m] Einheit KW LCKW BTX BP 1 GW -4,5 m BP 2 GW -3,5 m BP 3 GW -5,5 m KB mg / kg 93 n. b mg / kg mg / m³ 57 n. b. 3,5 KB mg / kg n. b mg / kg mg / m³ n. b. < NG mg / kg n. b. n. b. 3 4 n. b. 3 4 mg / kg 732 n. b. n. b. n. b. n. b. 4 5 mg / kg 63 n. b. n. b. GW-Probe aus KB10 ca. 4,5 ca. 3,5 ca. 5,5 µg/l 769 < NG 5,1 KB mg / kg 618 n. b. n. b mg / kg mg / m³ 195 n. b. < NG 3 4 n. b. 4 5 mg / kg 65 n. b. n. b. GW-Probe aus KB11 ca. 4,5 ca. 3,5 ca. 5,5 µg/l 134 < NG < NG KB mg / kg mg / m³ 376 n. b. < NG mg / kg 195 n. b. n. b mg / kg 38 n. b. n. b. GW-Probe aus KB12 ca. 4,5 ca. 3,5 ca. 5,5 µg/l 85 < NG < NG KB mg / kg 87 n. b. n. b mg / kg 276 n. b. n. b mg / kg 95 n. b. n. b. GW-Probe aus KB13 ca. 4,5 ca. 3,5 ca. 5,5 µg/l 418 < NG 2,1 n. b. 8,7 n. b. 1,3 n. b. 3,6 Nachanalysen KB mg / kg 23 n. b. n. b mg / kg 48 n. b. n. b. KB: Kleinbohrung, z.b. Rammkernsondierung RKS < NG: kleiner als Nachweisgrenze n.b.: nicht bestimmt Stand: Seite 9/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

10 3. TRAGWERKSPLANUNG Gruppe 1, 4, 7, etc. Gruppe 2, 5, 8, etc. Gruppe 3, 6, 9, etc. Bereich Hauptbau Hauptbau Turm Bauteile 1. Decke (ein Geschoss) 1.1 Lastzusammenstellung Bodenplatte 1.2 Rechteckstütze 1. Decke (ein Geschoss) 2.1 Rundstütze 2.2 Gründung/Fundament 2. Gründung/ Bodenplatte 2.1 Wandscheibe 2.2 Gründung/Fundament a) Erstellen Sie einen Positionsplan mit Angabe der o. g. Bauteile. b) Stellen Sie für die o. g. Bauteile die maßgebenden Lastannahmen zusammen. c) Berechnen und bemessen Sie die o. g. Bauteile und erstellen Sie jeweils eine Bewehrungsskizze mit Angabe der Bewehrungsführung und der von Ihnen gewählten Bewehrung. Weitere Anmerkungen Die erforderlichen Stützen-, Wand- und Fundamentlasten können überschlägig mit Hilfe von Lasteinzugsflächen ermittelt werden. Bei der Decken- und Bodenplattenbemessung ist mindestens ein Durchstanznachweis exemplarisch zu führen. In einem Achsenschnittpunkt ist eine Stütze im obersten und im untersten Geschoss zu bemessen. d) Führen sie für die o.g. Decken, Stützen und Wände den Nachweis der Feuerwiderstandsdauer R 90. e) Ermitteln Sie die erforderlichen Bewehrungsmengen für die o. g. Bauteile. Die Mengen der von Ihnen nicht bearbeiteten Bauteile können überschlägig berechnet werden. Dabei können Sie von folgenden Kennzahlen ausgehen: Bauteil Wände Decken Stützen Bodenplatte und Fundamente Stahlanteil 100 kg / m³ Beton 150 kg / m³ Beton 200 kg / m³ Beton 80 g / m³ Beton Es wird empfohlen, die Berechnung und Bemessung der o. g. Bauteile mit geeigneten Programmen durchzuführen. Zur Überprüfung sind aber stichpunktartig überschlägige Kontrollrechnungen vorzulegen. Stand: Seite 10/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

11 B. BAUBETRIEBLICHER TEIL 1. PROJEKTMANAGEMENT a) Ermitteln Sie den BRI (Brutto-Rauminhalt) für das Gebäude. b) Ermitteln Sie die Flächen nach DIN 277 (BGF, KGF, NUF, VF und TF). Wie groß ist der Anteil der Konstruktionsfläche an der Bruttogrundfläche? Ergänzen Sie Bauteile (z.b. Wände) soweit es Ihrer Meinung nach notwendig ist. c) Stufen Sie das Bauvorhaben in einen Gebäudestandard ein. Legen Sie fehlende Angaben sinnvoll fest. Begründen Sie Ihre Entscheidung stichpunktartig. d) Ermitteln Sie die Baukosten der Kostengruppen als Kostenschätzung (1. Gliederungsebene) und als Kostenberechnung (2. Gliederungsebene). Die Kostenschätzung ist mit zwei Varianten durchzuführen (über BGF und BRI). e) Ermitteln Sie das Honorar für die Planungsleistungen gemäß HOAI bis einschließlich Mitwirkung an der Vergabe für Architekten, Tragwerksplaner und TGA-Planer. 2. AUSSCHREIBUNG UND VERGABE a) Erstellen Sie eine Baubeschreibung für das Projekt. Definieren Sie entsprechende Randbedingungen für die Ausführung. b) Erstellen Sie Leistungsverzeichnisse für Erdbau, Spezialtiefbau und die Stahlbetonarbeiten (einschließlich aller zugehörigen besonderen Leistungen wie z.b. Aussparungen). Stand: Seite 11/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

12 3. ARBEITSVORBEREITUNG (BAUPRODUKTIONSPLANUNG) 3.1 Erste Einschätzung des Projekts, Verbesserungsmöglichkeiten a) Analysieren Sie das Projekt und nehmen Sie eine erste Einschätzung aus baubetrieblicher Sicht vor. Fassen Sie die Fakten stichpunktartig zusammen und ziehen Sie ein Fazit. b) Wo sehen Sie Möglichkeiten für Alternativen in Bezug auf Konstruktion, Ausführung und Abwicklung der Baumaßnahme? Wählen Sie aus den von Ihnen gefundenen Möglichkeiten eine aus und erstellen Sie dafür einen Verfahrensvergleich. Bewerten Sie das Ergebnis in Bezug auf Technik und Kosten. 3.2 Schalungsplanung a) Legen Sie die Betonierabschnitte für das Projekt fest und stimmen Sie die Einteilung mit der Terminplanung ab. b) Erstellen Sie ein Schalungskonzept für das Projekt (siehe Excel-Vorlage). c) Erstellen Sie für das Bauvorhaben die Schalungsplanung und legen Sie in Abstimmung mit der Terminplanung die erforderliche Vorhaltemenge fest. Gruppe 1, 4, 7, etc. Gruppe 2, 5, 8, etc. Gruppe 3, 6, 9, etc. Bereich Hauptbau Hauptbau Turm Bauteile Wände und Decke Wände und Decke Wände und Decke für UG für EG für 1. OG 3.3 Terminplanung a) Legen Sie in einem Ablaufschema die Abfolge der Fertigungsabschnitte für das Projekt fest und begründen Sie Ihre Entscheidung. Erstellen Sie dazu ein Mengentableau. b) Der Auftraggeber räumt für den Rohbau eine Bauzeit von 32 Wochen ein. Schätzen Sie die erforderliche Bauzeit ab. Wie beurteilen Sie den vorgesehenen Zeitrahmen? c) Erstellen Sie eine Vorgangsliste und legen Sie Aufwands- und Leistungswerte fest. Begründen Sie stichpunktartig Ihre Entscheidungen. d) Erstellen Sie für das Bauvorhaben einen Steuerungsterminplan in MS-Projekt. Welche Bauzeit ist für die Ausführung des Projekts erforderlich? Wie beurteilen Sie den vertraglich festgelegten Zeitrahmen? 3.4 Baustelleneinrichtungsplanung a) Planen Sie unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit die Baustelleneinrichtung und bearbeiten Sie dabei die folgenden Punkte: Auswahl und Positionierung der erforderlichen Hebezeuge incl. Ermittlung der Ausladung, Hubkraft, Hakenhöhe. Erläutern und begründen Sie die Positionierung der Hebezeuge. Dimensionierung der notwendigen Container und Lagerflächen (überschlägig) Verkehrsregelung und -logistik im Umkreis und auf der Baustelle (Ein- und Ausfahrt) b) Erstellen Sie einen BE-Plan mit allen notwendigen Einrichtungsgegenständen (inklusive Versorgungsleitungen) Stand: Seite 12/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

13 C. ANLAGE: BAUGRUNDERKUNDUNG Gruppen 1, 4, 7, 10 Bodenprofile 1.1; 2.1; 3.1, Sondierung 1.1, 2.1, 3.1 Stand: Seite 13/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

14 Kornverteilungslinie Bodenprofile 1.1, 2.1, 3.1 Stand: Seite 14/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

15 Gruppen 2, 5, 8, 11 Bodenprofile 1.2; 2.2; 3.2, Sondierung 1.2; 2.2; 3.2 Stand: Seite 15/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

16 Kornverteilungslinie Bodenprofile 1.2, 2.2, 2.3 Stand: Seite 16/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

17 Gruppen 3, 6, 9, 12 Bodenprofile 1.3, 2.3, 3.3, Sondierung 1.3, 2.3, 3.3 Stand: Seite 17/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

18 Kornverteilungslinie Bodenprofile 1.3, 2.3, 3.3 Stand: Seite 18/18 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski