INTERDISZIPLINÄRES PROJEKT Bachelor

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1 Hochschule München Interdisziplinäres Projekt INTERDISZIPLINÄRES PROJEKT Bachelor Erweiterung Werkhalle Aufgabenstellung Prof. K. Bisani Prof. C. Bosl Prof. L. Schmidt Prof. Dr. C. Seiler Prof. Dr. C. Slominski

2 INTERDISZIPLINÄRES PROJEKT BI 7 / WS 2017/18 BAUBESCHREIBUNG ERWEITERUNG WERKHALLE 3 A. KONSTRUKTIVER TEIL 3 1. Altlasten Baugrunderkundung, Baugrube Tragwerksplanung... 9 B. BAUBETRIEBLICHER TEIL Projektmanagement Ausschreibung und Vergabe Arbeitsvorbereitung (Bauproduktionsplanung) Stand: Seite 2/10 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

3 BAUBESCHREIBUNG ERWEITERUNG WERKHALLE Eine bereits bestehende Produktionshalle eines Betriebes soll um einen Hallenanbau erweitert werden. Konstruktion und Abmessungen entnehmen Sie bitte dem beiliegenden Plan. Das Bauwerk besteht aus der Halle mit einer Abschlusswand in Stahlbeton und einem Hydraulikkeller. Als Vorbereitung für einen späteren Erweiterungsbau wird die Abschlusswand als Brandwand in F 90 ausgeführt. Bis zum Abschluss der maschinentechnischen Planung ist die genaue Lage des Hydraulikkellers noch offen. Das Hallentragwerk ist mit Spannbeton- oder Holzbindern auf Stahlbetonstützen oder als Stahlrahmenkonstruktion geplant. Die Gründung der Stützen erfolgt auf Flachfundamenten. Fundamentierung, Brandwand und Hydraulikkeller werden in Stahlbetonbauweise als Ortbeton ausgeführt. Der Hydraulikkeller wird entsprechend den konstruktiven Erfordernissen als Gründung auf Streifenfundamenten oder als weiße Wanne ausgeführt. Die Baustelle liegt auf dem Werksgelände. Die Geländeoberkante liegt umlaufend auf 0,00 m; die Geländehöhe des Baufeldes liegt im Mittel auf 478,50 m ü. NN. Die Werksstraße steht für den Baustellenverkehr uneingeschränkt zur Verfügung. Strom-, Wasser- und Abwasseranschluss sind im Werk vorhanden und werden vom AG kostenlos zur Verfügung gestellt. Die Schalbetonarbeiten einschließlich der Bewehrungsarbeiten werden vom Unternehmen im eigenen Betrieb ausgeführt. Die Erdarbeiten sowie das Herstellen, Liefern und Verlegen der Fertigteile und die Arbeiten an Dach und Fassade werden von Nachunternehmern ausgeführt. Alle erforderlichen Geräte werden angemietet. Die Abrechnung der Gerätekosten erfolgt auf Basis der BGL (ohne Aufschläge). Die Hebezeuge zum Verlegen der Fertigteile sind dem Nachunternehmer zu stellen. A. KONSTRUKTIVER TEIL 1. ALTLASTEN Das Baufeld war ursprünglich mit einem Wohn- und Geschäftshaus mit Nebengebäuden, Baujahr ca. 1950, bebaut. Beheizt wurde das Gebäude mit einer zentralen Ölheizung. Die Heizungsanlage mit Brenner befand sich im Untergeschoss. Zur Heizungsanlage gehörte ein unterirdischer Heizöltank im Hof mit einem Fassungsvermögen von l. Außerdem wurde ein Nebengebäude von ca bis 1975 als chemische Reinigung genutzt. Die bestehende Bebauung wurde vor einigen Jahren komplett abgebrochen. Im Bereich des ehemaligen Wohn- und Geschäftshauses wurden alle Bauteile einschließlich der Fundamente entfernt, die Baugrube bis Geländeoberkante aufgefüllt und entsprechend der natürlichen Lagerung verdichtet. 1.1 Ergebnisse der bisherigen Altlastenuntersuchung a. Nutzungshistorie Wohn- und Geschäftshaus mit Nebengebäuden, Baujahr ca zentrale Ölheizung, Heizungsanlage mit Brenner im Untergeschoss unterirdischer Heizöltank im Hof, Fassungsvermögen l chemische Reinigung im Nebengebäude Hauptstraße, ca bis 1975 Stand: Seite 3/10 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

4 b. Ergebnisse der orientierenden Untersuchung Bohrung Nr. Beprobungstiefe [m] Einheit KW LCKW Bereich Öltank Bodenprofil 1 GW -2,3 m unter GOK Bodenprofil ohne GW KB 1 (Domschacht) mg / kg , mg / kg 598 n. b. n. b. 3 4 mg / kg 125 n. b. Grundwasserprobe aus KB1 3 µg/l 298 < NG KB 2 (Nähe Domschacht) mg / kg 83 n. b mg / kg 234 n. b mg / kg 926 n. b. n. b. 3 4 mg / kg 136 n. b. Grundwasserprobe aus KB2 3 µg/l 248 < NG KB 3 (Nähe Domschacht) mg / kg 326 < NG mg / kg 183 n. b. n. b. 3 4 mg / kg 65 n. b. KB mg / kg 24 n. b. chemische Reinigung, Bodenluft mg / kg 58 n. b. n. b. 3 4 mg / kg 43 n. b. KB 5 1,5 1,5 mg / m³ mg / kg 47 KB 6 1,5 1,5 mg / m³ mg / kg n. b. 4,5 1,0 1,9 0,38 Grundwasserprobe aus KB6 3 µg/l 189 5,3 KB 7 1,5 1,5 mg / m³ 0,3 mg / kg n. b. < NG KB 8 1,5 1,5 mg / m³ 2,45 mg / kg n. b. 0,25 KB: Kleinbohrung, z.b. Rammkernsondierung RKS < NG: kleiner als Nachweisgrenze n.b.: nicht bestimmt Stand: Seite 4/10 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

5 1.2 Aufgabenstellung a) Klären der Altlastensituation. Ist Kontamination vorhanden? Falls ja, welche Schadstoffe sind in welchen Medien (Boden, Bodenluft, ggf. Grundwasser) in welchem Umfang vorhanden? Ist die durchgeführte orientierende Erkundung ausreichend? Führen Sie eine erste Gefährdungsabschätzung und Gefahrenbeurteilung durch. Was schlagen Sie ggf. als ergänzende Untersuchung vor? Begründen Sie Ihren Vorschlag. b) Entwerfen Sie ein Sanierungskonzept unter Berücksichtigung von Geologie und Grundwassersituation. Stellen Sie im Folgenden 2 Szenarien gegenüber: Szenario 1 Sanierung sämtlicher auf dem Grundstück vermuteter belasteter Aushubmengen Szenario 2 Sanierung bei Baugrubenaushub anfallender belasteter Aushubmengen c) Mengenermittlung belasteten Aushubs für Szenario 1 und 2 in Abhängigkeit der Zuordnungswerte LAGA. Stellen Sie die Situationen der Szenarien im 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. 1.3 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) 375 /St. Ingenieurleistungen für folgenden Leistungsumfang - Schadstoffuntersuchungen, Gefährdungsabschätzung, Sanierungsplanung 75 / h - Fachbauleitung (Aushubüberwachung / Dokumentation) 750 /d - Haufwerksaufmaß (Vermesser) 500 /St. Hinweis: Aushubleistung mit Überwachung/Separierung für Kleinmengen (200 m³/d) Entsorgung Aushub LAGA >Z 2 90 /t LAGA Z 2 65 /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 5/10 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

6 GW-Sanierung mobile Grundwassersanierungsanlage Brunnenpumpe, Leitungen, Absetzbecken mit Aktivkohlefilter An- und Abtransport, Montage, Demontage pauschal Miete inkl. Aktivkohlefilterwechsel / -verbrauch /Wo. 1.4 Beispiel für ergänzende Untersuchungen Bohrung Nr. Beprobungstiefe [m] Einheit KW LCKW BTX Bereich Bodenprofil GW -2,3 m unter GOK Bodenprofil ohne GW 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 n. b. 8, mg / kg n. b. n. b. n. b. 3 4 mg / kg 732 n. b. n. b. n. b. 4 5 mg / kg 63 n. b. n. b. GW-Probe aus KB10 3 µg/l 769 < NG 5,1 KB mg / kg 618 n. b. n. b mg / kg mg / m³ 195 n. b. < NG n. b. 1,3 n. b. 3 4 mg / kg 65 n. b. n. b. GW-Probe aus KB11 3 µg/l 134 < NG < NG KB mg / kg mg / m³ 376 n. b. < NG n. b. 3, mg / kg 195 n. b. n. b. 3 4 mg / kg 38 n. b. n. b. GW-Probe aus KB12 3 µg/l 85 < NG < NG KB mg / kg 87 n. b. n. b mg / kg 276 n. b. n. b. n. b. 3 4 mg / kg 95 n. b. n. b. GW-Probe aus KB13 3 µg/l 418 < NG 2,1 Nachanalysen KB mg / kg 23 n. b. n. b. KB: Kleinbohrung, z.b. Rammkernsondierung RKS < NG: kleiner als Nachweisgrenze n.b.: nicht bestimmt mg / kg 48 n. b. n. b. Stand: Seite 6/10 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

7 2. BAUGRUNDERKUNDUNG, BAUGRUBE Auf dem ca. 90 m x 80 m großen Baugrundstück wurden zur Erkundung des Baugrundes von Geländeoberfläche aus folgende Maßnahmen durchgeführt (Lageplan Baugrunderkundung): 5 Bohrungen bis 12 m Tiefe (B1 bis B5) in allen Bohrungen Sondierungen mit der Bohrlochrammsonde (BDP) nach DIN schwere Rammsondierungen DPH nach DIN Zur Bearbeitung der Aufgaben gehen Sie von folgenden Bodenverhältnissen aus: Gruppe 1, 4, 7, 10 Gruppe 2, 5, 8 Gruppe 3, 6, 9 Baugrund Bodenprofil 1 Bodenprofil 2 Bodenprofil 3 Hydraulikkeller zentral in Halle an Bestand gerückt an Bestand gerückt Die Ergebnisse der Bodenuntersuchung sind alternativ nachfolgend vereinfachend als charakteristische Bodenprofile dargestellt und zeigen: Bodenprofil 1 (gemittelt aus allen Bohrungen) 0,0 bis 0,3 m Oberboden 0,3 bis 8,5 m Kies, sandig, schwach schluffig 8,5 bis 12,0 m Ton, feinsandig, leicht bis mittelplastisch, IC > 1,0 Grundwasser - 1,50 m Grundwasserspiegel für Bemessung - 2,30 m Grundwasserspiegel während Bauzeit Bodenprofil 2 (gemittelt aus allen Bohrungen) 0,0 bis 0,3 m Oberboden 0,3 bis 2,5 m Ton, schluffig, leicht plastisch, weich bis steif, IC = 0,6-0,8 2,5 bis 8,5 m Kies, sandig, schwach schluffig 8,5 bis 12,0 m Ton, feinsandig, leicht bis mittelplastisch, IC > 1,0 kein Grundwasser Stand: Seite 7/10 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

8 Bodenprofil 3 (gemittelt aus allen Bohrungen) 0,0 bis 0,3 m Oberboden 0,3 bis 8,5 m Kies, sandig, schwach schluffig 8,5 bis 12,0 m Ton, feinsandig, leicht bis mittelplastisch, IC > 1,0 kein Grundwasser Aufgaben a) Bestimmen Sie die Bodenkennwerte der einzelnen Bodenschichten für die statischen Berechnungen. b) Ordnen Sie den Erdaushub in die Bodenklassen nach DIN und ein. c) Entwurf der Baugrube Zeichnen Sie einen maßgebenden Schnitt durch die Baugrubenwand. Nehmen Sie die notwendigen Oberflächenlasten nach EAB für die Berechnung der Baugrubenwände an. Wählen Sie eine geeignete Verbauart aus. Bestimmen Sie die Belastung aus Erd- und Wasserdruck auf die Baugrubenwände und führen Sie eine Bemessung der Baugrubenwände durch. Erarbeiten Sie eine mögliche Ausführung der Wasserhaltung. d) Gründung Beurteilen Sie den Baugrund in Hinblick auf seine Tragfähigkeit. Schlagen Sie eine zweckmäßige Gründungsart vor. Führen Sie für die von Ihnen gewählte Gründung die Nachweise der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit durch. Stand: Seite 8/10 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

9 3. TRAGWERKSPLANUNG Gruppe 1, 4, 7, etc. Gruppe 2, 5, 8, etc. Gruppe 3, 6, 9, etc. Bauweise Stahlbetonkonstruktion Stahlkonstruktion Holz-/Stahlbetonkonstruktion Bauteile 1. Dachaufbau 2. Spannbetonbinder 3. Stb-Fertigteilstütze 4. Köcherfundament 5. Hydraulikkeller 1. Dachaufbau 2. Stahlrahmen 3. Verband 4. Fundament 1. Dachaufbau 2. Holzbinder 3. Stb-Fertigteilstütze 4. Brandschutzwand 5. Hydraulikkeller a) Stellen Sie die Lastannahmen zusammen. b) Erstellen Sie einen Positionsplan für Ihre Bauteile (siehe oben). c) Legen Sie jeweils das statische System für Ihre Bauteile fest. d) Führen Sie für Ihre Bauteile mit Hilfe eines FE - Programms (z.b. F+L Statik) die erforderlichen Nachweise und optimieren Sie dabei Ihre Querschnittsabmessungen. e) Überprüfen Sie mit einer Handrechnung den jeweils maßgebenden Nachweis des Binders und der Stütze (Schnittgrößen und Bemessung). f) Fertigen Sie je nach Aufgabenstellung einen Bewehrungs-, Werkstatt- und/oder Schalplan zu den Bindern, zu den Stützen, zu den Fundamenten, zur Brandwand, zum Hydraulikkeller und zu den Stahlrahmen einschließlich des Verbands in Form einer Skizze an. g) Diskutieren Sie die Ausführung des Hydraulikkellers (durchgehende Betonplatte, Fugen, etc.) und unterbreiten Sie einen sinnvollen Vorschlag zur konstruktiven Durchbildung. h) Details zur Bauausführung Im Hydraulikkeller werden auch Öl- und Schmierstoffe gelagert. Wie sieht dazu eine fachgerechte Ausführung des Hydraulikkellers aus? Erstellen Sie einen Maßnahmenkatalog und erläutern Sie die notwendigen Maßnahmen. Erläutern Sie die Brandschutzmaßnahmen der Brandwand in F 90. Erstellen Sie die erforderlichen Skizzen und listen Sie in einer Tabelle die erforderlichen Maßnahmen auf. Wie werden im Detail die Anschlüsse der Fertigteile ausgeführt? Erstellen Sie dazu die erforderlichen Skizzen. Stand: Seite 9/10 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski

10 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, TF). Wie groß ist der Anteil der Konstruktionsfläche an der Bruttogrundfläche? c) Stufen Sie das Bauvorhaben in einen Gebäudestandard ein. Legen Sie fehlende Angaben sinnvoll fest und begründen Sie Ihre Entscheidung stichpunktartig. d) Ermitteln Sie die Baukosten (nach 1. und 2. Gliederungsebene) der Kostengruppen 200 bis 500 (zusätzliche detaillierte Angaben in der Vorlesung) ab. Die Kostenschätzung ist mit zwei Varianten durchzuführen (über BGF und BRI). e) Ermitteln Sie das Planungshonorar gemäß HOAI für die Ausführungsplanung der Tragwerksplaner, Architekt und Technische Gebäudeausrüstung. 2. AUSSCHREIBUNG UND VERGABE a) Erstellen Sie eine Baubeschreibung für das Projekt. Definieren Sie entsprechende Randbedingungen für die Ausführung. b) Erstellen Sie ein Leistungsverzeichnis für die Verbau-, Erd- und Gründungsarbeiten, Stahl- Spannbetonarbeiten, Fertigteile, Stahlbauarbeiten sowie Holzbauteile. 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 und Ergebnisse stichpunktartig zusammen. b) Wo sehen Sie Möglichkeiten für alternative Ausführungen? 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 Betonierabschnitte (Hydraulikkeller, Brandwand usw.) für das Projekt fest. 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. 3.3 Terminplanung a) Legen Sie in Bauphasenplänen die Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte fest und begründen Sie Ihre Entscheidung. b) Erstellen Sie eine Vorgangsliste und legen Sie Aufwands- und Leistungswerte fest. Begründen Sie stichpunktartig Ihre Entscheidungen. c) Erstellen Sie für das Bauvorhaben Rohbauarbeiten Dach und Fassade einen Steuerungsterminplan in MS-Projekt. Welche Bauzeit ist für die Ausführung des Projekts erforderlich? d) Erstellen Sie für die Abwicklung der Baumaßnahme eine Mannschaftskurve (Zeitskala KW). 3.4 Baustelleneinrichtungsplanung a) Planen Sie die Baustelleneinrichtung und bearbeiten Sie dabei die folgenden Punkte: Auswahl und Positionierung der erforderlichen Hebezeuge Dimensionierung der notwendigen Container und Lagerflächen (überschlägig) b) Darstellung der BE mit allen Einrichtungselementen (inklusive Versorgungsleitungen) Stand: Seite 10/10 Bisani, Bosl, Schmidt, Seiler, Slominski