Geotechnische Aspekte bei Schleusenbauwerken im Überblick
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- Ina Beltz
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1 Dr.-Ing. Martin Pohl Geotechnische Aspekte bei Schleusenbauwerken im Überblick BAWKolloquium Dienststelle Hamburg Hamburg, 24. September 2015
2 Überblick Steife Bohrpfahl Schlitzwand Unterwasserbetonsohle Sohlverankerung Seite 2
3 Bauablauf / Bsp. Schlitzwand-Baugrube Schematische Darstellung Seite 3
4 Wandausbildungen Biegesteife, verformungsarme Wände: Schlitzwand Bohrpfahlwand Kombinierte Wände Biegeweiche Wände: Wellenspundwand Seite 4
5 Wandbemessung Bemessung (üblicherweise) analytisch nach EAB selten nach EAU Erdruhedruckanteil der gestützten Wände Starre Auflager vs. elastische Bettung Bemessungswasserstände GW-Strömung Rückbauzustände Vertikaler Lastabtrag In gewissen Fällen Finite Elemente Methode (FEM): à Erddruckspannungen à Gebrauchstauglichkeit à Wandlänge, Widerstandsmoment, Stützkraft Seite 5
6 Wandstützungen / Bemessung Steifen: Stahlbeton / Stahl Rückverankerung: Verpressanker Mikropfähle Erfahrungswerte der Grenzmantelreibungen für spezifische Böden (BAW / EA-Pfähle, Ostermeyer); Einfluss des GW-Chemismus à Ausbildung & Wahl der Elemente à Verpresskörperlängen à Verankerungslängen (Nachweis Tiefe Gleitfuge) à Stahlzugglied à Gurtung Seite 6
7 Sohlausbildungen hochliegende Sohle à robustes Bauverfahren à Sohlverankerung (Mikropfähle) hydraulisch offene Sohle gesichert mit Wasserbausteinen tiefliegende Sohle à Verzicht auf Sohlverankerung à Herstellung mit HDI (Dichtwirkung fraglich) dichtende Schicht à Verzicht auf Sohlverankerung à ggf. Wände tiefer zu führen Seite 7
8 Sohle - Nachweise Auftrieb à Sohlverankerung Länge + Abstand à Überdeckung (tiefliegende Sohle) Hydraulischer Grundbruch à Wasserstand in Baugrube à Wandlänge à Ggf. GW-Haltung Seite 8
9 Bsp. Seeschleuse Weichboden Schematische Darstellung (achsensymmetrisch) Seite 9
10 Schleusen - Randbedingungen Topographie Bebauung / Infrastruktur Schiffsgrößen GW-Beschaffenheit (Chemismus) GW-Stände / Tide Deichlinie Geologie Hangschub / Störzone Seite 10
11 Schleusen - Unikate Quelle: BAW-Quartett Seite 11
12 Schleusen - Unikate Herbrum Spundwandschleuse im Tidegebiet / Schlick Hohenwarthe Robuste Pfahlgründung 1248 Bohrpfähle Ø 88 cm [Stelzer, O.] Seite 12
13 Beurteilung Baugrund & Grundwasser Direkte & indirekte Aufschlüsse / Felduntersuchungen Aufschlussraster & -tiefen Laboruntersuchungen Homogenbereiche GW-Stände GW-Beschaffenheit Bemessungswerte Phi, c, Es à Baugrundgutachten & Stellungnahme charakteristische Wasserstände Näheres siehe: 65. Deutsche Brunnenbauertage mit BAW-Baugrundkolloquium (2014) Seite 13
14 Gründungsempfehlung (Auszug) Erfahrungswerte Tragfähigkeiten Anker / Pfähle Flach- / Tiefgründung (tragfähige / weiche bindige Böden) Steife / weiche Wandsysteme (angrenzende Bebauung) Ausbildung Kammersohle Hangschub, GW-Beschaffenheit, Bauverfahren Monitoring Boden-Bauwerks-Interaktion (FEM); Stoffparameter anhand Laborversuchsdaten Erddruckansätze Geohydraulisches Modell; GW-Strömung à Planung à Entwurf Seite 14
![60 m zweitgrößte Schleuse der Welt (Volumen) [WSA Wilhelmshaven]](/docs-images/92/109695680/images/15-2.jpg "Kleine Schleuse Kiel-Holtenau seit Juni 2014 außer Betrieb 24.09.")
15 Bauen im Bestand Seeschleuse Wilhelmshaven Bau Demontage+Sprengung Wiederaufbau Nutzlänge 390 m, Nutzbreite 60 m zweitgrößte Schleuse der Welt (Volumen) [WSA Wilhelmshaven] Kleine Schleuse Kiel-Holtenau seit Juni 2014 außer Betrieb Seite 15
16 Qualitätssicherung Fachgerechte Ausführung Firmen-know-how Örtliche Bauüberwachung (ÖBÜ); BAW-Kollegen temporär vor Ort Monitoring Verformungen, Kräfte, Spannungen, Abgleich mit Prognosen / FEM Verpressanker Baugrubenwand Berücksichtigung Stand des Wissens Ingenieurwissenschaft alle Beteiligten BAW berät: Erfahrungswissen, eigene Berechnungen & Simulationen, Forschung Seite 16 [Stodieck, X.] [Pohl, M.]
17 Vorhäfen Deckwerk, Anschlüsse, Leitwerke, Dämme Näheres zu Deckwerken siehe: BAWKolloquium ( ) Seite 17
18 Beteiligte BAW-Fachbereiche Bsp. Brunsbüttel Geotechnik Baugrund, Grundwasser, Grundbau, Erdbau, Deckwerk, Baugrunddynamik Bautechnik Betontechnologie, Massivbau, Stahlbau Schleuse Wasserbau Küste Wasserbau Binnen Sturmflutsicherheit, Vorhafengestaltung, Sedimentation, Schiffsführungssimulation Schleusenbefüllung Seite 18
19 Beteiligte BAW-Fachbereiche Bsp. Brunsbüttel Betonkern / Prüfkörper Baugrunderkundung / Probebelastung / Deckwerk Sturmflutsicherheit / Vorhafengestaltung Seite 19 Schleusenbefüllung
20 (Haupt-) Beteiligte über die Zeit Zeitraum > 10 Jahre Wissenssicherung, Qualität und Kontinuität Seite 20
21 Vielen Dank! Bundesanstalt für Wasserbau Hamburg
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