Kompatibilitätsprüfung Prove di compatiblità

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1 Kompatibilitätsprüfung Prove di compatiblità Erfahrungsbericht und Beispiele über bauliche Maßnahmen zum Objektschutz Esperienze ed esempi di opere di difesa dei beni immobili Dr. Ing. ETH Pierre Vanomsen Egli Engineering AG St. Gallen Ingenieurbüro Studio di ingegneria 1 2

2 Übersicht Ziel der Präsentation Wegleitung: Objektschutz gegen gravitative Naturgefahren Gravitative Naturgefahren Lawinen Rutschung Murgänge und Hangmuren Steinschlag Zusammenfassung Übersicht 3 Ziele der Präsentation Sensibilisierung bezüglich den Naturgefahren und der schadenunempfindlichen Bauweise Den Objektschutz in seiner Vielfalt darstellen Der Objektschutz als bauliche Massnahme in Gefahrengebieten Ziele 4

3 Wegleitung: Objektschutz gegen gravitative Naturgefahren Downloads im Internet: Richtlinie Objektschutz: t/naturgefahren/gefahrenkarte.html Wegleitung Objektschutz (kapitelweise, inkl. auch die meteorologischen Gefahren): Herausgeber: Vereinigte Kantonale Feuerversicherung (VKF), Schweiz Wegleitung 5 Gravitative Naturgefahren Lawine Rutschung Murgang/Hangmure Steinschlag Gravitative Naturgefahren 6

4 Lawine Foto: Kantonsfortsamt Glarus Lawine 7 Ausgangslage Lawine 8

5 Gefährdungsbild: Fliesslawine Lawine 9 Gefährdungsbild: Staublawine Lawine 10

6 Objektschutzmassnahmen gegen Lawinen Lawine 11 Objektschutz gegen Fliesslawinen: Spaltkeil Lawine 12

7 Spaltkeil Lawine 13 Objektschutz gegen Fliesslawinen: Ebenhöch Lawine 14

8 Objektschutz gegen Fliess- und Staublawinen Vorgesetztes Panzerglas Lawine 15 Objektschutz gegen Fliess- und Staublawinen: Nutzungskonzept Lawine 16

9 Objektschutz gegen Fliess-/Staublawinen Dachüberstandsvermeidung zum Schutz vor Fliesslawinen Dachüberstandabschirmung zum Schutz vor Staublawinen Lawine 17 18

10 Gefährdungsbild: Statische Überschwemmung 19 Gefährdungsbild: Dynamische Überschwemmung m vf qe hstau vf hf qh f qf qh f Gebäude wasserdicht qh f+qh e qh f+qh e qh f+qh e 20

11 Dynamische Überschwemmung mit Feststofferosion und -ablagerung Schadensbild: Abplatzungen 21 Gefährdungsbild: Dynamische Überschwemmung mit Feststofferosion und -ablagerung m vf qe hstau qa vf hf ha qh f qf d he Gebäude wasserdicht qhf qh f+qh e qh f+qh e qh f+qh e 22

12 Dynamische Überschwemmung mit Erosion Schadensbild: Gebäudekolk 23 Richtgrössen Überschwemmungshöhe hf: auf Kegel in Senken Fliessgeschwindigkeit vf: auf Kegel in Ebene Vorwarnzeit: Wildbach Talfluss See m > 2 m 2-4 m/s < 1 m/s Minuten Stunden Tage 24

13 Objektschutzmassnahmen gegen 25 26

14 27 Foto: Dörte Aller wasserunempfindlicher Innenausbau erhöht angeordnete elektrische Schalter Foto: Dörte Aller 28

15 Beispiel für eine angepasste Nutzung: Auto auf Hebebühne 29 Foto: Berufsfeuerwehr Basel Foto: Berufsfeuerwehr Basel Sicherung von Öltanks gegen Auftrieb 30

16 31 Foto: RS Stefaneck Dammbalken Lichtschacht erhöht 32

17 33 Erddamm 34

18 Umgrenzungsmauer 35 Bauen auf Anschüttung Sockelbauweise 36

19 Stelzenbauweise 37 Grenzen des Objektschutzes bei statischer Überschwemmung Bestehende Bausubstanz, welche sich nicht mit verhältnismässigem Aufwand schützen lässt Grosse Überschwemmungstiefen Lange Einstaudauer Rückstau und Grundwasser 38

20 Grenzen des Objektschutzes bei dynamischer Überschwemmung Grosse Fliessgeschwindigkeiten erhebliche Geschiebeablagerung Temporäre Schutzmassnahmen 39 Die ideale Lösung - das schwimmende Haus! 40

21 Fallbeispiel - Mehrfamilienhäuser am Thunersee, verbunden mit der Einstellhalle - Nach dem 1999 wurden Objektschutzmassnahmen ergriffen: - Drucktüren in der Einstellhalle um die Hauszugänge zu schützen - Rückstauklappen in der Abwasserleitung - Abdichten von Fugen - Beim 2005 musste die Einstellhalle geflutet werden um einen Auftrieb zu verhindern - Die Schutzmassnahmen haben im Grossen und Ganzen funktioniert - Kosten/Nutzen bei Rutschung Rutschung 42

22 Gefährdungsbild: Flachgründige Rutschung hr s qea hr bewegt sich von Baute weg bewegt sich auf Baute hinzu Rutschung 43 Gefährdungsbild: Mittelgründige Rutschung hr hs Mittelgründige Rutschung erfasst einen geringen Teil des Gebäudes Rutschung 44

23 Eckfundamentfreilegung Rutschung 45 Gefährdungsbild: Mittelgründige Rutschung s s hs hs hr Mittelgründige Rutschung erfasst das ganze Gebäude Rutschung 46

24 Gebäudeverkippung Rutschung 47 Gefährdungsbild: Tiefgründige Rutschung vh vh vv vh vv vv hr vf Tiefgründige Rutschung gleichförmiger geringer Geschwindigkeit Rutschung 48

25 Gefährdungsbild: Tiefgründige Rutschung vv vv vh vh vv vh hr vf Tiefgründige Rutschung ungleichförmiger hoher Geschwindigkeit Rutschung 49 Tiefgründige Rutschung ungleichförmiger hoher Geschwindigkeit Rutschung 50

26 Richtgrössen Einwirkungen sind Erddruck und Wasserdruck Einwirkungen sind durch den Geotechniker zu bestimmen Geschwindigkeiten: bis 5 mm/jahr: keine Schäden, leichte Risse am Gebäude bis 50 mm/jahr: leichte bis grössere Risse, Versetzen des Hauses bis 1000 mm/jahr: grosse Risse, Verkippung Rutschung 51 Objektschutzmassnahmen gegen Rutschung Rutschung 52

27 Konzeptionelle Schutzmassnahmen Standortwahl Ableitung von Meteorwasser, Drainage Verstärkte Bodenplatte oder starrer Unterbau Gebäudeteile mittels Fugen trennen Rutschung 53 Gebäudeanhebung mit Bodenplatte ohne Bodenplatte Rutschung 54

28 Anhebung mit Bodenplatte Zugang Eckfundament Rutschung 55 Anhebung ohne Bodenplatte Aussparung für Hydraulikzylinder Rutschung 56

29 Verstärkte Platte Dübel Stabilisierung mittels Bodenverdübelung Rutschung 57 Verstärkte Platte Pfähle Anker Lastabtragung unter die Gleitfläche Rutschung 58

30 Grenzen Objektschutz bei der Rutschung Hohe Geschwindigkeit und grosse Differenzen der Bewegung innerhalb der Rutschmasse Die Stabilisierung von grossen bewegten Rutschmassen ist nicht möglich Bestehende Bausubstanz ist ungeeignet für Massnahmenergreifung (z.b. Fundationsart) Rutschung 59 Murgang und Hangmure Murgang und Hangmure 60

31 Gefährdungsbild Murgang / Hangmure G1 hstau hg hf qe qf Situation qf,r qf qf,r Murgang und Hangmure 61 Schadensbild: Anprall Murgang Murgang und Hangmure 62

32 Richtgrössen Murgang Murganggeschwindigkeit im Gerinne bis 20 m/s (!) im Flachen 2-7 m/s Murgangfliesshöhe im Flachen m mehrere Murgangschübe möglich Dichte ρ: t/m3 63 Objektschutzmassnahmen gegen Murgang und Hangmure Murgang und Hangmure 64

33 WC Gang α Nutzung Innenräume Murgang und Hangmure 65 Keine ebenerdigen Öffnungen bergseits Lokale Verstärkungen Murgang und Hangmure 66

34 Foto: Roberto Loat Erhöhte Anordnung des Gebäudes Murgang und Hangmure 67 Damm Foto: Urs Thali Murgang und Hangmure 68

35 Keilförmige Schutzmauer Murgang und Hangmure 69 Grenzen Objektschutz beim Murgang / Hangmure Hohe Intensität bei Murgängen Druckkräfte über 30 kn/m 2 Murgang und Hangmure 70

36 Fallbeispiel Hangmure Foto: Berwert, Belop Foto: Amt für Wald und Raumentwicklung OW Murgang und Hangmure 71 Fallbeispiel Hangmure - Das einfache Holzgebäude steht auf einer unterkellerten, betonierten Werkstatt, welche das Fundament des Gebäudes bildet. Die Rückwand auf Hangseite ist mit einer Schutzmauer verstärkt. - Objektschutz: Verstärkte Rückwand (verankerte, Stahlbetonstützkonstruktion) - Die vermutlich mehreren Hangmuren lösten sich am Sonntagabend, 21. August 2005 zwischen 21:00 und 21:30 Uhr. Der Eigentümer befand sich beim Schadenseintritt im Haus und blieb unverletzt. Am Gebäude entstand kein Schaden am Tragwerk. - Die Einwirkung lag mit ca. 25 kn/m 2 unter der Bruchspannung der Mauer im Ankerbereich (50 kn/m 2 ) Murgang und Hangmure 72

37 Steinschlag Foto: Urs Thali Steinschlag 73 Gefährdungsbild: Steinschlag (gleiten/rollen) hg 3r A qe Rollen und Gleiten der Sturzkörper Steinschlag 74

38 Gefährdungsbild: Steinschlag (springen) hs hs<hg hg A qe m,v,r v Sturzkomponente springen bis Wandhöhe Steinschlag 75 Gefährdungsbild: Steinschlag (fallen) m,v,r hs qe hs>hg A hg Springen oder Fallen der Sturzkörper über Gebäudehöhe Steinschlag 76

39 Richtgrössen Steinschlag 77 Richtgrössen Steinschlag 78

40 Zerstörungskraft Steinschlag Bis 10 kj: Zerstörung von Holzschichtwänden 10 bis 30 kj: Zerstörung von Fichtenrundholzwänden 30 bis 100 kj: Zerstörung von Stahlbetonwänden von 0.2 bis 0.3 m Mächtigkeit 100 bis 300 kj: Zerstörung von Stahlbeton, Dicke 0.4 bis 0.5 m Steinschlag 79 Objektschutzmassnahmen gegen Steinschlag Steinschlag 80

41 Ebenhöch Erdüberdeckung Ebenhöch Gebäude wird übersprungen Steinschlag 81 Verschalung von Wänden / Überschüttung Dach Erdüberdeckung Holzvorbau oder Erdkeil Steinschlag 82

42 Anschüttung Ansicht 2:3 1:1 5:1 3:1 5:1 AA BB Steinschlag 83 Anschüttung Steinschlag 84

43 Raumnutzung und Gebäudeöffnung Bad Gang WC Eingang Steinschlag 85 Schutzdamm Steinschlag 86

44 Schutznetz Steinschlag 87 Grenzen Objektschutz bei Steinschlag Grossblöcke, hohe Sturzenergien Foto: Klaus Louis Steinschlag 88

45 Zusammenfassung Das Spektrum der Objektschutzmassnahmen ist gross, insbesondere wenn die Einwirkungen von Beginn der Projektierung in die Planung einbezogen werden. Jeder Objektschutz stösst bei hoher Intensität an die Grenzen der Realisierbarkeit. Zusammenfassung 89 Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit! Foto: Villa Vals 90