Schlussgespräch: Frankfurt, Colmarer Strasse 5,

Landebahn Nord- West, Flughafen Frankfurt Einsatz einer qualifizierten Bodenverbesserung Andreas Darmstadt Frankfurt am Main, 06.03.2012 Schlussgespräch: Frankfurt, Colmarer Strasse 5, 17.06. 2009

Agenda 1. Kurzvorstellung des Projektes Landebahn Nord- West, Fraport 1.1 Bauaufgabe 1.2 Hauptleistungsmengen 1.3 Bauzeit 1.4 Regelaufbau Flugbetriebsflächen 1.5 Impressionen 2. Begriffsbestimmungen 2.1 Bodenverbesserung/Bodenverfestigung 2.2 Qualifizierte Bodenverbesserung 2.3 Anforderungen 3. Ausführungsplanung 3.1 Vertragliche Leistung 3.2 Vorhandene Bodenverhältnisse 2 Seite 2

Agenda 4. Ursache Nicht tragfähiger Untergrund 4.1 Bodenverhältnisse 5. Lösung / Verfahren 5.1 Verfahren 5.1.1 Bodenaustausch 5.1.2 Qualifizierte Bodenverbesserung 5.2 Staubentwicklung (Planfeststellung / FBF) 5.3 Kriterien zur Entscheidungsfindung 6. Entscheidung 6.1 Abstimmung mit Auftraggeber 6.2 Abstimmung mit Fachplanern 6.3 Optimierung des Aufbaus 3 Seite 3

Agenda 7. Durchführung 7.1 Vorbereitende Maßnahmen 7.2 Logistik 7.3 Durchführung qualifizierte Bodenverbesserung 7.4.Impressionen 8. Entwicklung Frankfurt Airport 4 Seite 4

1. Kurzvorstellung des Projektes Landebahn Nord- West, Fraport 5 Seite 5

Projektbeschreibung Vertragliche Ausführung BB VWB 100 % EP Vertrag Eigenleistung 86 % Nachunternehmerleistung 14 % Auftraggeber Fraport AG Flughafen FFM Land Deutschland Kurzbeschreibung Neubau Landebahn und Rollwege Anbindung an das Rollwegenetz im Norden des Flughafens Bereich 1 Flugbetriebsflächen mit Primärentwässerung Bereich 2 Ableitungssammler Bereich 3 Medienversorgung, neue Feuerwache 4 Bereich 4 Wasserwirtschaftliche Anlagen 6 Seite 6

1.2 Hauptleistungsmengen (1/2) Landebahn in Beton Länge Breite Rollwege in Beton Länge Breite Schulter in Asphalt Breite 2.800 m 45 m 7.800 m 23 m 15 m 7 Seite 7

1.2 Hauptleistungsmengen (2/2) Erdarbeiten FSS HGT Betondecke Bit. Oberbau Entwässerungsleitungen Kabelschutzrohr Schlitzrinnen 4.200.000,0 m³ 400.000,0 m³ 70.000,0 m³ 355.000,0 m² 135.000,0 m² 30.000,0 m 700.000,0 m 16.000,0 m 1.3 Bauzeit 14.09.2009 bis 31.05.2011 21 Monate 8 Seite 8

1.4 Regelaufbau Flugbetriebsflächen Landebahn / Rollbahn Nordwest Beton (OB 0/22 mm, C 35/45), ZTV Beton StB Hydr. gebundene Tragschicht 0/45, ZTV T-StB Frostschutzschicht 0/45, ZTV SoB-StB qualifizierte Bodenverbesserung mit Zement gemäß ZTVE-StB 2009 Gesamtaufbau Asphaltschulter Asphaltbeton 0/11, 50/70, ZTV Asphalt-StB Asphalttragschicht (Typ C), ZTV T-StB Schottertragschicht 0/32, ZTV SoB-StB Frostschutzschicht 0/45, ZTV SoB-StB qualifizierte Bodenverbesserung mit Zement gemäß ZTVE-StB 2009 36 cm 20 cm 39 cm 30 cm 125 cm 4 cm 10 cm 20 cm 41 cm 30 cm Gesamtaufbau 105 cm 9 Seite 9

1.5 Impressionen (1/8) 10 Seite 10

1.5 Impressionen (4/8) BA 2.2 BA 3.2 BA 3.1 BA 1.1 BA 1.2 W BA 1.2 O BA 4 BA 2.2 BA 3.2 BA 3.2 BA 5 BA 3.3 BA 1.3 DP 1 13 Seite 13

2. Begriffsbestimmungen 2.1 Bodenverbesserung Merkblatt für Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen mit Bindemitteln: Bodenverbesserungen sind Verfahren zur Verbesserung der Einbaufähigkeit und Verdichtbarkeit von Böden und zur Erleichterung der Ausführung von Bauarbeiten. Bodenverbesserungen können durch die Zugabe von Bindemitteln, durch die Einbringung anderer geeigneter Baustoffe oder durch andere Maßnahmen erzielt werden. 18 Seite 18

2. Begriffsbestimmungen 2.2 Qualifizierte Bodenverbesserung Merkblatt für Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen mit Bindemitteln: Qualifizierte Bodenverbesserungen können bei Erdarbeiten für Straßen und Verkehrsflächen im Unterbau oder Untergrund, z.b. bei der Herstellung von Dämmen, Böschungen, Hinterfüllungen und des Planumsbereiches, angewendet werden. Hierbei werden die Tragfähigkeit erhöht, die Verformungen verringert und die Frostempfindlichkeit positiv beeinflusst. 19 Seite 19

2. Begriffsbestimmungen 2.3 Anforderungen Für die Erstprüfung gelten die Anforderungen der ZTV E- StB 2009, Abschnitt 12.4.3.1: Druckfestigkeit 0,5 N/mm² nach 28 Tagen CBR-Wert 40 % nach 28 Tagen Wasserlagerung< 50 % Abfall nach 24h Mindestbindemittelmenge 3% Zement (bzw. 4 M.-% Kalk) 20 Seite 20

2. Begriffsbestimmungen 2.3 Anforderungen Für die Eigenüberwachung gelten die Anforderungen der ZTV E- StB 2009: 21 Seite 21

3. Ausführungsplanung 3.1 Vertragliche Leistung Der Aufbau der Landebahn und der Rollbahnen war wie folgt festgelegt: Landebahn / Rollbahn Nordwest Beton (OB 0/22 mm, C 35/45), ZTV Beton StB Hydr. gebundene Tragschicht 0/45, ZTV T-StB Frostschutzschicht 0/45, ZTV SoB-StB Erdplanum gemäß ZTV E- StB mit EV 2 45 MN/ m² 36 cm 20 cm 54 cm Gesamtaufbau 110 cm 22 Seite 22

3. Ausführungsplanung 3.1 Vertragliche Leistung Asphaltschulter Asphaltbeton 0/11, 50/70, ZTV Asphalt-StB Asphalttragschicht (Typ C), ZTV T-StB Schottertragschicht 0/32, ZTV SoB-StB Frostschutzschicht 0/45, ZTV SoB-StB Erdplanum gemäß ZTV E- StB mit EV 2 > 45 MN/ m² Gesamtaufbau 4 cm 10 cm 20 cm 56 cm 90 cm 23 Seite 23

3. Ausführungsplanung 3.2 Vorhandene Bodenverhältnisse Mit den Baugrunderkundungsmaßnahmen wurden erwartungsgemäß bindige Zwischenlagen in den grobkörnigen Böden aufgeschlossen. Aufgrund der wechselnden Tiefenlage dieser Zwischenlagen und der teilweise relativ eng nebeneinanderliegenden Bohrungen ist allerdings davon auszugehen, dass diese Ton- bzw. Schluffschichten mit Dicken von 1 dm bis zu ca. 1,5 m im Regelfall nicht Horizontbeständig sind und maximale Ausdehnunge von von etwa 200 m bis 300 m haben können. Überwiegend wird der tiefere Untergrund im vorliegenden Baubereich aus Mittel- und Grobsand mit unterschiedlichen Kiesbeimengungen sowie vereinzelt aus Kiesen und Sanden bzw. stark Sandigen Kiesen gebildet. Generell zeigt sich der bereits unter Punkt 3.2 infolge der fluviatilen Sedimentation beschriebene rasche Wechsel der Korngrößen. Die vorbeschrieben Böden wurden bis zur Bohrendteufe von max. 30,20 m (68,12 mnn) aufgeschlossen. [Baugrundgutachten] 24 Seite 24

3. Ausführungsplanung 3.2 Vorhandene Bodenverhältnisse Schicht I: Hauptbodenart 1: Schicht II: Hauptbodenart 2: Hauptbodenart 3: Hauptbodenart 4: Hauptbodenart 5: Hauptbodenart 6: Auffüllungen, überwiegend nichtbindig Kies und Sand, schwach schluffig, z. T. steinig; Kies, stark sandig, bis schwach schluffig, z. T. steinig Mittel- und Grobsand, schwach schluffig, schwach kiesig bis kiesig Mittel- und Grobsand, schwach schluffig bis schluffig, schwach kiesig, z. T. schwach humos Schluff, tonig bis stark tonig, sandig bis stark sandig Ton, schluffig bis stark schluffig, schwach feinsandig bis sandig 25 Seite 25

4. Ursache 4.1 Bodenverhältnisse Aufgrund der unterschiedlichen Bodenverhältnisse wird eine Bodenverbesserung aus folgenden Gründen notwendig: unterschiedliche Tragfähigkeit unterschiedliches Setzungsverhalten Folgende Prüfungen zur Erreichung der vorgegebenen Qualität wurden nicht durchgängig erreicht: Verformungsmodul Verdichtung 26 Seite 26

5. Lösung / Verfahren 5.1 Verfahren Folgende Verfahren wurden dem Auftraggeber zur Entscheidungsfindung vorgelegt: Bodenaustausch Qualifizierte Bodenverbesserung 27 Seite 27

5. Lösung / Verfahren 5.1.1 Variante 1: Bodenaustausch Bodenaustausch der nicht tragfähigen Böden Zeitintensiv aufgrund der jeweiligen Entscheidung über das Ausmaß des Bodenaushubs mit AG Bauablaufstörung durch Entscheidungsfindung mit AG Termineinhaltung des engen Zeitplans kritisch Durch Bodenaustausch wird der vorgesehene Bauablauf extrem gestört. 28 Seite 28

5. Lösung / Verfahren Vorteile Bodenaustausch Nachteile Bodenaustausch Geringe Staubentwicklung Auslastung eigenes Personal Auslastung eigenes Gerät Nicht bekanntes Ausmaß der ungeeigneten Bodengruppen Zeitliche Auswirkung nicht exakt planbar Kosten nicht exakt planbar Bauablaufstörung Erhöhte Entsorgungsmengen Erhöhtes Verkehrsaufkommen 29

5. Lösung / Verfahren 5.1.2 Qualifizierte Bodenverbesserung Qualifizierte Bodenverbesserung komplette Flugbetriebsflächen u. zugehöriges Straßennetz Eine Entscheidung über das Ausmaß zu Beginn der Durchführung mit AG Bauablauf durch Entscheidungsfindung mit AG wird nur gering gestört Termineinhaltung des engen Zeitplans unkritisch Durch die qualifizierte Bodenverbesserung wird der vorgesehene Bauablauf kaum gestört. 30 Seite 30

5. Lösung / Verfahren Vorteile qualifiz. Bodenverbesserung Nachteile qualifiz. Bodenverbesserung Bauleistung ist exakt planbar Zeitliche Auswirkung ist exakt planbar Kosten sind exakt planbar Bauablauf ist exakt planbar Keine erhöhten Entsorgungsmengen durch entfallenden Bodenaustausch Böden der Frostempfindlichkeitsklasse F3 können durch eine qualifizierte Boden- Verbesserung die Eigenschaften eines Bodens der Frostempfindlichkeitsklasse F2 Dickenverringerung des frostsicheren Oberbaus (hier 15 cm) Tragfähigkeit, Setzungsverhalten und Witterungsempfindlichkeit wird dauerhaft erhöht Erhöhte Staubentwicklung Erhöhtes Verkehrsaufkommen 31

5. Lösung / Verfahren Fazit: Durch die Behandlung frostempfindlicher Böden mit Bindemitteln kann bei Schonung der Ressourcen an Frostschutzmaterial der Bodenaushub im Untergrund verringert bzw. der Wiedereinbau dieser Böden im Unterbau von Straßen gesteigert werden. Merkblatt über die Verhütung von Frostschäden an Straßen, FGSV 32 Seite 32

5. Lösung / Verfahren 5.2 Staubentwicklung Staubentwicklung wird vertraglich durch folgende Bestimmungen eingeschränkt: Vorbemerkungen: Während der Baumaßnahme sind Vorkehrungen zu treffen, um übermäßige Staubentwicklung zu vermeiden. Planfeststellung zum Ausbau der Verkehrsflughafens Frankfurt Main Aufgrund der Prognose, dass eine Überschreitung der Grenzwerte nach Verordnung über Immisionswerte für Schadstoffe in der Luft 22. BImSchV vorliegen wird, wurden in den Nebenbestimmungen Maßnahmen zur Minimierung der Staubentwicklung festgehalten. Daher ist die Bodenverbesserung innerhalb des Sicherheitsbereichs des Flughafens nicht zugelassen. 33 Seite 33

5. Lösung / Verfahren 5.3 Kriterien zur Entscheidungsfindung 1. Bauzeit Bauablauf war bereits nach hartem Winter 2009/2010 gestört. Ein weiterer Winter (2010/2011) stand noch bevor. 2. Kostensicherheit Aufgrund eindeutiger Bauweise sind Kosten planbar. 3. Qualität Homogene Bauweise durch einheitlichen Aufbau. 4. Bauablauf Besserer Bauablauf durch Regelbauweise 34 Seite 34

6. Entscheidung 6.1 Abstimmung mit Auftraggeber Auftreten des Ereignis Nicht tragfähiger Boden Mitteilung des Ereignis an AG Einreichung Konzepte Bodenverbesserung (Bodenaustausch u. qualifizierte Bodenverbesserung) Genehmigung des Konzeptes qualifizierte Bodenverbesserung durch AG 35 Seite 35

6. Entscheidung 6.2 Abstimmung mit Fachplanern Auftreten des Ereignis Nicht tragfähiger Boden Durchsprache der Prüfungsergebnisse Analyse der Prüfungsergebnisse Erstellung von Konzepten Abwägen der Konzepte Weitergabe der Konzepte an AG 36 Seite 36

6. Entscheidung 6.3 Optimierung des Aufbaus Einbau von 30 cm Bodenverbesserung Einsparung von 15 cm FSS 37 Seite 37

6. Entscheidung 6.3 Optimierung des Aufbaus 38 Seite 38

7. Durchführung 7.1 Vorbereitende Maßnahmen Erstellung der notwendigen Konzepte (Arbeitsvorbereitung) Beauftragung und Absprache mit Lieferanten Beauftragung und Absprache mit Nachunternehmer ggf. notwendige Probefelder erstellen Anpassung des Prüfumfangs und Prüfplans (Erstprüfungen, Eigenüberwachung) Einfügen der zusätzlichen Leistung in den Bauablauf 39 Seite 39

7. Durchführung 7.2 Logistik Erhöhtes Verkehrsaufkommen durch zusätzliche Bindemittellieferung Erhöhter Abstimmungsbedarf durch zusätzliche Leistung In Spitzenzeiten bis zu 100 Fahrzeuge auf der Straße! 40 Seite 40

7. Durchführung 7.3 Durchführung Baumischverfahren (mixed in place) Eingesetztes Bindemittel: Dyckerhoff PKZ Doppel Portlandkalksteinzement EN 197-1-CEM II/ A-LL 42,5 N 41 Seite 41

7. Durchführung 7.3 Durchführung vor der Ausführung ist der Wassergehalt zu überprüfen -Anforderung aus der Erstprüfung sind zu beachten ggf. ist vor dem Fräsen zu Wässern, um den erforderlichen Wassergehalt sicher zu stellen durch Streufahrzeuge wird das Bindemittel auf das vorbereitete Erdplanum ausgestreut. Hierbei muss die Höhenlage des vorverdichteten Planums so eingestellt werden, dass unter Berücksichtigung des Verdichtungsmaßes in der verbesserten Schicht die Sollhöhen unddicke nicht über- bzw. unterschritten werden. (ggf. Probefeld herstellen) mittels einer Bodenfräse wird der anstehende Boden bzw. das vorbereitete Erdplanum und das Bindemittel durchmischt anschließend Herstellung des Feinplanums mittels Grader oder Raupe und Verdichtung bei Extrem-Wetterlagen (starke Sonneneinstrahlung, starker Wind) ist zu wässern, um eine Austrocknung der Oberfläche zu verhindern 42 Seite 42

7.4 Impressionen 43 Seite 43

8. Entwicklung Frankfurt Airport Neues Terminal 3 Ausbau Flugsteig A- Plus mit Abstellflächen für Airbus A 380 50 Seite 50

8. Entwicklung Frankfurt Airport Gateway Gardens Erschließungs- und Konversionsgebiet gateway gardens Fraport AG, neue Firmenzentrale 51 Seite 51

Erfolgreicher Abschluss 52 Seite 52

eine gelungene Erstlandung 53 Seite 53

und zufriedene Auftraggeber 54 Seite 54

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Andreas Darmstadt Bilfinger Berger Ingenieurbau GmbH Niederlassung Verkehrswegebau Bereich Süd- West Standort Frankfurt 55 Seite 55