geotechnische aspekte bei schleusenbauwerken im Überblick · hamburg, 24. september 2015...

Hamburg, 24. September 2015

BAWKolloquiumDienststelle Hamburg

Dr.-Ing. Martin Pohl

Geotechnische Aspekte beiSchleusenbauwerken imÜberblick

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Überblick

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Schlitzwand

Steife

Unterwasserbetonsohle Sohlverankerung

Bohrpfahl

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Schematische Darstellung

Bauablauf / Bsp. Schlitzwand-Baugrube

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Wandausbildungen

Biegesteife, verformungsarme Wände:SchlitzwandBohrpfahlwand

Kombinierte Wände

Biegeweiche Wände:Wellenspundwand

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Wandbemessung

Bemessung (üblicherweise) analytisch nach EABselten 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 Erddruckspannungenà Gebrauchstauglichkeit

àWandlänge, Widerstandsmoment, Stützkraft

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Wandstützungen / Bemessung

Steifen: Stahlbeton / Stahl

Rückverankerung:VerpressankerMikropfähle

Erfahrungswerte der Grenzmantelreibungen für spezifische Böden (BAW / EA-Pfähle,Ostermeyer); Einfluss des GW-Chemismusà Ausbildung & Wahl der Elemente

à Verpresskörperlängenà Verankerungslängen (Nachweis Tiefe Gleitfuge)à Stahlzuggliedà Gurtung

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Sohlausbildungen

tiefliegende Sohleà Verzicht auf Sohlverankerungà Herstellung mit HDI (Dichtwirkung fraglich)

dichtende Schichtà Verzicht auf Sohlverankerungà ggf. Wände tiefer zu führen

hochliegende Sohleà robustes Bauverfahrenà Sohlverankerung (Mikropfähle)

hydraulisch offene Sohlegesichert mit Wasserbausteinen

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Sohle - Nachweise

Auftriebà Sohlverankerung Länge + Abstandà Überdeckung (tiefliegende Sohle)

Hydraulischer Grundbruchà Wasserstand in Baugrubeà Wandlängeà Ggf. GW-Haltung

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Bsp. Seeschleuse

Schematische Darstellung (achsensymmetrisch)

Weichboden

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Schleusen - Randbedingungen

TopographieBebauung / InfrastrukturSchiffsgrößenGW-Beschaffenheit (Chemismus)GW-Stände / TideDeichlinieGeologie Hangschub / Störzone

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Schleusen - Unikate

Quelle: BAW-Quartett 2012

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Schleusen - Unikate

HerbrumSpundwandschleuseim Tidegebiet / Schlick

HohenwartheRobuste Pfahlgründung

[Stelzer, O.]

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1248 Bohrpfähle Ø 88 cm

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§ 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)http://www.bau-abc-rostrup.de/de/Weiterbildung/Brunnenbauertage-2014/Downloads-Brunnenbauertage

Beurteilung Baugrund & Grundwasser

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§ Erfahrungswerte Tragfähigkeiten Anker / Pfähle

§ Flach- / Tiefgründung (tragfähige / weiche bindige Böden)

§ Steife / weiche Wandsysteme (angrenzende Bebauung)

§ Ausbildung Kammersohle

§ Hangschub, GW-Beschaffenheit, …

§ Bauverfahren

§ Monitoring

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§ Boden-Bauwerks-Interaktion (FEM); Stoffparameter anhand Laborversuchsdaten

§ Erddruckansätze

§ Geohydraulisches Modell; GW-Strömung

à Planungà Entwurf

Gründungsempfehlung (Auszug)

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Seeschleuse Wilhelmshaven

§ Bau 1936-1945

§ 1947-1949 Demontage+Sprengung

§ Wiederaufbau 1957-1964Nutzlänge 390 m, Nutzbreite 60 m

zweitgrößte Schleuse der Welt (Volumen)

Kleine Schleuse Kiel-Holtenau

§ seit Juni 2014 außer Betrieb

Bauen im Bestand

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[WSA Wilhelmshaven]

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Fachgerechte Ausführung

§ Firmen-know-how

§ Örtliche Bauüberwachung (ÖBÜ); BAW-Kollegen temporär vor Ort

Monitoring

§ Verformungen, Kräfte, Spannungen, …

§ Abgleich mit Prognosen / FEM

Berücksichtigung Stand des Wissens

Ingenieurwissenschaft

§ alle Beteiligten

§ BAW berät: Erfahrungswissen,

eigene Berechnungen & Simulationen,

Forschung

Qualitätssicherung

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[Stodieck, X.]

Verpressanker Baugrubenwand

[Pohl, M.]

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Deckwerk, Anschlüsse, Leitwerke, Dämme

Vorhäfen

Näheres zu Deckwerken siehe: BAWKolloquium (29.08.2013)http://www.baw.de/DE/service_wissen/publikationen/tagungsbaende/tagungsbaende.html

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Beteiligte BAW-Fachbereiche – Bsp. Brunsbüttel

Schleuse

Sturmflutsicherheit, Vorhafengestaltung,Sedimentation, Schiffsführungssimulation

Schleusenbefüllung

Betontechnologie, Massivbau, StahlbauBaugrund, Grundwasser, Grundbau,Erdbau, Deckwerk, Baugrunddynamik

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Geotechnik Bautechnik

WasserbauKüste

WasserbauBinnen

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Beteiligte BAW-Fachbereiche – Bsp. Brunsbüttel

Schleusenbefüllung

Betonkern / Prüfkörper

Baugrunderkundung/ Probebelastung/ Deckwerk

Sturmflutsicherheit / Vorhafengestaltung

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(Haupt-) Beteiligte über die Zeit

Zeitraum > 10 JahreWissenssicherung, Qualität und Kontinuität

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Bundesanstalt für Wasserbau22559 Hamburg

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