Spezialtiefbau - Bilfinger Berger Ingenieurbau GmbH

Spezialtiefbau
Bilfinger Berger Spezialtiefbau GmbH
Goldsteinstraße 114
60528 Frankfurt
Tel.: (0 69) 66 88-345
Fax: (0 69) 66 88-277
www.spezialtiefbau.bilfinger.com

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Pont de Normandie, Le Havre,
Frankreich, Tiefgründung auf 180
Großbohrpfählen
Commerzbank Zentrale, Frankfurt am
Main, Tiefgründung auf 111 teleskopierten
Großbohrpfählen
Reichstag, Berlin,
Baufeldfreimachung durch Aufbohren
alter Tunnelteile zum Bau unterirdischer
Verkehrsanlagen
Bohrpfähle
Bohrpfähle gehören zu den wichtigsten Formen der Tiefgründung. Sie
dienen der Abtragung von konzentrierten Bauwerkslasten in tief liegende,
tragfähige Bodenschichten. Ein den Tiefgründungen gleichwertiges
Einsatzgebiet für Bohrpfähle bilden Baugrubenumschließungen in Form von
Pfahlwänden, die auch zu einem festen Bestandteil des späteren Bauwerks
werden können.
Der Durchmesser von Einzelpfählen beträgt bis zu 300 Zentimeter. Die
Herstellung ist in allen Bodenarten möglich. Die Stützung des Bohrlochs
erfolgt zumeist im Schutz einer Verrohrung oder durch Flüssigkeit. Bei
standfestem Boden kann auch eine unverrohrte Herstellung erfolgen. Bei der
Pfahlherstellung selbst kommen unterschiedliche Techniken zur Anwendung:
Mit dem Drehbohrverfahren, das am häufigsten eingesetzt wird, werden verrohrte
und teilverrohrte Pfähle sowie Verdrängerpfähle hergestellt.
Beim Hydraulikverfahren wird das Mantelrohr durch eine oszillierende
Drehbewegung in die Tiefe gedrückt. Parallel dazu löst und fördert ein
Seilgreifer den Boden.
Beim Hochstrasser-Weise-Verfahren wird eine Drehschwinge anstelle der
Verrohrungsmaschine zum Abteufen des Bohrrohrs eingesetzt.
Zusatzmaßnahmen wie Mantel- oder Fußverpressung und
Pfahlfußerweiterung können die Tragfähigkeit von Bohrpfählen entscheidend
erhöhen.
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Rammpfähle
Rammpfähle zählen zu den ältesten Pfahlarten. Früher bestanden sie
aus Holz oder Stahl. Heute kommen neben Stahlpfählen sowohl Fertigbeton
als auch Ortbetonrammpfähle zum Einsatz.
Anker
Anker dienen der Verlagerung der auf Stützbauwerke einwirkenden Kräfte
in den dahinter anstehenden Baugrund oder in den tiefer liegenden
Untergrund. Nach Dauer der Anwendung wird zwischen Temporär- und
Dauerankern, nach der Bodenart zwischen Fels- und Erdankern und nach
der Herstellungstechnik zwischen Verpress- und Nachverpressankern unterschieden.
Verpressanker sind Zugglieder, die in eine Bohrung eingebaut, verpresst
und vorgespannt werden.
Durch gezieltes Einpressen einer Zementsuspension wird im Boden
ein Verpresskörper hergestellt. Als Verpressanker kommen Mehrstabanker,
Litzenanker und Druckrohranker zur Anwendung.
Ein von der Bilfinger Berger AG entwickeltes Abdichtungssystem ermöglicht
die Herstellung von Verpressankern auch gegen stark drückendes
Grundwasser.
Bodenvernagelung
Bei der Bodenvernagelung wird aus natürlich anstehendem Boden eine
künstliche Schwergewichtsmauer hergestellt. Dies erfolgt durch Bodennägel,
die in einer bewehrten Spritzbetonschale verankert sind. Haupteinsatzgebiet
der Bodenvernagelung bildet die vorübergehende oder dauerhafte Sicherung
von Böschungen und Hängen.
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Hochwasserschutzwand Steendiek-
Kanal, Hamburg, Herstellung von
Tubexpfählen
Baugrube Hofgarten, Berlin,
Anker-bohrung mit dem
Überlagerungsbohrverfahren
Baugrube Hofgarten, Berlin, Einbau
von Ankern gegen drückendes Wasser
Stützmauer Hahnweg, Coburg, aufgelöste
Bohrpfahlwand mit Dauerankern
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Erdvernagelung, Lörrach, Einsatz
von Dauerankern zur Baugrubenund
Hangsicherung
Baugrube Landeszentralbank,
Potsdam, Herstellung einer
Weichgelinjektionssohle
Haus Sommer, Berlin, Gründungsarbeiten
mit Hilfe von Großbohrpfählen
und Hochdruckinjektionen
Fußgängerzone Eisenach, Baugrubenumschließung
und Unterfangung
angrenzender Bausubstanz
Das Verfahren kann sowohl bei bindigen als auch bei nichtbindigen, jedoch
temporär standfesten Böden eingesetzt werden.
Injektionen
Injektionen dienen der Baugrundverbesserung. Hierbei werden vorhandene
Hohlräume, wie Poren im Locker- oder Klüfte im Festgestein, mit einer auf
den jeweiligen Baugrund abgestimmten Bohrtechnik aufgeschlossen und
unter Druck mit einem erhärtenden Baustoff verfüllt. Auf diese Weise entsteht
eine Verfestigung oder Abdichtung.
Verfestigungsinjektionen finden bei der Unterfangung von Gebäuden und als
Sicherungsmaßnahme beim Vortrieb von Tunneln und Stollen Anwendung.
Abdichtungsinjektionen dienen der Herstellung von Sohlen für wasserdichte
Baugruben sowie zur Abdichtung von Talsperren und Dämmen gegen Unter-
oder Umläufigkeit von Stauwasser.
Ferner finden sie als Abdichtung von Leckstellen Verwendung. Ein weiteres
Einsatzgebiet ist die Verringerung der Durchlässigkeit des Bodens bei
Arbeiten unter Druckluft oder die Reduzierung des Wasserzuflusses beim
Bau von Kavernen, Tunneln und Stollen.
Die Auswahl des Injektionsmaterials richtet sich nach den Baugrundverhältnissen
und nach dem Anwendungsziel. Wenn aufgrund der
Feinkörnigkeit des Bodens Injektionen mit Feinstbindemitteln nicht mehr
möglich sind, wird das Düsenstrahlverfahren eingesetzt.
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Düsenstrahlverfahren
Der Grundgedanke der Hochdruckinjektion besteht darin, den anstehenden
Boden mit einem Hochdruckstrahl in seinem Gefüge zu lösen beziehungsweise
auszutragen und mit einer Zementsuspension zu durchmischen. Ziel
dieses Verfahrens ist es, eine vom Aufbau des Baugrunds weitgehend unabhängige
Verfestigung oder Abdichtung des Bodens zu erreichen.
Die Anwendungsgebiete der Hochdruckinjektion sind gebäudeunterfan
gun gen, horizontale Dichtsohlen, vertikale Dichtwände und
Bodenverbesserungsmaßnahmen. Folgende Techniken werden beim
Düsenstrahlverfahren eingesetzt:
Beim Einfachverfahren schneidet ein Hochdruckstrahl aus Zementsuspension
den Boden auf und durchmischt ihn mit der Suspension. Dieses Verfahren
eignet sich vor allem für den Einsatz in geringen Tiefen und für horizontale
Hochdruckinjektionen.
Beim Zweifachverfahren wird der Schneidstrahl aus Zementsuspension
mit Druckluft ummantelt. Im Vergleich zum Einfachverfahren können
Hochdruckinjektionssäulen mit wesentlich größerem Durchmesser in weitaus
größeren Tiefen hergestellt werden.
Beim Dreifachverfahren schneidet ein druckluftummantelter Wasserstrahl
den Boden auf. Die Zementsuspension wird über eine weitere Düse unterhalb
des Schneidstrahls bei geringerem Druck eingebracht. Dieses Verfahren eignet
sich besonders für Gebäudeunterfangungen.
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Universitätsklinik Düsseldorf, Bodenverfestigung
mittels Hochdruckinjektion
Baugrube Machabäerstraße, Köln,
freigelegte Hochdruckinjektionssäulen
Wiebeck-Schule, Bad Langensalza,
Herstellung von Hochdruckinjektionen
unter beengten Arbeitsverhältnissen
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Tiefgarage des Deutschen
Bundestags, Bonn, wasserdichte
Baugrube mit patentierten
Ankerköpfen
Dichtwand Hasenfeld, Moers,
Schlitzwandarbeiten
Baugrube City Carré, Berlin,
Schlitzwandherstellung
Zentraldeponie Hünxe/
Schermbeck, Einbau von
Kunststoffdichtungsbahnen in eine 50
Meter tiefe Dichtwand
Schlitzwände
Schlitzwände sind im Boden hergestellte Ortbetonwände, die bis in
große Tiefen reichen können. Die Herstellung der 60 bis 150 Zentimeter
dicken Wände erfolgt mit geräusch- und erschütterungsarmen Verfahren.
Schlitzwände sind besonders verformungsarm und finden daher vornehmlich
im innerstädtischen Tiefbau als Baugrubenumschließung Verwendung. Auf
Grund ihrer relativ hohen Wasserdichtigkeit eignen sie sich als Außenwand
des späteren Bauwerks.
In Sonderfällen werden einzelne Schlitzwandelemente auch zur Tiefgründung
eingesetzt.
Dichtwände
Dichtwände sind vertikale Abdichtungen ohne statische Funktion. Sie werden
nicht bewehrt und zumeist als Einphasenwände hergestellt. Das bedeutet,
dass die stützende Flüssigkeit als Abdichtungsmaterial im Schlitz verbleibt
und langsam erhärtet.
Dichtwände werden zur Umschließung von Mülldeponien, Tanklagern oder
sonstigen industriellen Anlagen verwendet, von denen eine Gefährdung
des Grundwassers ausgehen kann. In besonderen Fällen ist der Einbau von
Kunststoffdichtungsbahnen sinnvoll. Durch das Einstellen von Spundwänden
kann die Dichtwand auch eine statische Funktion übernehmen. Dies ist
immer dann sinnvoll, wenn die Wand nur in einem Teilbereich Erd- oder
Wasserdruck aufnehmen muss.
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Schmalwände
Auch Schmalwände dienen als vertikale Dichtwände zur Absperrung
horizontaler Grundwasserströmungen. Sie werden mit Hilfe von stählernen
Rüttelbohlen hergestellt. Sie kommen bei der Umschließung von
Mülldeponien, der wasserdichten Ausführung von Baugruben und als
Dichtungskern von Erddämmen zum Einsatz. In Kombination mit dem
Düsenstrahlverfahren werden Hochdruckerosionsschmalwände mit Dicken
bis zu 30 Zentimetern hergestellt.
Baugrubenverbau
Im innerstädtischen Tiefbau ist eine Baugrubensicherung durch Böschungen
zumeist nicht möglich, so dass Verbaumaßnahmen notwendig werden. Der
Verbau hat die Aufgabe, die Baugrube zu sichern und eine Auflockerung des
Bodens hinter der Wand zu verhindern. Man unterscheidet verformungsarme
Verbauarten – Bohrpfahl-, Schlitz-, Hochdruckinjektions- oder Frostwände –
und nicht verformungsarme Verbauarten wie Spund- und Trägerbohlwände
oder Bodenvernagelungsmaßnahmen.
Die am meisten verbreitete Verbauart ist die Trägerbohlwand, auch
Berliner Verbau genannt. Hierfür werden Stahlträgerprofile in vorgebohrte
Löcher gestellt, gerammt oder eingerüttelt. Im Zuge des Aushubs wird der
Zwischenraum zwischen den Trägern mit Holz- oder Spritzbeton ausgefacht,
und die Träger erhalten nach statischer Erfordernis eine Verankerung oder
Aussteifung. Spundwände kommen dann zum Einsatz, wenn wasserdichte
Baugruben auszuführen sind oder die Baugrundverhältnisse einen Verbau
mit Ausfachung nicht zulassen.
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U-Bahn Neue Messe München,
Schmalwand zur Abdichtung der
Baugrube
Baugrube Hofgarten, Berlin, rückverankerte
Baugrube mit Kurzzeitankern
Baugrube Schloßstraße, Berlin, ausgesteifter
Baugrubenverbau
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Fahrlachtunnel, Mannheim,
Bodenvereisung
Hydrophonmessung zur
Qualitätssicherung von
Hochdruckinjektionen
Bohrpfahlwände werden als aufgelöste, tangierende oder überschnittene
Wände hergestellt. Der Durchmesser der Pfähle bewegt sich zwischen
30 und 150 Zentimetern. Die Art der Ausführung richtet sich nach der
Belastung, der Geologie und den anstehenden
Grundwasserverhältnissen.
Kleinpfahlwände mit einem Durchmesser von maximal 40 Zentimetern werden
unmittelbar vor bestehenden Gebäuden hergestellt. Sie haben einen
geringen Platzbedarf.
Bodenvereisung
Die Vereisung ist eine temporäre Hilfsmaßnahme zur Herstellung von
Schächten, Baugruben und Tunneln in schwierigen Bodenverhältnissen. In
den Baugrund werden Gefrierrohre eingebaut, in denen ein Kälteträger zirkuliert.
Durch den kontinuierlichen Wärmeentzug bildet sich um jedes Gefrierrohr
ein zylindrischer, gefrorener Bodenkörper. Durch die Vereisung wird eine
erhöhte Festigkeit des Bodens und eine Abdichtung gegen Grundwasser
erzielt. Auch eine künstliche Zugabe von Wasser über Verrieselungsrohre ist
möglich, um einen homogenen Frostkörper aufzubauen.
Qualitätsmanagement
Für den Bestand eines Bauwerks ist die Gründung von ausschlaggebender
Bedeutung. Durch eine zuverlässige Qualitätskontrolle während der
Ausführung muss ihre dauerhafte Funktionsfähigkeit sichergestellt werden.
Die Qualitätskontrolle wird dadurch erschwert, dass sich Spezialtiefbauarbeiten
meist der direkten Beobachtung entziehen. Speziell entwickelte
Prüf- und Messverfahren gestatten es jedoch, die Qualität der Arbeit zuverlässig
zu überwachen und lückenlos zu dokumentieren.
Das Qualitätsmanagementsystem der Bilfinger Berger Unternehmensgruppe
ist nach ISO 9001 aufgebaut und zertifiziert. Seine grundsätzlichen Elemente
sind in einem Handbuch zusammengefasst.
Copyright 2011 Bilfinger Berger Spezialtiefbau GmbH, Mannheim