Spezialtiefbau
Unter dem Begriff Spezialtiefbau werden verschiedenste Methoden und Verfahren zusammengefasst, die sich der Beeinflussung der Locker- und Festgesteinsschichten oder bestehender Bauwerksgründungen widmen, um diese entweder durch Einbringung von Materialien oder mechanischer Bearbeitung in einen gewünschten Zustand zu bringen. Verfolgt wird dabei meist die Verbesserung der Tragfähigkeit, die Verringerung - seltener die Erhöhung - der hydraulischen Durchlässigkeit oder der Einbau bestimmter Bauteile unter schwierigen Bedingungen. Der Spezialtiefbau ist in der Regel gekennzeichnet vom Einsatz spezieller Maschinen und Technologien, die einer stetigen Weiterentwicklung unterliegen. Er ist eng verbunden mit der Geotechnik und bedarf insbesondere bei der Planung und Ausführung entsprechendes Fachwissen.
Leistungsprofil
- Spundwände
- Verankerungen
- Dalben und Rammpfähle
- Baugrubenverbau
- Trägerbohlverbau
- Bohrpfähle
- Hochdruckinjektionsverfahren
- Dichtwände
- Böschungs-, Fels- und Bauwerkssicherungen
- Grundwasserabsenkung
- Rohrvortrieb
- Brunnen- und Hohlraumverwahrung
- Verdichtungsmaßnahme
- Düker
Projektbeispiel
Planung wasserdichter Baugrubenverbau für Neubau Revisionsbecken G734 im Zuge der Erweiterung der vorhandenen Kläranlage der BASF Schwarzheide GmbH
Auftraggeber:
BASF Schwarzheide GmbH, Schipkauer Straße 1, 01986 Schwarzheide
Leistungsphase: Objektplanung IB 1 - 6 | Tragwerksplanung 1 - 6
Zeitraum: 2010 - 2011
Bausumme: 700.000 EUR
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Liebschner, Dipl.-Ing. Jan Dittrich
Erläuterung: Die BASF Schwarzheide GmbH plante zur Revision der vorhandenen beiden Klärbecken ihrer Kläranlage den Neubau eines weiteren Becken als Belebungsbecken für die 2. Und 3. Reinigungsstufe. Aufgrund des geringen Grundwasserflurabstands, war eine Gründung des Bauwerkes unterhalb des Grundwasserspiegels unumgänglich, sodass zu deren Herstellung entweder eine Absenkung des Grundwasserspiegels, oder eine abgedichtete Baugrube erforderlich wurde. Im Rahmen der Planung wurden hierzu verschiedene Varianten des Baugrubenverbaus und der Grundwasserhaltung erarbeitet und miteinander verglichen, die alle das Ziel einer genehmigungsfähigen Lösung bei gleichzeitiger Sicherstellung der Realisierung der Baumaßnahme unter den gegebenen zeitlichen und organisatorischen Randbedingungen verfolgten.
Aufgrund der unsicheren Altlastensituation am Standort der BASF und der damit verbundene Belastung des Grundwassers, wäre eine Reinigung dessen erforderlich geworden. Darüber hinaus bestanden Unsicherheiten hinsichtlich der behördlichen Genehmigung für die notwendige Hebung und Ableitung der großen Grundwassermengen.
Man entschied sich daher, eine abgedichtete Baugrube herzustellen. Diese Variante bot zudem den Vorteil, dass die Menge des abzuleitenden Wassers verringert und somit eine wirtschaftliche Alternative zur offenen Baugrube erreicht werden konnte.
Die 1.850 m² große und 6,0 m tiefe Baugrube wurde letztlich umlaufend bis 80 cm über dem Grundwasserspiegel mit Stahlspundwänden Arcelor AZ12-770 S240 GP, Länge 9,50 m verbaut und darüber geböscht hergestellt. An die Spundwandprofile schloss sich eine 1,20 m dicke, unverankerte und unbewehrte Unterwasserbetonsohle (C25/30, w/z-Wert ≤ 0,6, Mindestzementgehalt 350kg/m³) an.
Die von WTU erbrachten Leistungen beinhalteten die vollständige Planung der Ausführung der Baugrube einschl. der Restwasserhaltung sowie der Erstellung der prüffähigen Tragwerksplanung bis hin zur Vorbereitung der Vergabe der Bauleistungen.
Referenzen Spezialtiefbau (Auszug)
Verladetasse E409, BAS 500 III, Herstellung einer gedichteten Baugrube durch Einbau einer HDI-Sohle
BASF Schwarzheide GmbH
Schipkauer Straße 1, 01986 Schwarzheide
Leistungsphase 3 - 5
Zeitraum: 2013
Bausumme: 1.370.000 EUR
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Liebschner
Bei der Herstellung der Baugrube (Abmessungen ca. 30,0 x 17,0 m) für das geplante Bauwerk wurde festgestellt, dass die notwendige zu hebende Grundwassermenge den von der Unteren Wasserbehörde genehmigten Wert übersteigt. Die geplante Grundwasserabsenkung war aus nicht benannten Gründen nicht in der Lage den Grundwasserspiegel soweit abzusenken, dass innerhalb der Baugrube „trockenen Fußes“ gebaut werden konnte. Um dieses Ziel dennoch zu erreichen, ohne die Entnahme- bzw. Einleitmenge zu erhöhen, wurde die Möglichkeit der nachträglichen Abdichtung der Baugrube durch Einbau einer gedichteten Sohle erörtert. Die Herstellung einer tiefliegenden Dichtsohle mit dem HDI-Verfahren wurde aufgrund der bereits gesammelten guten Erfahrungen auf dem Betriebsgelände der BASF Schwarzheide GmbH gewählt und WTU mit deren Planung beauftragt. Der bereits hergestellte Spundwandkasten verfügte weder über geschlossene Eckverbindungen noch über Schlossabdichtungen, sodass neben der Sohlabdichtung auch eine nachträgliche Abdichtung der Seitenwände vorgenommen werden musste.
Im Ergebnis wurde ein HDI-Körper mit 1100 m³, bestehend aus einer 1,5m mächtigen, mind. 1,50 m unterhalb der Baugrubensohle befindlichen tiefliegenden Dichtsohle und umlaufend aufgehenden Wänden aus Halbsäulen-Düskörpern mit einem Durchmesser von mind. 0,75 m geplant und hergestellt. Zur Qualitätssicherung wurden 2 Probesäulen mit Reichweitenüberwachung durch Hydrophonmessung ausgeführt.
Talsperre Pirk, Hochwasserschadensbeseitigung 06/2013 oberer Bahnschutzdamm
Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen
Betrieb Zwickauer Mulde /Obere Weiße Elster
Muldenstraße 1 08309 Eibenstock
Leistungsphase 1 - 6, BL
Zeitraum: 2015 - 2020
Bausumme: 870.000 EUR
Bearbeiter: Dipl.-Ing. René Schlesinger, Dipl.-Ing. Thomas Liebschner
Durch das Hochwasser im Juni 2013 wurde die Talsperre Pirk stark beaufschlagt. Infolge des hohen Stauspiegels kam es zu ungewöhnlich hohen Sickerwassermengen, die zur Überlastung der luftseitigen Drainage entlang der Bahnlinie Plauen - Bad Brambach führten und somit zum oberflächigem Wasseraustritt am landseitigen Böschungsfuß des Oberen Bahnschutzdammes. Dadurch wurde die fehlende Dichtigkeit des Dammkörpers offensichtlich sowie die beeinträchtigte Schutzwirkung des Dammes gegenüber der Bahnanlage.
Es wurde daher vorgesehen den Damm mittels einer neuen Innendichtung in Form einer Spundwand und in Kombination mit einer Flüssigboden-Dichtwand gegen Durchsickerung zu schützen. Auf der wasserseitigen Böschung wird analog der bisherigen Kubatur des Dammes eine Böschungssicherung aus Betondeckwerksteinen mit Nut-Feder-System und einer Steinschüttung aus Wasserbausteinen hergestellt. Die Hochwasserschutzanlage erhält darüber hinaus Messpunkte und Kontrollpegel zur Bauwerksüberwachung.
Die Bauausführung erfolgt im Frühjahr 2019.
SW-Erschließung Gorden-Oppelhain, Los 4, Verbaustatik Pumpwerk Rückerdorf
Spezialtiefbau Finsterwalde GmbH
Finsterwalder Straße 16
03253 Doberlug-Kirchhain
Tragwerksplanung Leistungsphase 1 - 6
Zeitraum: 2011
Bausumme: 25.000 EUR
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Liebschner
Aufgabe war die Bemessung eines Baugrubenverbaus für die Herstellung eines Pumpwerkes, welches als Fertigteil geliefert und durch einen nahe der Verbauwand stehenden Mobilkran in die Baugrube gehoben werden sollte.
Die Abmessungen der Baugrube waren wie folgt vorgegeben:
- Länge: 7,30 m
- Breite: 5,50 m
- Tiefe: 5,50 m
Der Baugrubenverbau wurde unter Berücksichtigung der Bauzwischenzustände als einfach gestützte, frei aufgelagerte wasserdichte Verbauwand aus Stahlspundwandprofilen AZ 17-700 S355 GP mit 12,50m Länge mit einem umlaufenden Gurtungsrahmen HEB 550 S355 J2G3 geplant und ausgeführt. Als Besonderheit war hierbei die große zusätzliche Verkehrslast aus dem Kranbetrieb von 290 kN/m² zu beachten (entspricht Pratzenlast von 87t auf 3m² verteilt), 1,43 m hinter der Verbauwand beginnend und auf einer Breite von 1,75 m.
Neubau Pumpwerk F239 auf dem Gelände der BASF Schwarzheide GmbH
BASF Schwarzheide GmbH
Schipkauer Straße 1, 01986 Schwarzheide
Objektplanung Leistungsphase 2 - 6
Tragwerksplanung Leistungsphase 2 - 6
Zeitraum: 2010 - 2011
Bausumme: 1.550.000 EUR
Dipl.-Ing. Jan Dittrich, Dipl.-Ing. Thomas Liebschner, Dipl.-Ing. (FH) Gunter Kürbiß, Dipl.-Hydrol. Jens Scheumann
- Planung und Bemessung eines Pumpwerkes mit Bauwerks-, Baugruben- und Verbaustatiken sowie hydrogeologischen Untersuchungen
- Ersatzneubau Pumpwerk mit einer Abgabeleistung von 2 x 550 l/s
- Anschluss an vorh. Kanalisation mit Neuverlegung DN 2000 / DN 1800 (50 m)
- Anschluss an vorhandene Druckleitung DN 800 (20 m)
- Herstellung Baugrube Pumpwerk mit wasserdichtem Spundwandverbau und HDI-Sohle
- Herstellung Baugrube Kanal mit Trägerbohlenwand, HDI-Sohle und HDI-Wänden bei Leitungskreuzungen
Planung wasserdichter Baugrubenverbau für Neubau Revisionsbecken G734 im Zuge der Erweiterung der vorhandenen Kläranlage der BASF Schwarzheide GmbH
BASF Schwarzheide GmbH
Schipkauer Straße 1, 01986 Schwarzheide
Leistungsphase 1 - 6
Zeitraum: 2010 - 2011
Bausumme: 700.000 EUR
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Liebschner, Dipl.-Ing. Jan Dittrich
- Erarbeitung verschiedener Varianten zur Trockenlegung der notwendigen Beckenbaugrube im Hinblick auf die angetroffenen sehr schwierigen Grundwasserverhältnisse mit dem Ziel der Sicherstellung der Realisierung der Baumaßnahme
- Erstellung der notwendigen Baugruben- und Verbaustatiken (Spundwände, Beton- / HDI-Sohlen) für verschieden Szenarien einer wasserdichten Baugrube
- Erarbeitung entsprechender Planunterlagen
- Erstellung der Leistungsverzeichnisse für das Absenken des Grundwassers mithilfe von Tiefbrunnen und Tiefendrainage
- Erstellung eines Leistungsverzeichnisses für die Ausführung einer wasserdichten Baugrube mit Spundwandverbau und Betonsohle
- Größe der Baugrube: ca. 65m x 28m x 3m (5.460 m³)