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Hamburg, 24. September 2015
BAWKolloquiumDienststelle Hamburg
Dr.-Ing. Martin Pohl
Geotechnische Aspekte beiSchleusenbauwerken imÜberblick
www.baw.de
Überblick
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 2
Schlitzwand
Steife
Unterwasserbetonsohle Sohlverankerung
Bohrpfahl
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Schematische Darstellung
Bauablauf / Bsp. Schlitzwand-Baugrube
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 3
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Wandausbildungen
Biegesteife, verformungsarme Wände:SchlitzwandBohrpfahlwand
Kombinierte Wände
Biegeweiche Wände:Wellenspundwand
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 4
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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
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 5
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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
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 6
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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
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 7
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Sohle - Nachweise
Auftriebà Sohlverankerung Länge + Abstandà Überdeckung (tiefliegende Sohle)
Hydraulischer Grundbruchà Wasserstand in Baugrubeà Wandlängeà Ggf. GW-Haltung
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 8
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Bsp. Seeschleuse
Schematische Darstellung (achsensymmetrisch)
Weichboden
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 9
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Schleusen - Randbedingungen
TopographieBebauung / InfrastrukturSchiffsgrößenGW-Beschaffenheit (Chemismus)GW-Stände / TideDeichlinieGeologie Hangschub / Störzone
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 10
www.baw.de
Schleusen - Unikate
Quelle: BAW-Quartett 2012
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 11
www.baw.de
Schleusen - Unikate
HerbrumSpundwandschleuseim Tidegebiet / Schlick
HohenwartheRobuste Pfahlgründung
[Stelzer, O.]
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 12
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
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 13
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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
-------------------------
§ Boden-Bauwerks-Interaktion (FEM); Stoffparameter anhand Laborversuchsdaten
§ Erddruckansätze
§ Geohydraulisches Modell; GW-Strömung
à Planungà Entwurf
Gründungsempfehlung (Auszug)
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 14
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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
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 15
[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
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 16
[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
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 17
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www.baw.de
Beteiligte BAW-Fachbereiche – Bsp. Brunsbüttel
Schleuse
Sturmflutsicherheit, Vorhafengestaltung,Sedimentation, Schiffsführungssimulation
Schleusenbefüllung
Betontechnologie, Massivbau, StahlbauBaugrund, Grundwasser, Grundbau,Erdbau, Deckwerk, Baugrunddynamik
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 18
Geotechnik Bautechnik
WasserbauKüste
WasserbauBinnen
www.baw.de
Beteiligte BAW-Fachbereiche – Bsp. Brunsbüttel
Schleusenbefüllung
Betonkern / Prüfkörper
Baugrunderkundung/ Probebelastung/ Deckwerk
Sturmflutsicherheit / Vorhafengestaltung
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 19
www.baw.de
(Haupt-) Beteiligte über die Zeit
Zeitraum > 10 JahreWissenssicherung, Qualität und Kontinuität
Schleusenbauwerke Überblick | Martin Pohl24.09.2015 | Seite 20
Bundesanstalt für Wasserbau22559 Hamburg
www.baw.de
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