Dokumentation 516 Stahlspundwaende (9) Planung … · • ArcelorMittal Duisburg GmbH ... Meiser GmbH • Georgsmarienhütte GmbH • Rasselstein GmbH • Remscheider Walz- und Hammerwerke

Dokumentation 516

Stahlspundwände (9)Planung und Anwendung

Stahl-Informations-Zentrum

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Das Stahl-Informations-Zentrum zeichnetbesonders innovative Anwendungen mit demStahl-Innovationspreis (www.stahl-innovationspreis.de) aus. Er ist einer der bedeutendstenWettbewerbe seiner Art und wird alle drei Jahreausgelobt.

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Stahlspundwände (9) – Planung und Anwendung

Impressum

Dokumentation 516„Stahlspundwände (9) – Planung und Anwendung“ Ausgabe 2010, ISSN 0175-2006

Herausgeber: Stahl-Informations-Zentrum,Postfach 10 48 42, 40039 Düsseldorf

Redaktion: Stahl-Informations-Zentrum

Ein Nachdruck dieser Veröffentlichung ist –auch auszugsweise – nur mit schriftlicher Ge-nehmigung des Herausgebers und bei Quellen-angabe gestattet.

Die zugrunde liegenden Informationenwurden mit größter Sorgfalt recherchiert undredaktionell bearbeitet. Eine Haftung ist jedochausgeschlossen.

Seit 1993 veranstaltet das Stahl-Informations-Zentrum Fachseminare unter dem Titel „Stahl-spundwände – Planung und Anwendung“. Dieauf diesen Veranstaltungen vorgetragenen Refe -rate werden in Dokumentationen zusammen -gefasst. Die vorliegende neunte Ausgabe dieserReihe beinhaltet Beiträge aus den Jahren 2008und 2010. Die bisher erschienenen „Spund-wanddokumentationen“ sind beim Stahl-Infor-mations-Zentrum zu beziehen.

Mitglieder des Stahl-Informations-Zentrums: • AG der Dillinger Hüttenwerke• ArcelorMittal Bremen GmbH• ArcelorMittal Commercial RPS S.à.r.l.• ArcelorMittal Duisburg GmbH• ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH• Benteler Steel Tube GmbH• Gebr. Meiser GmbH• Georgsmarienhütte GmbH• Rasselstein GmbH• Remscheider Walz- und Hammerwerke

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Stahl-Informations-Zentrum

Das Stahl-Informations-Zentrum ist eine Gemeinschaftsorganisation Stahl erzeugenderund verarbeitender Unternehmen. Markt- undanwendungsorientiert werden firmenneutraleInformationen über Verarbeitung und Einsatzdes Werkstoffs Stahl bereitgestellt.

Verschiedene Schriftenreihen bieten einbreites Spektrum praxisnaher Hinweise fürKonstrukteure, Entwickler, Planer und Ver -arbeiter von Stahl. Sie finden auch Anwendungin Ausbildung und Lehre.

Vortragsveranstaltungen schaffen ein Forum für Erfahrungsberichte aus der Praxis.

Messen und Ausstellungen dienen derPräsentation neuer Werkstoffentwicklungenund innovativer, zukunftsweisender Stahlan-wendungen.

Als individueller Service werden auch Kon-takte zu Instituten, Fachverbänden sowie Spezia-listen aus Forschung und Industrie vermittelt.

Die Pressearbeit richtet sich an Fach-, Tages- und Wirtschaftsmedien und informiertkontinuierlich über neue Werkstoffentwicklun-gen und -anwendungen.

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Seite

Beiträge des Fachseminars 2008

Praktische Erfahrungen zur Umstellung der Spundwandbemessung auf die EAU 2004Prof. Dr.-Ing. Josef Steinhoff ......................... 5

Kaiserwörthhafen – Ludwigshafen am Rhein, Bemessung unter Berücksichtigung des neuen EurocodesDipl.-Ing. Wilfried Hackenbroch ................... 11

Logport II – Ufermauererstellung für ein trimodales Containerterminal am Rheinkilometer 771Dipl.-Ing. Holger Neuhaus ............................ 21

Neubau der Mittellandkanal- unterführung U164a in MindenDipl.-Ing. Bernhard Rust Dipl.-Ing. Volker Bensiek .............................. 31

Bauzeit vs. Konsolidierung – Offshorebasishafen Cuxhaven, Liegeplatz 8Dipl.-Ing. Hendrik Neumann ........................ 35

Verlängerung des Baudocks II der Meyer Werft Papenburg und Ausbaumaßnahmen im Fahrwasserbereich der UnteremsDipl.-Ing. Hansjörg Paul ................................ 45

Hochwasserschutz Köln – Planfeststellungsabschnitt 3Dipl.-Ing. Jürgen Rost .................................... 55

Einkapselung einer ehemaligen Tierkörperverwertungsanstalt mit SpundwändenDr. Helmut Fels ............................................ 59

Seite

Beiträge des Fachseminars 2010

Inhalt des Geotechnischen Berichtes mit Hinweisen zum Einbau von SpundwändenProf. Dr.-Ing. Kurt-Michael BorchertDipl.-Geophys. Stephan Achilles .................. 67

Grundinstandsetzung des Teltowkanals in Berlin-NeuköllnDipl.-Ing. Heike Barth ................................... 77

Neubau des Schiffshebewerks NiederfinowBaudirektor Rolf Dietrich ............................. 83

Schleuse FürstenbergDipl.-Ing. Thomas Ernst ................................ 89

Erweiterung des Hafenbeckens, Rheinhafen AndernachDipl.-Wirt.-Ing. Markus Wehres .................... 95

Bemessung der Spundwandgründung der Saale-Elster-TalbrückeDr.-Ing. Jens U. Neuser .................................. 98

Ausführung der Spundwandgründung der Saale-Elster-TalbrückeDipl.-Ing. Jörg Gnauert ................................ 105

Waldschlösschenbrücke DresdenDipl.-Ing. Hendrik Häupel ........................... 111

Anschriften der Autoren ......................... 122

Inhalt

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Praktische Erfahrungen zur Umstellung der Spundwandbemessung auf die EAU 2004

1 Einleitung

Im Rahmen der Harmonisierung der natio-nalen technischen Regelwerke in Europa wur-den die DIN 1054 und die Empfehlungen desArbeitsausschusses „Ufereinfassungen“ auf dasTeilsicherheitskonzept umgestellt. Die Grund -lagen des neuen Bemessungskonzeptes sind in[1], [2] und [3] anschaulich dargestellt. Seit Be-ginn des Jahres 2008 erfolgt die Bemessung vonUferspundwänden zwingend auf der Grundlageder DIN 1054-2005 in Verbindung mit den quasi-normativen Empfehlungen des Arbeitsausschusses„Ufereinfassungen“: Häfen und Wasserstraßen,EAU 2004. Erste praktische Erfahrungen mit demneuen Bemessungskonzept ergeben den Ein-druck, dass aus der Bemessung nach EAU 2004stets größere Fußeinbindungen der Spundwänderesultieren als aus einer Bemessung auf derGrundlage der EAU 1990. Auch würden sowohldie Bemessungsmomente als auch die Ankerkräftegrößer. In der Folge müssten stärkere Spund -wand profile und längere Anker in Verbindungmit höheren Stahlgüten gewählt werden. Ins -besondere die Vergrößerung der Einbindelängeführe zudem zu deutlich höheren Anforderun-gen an die Einbringtechnik. Insgesamt würdendaher die Kosten durch die Umstellung auf dasneue Bemessungskonzept erheblich steigen.

Anhand eines konkreten Beispiels soll imFolgenden die Allgemeingültigkeit dieser Aus -sagen durch einen Vergleich der Bemessungs -ergebnisse nach EAU 1990 und EAU 2004 über-prüft werden. Des Weiteren sollen Wege auf -gezeigt werden, wie die rechnerisch erforder -liche Fußeinbindung verkürzt werden kann.

Bild 1 zeigt eine typische Bemessungssitua-tion für eine Uferspundwand im Binnenland.Die Wand wird vom Wasser aus gerammt undnachträglich hinterfüllt. Als statisches Systemwird eine einfach verankerte, im Boden voll ein-gespannte Wand gewählt.

2 Bemessung nach EAU 1990

Gemäß EAU 1990 wird die Bemessung derSpundwand unter Verwendung der Rechenwerteder Scherparameter durchgeführt. Diese mit

„cal“ bezeichneten Werte werden aus den cha-rakteristischen Scherparametern durch Abmin-derung mit Teilsicherheitsbeiwerten gewonnen.Typische Werte sind in Bild 2 angegeben. DieErmittlung der Schnittgrößen und der Einbinde-länge erfolgt nach Blum unter Berücksichtigungeines resultierenden Erdwiderstandes unterhalbder Baugrubensohle. Der Erdwiderstand wirdin der Regel mit einer Sicherheit EP = 1,0 be-legt, also nicht weiter abgemindert.

Bild 1: Berechnungsbeispiel

Bild 2: Bemessungssituation EAU 1990

Praktische Erfahrungen zur Umstellung der Spundwandbemessung auf die EAU 2004Prof. Dr.-Ing. Josef Steinhoff

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Die Bemessung führt zu den in Bild 3 dar-gestellten Ergebnissen. Die erforderliche Fuß-einbindung beträgt T = 5,04 m bei genauer Er -mittlung des Längenzuschlags zur Aufnahmeder Ersatzkraft C bzw. T = 5,52 m bei einer übli -chen pauschalen Erhöhung der rechnerischenEinbindelänge um 20% (E 56 EAU 1990).

Unter gewissen Voraussetzungen kann aufder Grundlage der E77 eine indirekte Erddruck -umlagerung durchgeführt werden. Im vorliegen -den Fall sind die Voraussetzungen für eine in -direkte Erddruckumlagerung zweifelhaft. EineMomentenabminderung infolge indirekter Erd-druckumlagerung ist nach E77 nicht zulässig,wenn die Spundwand zwischen Gewässersohle

und Verankerung größtenteils hinterfüllt undanschließend vor ihr nicht so tief gebaggertwird, dass eine ausreichende zusätzliche Durch-biegung entsteht. Dies ist in dem Beispiel wohlnicht der Fall. Zur besseren Vergleichbarkeitwurden die Schnittgrößen sowohl mit als auchohne indirekte Erddruckumlagerung ermittelt.

3 Bemessung nach EAU 2004

Die Bemessung auf der Grundlage des Teil-sicherheitskonzeptes erfolgt unter strikter Tren-nung von Einwirkungen und Widerständen. Eswird daher kein resultierender Erdwiderstandgebildet, sondern zunächst davon ausgegangen,dass sich der Erdwiderstand als Auflager vor derWand darstellt (Bild 4). Nach Festlegung desstatischen Systems und Vorabschätzung der er-forderlichen Fußeinbindung werden die Auf -lagerkräfte und Schnittgrößen unter charakte-ristischen Einwirkungen ermittelt. Im Anschlusswird nachgewiesen, dass die Bemessungswerteder Einwirkungen kleiner sind als die Bemes-sungswerte der Widerstände. Der Bemessungs-wert einer Einwirkung ergibt sich durch Multi-plikation der charakteristischen Einwirkung miteinem Teilsicherheitsbeiwert und der Wider-stand durch Division durch einen Teilsicher-heitsbeiwert.

Die Bemessung wird für die charakteristi-schen Werte der Scherparameter durchgeführt.Diese Werte entsprechen nicht den Rechen-


Bild 3: Ergebnisse derBemessungnach EAU 1990

Bild 4: Bemessungs -situation EAU2004

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werten nach EAU 1990, da diese ja aus dencharakteristischen Werten durch Abminderungmit Sicherheitsbeiwerten entstanden sind. DerAnsatz gleicher Scherparameter führt somit beieiner Berechnung nach EAU 2004 zwingend zueiner ungünstigeren Bemessung.

Im Berechnungsbeispiel werden daher dieden Rechenwerten der Scherparameter zuge-ordneten charakteristischen Werte angesetzt.

Die EAU 2004 ermöglicht in Abhängigkeitvom Herstellungsverfahren und von der Lageder Verankerung eine direkte Erddruckumlage-rung. Dies ist ausdrücklich zu begrüßen, da soeine genauere Verteilung des Erddrucks betrach-tet werden kann.

Für die Bestimmung des Erdwiderstandes istzu berücksichtigen, dass bei Reibungswinkeln

k’ > 35° gekrümmte Gleitflächen anzusetzensind. Diese Regelung galt auch schon in derEAU 1990, bezog sich dort jedoch auf den Re-chenwert des Reibungswinkels. Eine äquivalenteAnpassung hätte zu dem Kriterium k’ > 37,5°geführt. Hierauf wurde in Anlehnung an dieEmpfehlungen des Arbeitskreises „Baugruben“,EAB, verzichtet. Dies hat in vielen Fällen erheb-lichen Einfluss auf die Berechnung des Erdwider-standes. Zwar unterscheidet sich die Größe desErdwiderstandes unter Verwendung von ebenenoder gekrümmten Gleitflächen nur gering, wennfür gekrümmte Gleitflächen ein Wandreibungs-winkel von p = - k’ berücksichtigt wird. DieKontrolle des inneren Gleichgewichts der Ver -tikalkräfte führt jedoch häufig zu einer Reduzie -rung des Wandreibungswinkels und somit zueiner Abminderung des Erdwiderstandes.

Bild 5 zeigt die Berechnungsergebnisse un-ter Zugrundelegung der Teilsicherheitsbeiwertefür Dauerbauwerte. Mit p = - k’ ist das innereGleichgewicht der Vertikalkräfte nicht erfüllt.Rechnerisch würde sich die Wand nach obenbewegen. Der Wandreibungswinkel ist daherabzumindern, was zu einer Verlängerung dererforderlichen Fußeinbindung von T = 6,18 aufT = 6,88 m führt. Wäre das Kriterium äquivalentumgesetzt worden, wäre eine Einbindung vonT = 5,85 m ausreichend gewesen. Dieser Effekttritt genau für die typischen Böden auf, für diebisher ein Berechnungswert des Reibungswin-kels von cal ‘ = 35° angesetzt wurde. Des Wei-teren liegen die Größen sowohl des bemes-sungsrelevanten Feldmoments als auch derAnkerkraft und der Ankerlänge oberhalb derWerte nach EAU 1990.

Für die meisten Anwendungsfälle bietet dieEAU allerdings die Möglichkeit, den Teilsicher-heitsbeiwert für den Wasserdruck von G = 1,35auf G,red = 1,20 zu reduzieren (siehe E 216) so-

wie die Ermittlung des Bemessungswertes desBiegemomentes für einen reduzierten Teilsicher-heitsbeiwert EP,red = 1,2 für den Erdwiderstanddurchzuführen. Die auftretenden Momente lie-gen dann unterhalb der Werte nach EAU 1990,falls keine indirekte Erddruckumlagerung be-rücksichtigt wurde. Dies zeigt, dass in der Regelbei einer Bemessung nach EAU 2004 tatsächlichdie erforderliche Einbindelänge größer wird,diese Aussage aber nicht allgemeingültig für dieSchnittgrößen zur Bemessung der Spundwandgilt.

Bild 5: Ergebnisse der Bemessung nach EAU 2004

Bild 6: Ergebnisse der Bemessung nach EAU 2004 unterBerücksichtigung reduzierter Teilsicherheitsbeiwerte

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Unter Beachtung des reduzierten Teilsicher -heitsbeiwerts für den Erdwiderstand ergäbe sicheine erforderliche Einbindung von T = 6,14 m,die deutlich geringer ist als die bisher maßgeb-liche Einbindung von T = 6,88. Der reduzierteTeilsicherheitsbeiwert gilt jedoch nicht für denNachweis der erforderlichen Fußeinbindung.Durch eine Änderung des statischen Systemskann jedoch erreicht werden, dass die Einbin-dung von T = 6,14 m maßgebend wird.

Zunächst wird die Berechnung für eine volleingespannte Wand unter Berücksichtigung des

reduzierten Teilsicherheitsbeiwerts EP,red = 1,2durchgeführt.

Diese Berechnung ist maßgebend für dieBiegebemessung der Spundwand. In einemzweiten Schritt wird das statische System geän-dert, indem nur noch von einer prozentualenEinspannung im Boden ausgegangen wird. Dieprozentuale Einspannung wird so lange reduziert,bis die gleiche Einbindung unter Ansatz von

EP = 1,4 erforderlich wird. Diese Berechnungwird maßgebend für die Einbindelänge, die jetztallerdings mit der vorherigen Berechnung über-


Bild 8: Ergebnisse derBemessungnach EAU 2004bei prozentualerEinspannung für EP

Bild 7: Vorgehensweise zur Reduzierung der erforderlichen Fußeinbindung

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einstimmt, sowie für die Ermittlung der Anker-kraft und Ankerlänge. Man erkauft sich nachdieser Berechnungsmethode eine geringere Ein-bindelänge durch eine höhere Ankerkraft.

Bild 8 enthält den Vergleich der maßgeb-lichen Berechnungsergebnisse.

Es zeigt sich erneut, dass sich durch Um-stellung des Bemessungskonzeptes eine deut -liche Erhöhung der Einbindelänge ergibt. DieMehrlänge kann jedoch durch Anpassung desstatischen Systems reduziert werden. Der Ein-fluss auf die Schnittgrößen und die Ankerkraftschwankt je nach Bemessungssituation. UnterBerücksichtigung der reduzierten Teilsicherheits-beiwerte weichen die Ergebnisse nicht wesent-lich von der Bemessung nach EAU 1990 ab.

4 Einfluss der Scherparameter des BodensDer bisher entstandene Eindruck, dass auch

die Bauteilbemessung deutlich ungünstiger wird,lässt sich daher nicht allein durch die Umstel-lung des Bemessungskonzeptes erklären. Viel-fach wurden in den bisher auf der Grundlagedes neuen Bemessungskonzeptes aufgestellten

Berechnungen die charakteristischen Scher -parameter der Bodens k’ mit den bisherigenRechenwerten cal ’ gleichgesetzt. Dies führtunweigerlich zu einem Anstieg der Bemessungs-schnittgrößen. Für eine wirtschaftliche Bemes-sung ist es daher zwingend, möglichst hohe,aber natürlich durch eine ausreichende Bau-grunderkundung abgesicherte Scherparameteranzusetzen. Die EAU 2004 beinhaltet in E 9 einegute Übersicht über Erfahrungswerte der boden-mechanischen Kenngrößen. Für dicht gelagerteSande und Kiese werden Reibungswinkel bis

k’ = 40° als auf der sicheren Seite liegend an-gegeben. In Baugrundgutachten werden dieseReibungswinkel aber bisher selten genannt. Imvorliegenden Beispiel würde der Ansatz einesReibungswinkels von k’ = 40° zu einer deutlichgünstigeren Bemessung führen.

5 Zusammenfassung

Die Bemessung von Uferspundwänden aufder Grundlage der EAU 2004 führt allgemein zueiner größeren erforderlichen Fußeinbindung.Für eine wirtschaftliche Bemessung ist es erfor -derlich, die neu geschaffenen Möglichkeiten

Bild 9: Einfluss des Reibungswinkels

’ auf die Bemessungs -ergebnisse

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der EAU 2004 zu nutzen. Hierzu gehören diedirekte Berücksichtigung einer Erddruckumlage-rung, die mögliche Reduzierung von Teilsicher -heitsbeiwerten für den Wasserdruck und denErdwiderstand sowie der Ansatz realistischerScherparameter des Bodens. Der Einfluss desneuen Bemessungskonzeptes auf die Bauteil -bemessung von Ankern und Spundwänden istnicht eindeutig. Werden alle Möglichkeiten aus-geschöpft, sind die auftretenden Schnittgrößenund Ankerkräfte vergleichbar. In Zukunft wirddie Bemessung der Bauteile nach EAU 2004 aufder Grundlage des Eurocodes 3 Teil 5 erfolgen.Die Umstellung auf den Eurocode wird dann inder Regel zu einer deutlich günstigeren Bauteil-bemessung führen.

6 Literatur

[1] Geotechnische Nachweise von Spundwand-konstruktionen nach Eurocode 7 und DIN 1054:2005,Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach, Dokumentation 598, Stahl-Informations-Zentrum

[2] Neues Sicherheitskonzept nach DIN 1054und EAU, Dr. Michael Heibaum, Dokumentation 582, Stahl-Informations-Zentrum

[3] Spundwandberechnung nach neuer DIN1054 am Beispiel einer HWS-Wand, Dr.-Ing. Karl Morgen, Dokumentation 582, Stahl-Informations-Zentrum

[4] Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufereinfassungen“: Häfen und Wasserstraßen,EAU 2004, der Hafenbautechnischen Gesell-schaft e.V. und der Deutschen Gesellschaft fürGeotechnik e.V.

[5] DIN 1054, Ausgabe Januar 2005


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Kaiserwörthhafen – Ludwigshafen

1 Vorbemerkungen

Am Projektbeispiel einer typischen Hafen-wand in Stahlspundwandbauweise in einemBinnenhafen, hier für ein Containerterminal,werden die unterschiedlichen Ergebnisse derBemessung nach „alter“ und „neuer“ Norm ge-zeigt und einige Probleme bei der Bemessungnach den neuen Vorschriften angesprochen.

Die Bemessung des ersten Bauabschnittesder Spundwand erfolgte im Jahr 2002 nach „alterEAU“ (EAU 1990), die Bemessung des zweitenBauabschnittes im Jahr 2006 nach „neuer EAU“(EAU 2004) und Eurocode DIN EN 1993-5:2005(EC 3-5).

Weiterhin werden einige Projektbesonder-heiten erläutert.

2 Allgemeines

Der Hafen Ludwigshafen stellt sich als idealeDrehscheibe für den trimodalen Verkehr derRhein-Neckar-Region dar, da dort eine enge An-bindung von Straße und Schiene an die Wasser-straße des Rheins vorhanden ist.

Die Verbindungen reichen von Hamburgund Bremen im Norden, Rotterdam und Ant-werpen im Nordwesten bis weit in den Südenund Osten Europas (Bild 1).

1980 wurde die erste Containerverlade -brücke am Zollhofhafen in Betrieb genommen;1990 kam die zweite Kranbrücke hinzu. Im Laufeder Zeit wurde die Lage im Zentrum von Lud-wigshafen jedoch zu eng. Raum für einen weite-ren Ausbau war nicht vorhanden und so mussteein geeignetes anderes Gelände gesucht werden.Dieses wurde im Südwesten Ludwigshafens, imKaiserwörthhafen, gefunden (Bild 2).

Zwischen 2002 und Ende 2004 errichtetendie Hafenbetriebe Ludwigshafen im Kaiserwörth-hafen ein neues trimodales Terminal mit dreiContainerverladebrücken für den wasser-, bahn-und landseitigen Umschlag. Betreiber ist dieTriPort GmbH.

Am ehemaligen Standort des Containerter-minals, am Zollhofhafen, entsteht zurzeit eingroßes Einkaufscenter, die Rheingalerie Lud-wigshafen.

Kaiserwörthhafen – LudwigshafenBemessung unter Berücksichtigung des neuen EurocodesDipl.-Ing. Wilfried Hackenbroch

Bild 1: Übersichtskarte

Bild 2: Übersichtskarte Ludwigshafen

Kaiserwörthhafen

Früheres Containerterminal

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3 Ufersituation

Die alte Ufersituation am Containerterminalist in Bild 3 und 4 zu sehen. Im überwiegen-den Bereich war ein geböschtes Ufer vorhan-den. Im Restbereich überlappt das Container -terminal mit der alten Ufer mauer, bestehendaus einer verankerten Schwergewichtsmauermit vorgesetzter Fußspundwand. Außerhalbdes Containerterminals sind noch alte Lager-hallen und andere Umschlaganlagen vor -handen.

Nach Herstellung der neuen Uferwand inSpundwandbauweise stellt sich die heutige Situ-ation dar, wie auf Bild 5 zu sehen. Der ersteBau abschnitt mit 300 m Länge wurde im altenBöschungsbereich in den Jahren 2002/2003ge baut. Der zweite Bauabschnitt von 115 mLänge wurde in den Jahren 2006/2007 vor dievorhandene alte Ufermauer gesetzt.

Ursprünglich war nur BA 1 geplant, durchFlächenvergrößerung und nicht ausreichendeTragfähigkeit der Ufermauerkonstruktion für dieneue Nutzung wurde dann BA 2 erforderlich.


Bild 3: Alter Böschungsbereich (BA 1) nach Abtrag der Böschungsbefestigung

Bild 5: Blick auf die Uferwand – Trimodales Containerterminal

Bild 4: Alte (vorhandene) Ufermauer (BA 2)

Bauabschnitt 1ca. 300 m Bauabschnitt 2

ca. 115 m

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4 Uferspundwand, erster Bauabschnitt

4.1 Regelquerschnitt

Die Spundwand wurde in die Böschung ge-rammt/gerüttelt und 1-fach mit RV-Pfählen ver-ankert. Der später hergestellte Kranbahnbalkenist unabhängig von der Uferkonstruktion aufBohrpfählen gegründet.

Der Baugrund stellt sich im Bereich ca. ober-halb der Ebene Hafensohle als locker bis mittel-dicht gelagerter Sand, darunter als dicht bis sehrdicht gelagerter Kies dar (Bild 6).

4.2 Bemessungsgrundlagen

• EAU 1990 (cal -Konzept, d.h. Erhöhung Erd -druck und Verminderung Erdwiderstand durchabgeminderte Bodenkennwerte, „Sicherheit“für das Erdauflager Ep = 1,0)

• Volle Einspannung unterhalb der rechneri-schen Hafensohle

• Gurtung (Ankerlage) 3,20 m unter OK-Spund-wand

• Berechnungssohle mit 1,0 m Kolk• Lastannahmen (Verkehrslast 50 kN/m2, Trossen-

zug 200 kN/100 kN, Wasserüberdruck 1,0 m)

• Klassischer Erddruck, Verzicht auf Momen-tenabminderung trotz Abgrabung vor derWand

• LF 1 (p + wü)• LF 2 (p + wü + Trossenzug)• Rammtiefenermittlung unter Beachtung der

Bedingung V = 0, volle Einspannung in allenLastfällen

• Spundwandbemessung nach DIN 18800 bzw.EAU E 20

5 Uferspundwand, zweiter Bauabschnitt

5.1 Regelquerschnitt

Die alte Schwergewichtsmauer wurde 1920in einem geböschten Ufer gebaut. 1960/61 er-folgte beim Hafenbeckenausbau die erste Siche-rung der Schwergewichtsmauer durch eine vor -gesetzte Spundwand und eine Rückverankerungmit MV-Pfählen. In Teilabschnitten 1993 und2002 wurde eine zusätzliche Spundwand vordie Wand gerammt und mit dieser gekoppelt,bedingt durch Korrosion der alten Spundwandund eine weitere Hafensohlenvertiefung (Bild 7,Seite 14).

Bild 6: Regelquerschnitt erster Bauabschnitt (300 m Länge)

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Die neue hohe Spundwand wurde, nachdemdie vorhandene niedrige Spundwand gezogenwar, vor die Wand gerammt und mit Bohrver-presspfählen rückverankert. Ansonsten beste-hen nur kleine Abweichungen gegenüber demersten Bauabschnitt.

Die Bodenverhältnisse stellen sich ungefährwie im Bereich des ersten Bauabschnittes dar.

5.2 Bemessungsgrundlagen

• EAU 2004 (Teilsicherheitskonzept)• Volle Einspannung unterhalb der rechneri-

schen Hafensohle für Schnittgrößenermitt-lung mit Ep,red, Teileinspannung für alle an-deren Nachweise mit Ep.

• Gurtung (Ankerlage) 3,50 m unter GOK in -folge Zwangspunkten in alter Mauer

• Berechnungssohle mit 1,0 m Kolk• Lastannahmen wie erster BA• Klassischer Erddruck analog erste BA• Keine Berücksichtigung evtl. Resttragfähigkeit

der alten Uferkonstruktion• LF 1 (p + wü)• LF 2 (p + wü + Trossenzug)• LF 3 (Erdbeben, Zone 1) – nicht maßgebend• Rammtiefenermittlung unter Beachtung der

Bedingung V = 0• Spundwandbemessung nach EC 3–5

5.3 Bemessung nach EC 3–5

Die Berechnung erfolgte im Jahr 2005/An-fang 2006. Zu diesem Zeitpunkt war der EC 3–5als Vornorm erschienen und der dazugehörigeNationale Anhang in der Entstehung, in EAU2004 ist der EC 3–5 als Bemessungsnorm vor -gegeben.

Das Spundwandprofil wurde wie im Bauab-schnitt 1 gewählt (Bild 8).

Nach EC 3–5, Tab. 5-1 wird die gewählteU-Bohle in Klasse 2 eingestuft, das bedeutet:Verfahren Elastisch-Plastisch (Elastische Schnitt-größenermittlung, Ausnutzung der plastischenQuerschnittswerte) wäre zulässig.

Das Profil hat ein ca. 18 % höheres plasti-sches Widerstandsmoment gegenüber dem


Bild 7: Regelquerschnitt zweiter Bauabschnitt (115 m Länge)

Bild 8: Spundwandprofil L4S

~ 244

440 y´

y

y´´

1.000

131,0

43,7

69,5º 15,5

y

y´´

y´10,0

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elastischen Wert (Wel = 2.500 cm3/m, Wpl =2.956 cm3/m), aber die Abminderung mit demFaktor B ist zu beachten.

Der Querschnitt-/Momentenwiderstand er-gibt sich allgemein zuMc,Rd = B ·Wpl ·fy/ M0 (plast. Widerstandsmoment)Mc,Rd = B ·Wel ·fy/ M0 (elast. Widerstandsmoment)

Hier wurde der Nachweis Elastisch-Elastischgewählt, da nach dem Nationalen Anhang (NA)bei Ansatz der plastischen Querschnittswider-stände eine Abminderung mit B ~ 0,8 ... 0,9erforderlich gewesen wäre. Damit wäre der Vor-teil der plastischen Berechnung wieder aufge-zehrt, da gemäß NA für U-Bohlen mit schub-fester Schlossverriegelung bei Ansatz elastischerQuerschnittswiderstände B = 1,0 angesetztwerden darf, was indirekt einen „Bestands-schutz“ für unsere alten Bemessungsverfahrenvon U-Bohlen darstellt. Der Teilsicherheitsbei-wert der Materialseite wurde nach NA (bzw.darin angegebenen Querverweisen auf DIN EN1993-1-1/NA) auf M0 = 1,0 gesetzt.

Für die Bemessung sind natürlich auch dieNormal- und Querkräfte zu beachten, die durchentsprechende Interaktionsformeln berücksich-tigt werden. Allerdings bleibt bei kleinen N-und Q-Werten, wie im vorliegenden Fall, nurder Momentenwiderstand als Bemessungswider-stand maßgebend.

6 Vergleich der BemessungsergebnisseDie Bemessung nach „alter Norm“ (BA 1)

ergab für das Stahlspundwandprofil eine 99%igeSpannungsausnutzung (maßgebend war LF 2),auf eine Momentenabminderung für „abgegra-bene Wand“ wurde aber verzichtet, sonst wäredie Ausnutzung etwas geringer.

Die Bemessung nach „neuer Norm“ (BA 2)ergab eine Profilausnutzung von 77 %, wobeisich aus den Systemunterschieden und Ansätzender Bodenkennwerte im Vergleich zum erstenBA nur geringe Differenzen ergeben. Insbe -sondere ist hier der Ausnutzungs-Unterschiedim Ansatz des Materialteilsicherheitsbeiwertes

M0 = 1,0 begründet (Bild 9).Die Spundwandeinbindetiefe nach „neuer

Norm“ ist trotz des Ansatzes „Teileinspannungbzw. Volleinspannung nur für Schnittgrößen -ermittlung“ ca. 80 cm länger als im ersten Bau-abschnitt.

Eigentlich hätte der „Nachweis gegen Ver-sinken“ mit den für den zweiten Bauabschnittvorgegebenen charakteristischen Werten desSpitzen drucks und der Mantelreibung noch eineum ca. 1 m längere Einbindetiefe ergeben, ob-wohl die Spundwand nur „innere Vertikallasten“(Vertikalanteile Erddruck/-widerstand und ausAnkerneigung) erhält. Auf diese Verlängerung

Bild 9: Vergleich der Bemessungsergebnisse

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wurde aber dann mit Blick auf die identischenVertikal belastungsverhältnisse im ersten BAund die sehr konservativ angegebenen Spitzen-druck-/Mantelreibungswerte verzichtet.

Fazit:Die Stahlprofilbemessung nach „neuer Norm“stellt im Vergleich zur „alten Norm“ kein Pro-blem dar, die Ergebnisse werden etwas günsti-ger als früher, hier ist eine Materialersparnismöglich. Die Spundwandlängen/-einbindetiefenkönnen aber – je nach Bodenverhältnissen –deutlich ungünstiger werden als früher.

7 Probleme bei der Bearbeitung/ Bemessung nach den „neuen Normen“

• RechtssicherheitZum Zeitpunkt der Einführung der EAU 2004lag die dort angegebene Stahl-BemessungsnormEC 3–5 noch nicht im Weißdruck vor, ebensofehlte noch der Nationale Anhang, hier mussteder Stand der jeweiligen Norm erst bei den be-troffenen Ausschüssen/Arbeitskreisen „hinter-fragt“ werden.

Zukünftig sollten schneller eindeutigere Fest-legungen getroffen werden, wenn nötig auchz.B. durch Übergangsregelungen, die allen An-wendern kurzfristig „durch Veröffentlichung“an die Hand gegeben werden.

• Zutreffende BaugrundkennwerteAlte „cal-Werte“ werden oftmals nicht inzutreffende charakteristische Werte umgewan-delt, wodurch ein zusätzlicher Nachteil für dieBemessung mit den neuen Normen auftritt.Auch sollten für den Spitzendruck zutreffendetiefenabhängige Werte angegeben werden.

• Nachweis der vertikalen TragfähigkeitDer „Nachweis gegen Versinken“ bei Uferwän-den nach dem neuen Konzept mit Bemessungs -werten sollte überdacht werden. Hier gibt esfür Wände, die keine wesentlichen äußerenVertikallasten abzutragen haben, nach demneuen Konzept eine deutliche Verschlechterung,die m.E. nicht begründbar ist. In diesen Fällensollte eigentlich dieser Nachweis nicht maßge-bend für die Einbindetiefe der Wände werden.

8 Projektbezogene Besonderheiten

8.1 Erster Bauabschnitt

Bei der RV-Pfahl-Herstellung blieben einigePfähle in sehr dicht gelagerten Kies-/Sandbän-dern stecken. Es wurde eine Lösung durchVordüsen (im Düsenstrahlverfahren) gefunden.Direkt nachlaufend wurden die RV-Pfählegerammt bzw. „eingedrückt“, bei den letzten3–4 m Pfahllänge, die nicht vorgedüst wurden,erfolgte dann eine normale RV-Pfahl-Rammung(Bild 10).

8.2 Zweiter Bauabschnitt

Die Schwierigkeit bei der Herstellung derSpundwand im zweiten Bauabschnitt bestandim erforderlichen Ziehen der vorhandenenschrägen Fußspundwand, um den Achsversatzzum ersten Bauabschnitt zu minimieren.

Die Spundwand wurde in kleinen Abschnit-ten (ca. 10 m) gezogen, der Füllbeton abgemei -ßelt und danach eine Vorschüttung aus Schlackeeingebaut.

Dieser Zustand entsprach dann dem altenZustand vor der ehemaligen Herstellung derFußspundwand. Der Einflussbereich der Wandauf der Kaifläche wurde in diesem Bauzustandweitestgehend lastfrei gehalten.

Die Überwachung der Zieh-, Meißel- undRammarbeiten erfolgte auch mit Schwingungs-messungen direkt auf dem alten Mauerkopf, alsAbschaltwert wurde die Schwinggeschwindig-keit auf 20 mm/s, gemäß DIN 4150-3, Tab. 1,für kurzzeitige Erschütterungen bei Industrie-bauwerken festgelegt. Die Arbeiten konntenerfolgreich durchgeführt werden.

Der Bauablauf ist in den Bildern 11 bis 17dargestellt.


Bild 10: RV-Pfahl-Herstel-lung mit „Vor -düsung“ im Düsenstrahl -verfahren

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Bild 11: Istzustand

Bild 12: Ziehen der alten Fußspundwand in kurzen Abschnitten, Entfernen des Hinterfüllbetons

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Bild 13: Vorschüttung mit Schlackesteinen

Bild 14: Rammung der Spundwand

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Bild 15: Verankerung der neuenSpundwand

Bild 17: Fertiggestellter Bauabschnitt 2

Bild 16: Hinterfüllung der Spundwand, Entfernender Vorschüttung

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Literatur

[1] Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufer-einfassungen“: Häfen und Wasserstraßen, EAU 1990, 8. Auflage

[2] Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufer-einfassungen“: Häfen und Wasserstraßen,EAU 2004, 10. Auflage

[3] DIN EN 1993-5:2007-10: Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten –Teil 5: Pfähle und Spundwände

[4] Nationaler Anhang zu Eurocode 3, Teil 5


Bild 19: Kopplung derSpundwändedurch zwischen -geschaltetenStahlbeton -balken

Bild 18: Wandquerschnitt im Treppenbereich

In Bild 17 ist eine Nischentreppe zu sehen,deren Ausführung durch den fehlenden Raumzwischen alter Mauer und neuer Spundwandnicht wie im ersten Bauabschnitt durch einedoppelte Spundwand (Tragbohlen landseitig,vordere Wand an hintere Wand gekoppelt) her -gestellt werden konnte (Bild 18).

Es kam ein versetztes Spundwandsystemmit einem Koppelbalken aus Stahlbeton zurAusführung, der die biegesteife Verbindung dervorderen und der hinteren Spundwand her -stellte. Die Ausführung des Stahlbetonbalkensmit angeschweißten Knaggen und Laschenan-schlüssen war sehr aufwändig, kann aber unterbestimmten Randbedingungen – wie hier – sinn-voll sein (Bild 19).

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Logport II – Uferwanderstellung für ein trimodales Containerterminal

1 Einleitung

Im Zuge weltweit wachsender Waren- undGüterströme benötigten die Stadt Duisburg undder Hafenbetreiber Duisport AG dringend neueFlächen zur Ansiedlung von Logistikunternehmenmit guter Anbindung an die Verkehrsströme.

Dazu wurde zur Weiterführung des Struktur-wandels von der Montanstadt zur Logistikdreh-scheibe das Sanierungs- und Bauprojekt Log-port II gestartet. Auf der Fläche der ehema ligenFirma MHD-Sudamin (Bild 2), einen der am

höchsten be lastesten Standorte auf DuisburgerStadt gebiet, entsteht ein modernes Logistikzen-trum zum Containerumschlag, das alle drei Ver-kehrsträger (Schiff, Schiene, Straße) ver bindet(Bild 3). Im Gegensatz zu dem bereits links-rheinisch fertiggestellten ContainerterminalLogport I können hier die Schiffe direkt „aufStrom“ anlegen, und die Einfahrt in die Hafen -bereiche entfällt.

Um das Gelände bebauen zu können, warenumfangreiche Abbruchmaßnahmen an den altenIndustrieanlagen inklusive der Schornsteinfun-

Bild 1: Fertige Uferwandmit Portalkran

Bild 3: Luftbild mit Uferwand, Schiene, StraßeBild 2: Luftbild 1956

Logport II – Uferwanderstellung für ein trimodales Containerterminal am Rheinkilometer 771Dipl.-Ing. Holger Neuhaus

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damente und einer in den 50er Jahren des 20.Jahrhundert errichteten Umschlagssanlage amUfer (Bild 4 a bis 4 c) erforderlich. Das be -lastete Boden- und Abbruch material wurde ab-gefahren und zum Großteil als Baustoff für einin nächster Nähe gelegenes Landschaftsbauwerkverwendet. Danach wurde das Gelände wiedermit minderbelasteten Böden auf die Bauhöheaufgefüllt.

2 Ausschreibung, Arge

Für die Erstellung der Uferwand wurdendiese Leistungen durch die Duisport AG europa-weit ausgeschrieben, der Auftrag wurde derArbeitsgemeinschaft Hülskens Wasserbau ausWesel und Fonteyne Tief- und Straßenbau ausGeldern erteilt (Bild 5).

Die funktional pauschal als ein Stück Ufer-einfassung ausgeschriebenen Leistungen glieder-ten sich grob in folgende Teilleistungen:– technische Bearbeitung im Rahmen der Vorga-

ben der funktionalen Pauschalausschreibung– Nachweis der Kampfmittelfreiheit durch Boh-

rungen in Spundwand- und Bohrpfahlachsen– Errichtung einer 360 m langen, einfach ver -

ankerten Spundwand mit sieben integriertenAnlegepfählen

– Errichtung einer 300 m langen, zweifach ver-ankerten Stahlbetonwand mit einem Einlei-tungsbauwerk aus einem Regenrückhalte -becken aus der Logistikfläche

– Durchbohren der alten Uferbefestigung undeines alten Kranbalkens im Zuge der Anker -arbeiten

– Gründung der Stahlbetonwand auf Bohrpfählen– Nassbaggerung vor der neuen Spundwand

zur Herstellung der Hafensohle– Lieferung und Einbau von unbelasteten Böden

hinter Spund- und Stahlbetonwand– Anschluss an das vorhandene Deckwerk an

den beiden Enden der neuen Anlegestelle

3 Geologie

Als Grundlage für die statische Berechnungmusste von folgenden Bodenparametern ausge-gangen werden:

Unter einer Auffüllung von zum Teil bin -digen Mischböden, durchgesetzt mit altem Bau-schutt und Schrottanteilen, liegen Kiese undSande in einer ungefähren Mächtigkeit von13,0 m. Diese werden vom Tertiär, der hier alstonig, schluf figer Feinsand in fester Lagerungansteht, unterlagert.

4 Statische Berechnung und technische BearbeitungDa im Baubereich die oben genannten

Boden schichten in unterschiedlichen Mächtig-keiten standen und die Bodenparameter variier-ten, wurde zur Optimierung der Baukosten im


Bild 4 a bis 4 c:Abbruch Duis port (Quelle: Köppen)

Bild 5: AusgeschriebeneUfereinfassung

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Rahmen des Pauschalauftrages die statische Be-rechnung in acht Schritten durchgeführt. Darausergaben sich unterschiedliche Spundwandlän-gen, Ausstattungen mit Lamellen und Stahlgüten.In der Kombination mit werkseitiger Vorausrüs-tung mit den Verstärkungslamellen und den An-kergrundplatten ergaben sich somit mehr als 50verschiedene Spundwandpositionen (Bild 6).

5 Vorarbeiten

Vor Beginn der eigentlichen Arbeiten fürdie Erstellung der Uferwand mussten zwei vor-handene Tiefbrunnen rückgebaut werden.Diese Tiefbrunnen lagen vor der Spundwandim späteren Hafenbecken und mussten somitbis zu einer Tiefe von ungefähr 8,0 m unter derMittelwasserlinie des Rheins abgebrochen wer-den. Der Abbruch oberhalb der Wasserlinieerfolgte konventionell mittels Abbruchzan- gen durch den Abbruchunternehmer der altenIndustrieanlagen (Bild 7 und 8).

Für den Rückbau unter Wasser wurdenzwei Spundwandkästen um die Tiefbrunnenhergestellt, da ein Rückbau bis unter die Ge-wässersohle gefordert war und die Brunnen imBöschungsbereich nicht frei im Gewässer stan-den. Nach Einbau einer Kopfaussteifung wurdendie Spundwandkästen durch Nassbaggerung miteinem Motorkranschiff freigebaggert und derAbbruch konnte beginnen (Bild 9 und 10).

Mit Tauchern wurde eine Betonseilsäge mitihren Umlenkpunkten unter Wasser montiert,die Brunnen wurden in der Solltiefe gesägt unddann mit einem Schwimmkran ausgehoben(Bild 11 a bis 11 c).

Bild 7: Tiefbrunnen, intakt

Bild 8: Tiefbrunnen mitWasserlinie, abgebrochen

Bild 9: Kasten mit Brunnen, OK

Bild 10: Nassbaggerung

Bild 6: Draufsicht mit verschiedenen Positionen

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Die ca. 100 t schweren Brunnenteile wurdendann an Land abgelegt und durch den Abbruch-unternehmer zerkleinert und abgefahren (Bild12). Die Baugruben wurden abschließend ver-füllt und die Spundbohlen gezogen.

6 Rammarbeiten Spundwand

Nach einer vorlaufenden Kampfmittelson-dierung in den alten Böschungsbereichen in derneuen Spundwandachse wurde nun mit denRammarbeiten begonnen. Einzubauen waren300 Stück Spundbohlen mit einem Widerstands-moment von 3.760 mm3. Das Gewicht der Dop-pelbohlen betrug ca. 240 kg pro lfm und mitBohlenlängen von bis zu 20,0 m ergaben sichhohe Gewichte der Rammelemente. Zzgl. zudiesem hohen Bohlengewicht waren die werk-seitig aufgeschweißten Ankerplatten und Ver-stärkungslamellen zu berücksichtigen (Bild 13).Die Wahl des Rammgerätes musste somit aufdieses hohe Rammgutgewicht abgestimmt wer-den (Bild 14).

Insgesamt wurden für die Spundwand ca.1.500 t Stahl und für die Lamellenverstärkung110 t Stahl verwendet. Die Lamellen wurdenmit ungefähr 3.000 m Schweißnaht werkseitig


Bild 11 a bis 11 c: Umlenkung, Ausheben,hängender Abschnitt

Bild 12: An Land gelager-ter Brunnen

Bild 13: Spundbohlen an Deck mit Lamellen Bild 14: Rammarbeiten Böschung

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mit der Spundwand verschweißt. Aufgrund derstatischen Optimierung zur Verringerung desMaterialeinsatzes wurden ca. 50 verschiedeneSpundwandpositionen benötigt. Da der Antrans-port und die Lagerung wasserseitig auf Schub -leichtern und Binnenschiffen erfolgte, ergabensich hohe Anforderungen an die Lagerung undden Umschlag der Spundbohlen. Die Spund-bohlen wurden bereits an der ersten Umschlag-stelle im Dortmunder Hafen kontrolliert gesta-pelt und gemäß einem genauen Stauplan auf dieSchiffe verladen (Bild 15 a und 15 b). So konn-ten kostspielige und zeitraubende Umstapelvor-gänge vermieden werden, da die Spundbohlenauf dem Schubleichter bereits in der späterenEinbaureihenfolge lagen.

Aufgrund der Rammerfahrungen mit denbeiden Spundwandkästen für den Rückbau derTiefbrunnen vor der Spundwandachse wurdeeine problemlose Rammung mit dem Einbrin-gen der Spundbohlen mittels Vibration bis ca.

1,50 m vor Endtiefe erwartet. Beim Beginn derRammung der Spundwand zeigte sich allerdingsbereits bei der ersten Bohle, dass die Spund-bohlen nicht bis zur geplanten Endtiefe einge-bracht werden konnten. Trotz Einsatz von Vibra-toren mit bis zu 100 kgm Fliehkraft mussten biszu 8,0 m nachgeschlagen werden.

Die Rammung erfolgte freireitend und aufForderung des Bauherrn mit einer doppeltenRammführung (Bild 16).

7 Anlegepfähle

In die Spundwand wurden sieben Anlege -pfähle integriert. Die Vorderkante der Dalbenentspricht der Spundwandvorderkante, sodassdie anlegenden Schiffe auf ihrer gesamten Längean der Wand anliegen. Die vordere Bohle derAnlegepfähle wurde bis auf Endtiefe der Spund-wand geführt und es ergaben sich Dalbenlängenvon bis zu 26,8 m. Resultierend daraus undaus einer werkseitigen Vormontage der jeweilszehn Seitenpoller ergab sich ein Rammgutge-wicht von ca. 11,0 t. Die Schweißnähte der Sei-tenpoller wurden nach Einbringen der Dalbendurch ein unabhängiges Institut geprüft.

Im Gegensatz zur Spundbohlenlieferung er-folgte der Antransport der Dalben mittels Lkw.Im Baufeld mussten die Dalben durch das Ab-bruchgelände mit jeweils zwei 100-t-Hydraulik-baggern bis zur Uferlinie gebracht werden, wosie von der Rammeinheit aufgenommen wurden.Gerammt wurden die Dalben im Nachgang zurSpundwand in offengelassene Lücken in derSpundwand mit dem gleichen Rammgerät. Bild 16: Rammarbeiten und doppelte Rammführung

Bilder 15 a und 15 b: Stauplan und Lagerung im Schiff

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Mit dem Setzen der Dalben im jeweiligenWandabschnitt war die Wand nun geschlossenund die Arbeiten zur Hinterfüllung der Spund-wand konnten beginnen.

8 Hinterfüllung der Spundwand und VerdichtungDie für die Hinterfüllung benötigten Sande

und Kiese (Forderung Z0) wurden auf dem Was-serweg aus den Kiesgruben der Fa. Hülskensmit Motorkranschiffen antransportiert und ein-gebaut. Dies erfolgte in zwei Abschnitten. Imersten Abschnitt bis auf Höhe der Montageebeneder Spundwandgurtung und später nach Fertig-stellung der Gurtung und Verankerung bis zurOK der Spundwand (Bild 17 a und 17 b).

Verdichtet wurden die eingebauten Boden-massen nach Herstellung der Rückverankerungunter der Wasserlinie mittels Tiefenverdichtungdurch eine Rüttelbohle am Vibrator und ober-halb des Wasserspiegels durch lagenweisen Ein-bau und konventionelle Verdichtung. Vorgabe

seitens des Bauherrn war die Erzielung einermitteldichten Lagerung mit einer Proctordichtevon 98%. Der Nachweis der Verdichtungswertewurde durch 30 Rammsondierungen mit derschweren Rammsonde geführt (Bild 18).

9 Gurtung, Stahlwasserbau und AusrüstungNach Verfüllung bis zur Montageebene der

Gurtung konnte die Gurtung eingebaut werden.Es wurde ein Doppel-U-400-Profil mit Gurtbol-zen von 2 3/4“ und 3“ verwendet. Die Gurtungwurde auf Konsolen aufgelagert, die im Bereichder Anker jeweils rechts und links der Anker -achse in den Gurt eingeschweißt wurden. Durchdie Verwendung von Spundwandstahl in derGüte S430 GP mussten auch für die Schweißungder Konsolbleche im Vorfeld für diese Schweiß-nähte Verfahrensprüfungen durchgeführt wer-den und die Vorgaben der detaillierten Schweiß -anweisungen für alle Bauteile eingehalten wer-den (Bild 19).


Bild 17 a und 17 b: Hinterfüllung sowie Ansichtmit Ankern

Bild 18: Tiefeverdichtung Bild 19: Skizze eingeschweißte Konsole

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Die Gurtbolzen wurden im Ankerbereichdurch die nach oben verlängerte Ankerplattehindurchgeführt.

An den sieben Anlegepfählen läuft der Gurtum die Dalben herum. Die Verbin dung zwischenSpundwand und Gurtumführung wurde mit 4“-Hammerkopfschrauben zwischen Dalben undGurtung hergestellt, der Anschluss der Gurt -umführungen an die Spundwand erfolgte mit31/2“ Gurtbolzen (Bild 20).

10 Ankerarbeiten

Gemäß dem geplanten Bauablauf wurdedie Spundwand nach der Vergurtung durch132 Anker mit Durchmesser von 4 1/2“ bis 5“rückverankert. Die Bohrarbeiten und der Einbauder Tragglieder erfolgten von schwimmendenGeräten und mussten aufgrund der geringenHöhenlage über der Mittelwasserlinie mehrfachunterbrochen werden. Die Ankerlänge beträgtin dieser Lage 24,0 m und es wurden Rundstahl-anker mit aufgestauchten Gewinden eingebaut(Bild 21). Die herstellungsbedingte Gewinde-länge von 30 cm am Ankerkopf erforderte eingenaues Absetzen der Anker auf der geplantenBohrtiefe, da kaum Montagespiel für die Anker-kopfkonstruktion vorhanden war. Dies mussteauch bei Zeitdruck durch steigende Wasser -stände und großer Leerbohrlänge bei hohemWasserstand berücksichtigt werden. In dieserAnkerlage wurden insgesamt ca. 169 t Anker-stahl eingebaut (Bild 22).

Auf der werkseitig in die Spundwand ein -geschweißten Ankergrundplatte wurden nachdem Setzen der Anker rechts und links der An-kerstange Keile aufgeschweißt, auf denen danndie 9 cm starke Ankerplatte mit einem Halbrund

aufgelagert wurde (Bild 23). Für alle Schweiß-arbeiten an der Ankerkonstruktion wurden eben-falls im Vorfeld Verfahrensprüfungen durchge-führt und Schweißanweisungen erstellt. Nachdem Anschluss der Anker war ein weiterer be-sonders wasserstandsabhängiger Teilbereichfertiggestellt.

Bild 21: Ankerarbeitenvom Ponton

Bild 22: Ankergewinde

Bild 20: Gurtumführung Bild 23: Skizze Ankerkopf

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11 Bohrpfahlarbeiten

Auf der Ebene hinter der verfüllten Spund-wand wurden nach der Verankerung der Spund-wand die Bohrpfahlarbeiten zur Gründung derStahlbetonwand durchgeführt. Da die Bauzeit -

reserven durch die vorlaufenden Gewerke be-reits aufgezehrt waren, mussten diese Arbeitensofort nach der Hinterfüllung der Wand begon-nen werden. Zu diesem Zeitpunkt waren aberTeilbereiche der Spundwand noch nicht veran-kert und so mussten zusätzliche Rampen in dieBestandsböschung gebaut werden, um demGroßgerät eine permanente Fluchtmöglichkeitzu bieten (Bild 24).

Zwischen den nachfolgenden Stahlbeton -arbeiten ergab sich teilweise nur ein Vorlaufvon 10 bis 15 Pfählen, bei einer Tagesleistungder Bohrpfahlkolonne von zwei Stück.

Insgesamt wurden 78 Bohrpfähle mit einemDurchmesser von 1,50 m hergestellt. Die maxi-male Bohrpfahllänge betrug 21,4 m (Bild 25 abis 25 d). Eine alte Stahlbetonwand der Be-standsuferkonstruktion begrenzte den Arbeits-raum des Bohrgeräts zusätzlich. In diesem Be-reich standen nur maximal 6,0 m Arbeitsbreitezur Verfügung. Die Fluchtwege für dieses Groß-gerät wurden während der Bauzeit dreimal be-nötigt.


Bild 25 a bis 25 d: Bohrpfahl -herstellung

Bild 24: Hochwasser mit Bohrpfahlbewehrung

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12 Arbeiten zur Verankerung der StahlbetonwandDen Bohrpfahlarbeiten folgend wurden zur

Verankerung der Stahlbetonwand von gleicherArbeitsebene 100 Verpresspfähle (Durchmes-ser 4,5“ mit jeweils 24,0 m Länge inkl. Verlän-gerung) gebohrt. Der Anschluss an die Beton -wand erfolgte durch in die Wand eingebauteAnkerkästen. In diese Ankerkästen, die nachder Herstellung der Anker in Abhängigkeit vonderen Lage in die Stahlbetonwand eingebautwurden, wurde die Ankerverlängerung miteinem Hammerkopfanschluss eingefädelt undüber ein Spannschloss gespannt (Bild 26 a bis26 d).

In der oberen Lage der Betonwand wurdenkonventionell 100 Rundstahlanker mit einemDurchmesser von 3 3/4“ eingebaut. Der Anschlusserfolgte ebenfalls über einen Ankerkasten undüber eine Verlängerung mit einem Spannschloß.Verankert wurde diese obere Lage durch Anker-tafeln aus Dreifachbohlen mit 3,0 m Länge.

13 Ausrüstung der UferwandZur Nutzung der neuen Uferanlage direkt

am Rheinstrom wurden in der Spundwand, anden Dalben und aufgesetzt auf der Stahlbeton-wand Festmachepoller mit einer zulässigenTrossenzuglast von 400 kN montiert. Diesehohen Kräfte bedingten große Bauteile, sodassz.B. für die Stahlbetonwand jeweils ca. 260 kgschwere Poller verwendet werden. Weiterhinwurden in die Spundwand 15 Steigeleitern ein-gebaut und drei Treppenanlagen vor der Beton-wand aufgestellt. Auch diese Arbeiten musstenvon der Wasserseite aus durchgeführt werden(Bild 27 a bis 27 c, siehe nächste Seite).

Mit der abschließenden Montage der Trep-penanlagen vor der Stahlbetonwand warennun die Leistungen im Rahmen des funktionalenPauschalvertrags fertiggestellt.

Bild 26 a bis 26 d: Anker mittlereLage

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14 Zusammenfassung

Nach 14 Monaten Bauzeit konnte auch dieseBaumaßnahme trotz schwierigster Bedingun-gen fertiggestellt werden.

Sämtliche Gewerke wurden durch die umbis zu 5,0 m schwankenden Wasserstände nega-tiv beeinflusst, sodass z.T. arbeitstäglich dieAbfolge der Gewerke und der Ausführungsortgeändert werden mussten. Durch mehrere hoheWasserstände verringerten sich die Zeitfenstereinzelner Gewerke und nachfolgende wenigerwasserabhängige Gewerke wurden aufgehal-ten. Nur durch den zeitweiligen Rund-um-die-Uhr-Betrieb von Anker- und Bohrpfahl arbeitenkonnte die Terminsituation entschärft werden.

Die Lage der neuen Uferwand am Rhein-strom führt zu einer hohen Belastung der ein-zelnen Ausrüstungsteile und somit zu großenBauteilgewichten. Diese schweren Bauteile er-forderten wiederum den Einsatz leistungsstar-ker Hebe geräte, zumeist von der Wasserseite,da die Landseite wegen der Örtlichkeit undder gleich zeitig laufenden Erschließungsmaß-nahmen sehr schlecht erreichbar war.

Durch diese Besonderheiten wurde die ge-plante Linienbaustelle aufgelöst und einzelneGewerke mussten entsprechend der Notwendig-keit der Folgegewerke ausgeführt werden.

Nach dem Einbau von ca. 3.000 t Stahl inunterschiedlichen Formen wurde die Baustelleim Sommer 2008 fertiggestellt und „ein StückUferwand PAUSCHAL“ dem Bauherrn zur Nut-zung übergeben.


Bild 27 a bis 27 c: Geprüfte Poller und Treppenanlagen

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Neubau der Mittellandkanalunterführung U164a in Minden

In Minden, im Bereich des Wasserstraßen-kreuzes zwischen Mittellandkanal (MLK) undWeser, wurde das Bauwerk einer innerstädti-schen Kanalunterführung aus der Kaiserzeitvon Sommer 2007 bis Frühjahr 2009 erneuert.

1 Geographische Lage

Westlich der Kanalbrückenanlage, die denMLK die Weser überqueren lässt, werden dieWerft straße und ein Bahngleis als Zufahrt zumWeserhafen unter dem Kanal durchgeführt. DerKanal gliedert sich hier bereits, wie die Brücken-anlage selbst, in die südliche erste Fahrt ausdem Jahr 1914 und die direkt nördlich davongelegene zweite Fahrt, die 1998 für den Ver-kehr freigegeben wurde. Die gesamte Kanal-unterführung wird dementsprechend durchzwei separate Unterführungsbauwerke, dieU164a und die nördlich daran anschließendeU164b, gewährleistet. Der Höhen unterschiedzwischen Kanalwasserspiegel und umliegendemGelände beträgt rd. 9 m. Aufgrund der Nähezum Fluss korrespondiert der Grundwasserstandsehr stark mit dem Weserwasserstand. Das be-deutet, dass je nach Pegelstand in 1–2 m Tiefeunter Straßenniveau bereits Grundwasser an-steht, bei extremen Weser-Hoch wässern stehtdie Unterführung bis zu 20 cm unter Wasser.

2 Veranlassung zum Neubau

Das Alt-Bauwerk wurde als Doppelgewölbeaus „Eisenbeton“ mit einer Sandsteinvormaue-rung im Jahr 1913 fertiggestellt (Bild 1). DasKanalbett der Wasserstraße ist in Böschungsbau-weise aus Beton in die Konstruktion integriert.Den heute gültigen Standsicherheitsanforde-rungen an ein solches Bauwerk genügt die alteUnterführung nicht mehr, Lastfälle für ein ge-sunkenes Schiff oder einen Schiffsanprall gegendie Seitenwände wurden früher genauso wenigberücksichtigt wie ein zeitweise höherer Was-serstand durch Windstau oder Wasserzugabedurch das nahe gelegene Pumpwerk. Die sichan das Bauwerk anschließenden Böschungendes Kanalseitendammes waren beim Bau derUnterführung mit einer Neigung von etwa 1:1sehr steil angelegt und nach aktuellen Sicher-

heitskriterien nicht mehr standsicher. Hinzukommt, dass bei Unter suchungen im Rahmender Bauwerksunterhaltung Karbonatisierungs -tiefen bis 5 cm festgestellt wurden, bei etwa3,5 cm Betondeckung. Durch die mit der Kar-bonatisierung, also einer chemischen Gefüge -änderung im Beton, einhergehende Reduzie-rung des pH-Wertes ist der Korrosionsschutzder Bewehrung durch den Beton nicht mehr inausreichender Form gegeben. Da eine Ertüchti-gung allein aufgrund der statischen Vorgabennicht möglich war, die erste Fahrt aber nach wievor aus betrieblichen Gründen erforderlich ist,wurden der Abbruch und Neubau der U164abeschlossen.

3 Sicherheitsaspekte

Für die Arbeiten zum Neubau wurde wegender großen Höhendifferenz von rd. 9 m zwi-schen Kanalwasserspiegel und Straßenniveausowie der nahen Bebauung besonderer Wert aufdie Sicherheit einer dichten Baugrube gelegt.Grundsätzlich war eine doppelte Sicherung miterster und zweiter Sicherungslinie gefordert,um die Baugrube auch im Falle einer Havarietrocken zu halten. Aufgrund der örtlichen Ver-hältnisse kam hierfür nur die Spundwandbau-weise in Frage. Der Baubereich wurde mittelsFangedämmen beidseitig abgesperrt und trockengelegt. Die jeweils wasserseitige Fangedamm-Spundwand stellt mit dem gedichteten Kanal-bett die erste Sicherungslinie dar. Die zweite

Neubau der Mittellandkanalunterführung U164a in MindenDipl.-Ing. Bernhard Rust und Dipl.-Ing. Volker Bensiek

Bild 1: Ansicht des Alt-Bauwerkes von Süden (Werftstraße und Bahngleis)

32

Sicherungslinie wird durch die jeweils innereFangedammwand und die gedichteten Bau -grubenspundwände gebildet, die wiederum anKernspundwände in den Kanalseitendämmendicht anzuschließen waren bzw. an die U164b(Bild 2).

Im Falle einer Undichtigkeit in der erstenLinie- z.B. weil die vorhandene Kanaldichtungnicht mehr 100-prozentig intakt ist oder durcheine Anfahrung, muss die zweite Sicherungs -linie gewährleisten, dass kein Wasser in die Bau-grube eindringt. Aus diesem Grund binden dieneu herzustellenden Spundwände bis zu 2 min den Tonsteinhorizont ein, der hier zwischenNN 30,00 m und NN 29,00 m ansteht, also ca.11 m unter Straßen niveau. Hieraus resultierenmaximal erforder liche Spundbohlen längen von21,75 m.

4 Bauausführung

Zunächst wurden die Fangedämme herge-stellt. Gearbeitet wurde mit einem 80-t-Seilbag-ger, der für die Arbeiten vom Wasser aus aufeinen Ponton gestellt wurde (Bild 3). Die Spund -bohlen wurden ohne Einbringhilfe mittels Vibra-tionsramme MS 32 HFV zunächst so weit einge-rüttelt wie möglich, danach mit einem Hydraulik-bären IHC S70 auf Tiefe geschlagen. Für dieSpundwände parallel zur Kanalachse, die imfertigen Zustand die Uferwände bilden, wurdemit einem Flächengewicht von 190 kg/m2 einrelativ schweres Profil gewählt. Die übrigenBaugrubenwände, die bis in den Tonstein ein-gebracht wurden, wiesen ein Gewicht von156 kg/m2 auf. Für kürzere temporäre Wände

zur Baugruben sicherung wurde ein mit 91 kg/m2

recht leichtes Profil eingesetzt.Nach Herstellung der HDI-Anschlüsse an

Ufer- und Kernspundwände sowie die U164berfolgte die Trockenlegung des Kanalabschnitts.Die alte Sohlbefestigung wurde abgeräumt unddas Alt-Bauwerk freigelegt. Mit dem fortlaufen-den Baugrubenaushub mussten gleichzeitig dieBaugrubenspundwände mit insgesamt 68 Ver-pressankern zwischen 17 und 34 m Länge rück -verankert werden. Für die Verankerung derFangedämme wurden GEWI-Stähle eingesetzt.

Nach dem Abbruch, bestehend aus rd.9.800 t Stahlbeton, Stampfbeton und Sandstein-mauerwerk, und dem Abtrag von rd. 8.500 m3

Boden erfolgte zunächst die Wiederherstellungdes Bahngleises für den Anschluss des Weser -hafens. Bis auf wenige Sperrpausen war der Zug-verkehr für die restliche Bauzeit in Betrieb zuhalten, während der Verkehr auf der Straße fürrd. ein Jahr für Abbruch und Neubau der U164akomplett gesperrt und umgeleitet wurde (Bild 4).


Bild 2: Sicherheits -konzept

Bild 3: Rammarbeiten am Fangedamm West

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Neubau der Mittellandkanalunterführung U164a in Minden

Im Schutz der Baugrubenwände wurden zu -nächst 34 Bohrpfähle mit einem Durchmesservon 1,20 m und einer Länge von 12,50 m fürdie Gründung des Neubaus hergestellt, die eine80 cm dicke Kopfplatte als Lastverteilung für dieaufgehenden Bauwerkswände erhalten haben.Besondere Aufmerksamkeit sowohl bei denRamm- als auch bei den Bohrpfahlarbeiten er-forderten die im Straßen- und Gehwegbereichliegenden Versorgungsleitungen für Gas, Wasser,Strom und Telefon, die nicht außer Betrieb ge-nommen wurden (Bild 5).

Das neue Unterführungsbauwerk ist ein nachunten offener Stahlbetonrahmen mit 1,60 mdicken Rahmenwänden und einer 1,10 m starkenRahmendecke. Der Neubau hat in Querrichtungeine lichte Weite von 15 m und in Straßenlängs -richtung eine Länge von knapp 40 m (Bild 6).Die neuen Rahmenwände wurden über eineKlemmfugen bandkonstruktion direkt an dievorhandene nördliche Unterführung U164b an -geschlossen. Im Zusammenspiel mit dem vor -genannten Bauwerk ergibt sich eine Gesamt -unterquerungs länge für den Mittellandkanal vonüber 80 m, sodass, bezogen auf den Brand-schutz, Ausrüstungskriterien für den Tunnelbauberücksichtigt wurden.

So hat die Decke eine Brandschutzbeweh-rung erhalten, während das Straßenentwässe-rungssystem auf ganzer Länge erneuert und voneinem offenen Gerinne vor den Bordsteinen aufSchlitzrinnen umgestellt worden ist.

Die Deckenschalung wurde auf einem Lehr -gerüst aufgebaut, das die Gewichtskräfte derBetonierarbeiten über eine Lastverteilung in denUntergrund abzuleiten hatte. Hier zeigte sich einezweite Verwendungsmöglichkeit für die noch

Bild 4: Wiederherstellung Hafenanschlussgleis, Blick auf die U164b

Bild 5: Bohrpfahlgründung

Bild 6: Baugrube im Überblick

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einzubauenden Spundbohlen. Auf einem verdich-teten Schotterbett wurden die U-Profile ausge-legt und in dieselben wurden die Gerüsttürmegestellt. Neben der lastverteilenden Wirkungwurde insbesondere für den Gleisbereich eineschnelle Rückbaumöglichkeit erzielt. Dort wur-den nach dem Entspannen der Stützen die Ge-

rüstelemente wie auf einem Schlitten aus derTunnelröhre gezogen und dann aus dem Gleisgehoben, sodass der Zugverkehr schneller wie-der freigegeben werden konnte (Bild 7).

Die Stahlbetonarbeiten für Tunnelrahmen,Flügel- und Trogwände umfassten den Einbauvon 340 t Bewehrungsstahl und rd. 2.200 m3

Beton. Nach dem Ziehen der nicht mehr be -nötigten Baugrubenspundwände wurden dieBöschungen der Kanalseitendämme im Bau-werksanschluss wieder angefüllt und die Unter-führung wurde für den Straßenverkehr wiederfreigegeben, während im neuen Kanalbett imTrocke nen noch die Wasserbauarbeiten zumAnschluss der Sohlbefestigung an das Bauwerkdurchzuführen waren. Als Letztes erfolgtenhier im März 2009 die Flutung der ehemaligenBaugrube und der Rückbau der Fangedämme.

Die südliche Ansichtsfläche des neuen Bau -werkes wurde durch unterschiedliche Schalungs -oberflächen, eine abgestufte Bauweise sowieeinen vorgesetzten Bogen aus Wesersandstei-nen – in Anlehnung an die Gewölbeform derehemaligen Unterführung – optisch aufgewertet.Ergänzend sind auch die in Spundwandbauweiseerstellten Böschungsstützwände mit dem heimi-schen Sandstein verkleidet worden (Bild 8).


Bild 8: Ansicht Neubau

Bild 7: Traggerüst der Deckenschalung

35

Konsolidierung vs. Bauzeit – Offshore-Basishafen Cuxhaven

1 Einleitung

Bei der Errichtung von Wasserbauwerkenan der norddeutschen Küste trifft man immerwieder auf Weichschichten aus Schlick undKlei. Die mit dem Bau häufig einhergehendeLandgewinnung zieht Bodenauffüllungen undsomit eine Belastung des Urgeländes nach sich.Für diese Neubelastung sind die Weichschich-ten unkonsolidiert. Der Konsolidierungsprozess,also der Abbau des Porenwasserüberdruckes,ist je nach Schichtdicke ein sehr langwierigerVorgang. Insbesondere bei sehr kurzer Bauzeitsehen sich die beteiligten Ingenieure sowohl inder Bemessung als auch im Bauablauf vor beson-dere Herausforderungen gestellt.

Beim Bau des Liegeplatzes 8 in Cuxhaventrafen die Randbedingungen einer sehr kurzenBauzeit in einem von Weichschichten geprägtenBaugrund zusammen.

Auf die sich daraus ergebenden Aufgaben-stellungen wird im Folgenden eingegangen.

2 Projektvorstellung

2.1 Hintergrund

Die Windenergie als alternative Energie-quelle ist in den letzten Jahren zu einem wach-senden Wirtschaftszweig geworden.

Die ersten genehmigten Offshore-Windparksin der Deutschen Bucht stehen vor der Ausfüh-rung.

Durch die Nähe zur Deutschen Bucht bietetCuxhaven einen schnellen Zugang zur Nordsee.

Für die Fertigung von Offshore-Windenergie-anlagen und die Installation auf See ist dies einentscheidender Standortvorteil.

Die Niedersachsen Ports GmbH & Co. KGschafft zurzeit die Hafeninfrastruktur als Vor-aussetzung für die Ansiedelung von Unterneh-men, Technologie und Know-how.

Mit dem Offshore-Basishafen Liegeplatz 8entsteht die erste Umschlaganlage für Offshore-Gründungselemente in Cuxhaven.

Genutzt werden soll die Anlage von einemFertigungsbetrieb, der zeitgleich umfangreicheFertigungshallen im Hinterland erstellt.

2.2 Projekt

Der Offshore-Basishafen (Bild 1) bestehtaus drei Liegeplätzen und zwei Molenwänden.Die Gesamtlänge der geplanten Konstruktionbeträgt 780 m.

Das Kernstück der Anlage bildet der alsBecken konzipierte Hafenliegeplatz. Das 120 mlange Hafenbecken wird nach Fertigstellungvon einem 600-t-Portalkran mit einer Stützweitevon 65 m überspannt.

Zur Elbe schließt sich der Warteliegeplatzmit einer Länge von 100 m und parallel zumStrom der 160 m lange Stromliegeplatz an.

Landseitig hinter dem Hafenbecken befindetsich das Zwischenlager für die Gründungsele-mente mit tiefgegründeten Auflagerbalken undder Verlängerung der Kranbahn des Portalkrans.

Der Terminplan für die Ausführung der Bau-arbeiten sah eine sehr kurze Bauzeit vor.

Nach der Beauftragung im Januar 2008 solltedie Übergabe der gesamten Anlage für die ersteVerschiffung der Gründungselemente im April2009 erfolgen.

Eine Teilfertigstellung der Kranbahnen undAuflagerbalken außerhalb der Kaikonstruktionenmusste zwingend im Januar 2009 erfolgen, umdie Montage des Portalkranes zu ermöglichen.

Mit den notwendigen Vorlaufzeiten für Pla-nung und Prüfung verblieben für die eigentlicheBauzeit der gesamten Anlage zwölf Monate.

3 Randbedingungen und Ausschreibungsentwurf

3.1 Baugrundaufbau

Der Baugrund für den Standort der Kai -anlage wurde durch zahlreiche Aufschlüsseerkundet.

Im gesamten Baufeld wird der Baugrundauf-bau durch die teilweise sehr mächtigen Weich-schichten aus Schlick und Klei gekennzeichnet(Bild 2).

Unter der Gewässersohle ist im gesamtenBaufeld eine Weichschicht aus Schlick und Kleivorhanden, mit einer Schichtmächtigkeit vonbis zu 8,0 m.

Konsolidierung vs. Bauzeit – Offshore-Basishafen Cuxhaven, Liegeplatz 8Dipl.-Ing. Hendrik Neumann

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Bild 1: Lageplan desOffshore-Basishafens

Bild 2: Ausschreibungs-entwurf

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Unterlagert werden diese Schichten voneiner locker gelagerten Wattsandschicht, diewiederum von einer Kleischicht unterlagertwird. Diese Kleischicht geht z.T. bis in eine Tiefevon NN –24,00 m und erreicht eine Schicht dickevon bis zu 10,0 m.

Unterhalb der unteren Kleischicht steht eis -zeitlich vorbelasteter Sand an. Dieser pleistozäneSand weist überwiegend eine sehr dichte Lage-rung auf.

3.2 Belastung

Bedingt durch die Nutzung als Umschlag -anlage für Schwerlasten, ist die gesamte Kai -anlage für eine ungewöhnlich hohe Verkehrs-last von 200 kN/m2 auszulegen.

3.3 Ausschreibungsentwurf

Die ausgeschriebene Lösung der Kaimauernsah eine schrägpfahlverankerte Spundwandkon -struktion vor. Zur Lastabschirmung war eine mitOrtbetonrammpfählen tiefgegründete Kaiplattevorgesehen (Bild 2).

Die Höhe der Oberkante der Kaiflächewurde mit NN +6,50 m hochwassersicher fest-gelegt. Die Hafensohle liegt bei NN –9,50 m.Der Geländesprung beträgt somit 16,0 m.

Die sehr hohe Verkehrsbelastung der Kai-anlage und der Kaifläche und die im Baugrund

befindlichen Weichschichten führten in derBemessung zu einer gemischten Spundwandaus Peiner-Doppelbohlen PSp 1035S mit einerZwischenbohle PZ 675.

Die Verankerung, vorgesehen im System -abstand der Spundwand von 2,31 m, sollte mitSchrägpfählen des Profils PSt 600 erfolgen.

4 Nebenangebot

Im Hinblick auf die sehr kurze Bauzeit unddie sehr langen Lieferzeiten von gewalztenSpundwandprofilen musste im Nebenangebot(Bild 3) ein alternatives Spundwandsystem ge-funden werden.

So eine Lösung stellt eine gemischte Rohr-wand mit Tragrohren mit einem Durchmesservon 1.420 mm dar.

Zum Teil aus Lagerbeständen stammend,waren diese Rohre kurzfristig verfügbar.

Eine Verlängerung und Tieferlegung derKaiplatte zur Vergrößerung der Lastabschirmungführte zu einer Erddruckentlastung der Spund-wand.

Weiterhin gewährleistete der Einsatz vonVertikaldrainagen in der oberen Weichschichtin Verbindung mit der Optimierung der Auffüll-phasen und der Bauabfolge die Standsicherheitder Konstruktion auch in den Anfangszuständen.

Durch die umfangreiche Optimierung derGesamtkonstruktion konnte die Belastung der

Bild 3: Beauftragtes Nebenangebot

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Spundwand so weit reduziert werden, dass dasSpundwandsystem mit Tragrohren mit einemDurchmesser von 1.420 x 16 bis 22 mm undFüllbohlen AZ 14-770 gewählt werden konnte.

Der Systemabstand der Spundwand beträgt3,02 m. In diesem Abstand wurden auch dieSchrägpfähle angeordnet. Als Pfahlprofil wurdeein HTM 600 gewählt.

Die Verlängerung der Überbauplatte machteeine weitere Gründungspfahlreihe erforderlich.

Als Gründungspfähle wurden Ortbeton-rammpfähle System SIMPLEX mit einem Durch-messer von 61 cm vorge sehen.

Insgesamt ergab sich so ein wirtschaftlichesAngebot, das insbesondere die Vorgaben derkurzen Bauzeit berücksichtigte.

5 Auftrag

Mit der Ausführung der Nebenangebots -lösung wurde eine Arbeitsgemeinschaft, beste-hend aus den Firmen F+Z Baugesellschaft mbH,Hochtief Construction AG, August Prien Bau-unternehmung, Tiefbau GmbH Unterweser,Ludwig Voss GmbH und Co. KG und HeinrichHirdes GmbH, beauftragt.

Sofort nach Auftragsvergabe begann in dentechnischen Büros der Arge die Ausführungs-planung.

6 Ausführung

6.1 Erstellung der Rammebene

Bild 4 zeigt die Lage der Hafenanlage, dievor dem Deich entstehen sollte. Im Deichvor-land wurde ein Sanddepot aufgespült, von demaus der Boden im Trockenverfahren in die je-weiligen Bauteile getrimmt wurde. Die Lage desBauwerks macht deutlich, dass ein großer Teilder Kaianlagen im Wasserbereich liegt.

Um die starre Bauabfolge und die daraus fol-genden zeitlichen Abhängigkeiten beim Bauenüber Wasser zu umgehen, wurde die gesamteBaumaßnahme als Landbaustelle geplant.

Dazu musste im derzeitigen Wasserbereicheine Rammebene geschaffen und mit einerSicherungswand (Bild 5) umschlossen werden.


Bild 4: Lage des Bauwerks

Bild 5: Fußsicherung der Rammebene

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Der Baugrundaufbau mit den mächtigen Weich-schichten ließ jedoch nicht zu, die Sicherungs-wand mit herkömmlichen Berechnungsmetho-den nachzuweisen.

Das Gesamtsystem der Sicherungswandwurde deshalb mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FE-Analyse) abgebildet. Die zeitlicheAbfolge der Auffüllzustände und Gerätebelas-tungen wurden in der Berechnung mitberück-sichtigt.

Unter Berücksichtigung des Konsolidierungs-verhaltens der Weichschichten wurden das Ver-formungsverhalten und die Standsicherheit desSystems nachgewiesen.

Von entscheidender Bedeutung erweist sichdie Wirkung der Vertikaldrainagen in der oberenSchlickschicht.

Deutlich zu sehen (Bild 6) ist der rascheAbbau des Porenwasserüberdruckes in derSchlickschicht und die daraus resultierende Ab-nahme der Wandbelastung.

Als Spundwand wurde ein sofort verfügbaresProfil aus PU 22 gewählt; es wurde eine erfor-derliche Länge von 15 m ermittelt.

Auf Bild 7 ist zu erkennen, dass sich im Be-reich der Sicherungswand Buhnen befinden.Diese als Steinschüttung hergestellten Buhnensteuern die Strömung und dienen so zur Siche-rung der Uferlinie. Die Steinschüttung der Buh-nen musste vor Beginn des Spundwandeinbausentfernt werden.

Um den Einfluss der geänderten Strömungs -geometrie abschätzen zu können, wurde einmorphodynamisches Gutachten in Auftrag ge-geben. Das Ergebnis der Simulation ist in Bild 8zu sehen.

Die prognostizierte Veränderung der Gewäs-sersohle zeigt eine Kolkbildung an der exponier -ten Ecke der Sicherungswand. Insgesamt war derzu erwartende Bodenabtrag von maximal 1,0 mjedoch verträglich mit dem gewählten System.

Ein baubegleitendes Messprogramm sichertedie Prognosen der FE-Analyse und der morpho-dynamischen Simulation ab. Regelmäßige Mes-sungen bestätigten die prognostizierten Wertefür die Wandkopfverformung und die Verände-rung der Gewässersohle.

6.2 Einbau der Sicherungswand

Der Einbau der Sicherungswand erfolgte vonschwimmendem Gerät. Die Sicherungswandwurde bis auf Endtiefe vibriert. Gleichzeitig er-folgte der Aufbau des Spülfeldes (Bild 9).

Insgesamt wurden im Deichvorland 640.000m3 Sand eingespült. Das Sanddepot wurde bis

Bild 6: FEM-Modell (Porenwasserüberdruck)

Bild 7: Rückbau der Buhnen

Bild 8: Ergebnis der morphodynamischen Simulation

Aufladung +0,5 m

Kolk –1,0 m

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Bild 9: Einbau der Sicherungswand

Bild 10: LagenweiserSandeinbau mit leichtemErdbaugerät

Bild 11: Einbringen der Vertikal -drainagen

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auf eine Höhe von NN +13,0 m aufgebaut. Diespätere Lagerfläche erfuhr durch diese Über -belastung eine Vorkonsolidierung, sodass nachHerstellung des endgültigen Geländeniveaus vonNN +6,50 m keine nennenswerten Setzungenzu erwarten sind.

6.3 Sandeinbau

Aus dem Sanddepot des Spülfeldes wurdeder Boden im Trockenverfahren in die jeweili-gen Einbauorte getrimmt.

Der Sandeinbau zur Schaffung der Arbeits-ebene erfolgte auf dem weichen Schlick, derin der Gewässersohle in großer Mächtigkeit an-stand. Um Grundbrüche zu vermeiden, konnteder Einbausand nur mit leichten Erdbaugeräten,sogenannten Pistenbullys (Bild 10), in dünnenLagen eingebaut werden.

Nach ca. 2,0 m Einbaumächtigkeit war dieStandsicherheit für normales Erdbaugerät ge -geben und der Bodeneinbau konnte beschleu-nigt erfolgen.

Der Einbau der Vertikaldrainage erfolgte vonder Arbeitsebene NN +2,50 m zum frühestmög-lichen Zeitpunkt. Für die Gerätestandsicherheitwar es erforderlich, in dem oberflächennah an-stehenden Schlick eine ausreichende Festigkeitzu erreichen. Die Konsolidierungsbeschleuni-gung der Vertikaldrains leistete hierzu einen ent-scheidenden Beitrag (Bild 11).

6.4 Probebelastungen im Vorwege

Im Hinblick auf die engen Ausführungs -termine und die sehr hohen Pfahllasten war eszwingend erforderlich, frühzeitig Aufschlussüber die Tragfähigkeit der Gründungselementezu erlangen.

Daher wurden für sämtliche Tragelementeder Kaikonstruktion im Vorwege Probebelastun-gen durchgeführt.

Zu Beginn der Baumaßnahme wurde einProbebelastungsprogramm aufgestellt und mitdem Bauherrn, dem Baugrundgutachter unddem Prüfingenieur abgestimmt.

Bild 12 zeigt die statische Probebelastungan Schrägpfählen HTM 600 x 151.

Zwei Probepfähle wurden im StatischenZugversuch getestet. Um auch einen Aufschlussüber die Verteilung der Mantelreibung zu erhal-ten, wurden dynamische Pfahltests durchgeführtund nach dem CAPWAP-Verfahren ausgewertet.

Die so gewonnenen Erkenntnisse machtenim Bauablauf Optimierungsmaßnahmen möglich.

6.5 Einbau der Tragrohre und der Füllbohlen

Die Tragrohre mit einem Durchmesser von1.420 x 16...20 mm der gemischten Rohrspund-wand erreichten eine Länge von bis zu 35,0 m.

Die 21 t schweren Rammelemente wurdenmäklergeführt bis in die pleistozänen Sandegerüttelt (Bild 13 a und 13 b). Die Rammungauf Endtiefe erfolgte dann mit einem Hydroham-mer IHC SC 110.

Die Einbindelänge der Rohre in die guttragfähigen und dicht bis sehr dicht gelagertenSande betrug bis zu 12,0 m. Die hohe Auslastungmit vertikalen Lasten machte eine so große Ein-bindung erforderlich.

Die Füllbohlen mit dem Profil AZ 14-770wurden nachlaufend in die Fächer der Tragrohr-wand gestellt, eingerüttelt und mit einem Die-selbären auf den letzten Metern in die pleisto -zänen Sande gerammt.

Bild 12: Schrägpfahl -probebelastungam HTM 600

Bild 13 a und 13 b: Rammung derTragrohre (Ø 1.420 mm)

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Die Spundwände erhielten auf der Wasser-seite eine Beschichtung. Zusätzlich wird dieKonstruktion mit einer kathodischen Korro-sionsschutzanlage geschützt.

6.6 Einbau der Schrägpfähle

Die Verankerung der Kaimauer erfolgte mitSchrägpfählen des Profils HTM 600. Der Ein-satz von Schwingmäklern ermöglichte es, die

Pfähle mit einem Hydrohammer IHC S70 ineiner Neigung von 1:1,2 zu rammen.

In den Wänden des Hafenliegeplatzes er-folgte der Einbau der Schrägpfähle von Landaus. Aufgrund der ungünstigen Baugrundver-hältnisse wurden Pfahllängen von bis zu 64,0 merforderlich. Bei diesen Pfahllängen war derEinbau in einem Stück nicht mehr möglich undso mussten die Pfähle in Teillängen eingebautund unter der Ramme gestoßen werden.

Am Strom- und Warteliegeplatz erfolgte derEinbau der Schrägpfähle mit der Hubinsel ‚Anne-gret’ von Wasser aus (Bild 14).

Gerätebedingt ergab sich hier eine maximaleLänge von 60,0 m, mit der die Pfähle in einemStück eingebaut werden konnten. Die Erkennt-nisse der Probebelastungen ermöglichten es, diePfähle für diese Länge nachzuweisen, sodasszeitaufwändige Pfahlstöße vermieden werdenkonnten.

6.7 Ortbetonrammpfähle zur Gründung der Kaiplatten

Zur Gründung der Kaiplatten werden Ort-betonrammpfähle System SIMPLEX mit 61 cmDurchmesser eingesetzt.

Die Verkehrslast von 200 kN/m2 erzeugtein den Ortbetonrammpfählen hohe Pfahllasten.

Durch die Weichschichten wurden die Pfählezusätzlich durch negative Mantelreibung be -lastet. Es ergaben sich charakteristische Pfahl-lasten (Gebrauchslasten) von bis zu 3.800 kN.


Bild 14: Rammung derSchrägpfähleHTM 600

Bild 15: Belastung derOrtbetonramm-pfähle SystemSIMPLEX (Ø 61 cm)

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Die Abtragung der Lasten konnte erst in dentief liegenden pleistozänen Sanden erfolgenund führte zu Pfahllängen von bis zu 33,0 m(Bild 15).

Die eiszeitlich vorbelasteten Sande erwiesensich als sehr tragfähig. In einer vorgezogenenProbebelastung wurde durch statische und dynamische Pfahltests die Tragfähigkeit nach-gewiesen, dies führte zu den erforderlichenHerstellkriterien.

6.8 Seitendruck auf Ortbetonrammpfähle

Die wenig tragfähigen, oberflächennahenWeichschichten lieferten keine ausreichendeGeländebruchsicherheit an der Hinterkante derKaiplatte. Somit ergab sich in Teilbereichen eineSeitendruckbelastung auf die Ortbetonramm-pfähle (Bild 16).

Diese Biegebeanspruchung führte zu einermassiven Erhöhung des Bewehrungsgrades.

6.9 Flügelsondierungen

Für die sichere Herstellung von Ortbeton-rammpfählen in weichen, bindigen Schichtenist eine Scherfestigkeit von cu 15 kN/m2 er -forderlich. Da die Anfangsscherfestigkeit derSchlickschichten jedoch nur cu = 6,5 kN/m2 be -trug, wäre eine Herstellung der Pfähle mit Pfahl-hülse erforderlich gewesen, um Einschnürungenbeim Ziehen des Rammrohres zu vermeiden.

Bild 16: Seitendruck -belastung derOrtbetonramm-pfähle

Bild 17: Flügelsondierun-gen zur Kontrolleder Scherfestig-keiten

Zur Bestimmung der Scherfestigkeiten zumZeitpunkt der Pfahlherstellung wurden da-her Flügelsondierungen durchgeführt (Bild 17).Durch die Auflast der Auffüllungen und dieKonsolidierungsbeschleunigung durch Vertikal -drainagen hatte sich die Scherfestigkeit derWeichschichten auf Werte von cu 20 kN/m2

verbessert.Somit konnte die Herstellung der Pfähle

ohne weitere Maßnahmen (Bild 18) erfolgen.

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6.10 Stahlbetonüberbau

Die Stahlbetonkonstruktionen (Bild 19) derKaimauerüberbauten wurden in fugenloserBau weise erstellt. Die Kaiplatten, Kaiholmeund Kranbahnbalken wurden in 20 Betonier-abschnitte eingeteilt. Die Länge der Abschnittewurde mit ca. 30,0 m gewählt.

Die Einsparung der zeitintensiven Block -fugenausbildung brachte einen weiteren Zeit-vorteil, um die engen Ausführungstermineeinhalten zu können. Die Sicherstellung derGebrauchstauglichkeit des fugenlosen Bauwer-kes erfolgte durch betontechnologische Maß-nahmen und eine ausreichende Rissbewehrung.

Die Betonarbeiten wurden durch massivenPersonal- und Schalungseinsatz forciert.

Die Betonarbeiten starteten Ende August2008 im Hafenliegeplatz. Bis Ende Dezember2008 waren bereits 14 Betonierabschnitte fertig-gestellt.

Die tiefgegründeten Kranbahnen und Auf -lagerbalken außerhalb der Kaimauern konntenAnfang Januar 2009 übergeben werden.

7 Schlussbemerkung

Durch das zielgerichtete Zusammenwirkenaller am Bau Beteiligten konnte das Bauwerk inder kurzen zur Verfügung stehenden Zeit rea -lisiert werden. Die Lagerfläche mit den Kran-und Auflagerbalken konnte dem späteren Nutzerbereits im Dezember 2008 zur Montage desPortalkrans übergeben werden.

Die Betonarbeiten im elbwärts gelegenenStromliegeplatz wurden planmäßig zur end -gültigen Übergabe der Kaiflächen im April2009 fertiggestellt, sodass die Verschiffung derersten Gründungselemente wie geplant statt-finden konnte.


Bild 18: Herstellung derOrtbetonramm-pfähle

Bild 19: Stahlbetonarbeiten

Bild 20: Luftbild vom November 2008

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Verlängerung des Baudocks II der Meyer Werft Papenburg (Teil 1)

Traumschiffe werden in Deutschland beider Meyer Werft Papenburg gebaut. Im Septem-ber 2008 wurde die „Celebrity Solstice“ fertig-gestellt, das größte bisher in Deutschland ge-baute Kreuzfahrtschiff mit einer Länge von 315 mund einer Breite von 36,80 m. Mit diesen Ab-messungen gehört es bereits in die Gruppe derPost-Panmax-Schiffe, die nicht mehr in der Lagesind, den Panama-Kanal mit seinen derzeitigenSchleusenabmessungen zu passieren (Bild 1).

Wilm Rolf Meyer gründete die Werft imJahr 1795, seitdem befindet sie sich ununter-brochen in Familienbesitz, inzwischen in der sechsten. Generation. Der Auftragsbestand be-trug im Sommer 2008 rd. 5 Mrd. Euro. Darinenthalten sind insbesondere elf weitere Kreuz-fahrtschiffe, die bis zum Jahr 2012 an die jewei-ligen Reedereien auszuliefern sind. Um diesen

hohen Auftragsbestand termingerecht abarbei-ten zu können, hatte man sich von Seiten derWerft entschlossen, die Fertigungskapazitätenaus zubauen und damit die Möglichkeit zu schaf-fen, anstatt bisher zwei Kreuzfahrtschiffe inZukunft jährlich drei Schiffe fertigstellen zu kön-nen (Bild 2).

Die Werft verfügt neben einem Trockendockim Freigelände über zwei große Dockhallen,zum einen die etwas kleinere Halle V mit demBaudock I aus den 1980er Jahren und die HalleVI mit dem Baudock II, die in den Jahren 2000/2001 errichtet wurde. Zur Steigerung der Ferti-gungskapazitäten sollte die Dockhalle VI mitdem Dock II um 120 m auf eine Gesamtlängevon 504 m verlängert werden. Nach der Erwei-terung verfügt die Meyer Werft Papenburg überdie größte Schiffbauhalle der Welt (Bild 3).

Bild 2: Gesamtansichtder Meyer WerftPapenburg

Bild 3: Lageplan derWerft

Verlängerung des Baudocks II der Meyer Werft Papenburg (Teil 1) Dipl.-Ing. Hansjörg Paul

Bild 1: Kreuzfahrtschiff „AIDAbella“ am Ausrüstungskai der Meyer Werft Papenburg

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Die Abmessungen der Halle betragen 125 min der Breite und 76 m in der Höhe. Das inSpundwandbauweise errichtete Baudock hateine Breite von 45 m und eine Tiefe unterhalbdes Hallenbodens von 10,80 m. Die eigentlicheHalle besteht überwiegend aus Stahlfachwerk-Traggliedern und ist auf die beiden in Stahlbeton-Skelettbauweise ausgeführten Seitengebäudeaufgesetzt (Bild 4).

Aufgrund der sehr kurzen Bauzeit von rd.einem Jahr mussten das Baudock, die Seiten -gebäude und zeitversetzt die Stahlhallenkon-struktion parallel ausgeführt werden. Auf Bild 5sind bereits die Spundwände des Baudockszu erkennen, die zwei- bzw. dreigeschossigenSeitengebäude sind in Arbeit.

Für das Baudock waren rd. 1.100 t Spund-bohlen Larssen 607n mit einem Widerstands-moment von 3.200 cm3/m und einem Gewichtvon 190 kg/m2 einzubauen. Die Spundbohlen-längen bewegten sich zwischen 16,50 m und21,20 m. Die Bohlen wurden im Vibrations -

verfahren mit einem Vibrationsbären PTC 30HFV eingebracht. Aufgrund des überwiegendan stehenden Sandbodens war dies problemlosmöglich.

Das Verankerungssystem besteht aus Ein-stabverpresspfählen. Als Tragglied wurden Gewi-Stähle, Durchmesser 63,5 mm, mit einer mittle-ren Gesamtlänge von 26 m eingesetzt. Die Gur-tung besteht aus einem Doppel-U-400-Profil. ImGegensatz zum ersten Bauabschnitt, bei dem das1–2 m unter dem Gelände anstehende Grund-wasser durch eine Grundwasserabsenkung bisunterhalb der Docksohle abgesenkt wurde, warbei der Erweiterungsmaßnahme aufgrund derVorgaben aus der Baugenehmigung eine der -artige Wasserhaltung nicht zugelassen. Ledig-lich eine Teilabsenkung um ca. 3 m bis auf NN –3,00 m war erlaubt. Dementsprechend warhier das Baudock als dichte Baugrube mit einemBodenaushub unter Wasser und einer Unter-wasserbetonsohle als untere Abdichtung aus -zuführen.

Die Gründung der Docksohle erfolgte überBetonpfähle mit 51 cm Durchmesser des Sys-tems Franki mit ausgerammtem Fuß. Die Pfählewaren zu bemessen für Drucklasten bis 2.400 kNaufgrund der hohen Schiffsgewichte und fürZuglasten bis 870 kN zur Aufnahme der aufdie Docksohle wirkenden Auftriebskräfte desGrundwassers (Bild 6).

Für die Herstellung der Pfähle und derSpundwandverankerung wurde in rd. 3,50 mTiefe unter dem vorhandenen Gelände eineArbeitsebene auf ca. NN –1,50 m angelegt. Dadie Tragelemente der Pfähle im Endzustand indie Stahlbetonsohle des Baudocks einbindenmussten, andererseits beim Unterwasseraushubdes Bodens aber auch nicht beschädigt werdendurften, kamen anstelle der üblichen Beweh-


Bild 4: Querschnitt derDockhalle VI mitTrockendock II

Bild 5: Die Bauarbeitenim Anfangs -stadium – Einbringen derSpundwände,Herstellen derSeitengebäude

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rungskörbe Stahlträger HEM 220 als Traggliederzum Einsatz. Neben den Zug- und Druckkräftenwährend der späteren Betriebszustände musstendie Pfähle im Bauzustand die auf die Unterwas-serbetonsohle wirkenden Auftriebskräfte desGrundwassers aufnehmen. Der Unterwasser -beton wurde als unbewehrte Betonsohle miteiner Festigkeitsklasse C 20/25 in einer Dickevon 1,50 m ausgeführt. Die eigentliche Dock-sohle besteht aus Stahlbeton der Güte C 30/37und hat eine Dicke von 1,20 m. Zur Übertragungder auf die Unterwasserbetonsohle wirkendenAuftriebskräfte wurden die Stahlträger mit Knag-gen ausgestattet, in Teilbereichen erhielten siedarüber hinaus Wendelbewehrungen zur Auf-nahme der Spaltzugkräfte im Bereich der Über-leitung der Druck- bzw. Zugkräfte aus den Stahl-trägern in den Betonquerschnitt der Pfähle.

Nach dem Einbringen der Spundwändewurden von der auf NN –1,50 m angelegten Arbeitsebene sowohl die Verankerung wie auchdie Gründungspfähle hergestellt. Im Regelfall

beträgt der Ankerabstand 2,40 m. In Teilberei-chen, in denen größere Einzellasten aus demseitlichen Hallenboden auf die Spundwände ein-wirken, beträgt der Ankerabstand 1,20 m, d. h.,hier wurde jede Doppelbohle verankert. Um eine100-prozentige Wasserdichtigkeit im Bereichder Spundwandanker zu erreichen, wurdendie Ankerköpfe zusätzlich mit einer wasser-dicht verschweißten Haube abgedeckt (Bild 7und 8).

Zur Herstellung der Gründungspfähle warenbis zu vier Rammgeräte im Einsatz. Innerhalbvon rd. drei Monaten wurden insgesamt 645Pfähle nach dem System Franki mit ausgeramm-tem Fuß und eingestelltem HEM-Stahlträger aus-geführt. Die Anarbeitungen an den Trägern er-folgten – soweit möglich – bereits im Werk, ins-besondere der Knaggen aus Stahlrechteckprofi-len, die zur Übertragung der auf den Unterwas-serbeton einwirkenden Auftriebskräfte desGrundwassers erforderlich waren. Um währenddes Transports die Wendelbewehrung nicht zu

Bild 6: Querschnitt des Baudocks mit Spundwand, Gründungs pfählen und Docksohle

Bild 7: Herstellen der Spundwandverankerung Bild 8: Wasserdichte Abdeckung der Ankerköpfe

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beschädigen, wurde diese erst auf der Baustellemontiert (Bild 9).

Nach Abschluss der Gründungspfahlarbeitenkonnte mit dem Bodenaushub unter Wasserbegonnen werden. Hierzu wurden zwei kleineSchneidkopfsaugbagger mit einer Pumpenleis-tung von rd. 450 m3 Wasser-Boden-Gemisch proStunde eingesetzt, die den Boden unter Wasserim Spülverfahren aushoben (Bild 14). Die ge-samte Aushubmenge betrug rd. 75.000 m3. NachAbschluss der Bodenaushubarbeiten musstensämtliche Träger unter Wasser auf Boden- undBetonanhaftungen kontrolliert und von diesengereinigt werden. Auch die Entfernung der beimBetonieren der Pfähle teilweise entstandenenBetonanhaftungen war zwingend erforderlich,um sicherzustellen, dass sich nicht an einzelnenTrägern aus der beim Einbringen des Unterwas-serbetons vor dem Beton zwangsläufig entste-henden Schlickwalze Linsen bildeten, die zu Un-dichtigkeiten in der Unterwasserbetonsohle hät-ten führen können und so die Gefahr von Grund-brüchen hätten heraufbeschwören können.

Quer über die ganze Baudockbreite posi-tionierte Pontons dienten den Tauchern alsOrientierung, sodass sie Reihe für Reihe und

Pfahl für Pfahl untersuchen und reinigen konn-ten. Nach Abschluss aller Vorbereitungen wur-den dann in einer Marathon-Betonage übereinen durchgehenden Zeitraum von 3 1/2

Tagen rd. 8.100 m3 Unterwasserbeton eingebaut(Bild 10).

Nach einer Aushärtezeit von einer Wochekonnte mit dem Lenzen des Baudocks begonnenwerden. Dieses erfolgte schrittweise in mehre-ren Stufen, um bereits frühzeitig eventuelle Undichtigkeiten feststellen zu können. Bis aufwenige Schwindrisse und kleine Absetzfugenan den Spundwänden war die erforderlicheDichtigkeit der Unterwasserbetonsohle erreichtworden, sodass die Arbeiten nach dem Lenzenplanmäßig fortgesetzt werden konnten. Die beimHerstellen des Unterwasserbetons zwangs -läufig entstehenden Unebenheiten in der Ober-fläche wurden mit einem entsprechenden Betonausgeglichen. Darauf konnte dann planmäßigdie Stahlbetondocksohle eingebaut werden.Die Stahlträger der Gründungspfähle sind mitKopfplatten mit den Maßen 450 mm x 450 mmx 50 mm ausgerüstet. Über diese werden dieKräfte aus der Docksohle in die Pfähle über -tragen. Die Herstellung der Docksohle erfolgtein drei Betonierabschnitten mit jeweils rd.2.160 m3 Beton (Bild 11).

Parallel zu den Baudocks wurden die Stahl-beton-Skelettbauten der Seiten gebäude her -gestellt. Sie tragen die eigentliche Stahlhallen-Konstruktion. Die im Beton verankerten Be -festigungselemente der Seitenwand-Fachwerk-träger bestehen aus jeweils acht Ankern miteinem Durchmesser von 110 mm und einerLänge von 2.000 mm (Bild 12).

Nachdem die Seitengebäude im Rohbaufertiggestellt worden waren und auch die Her-stellung der Gründungspfähle einen entspre-chenden Vorlauf hatte, konnte mit dem Aufbauder Stahl-Fachwerk-Konstruktion der Halle be-


Bild 9: Herstellen derGründungspfähle,System Franki

Bild 10: Taucherpontons während der Reinigung der Gründungsträger

Bild 11: Herstellen der Stahlbetondocksohle im gelenzten Baudock

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gonnen werden. Die Stahlbauarbeiten wurdenals un abhängiger Auftrag direkt von der Werftan das Stahlbauunternehmen vergeben. Um inder sehr knappen Bauzeit die termingerechteFertigstellung der Stahlhallenkonstruktion ge-währleisten zu können, entschied man sich füreine etwas ungewöhnliche Methode. Die Fach-werkbinder der Dachkonstruktion wurden aufeiner zuvor aufgebauten Arbeitsbühne in Höheder Seitengebäudedächer hergestellt und dortauf Verschubbahnen gelagert. Die Arbeitsbühneüberspannte das Baudock mit einer großen stüt-zenfreien Stahlfachwerkkonstruktion, sodassdarunter die Arbeiten im Dock selber ungehin-dert fortgesetzt werden konnten (Bild 13).

Die Dachbinder bestehen jeweils aus Dop-pel-Fachwerk-Trägern. Nach Fertigstellung einerDoppel-Fachwerk-Binderkonstruktion wurdediese in Richtung bestehende Halle auf den Ver-

schubbahnen verschoben; so wurde auf derArbeitsbühne Platz für die Montage der zweitenDoppelbinder-Konstruktion geschaffen. Aufdiese Weise wurde im Taktschiebeverfahren daskomplette Dach einschließlich der Dachein -deckung hergestellt und bis an die bestehendeHalle vorgeschoben. Parallel dazu erfolgte aufden Seitengebäuden die Montage der Trag -elemente für die Seitenwände. Als letzter Schrittwurde schließlich die gesamte Dachkonstruktionmit Hilfe von Litzenhebern in die endgültigePosition gehoben (Bild 14).

Um den Werftbetrieb in der bestehendenHalle nicht zu behindern, erfolgte anschließendzunächst der Aufbau des neuen Hallengiebels,bevor die bestehende Giebelkonstruktion zu-rückgebaut wurde. Für die Hallenkonstruktionwurden insgesamt rd. 7.200 t Stahl verbaut(Bild 15 und 16).

Bild 12: Herstellen der Seitengebäude in Stahlbetonskelettbauweise

Bild 13: Verankerung für die Fachwerkstützen der Stahlhallenkonstruktion

Bild 14: Aufbau der Dachbinder als Stahlfachwerk -konstruktion, Aushub des Baudocks im Spülverfahren

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Bis Ende der 1960er Jahre überschritten dieAbmessungen der auf der Meyer Werft Papen-burg hergestellten Schiffe kaum eine Länge von100 m und eine Breite von 15 m. Die rd. 40 kmlange Flussstrecke der Ems bis zur Küste stelltefür diese Schiffe kein Problem dar. Durch diezunehmenden Schiffsgrößen entwickelte sichdie Ems jedoch immer mehr zum Nadelöhr. Mitdem im Jahre 1986 abgelieferten Kreuzfahrtschiff „Homeric“ wurde erstmals die 200-m-Länge über-schritten und eine Breite von 29 m erreicht. Dasim September 2008 überführte Kreuzfahrt-schiff „Celebrity Solstice“ überschritt erstmalsdie 300-m-Grenze. Um Schiffe einer derartigenGrößenordnung sicher an die Küste bringen zu können, sind verschiedene Maßnahmen imBereich der Unterems zwischen dem StandortPapenburg und dem Dollart erforderlich.

Im Verlauf der Flussstrecke zwischen Papen-burg und der Küstenlinie queren insgesamt dreiBauwerke die Ems, zum einen die eingleisigeEisenbahnbrücke bei Weener der Strecke Leer–Groningen, zum zweiten die Jann-Berghaus-Brücke in Leer und schließlich das Emssperr-werk kurz vor der Einmündung in den Dollart.Bei der Eisenbahnbrücke behilft man sich zur-zeit bei großen Schiffen in der Weise, dass manmit einem Schwimmkran ein Brückenfeld aus-hebt und zur Seite schwenkt, sodass die Schiffepassieren können. Das Emssperrwerk wurde imJahr 2003 fertiggestellt und ist mit seinen Abmes-sungen auf die möglichen Schiffsgrößen einge-stellt. Als weiteres Bauwerk befindet sich in Leerdie Jann-Berghaus-Brücke, die die Bundesstraße436 über die Ems führt und 1990/1991 als neueBrücke mit einem aufklappbaren Mittelfeld von

40 m Durchfahrtsbreite errichtet wurde. Für dieinzwischen auf der Meyer Werft Papenburg her-gestellten bzw. in Auftrag befindlichen Schiffs-größen reicht diese Durchfahrtsöffnung nichtmehr aus, sodass eine Vergrößerung von 40 mauf 56 m erforderlich wurde. Der Beitrag be-schäftigt sich im Folgenden mit dem Umbaudieser Brücke, und hier insbesondere mit derGründung eines neuen Strompfeilers (Bild 17).

Bei dem Bauwerk handelt es sich um eineBrücke mit insgesamt neun Feldern. Die jeweilsvier Außenfelder sind als zweistegige Spann -beton-Plattenbalken ausgebildet, das Mittelfeldbesteht aus einem beweglichen Stahl-Klappen-teil. Zur Vergrößerung der Durchfahrtsbreitewurde der leerseitige Strompfeiler um ca. 16 min Richtung Ufer versetzt und der Spannbeton-Überbau in diesem Feld bis zur Koppelstelleder Spannglieder zurückgebaut und zur Hälftedurch einen festen Stahlverbund-Überbau undzur anderen Hälfte durch eine zweite Klappe inStahl bauweise ersetzt. Im geschlossenen Zustandwerden das vorhandene Klappteil 1 und dasneue Klappteil 2 mit einer Verriegelungskon-struktion verbunden, sodass im Verkehrsbelas-tungszustand eine durchgehende Tragkonstruk-tion vorhanden ist. Im Gegensatz zum vorhan-denen Klappteil, das durch ein entsprechendesGegengewicht im Gelenklager in etwa ein aus-geglichenes Gewichtsverhältnis hat und dem -gemäß die Hydraulikzylinder nur minimale Be-wegungskräfte aufbringen müssen, wird dieneue Klappe 2 mit ihrem vollen Gewicht durchdie hierfür angeordneten Hydraulikzylinder nachoben gedrückt (Bild 18 und 19).


Bild 15: Fertige Dachkonstruktion vor dem Litzenhub in die Endposition

Bild 16: Gesamtansicht der Halle vor Aufbau der Giebelwand

Ausbaumaßnahmen im Fahrwasserbereich der Unterems (Teil 2)

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Die Gründung des neuen, auf Leeraner Seitegelegenen Strompfeilers 6 a erfolgte auf Stahl-pfählen in einem Spundwandkasten. Um denBaubereich auch von Land aus erreichen zukönnen, wurde im Deichvorland zunächst eineRampe mit einem Lagerplatz angelegt und dieErreichbarkeit der Pfeilerbaugrube über eineBehelfsbrücke geregelt (Bild 20).

Die Jann-Berghaus-Brücke stellt eine wich -tige Straßenverbindung zwischen der westlichenund östlichen Emsseite dar. Neben dem Kfz-

Verkehr wird sie auch stark von Fußgängernund Radfahrern frequentiert, die aus dem west-lich der Ems gelegenen Gebiet die KreisstadtLeer mit ihren Bildungs- und Kultureinrichtun-gen sowie ihren Einkaufsmöglichkeiten ansteu-ern. Der in etwa 5 km Entfernung befindlicheEmstunnel der Autobahn A 31 steht für diese Ver-kehrsteilnehmer nicht zur Verfügung, außerdemist er tagsüber für Gefahrguttransporter gesperrt.Diese benutzen die Jann-Berghaus-Brücke alsUmleitungsstrecke (Bild 21, Seite 52).

Bild 17: Lageplan derUnterems vonPapenburg biszum Dollart

Bild 18: Längsschnitt der Jann-Berg-haus-Brücke vorund nach dem Umbau

Bild 20: Längsschnitt des Umbaube -reiches – Strom -pfeiler in neuer Position mit neuem festen und beweglichenÜberbau (rot)

Bild 19: Gesamtansicht der Jann-Berghaus-Brücke

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Um die Sperrzeit der Brücke so kurz wiemöglich zu halten, sah der Bauentwurf vor,mit der Spundwandbaugrube für den neuenStrompfeiler unter der noch in Betrieb befind-lichen Brücke zu beginnen. Erst nachdem dieGründung und ein Teil des Strompfeilers fertig-gestellt waren, sollte die Brücke gesperrt undder Überbau in der geplanten Teillänge mitdem alten Strompfeiler zurückgebaut werden.

Die Gründung des Pfeilers erfolgte als Tief-gründung mit insgesamt 70 gerammten Stahl-pfählen, Profil HEA 400. Für die Baugrubenum-schließung mit den Abmessungen 28,90 m x15,70 m wurden schwere Spundwandprofile


Bild 22: Längs- undQuerschnittdurch die Gründungsbau-grube des neuenStrompfeilers

Bild 23 und 24:Einbringen derGründungspfähle

Bild 21: Lageplan derBaustelle mit Zufahrt und Arbeitsfläche imDeichvorland

Larssen 607n mit einem Widerstandsmomentvon 3.200 cm3/m und einem Gewicht von 190kg/m2 eingesetzt. Die Länge der Spundbohlenbetrug einheitlich 21,00 m. Außer dem währendder Rammarbeiten noch vorhandenen und wei -terhin in Betrieb befindlichen Überbau kamenbei der Herstellung der Gründungspfähle undder Baugrube als weiteres erschwerendes Ele-ment die täglichen Wasserspiegeländerungender Tide hinzu. Die mittleren Tideschwankun-gen betragen rd. 3,50 m, sie können allerdingsim Extremfall auch über 6,00 m ausmachen.Die Oberkante der Spundwände wurde hoch-wassersicher auf einer Höhe von NN +4,00 mangeordnet. Ein höheres Maß war in diesem Fallnicht erforderlich, da bei einem Wasserstandvon NN +3,50 m das Emssperrwerk geschlossenwird (Bild 22).

Im ersten Arbeitsschritt erfolgte die Ram-mung der Gründungspfähle. Dies war erforder-lich, da die insbesondere in Baugrubenmittebefindlichen Pfahlansatzpunkte innerhalb derSpundwandbaugrube nur unter allergrößtenSchwierigkeiten bzw. überhaupt nicht mehr er-reichbar gewesen wären, insbesondere bei nied -rigen Wasserständen. Bei Niedrigwasser befandsich die Spundwandoberkante rd. 6,00 m überdem Wasserspiegel. Um die Pfähle mit ihrer Ge-samtlänge von rd. 18,00 m auch unterhalb desÜberbaus rammen zu können, wurden sie hiermit entsprechender Neigung eingebracht (Bild23 und 24).

Im Anschluss an die Rammung der Stahl-pfähle erfolgte die Herstellung der Spundwand -baugrube. Außerhalb des Brückenüberbauskonnten die Spundbohlen unmittelbar in gan-zer Länge eingebracht werden. Unterhalb desÜberbaus mussten sie jeweils einmal gestoßenwerden.

Die Stahlpfähle wurden zunächst in einerFührung aufgestellt und dann mit einer Hydrau-likramme IHC S 35 bzw. S 70 bis zur vorgesehe -nen Gründungsebene unter Wasser auf Tiefegerammt.

Die Bauweise war ähnlich derjenigen beimBaudock der Meyer Werft Papenburg. Als untereBaugrubenabdichtung wurde eine 1,80 m dickeunbewehrte Unterwasserbetonsohle eingebaut.Nach dem Lenzen konnte anschließend dieFundamentplatte des neuen Pfeilers aus Stahl-beton mit einer mittleren Dicke von 2,55 m her-gestellt werden.

Zum Nachweis einer ausreichenden Pfahl-tragfähigkeit waren Probebelastungen an Probe -pfählen im Landbereich vorgesehen. Mit dendurchgeführten Versuchen konnten jedochkeine ausreichenden Traglasten nachgewiesen

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werden. Es wurde daher festgelegt, eine Probe -belastung an einem Bauwerkspfahl im Flussbe-reich durchzuführen. Es wurden insgesamt fünfBauwerkspfähle bis zu einer Gesamtlänge von rd.35,00 m aufgestockt, sodass sie bis auf die vor-gesehene Gründungstiefe gerammt werden konn-ten und die Pfahlköpfe auch bei Hochwasseroberhalb des Wasserspiegels weiterhin frei zu-gänglich blieben. Ein Pfahl diente dabei als Probe -pfahl, die beiden benachbarten Pfähle dientenals Reaktionspfähle und zwei weitere Pfähle inder parallel dazu stehenden Reihe als neutralePfähle zur Aufnahme der Messeinrichtung. DieWassertiefe betrug bei Hochwasser mehr als10,00 m. Die Pfähle ragten dadurch als frei aus-kragende Elemente rd. 12,00 m aus der Fluss-sohle. Der mit einer Prüflast von 2.400 kN aufDruck zu belastende Probepfahl war demzufolgebesonders gegen Ausknicken zu sichern. AlsKnicksicherung wurde der Probepfahl mit einemzusätzlich eingerammten Stützrohr ummantelt.Dieses wurde mit Kies verfüllt und so bemessen,dass es die möglicherweise auftretenden hori-zontalen Stützkräfte über Biegung in den Unter-grund ableiten konnte. Aufgrund der schlech-ten Ergebnisse der Probebelastungen an Landwurden alle Bauwerkspfähle zusätzlich im Steg-bereich mit weiteren flanschparallelen Blechenausgestattet, wodurch einerseits beim Einram-men die Pfropfenbildung am Pfahlfuß gefördertund gleichzeitig die Mantelfläche zur Erhöhungder Reibungskräfte vergrößert werden sollte.

Da analog zum Baudock der Meyer WerftPapenburg im Bauzustand die Pfähle hier beigelenzter Baugrube die vollen Auftriebskräftevon rd. 120 kN/m2 aufnehmen mussten, wurdegleichzeitig über die Reaktionspfähle die Trag-fähigkeit auf Zug überprüft (Bild 25).

Die Probebelastung wurde bei einer Druck-last von 2.400 kN abgebrochen, ohne dass bei

dem Probepfahl oder den Reaktionspfählen dieGrenztraglast erreicht war. Grund waren diedurch der starken Tideströmung eintretendenHorizontalverschiebungen der Pfahlköpfe, diedann durch die Prüflast infolge der mit der Ver-schiebung verbundenen Außermittigkeit nochverstärkt wurde. Da jedoch die vorgesehene Prüf-last erreicht wurde, konnte als Ergebnis schließ-lich eine ausreichende Tragfähigkeit der Pfählefestgestellt werden.

Aufgrund des noch vorhandenen Brücken-überbaus musste der Unterwasserbeton miteiner entsprechend flexiblen Betonpumpe ein-gebaut werden. Die Andienung erfolgte überdie Behelfsbrücke zwischen Baugrube und Ufer -bereich. Dabei wurden zwei Betonpumpenhintereinandergekoppelt, die erste Pumpe standan Land, die zweite auf der Behelfsbrücke. Umbis zum Einbau des Unterwasserbetons großeDruckunterschiede infolge unterschiedlicherWasserstände innerhalb und außerhalb der Bau -grube zu vermeiden, waren zunächst in derSpundwand verschließbare Öffnungen angeord-net, über die sich der Wasserspiegel innerhalbder Baugrube den tidebedingten Wasserstands-schwankungen anpassen konnte. Aus diesemGrund war während des Unterwasserbetonein-baus eine auf den Wasserstand bezogene Lot-peilung nicht möglich. Die Höhenkontrolle desUnterwasserbetons erfolgte dementsprechendüber eine mit Laserhilfe eingemessene Peil-stange. Dadurch war eine wasserstandsunab-hängige Höhenkontrolle gewährleistet (Bild 26).

Nach dem Lenzen und Reinigen der Bau-grube von Schlick wurden die aus dem Unter -wasserbeton herausragenden Gründungspfähleauf Sollhöhe abgeschnitten und mit einer Kopf -platte versehen (Bild 27). Im Gegensatz zumBaudock der Meyer Werft werden alle Pfähleim Endzustand nur auf Druck beansprucht.

Bild 25: Probebelastung eines Gründungs pfahles im Wasser

Bild 26: Fertiggestellte Spundwandbau-grube unter dem noch vorhandenen Überbau, Einbau des Unterwasser betons

Bild 27: Gründungspfähle in der gelenzten Baugrube vor Einbau des Pfeilerfundamentes

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Lediglich während des Bauzustandes zur Pfeiler-herstellung hatten die Träger die Auftriebskräfteaus dem unter der Sohle anstehenden Wasser-druck aufzunehmen. Für die zwischen 2,30 mund 2,80 m dicke Stahlbetonfundamentplattedes Pfeilers waren rd. 1.100 m3 Beton der Festig-keitsklasse C 30/37 einzubauen. Der Betonein-bau erfolgte über die kurz zuvor für den Ver-kehr gesperrte Brücke (Bild 28).

Zum Ausbau des Brückenüberbaus wurdeder zweistegige Spannbetonplattenbalken invier etwa gleich große Teile zersägt und an-schließend mit einem Schwimmkran ausge -

hoben. Die Einzelelemente wurden auf einemPonton abgelegt, dort mit einem Meißelbaggerzerkleinert und über eine Umschlagstelle anLand entsorgt (Bild 29 bis 31).

Um Fußgängern und Radfahrern weiterhindie Möglichkeit zu bieten, den Fluss zu queren,ist in unmittelbarer Brückennähe ein Fährver-kehr eingerichtet worden. Hierfür wurden diein Brückennähe auf beiden Seiten des Flussesvorhandenen Nato-Rampen entsprechend her-gerichtet (Bild 32).

Der Abbruch des alten Strompfeilers erfolgtemit Hilfe einer Lockerungssprengung. Zunächstwaren auf dem Pfeilerkopf die Lagersockel ab-zubrechen, um eine Arbeitsebene für das Her-stellen der Sprengbohrungen zu schaffen. NachDurchführung der Sprengung war es möglich,unter gelegentlicher Zuhilfenahme eines Ab-bruchmeißels den Beton mit einer Abbruchzangeund einem Tieflöffel auszubauen. Die Fundament-platte mit der Bohrpfahlgründung verblieb imUntergrund, da sie unterhalb der Ausbausohledes Flusses liegt. Die Abbrucharbeiten wurdentermingerecht abgeschlossen, sodass die MeyerWerft Papenburg wie geplant Ende September2008 ihr jüngstes Kreuzfahrtschiff überführenkonnte. Die „Celebrity Solstice“ passierte denBaustellenbereich ohne Probleme (Bild 33).


Bild 28: Betonage desPfeilerfunda-mentes

Bild 29 bis 31: Abbruch des Brückenüberbaus und des Strompfeilers

Bild 32:Fährverkehr fürFußgänger undRadfahrer während derBau arbeiten

Bild 33: Durchfahrt der„Celebrity Sol stice“ am 27.September 2008

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Hochwasserschutz Köln – Planfeststellungsabschnitt 3

1 Allgemeines zum Hochwassereinsatz in KölnDie Stadt Köln ist die am meisten von Hoch-

wasser betroffene Großstadt Europas und hat1995 das letzte große Hochwasser mit einemKölner Pegel von 10,69 m überstanden. Das95-er Hochwasser hat nicht nur einen extremenEinsatz an Hilfskräften, sondern auch an Materialgefordert. Obwohl 1995 noch größere Schädenverhindert und den betroffenen Bürgern in denüberschwemmten Gebieten in vielfältigsterWeise geholfen werden konnte, entging Kölnjedoch nur knapp einer großen Katastrophe.

2 Hochwasserschutzkonzept KölnDas Hochwasserschutzkonzept Köln (HSK)

wurde am 01.02.1996 einstimmig vom Rat derStadt Köln verabschiedet. Das Konzept wurdenach den beiden Hochwasserereignissen 1993und 1995 als ganzheitlicher kommunaler Aktions -plan angelegt. In diesem Hochwasserschutz -konzept wird in vorbildlicher Weise gezeigt,wie der anscheinende Gegensatz eines vorsor-genden Hochwasserschutzes mit dem Ausbautechnischer Hochwasserschutzanlagen zumverbesserten Schutz der Kölner Bevölkerunggelöst wird.

Deshalb werden im Hochwasserschutz -konzept Köln die Grundgedanken des vorsor-genden regionalen und überregionalen Hoch-wasserschutzes mit der Verminderung desSchadenspotenzials und des Bewusstmachenseiner verbleibenden Hochwassergefahr mit denHauptaspekten der Hochwasserabwehr, desbaulichen Hochwasserschutzes, des Hochwas-sermanagements und der Eigenvorsorge mit -einander verknüpft und Schadensminimierungs-potenziale aufgezeigt.

Grundsätzliche Ziele für den kommunalenAktionsplan sind:– eine optimale Einbindung des Aktionsplanes

in den überregionalen, internationalen undinterkommunalen Hochwasserschutz

– eine Verringerung des Schadenspotenzials inüberschwemmungsgefährdeten Gebieten

– ein verbesserter Hochwasserschutz für dieBevölkerung, für hohe Sachgüter und fürsensible Nutzungen (Chemiebetriebe, Kran-kenhäuser, Altenheime, Zoos)

– verbessertes Hochwasser- und Katastrophen-management

– eine Bewusstseinsänderung in der Bevölke-rung durch ausreichende Information übermögliche Gefährdungen und durch ständigeSensibilisierung für die Hochwasserproble-matik

3 Planfeststellungsabschnitt 3 – Weißer Bogen Für den Planfeststellungsabschnitt (PFA) 3

(Bild 1) gilt das Schutzziel: Kölner Pegel: NN +11,30 m

Bild 1: Baulicher Hoch-wasserschutz,Planfeststel-lungsabschnitte

Hochwasserschutz Köln –Planfeststellungsabschnitt 3Dipl.-Ing. Jürgen Rost

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Konstruktiver Hochwasserschutz wird er-reicht durch: – Bau von Hochwasserschutzwänden, überwie-

gend ausgeführt als erdangeschüttete Spund-wände mit Kopfbalken

– Bau von Sonderbauwerken (Rampen, Hoch-wasserschutztore)

Länge der Gesamtmaßnahme 4.800 m, da-von 2.704 m als angeschüttete Spundwändemit Kopfbalken mit einer maximalen Höhe von2,73 m.

4 Bauliche Umsetzung

Der Planfeststellungsbeschluss erging am04.05.2005 seitens der Bezirksregierung. DieBauarbeiten begannen im Februar 2007 undwurden im November 2008 abgeschlossen. Deroffizielle Spatenstich erfolgte am 29.03.2007(Bild 2).

Die Arbeiten erfolgten mit allen erforderli -chen Leistungen sowie einem oberen Abschlussder Spundwand mit eingefärbtem Stahlbeton-kopfbalken. Die verwendeten Spundwandprofilewaren AZ 12 und AZ 13 S 355 GP (Bild 3).

Die Längen der Spundbohlen lagen zwischen1,80 m und 9,50 m.

Zum Einbringen der Bohlen (Bild 4) wur-den eingesetzt:– Trägergerät ABI SR 35 T mit Dieselmotor

CAT C 15, 433 kW/1.800 min-1

– Hydraulisch teleskopierbarer Unterwagen,Laufwerkslänge 5.100 mm, Spur 2.300 mmbis 3.300 m verstellbar

– 3-Steg-Bodenplatten 700 mm– Hydraulischer Teleskopmäkler ABI TM 13/16,

Verfahrweg 13 m, Verlängerung 3 m, Dreh-momentaufnahme maximal 4.200 daNm,Schnellwechseleinrichtung mit DockingSystem

Als Presse kam eine HZP 630 zum Einsatz(Einpresskraft: 4 x 800 kN, Ziehkraft: 4 x 600 kN, Arbeitsdruck: 32 MPa, Gewicht: 5.530kg, Höhe: 2.130 mm).

Zur Hindernisbeseitigung für entsprechendeLockerungsbohrungen wurde ein BohrantriebMDBA 3000 (Drehmoment 3.000 daNm, stati-sche Zugkraft 200 kN, Gewicht: 1.350 kg, Höhe:2.260 mm) verwendet.

Kampfmitteluntersuchungen wurden mittelsBohrungen und Sondierungen im Vorfeld derLockerungsbohrungen und Spundwandarbeitendurchgeführt.

Die Spundwandkrone wurde als Abschlussmit einem Stahlbetonbalken versehen (Bild 5bis 8).


Bild 2: Offizieller Spatenstich Bild 3: Spundwandprofile

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Hochwasserschutz Köln – Planfeststellungsabschnitt 3

Bild 4: Einbringen der Profile

Bild 5 und 6: Bauarbeiten zur Erstellungder Spundwandkrone

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Bild 7 und 8: Bauarbeiten zur Erstellungder Spundwandkrone

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Einkapselung einer ehemaligen Tierkörperverwertungsanstalt mit Spundwänden

1 Grundlagen und Schadstoffe

Seit Einführung einer wirksamen Seuchen-gesetzgebung im ausgehenden 19. Jahrhundertin den damaligen deutschen Bundesstaaten (Kgr.Preußen, Kgr. Bayern, Kgr. Sachsen usw.) mussjede Kommunalverwaltung auch Möglichkeitenvorhalten, um tierische Abfälle aus Schlachtbe-trieben, Landwirtschaft wie aus normalen Haus-halten geregelt beseitigen, ggf. auch weiterver-werten zu können. Hierunter fällt zwangsläufigauch infektiöses Material (Milzbrand, Kolibakte-rien, Schweinerotlauf, Tetanuserreger, Schweine-pest usw.).

Die tierischen Abfallstoffe werden, sofernnicht infektiös, unter anderem zu Tierfutter(Hunde und Katzen), Kraftfutter (Tiermehl) fürdie Viehzucht, Seifen und Fetten (Schuhcremes)verarbeitet. Früher wurde auch aus den KnochenLeim hergestellt. Häute und Felle wurden, wennverwendbar, gegerbt. Das sogenannte Freibank-fleisch, Fleisch niederer Qualität, stammte eben-falls von hier. Die Mitarbeiter hießen Schinder,später Abdecker. Letzterer Begriff leitet sichvom Wort „Decke“ ab, das früher ein Synonymfür Fell oder Haut war. Der Betrieb nannte sich„Abdeckerei“, heute neutraler als Tierkörper -beseitigungsanstalt (TBA) bezeichnet.

Seit Beginn der 1950er Jahre hielt ein neuesWundermittel in solchen Betrieben Einzug,deren Arbeitsabläufe auch die Entfettung vonGegenständen und Oberflächen beinhalteten.Hierzu zählten chemische Reinigungen, Betriebeder metallverarbeitenden Industrie, Werkstätten,fleischverarbeitende Betriebe und natürlich Tier -körperbeseitigungsbetriebe, in denen ebenfallsFette in großer Menge anfallen. Bei den neu ein-geführten Fettlösern handelte es sich um eineGruppe kettenförmiger (aliphatischer) chlorier-ter Kohlenwasserstoffe (CKW), mit den Haupt-komponenten Tetrachlorethen (PER) und Tri-chlorethen (TRI). Ebenso in diese Stoffgruppegehören das Chloroform (altes Narkosemittel),Chloräthan (früher z.B. zur Vereisung in derZahnmedizin verwendet) und Tetrachlorkohlen-stoff (aufgrund seiner nicht brennbaren Eigen-schaften gerne bei Chemiebränden zum Löscheneingesetzt).

Die besonderen Eigenschaften resultierenaus der Fähigkeit, aufgrund geringer Oberflä-

chenspannung Fette und Öle sehr wirkungsvolllösen zu können, aber auch z.B. normalen Betonproblemlos diffusiv durchdringen zu können,wie sich später nach und nach herausstellte.Gesundheitliche Beeinträchtigungen waren zu-nächst nicht bekannt, ebenso nicht die Eigen-schaft, über die Haut resorptiv in den Körpereindringen zu können.

Ende der 1970er, Anfang der 1980er Jahrehäuften sich mit den damals neu entwickeltenAnalyseverfahren die Hinweise, dass es sichkeines wegs um stabile (persistente) Verbindun-gen handelt, sondern dass im Boden und Grund -wasser teils auch mikrobiologische Prozessestattfinden, deren Abbaureaktionen zu cis-1,2-Dichlorethen (CIS), dann zu Vinylchlorid (VC)und schließlich zu Methan führen. CIS und VCsind jeweils flüch tiger und toxischer als dasVorgängerprodukt. VC gilt bei Nachweis bereitsin geringer Konzentration als kanzerogen.

Zu dessen „verrückten“ Eigenschaften zähltauch, dass es trotz der Leichtflüchtigkeit schwe-rer als Wasser ist, bei nicht vorhandener Wasser-löslichkeit. Das heißt, im Untergrund kommenLCKW in drei Formen vor:– „In Phase“ an der Sohle eines Grundwasser-

leiters, weil schwerer als Wasser.– Als Emulsion an der OK des grundwasserer-

füllten Porenraums, aus dem es ausgast undin den grundwasserfreien Porenraum desBodens übertritt, in die sogenannte

– Bodenluft.

Aus diesem Grund sind kombinierte Boden-luft- und Grundwassersanierungen die effektivs -ten LCKW-Sanierungen.

Sanierungen erfolgen i.d.R. mittels Aktiv-kohle-Extraktion, Biofiltern oder auch Kombi-nationen, bestehend aus Aktivkohleextraktion,Biofiltern, katalytischer Oxidation, Ozonierungoder aus allem gemeinsam.

2 Standorthistorie

Der Standort der TBA Sprendlingen liegtca. 25 km südwestlich von Mainz in der gleich-namigen Ortschaft. Es handelt sich um eineca. 1,5 Hektar große Fläche an der nordwest-

Einkapselung einer ehemaligen Tierkörperverwertungsanstalt mit SpundwändenDipl.-Geol. Dr. Helmut Fels, Dipl.-Geol. Olaf Claußen, Dipl.-Ing. Heinrich Bräckelmann

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lichen Peripherie Sprendlingens, die seit 1904gewerblich genutzt wird.

1954 erwarb der Zweckverband Tierkörper -beseitigung, eine öffentlich-rechtliche Gesell-schaft des damaligen Landkreises Bingen, dieseFläche, um hier zukünftig tierische Abfälle nachdem Tierkörperbeseitigungsgesetz (heute Bio-stoffverordnung) zu verwerten oder zu beseiti-gen. Die Herstellung von Tiermehl als Kraftfut-ter erfolgte mittels Dampfdruckkessel („Tier-mehlkanone“), in der unter anderem Fette, Felleund Knochen von Proteinen getrennt wurden.Zurückbleibende Fettreste mussten mühsam ge-sammelt und beseitigt werden. Die Entfettungmit LCKW-Lösemitteln begann dann 1963 undstellte eine erhebliche Arbeitserleichterung dar.Hauptsächlich kam Tetrachlorethen (PER) ingroßer Menge zum Einsatz.

Um dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) undder Trinkwasserverordnung (TrinkwV) zu ent-sprechen, folgte 1977 der Neubau der betriebs-eigenen Kläranlage. Bis dahin wurden die Pro-duktionsabwässer und -dämpfe, „Brüden“ ge-nannt, über ein betriebseigenes Drainagesystemin zwei Parzellen des Geländes versickert.

Nur sechs Jahre später, am 24.03.1983,wurde die TBA Sprendlingen aus wirtschaft-lichen Gründen stillgelegt.

Zwischen 1989 und 1997 häuften sich dieHinweise, dass ein LCKW-Boden- und -Grund-wasserschaden vorliegt. Umfassende chemisch-

analytische Untersuchungen haben dies schließ-lich bestätigt.

Am 15.04.1999 startete die Sanierung imRahmen einer Sofortmaßnahme, aus der relativschnell hervorging, dass mit einem komplexen,vor allem langfristigen Sanierungsgeschehen zurechnen ist. Zwei weitere Sanierungsschritteschlossen sich an: eine Langzeitsanierung, dieseit 2001 betrieben wird und über den aktuel-len Zeitpunkt hinaus weitergeführt wird, sowieeine ergänzende Maßnahme, als dritter Schritt,zur Anpassung und Optimierung des Sanierungs-geschehens.

3 Geologie und Hydrogeologie

Das Betriebsgelände liegt im Rheinhessi-schen Hügelland, am nordwestlichen Endedes Rheintalgrabens im sogenannten MainzerBecken. Die basalen tertiären Bodenschichtenbildet der sogenannte Rupelton mit eingelager-ten Kalkbänken und durch Erosion stark diffe-renzierter Oberfläche. Wiederverfüllte Rinnenund Runsen verlaufen im Wesentlichen in nörd-liche bzw. auch südliche Richtung. Die Ton-oberkante bildet eine Art morphologisches Hochund fällt nach Norden bzw. nach Süden ab. Imsüdlichen Bereich liegt die Tonoberkante beica. 10 m unter GOK, im Norden bei weniger


Bild 1: GeologischerProfilschnitt

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als 3 m. Über dem Ton folgen eiszeitliche(pleistozäne) Sande und Kiese (Wiesbachterras-sen) des Quartärs. Über Sanden und Kiesen fol-gen teils Löß und Lößlehm, teils Erdaushub,Bauschutt, Letztere stellenweise vermengt mitVerfüllungen aus der Tierkörperverwertung.Bild 1 zeigt einen geologischen Schnitt querdurch das TBA-Gelände.

Die hydrogeologischen Verhältnisse sindschwierig. Es handelt sich vor allem um Schicht-und Stauwasser. Selbst in den wasserführendenSchichten liegt der kf-Wert (Durchlässigkeits-beiwert) vielfach unter 10–5 m/s. Dieses korres-pondiert mit einer für Mitteleuropa äußerstniedrigen Jahresniederschlagsmenge von ca.550 mm.

4 Sanierung

Die höchsten 1999 gemessenen LCKW-Kon-zentrationen kulminierten im Grundwasser vorSanierungsbeginn bei 150.000 μg/l. Die Ge -halte im Grundwasser lagen schließlich bei77.000 μg/l, in der Bodenluft im Extrem bei1.576 mg/m3 und im Mittel bei. ca. 100 mg/m3.Als Reinigungszielwerte wurden für die Abluftder Sanierungsanlage 20 mg/m3 und für das ge-reinigte Grundwasser 10 μg/l von der zuständi-gen Struktur- und Genehmigungsdirektion Südfestgelegt.

Diese Vorgaben flossen in den Änderungs-bescheid vom 13.07.2001 zur Erweiterung derSanierungsmaßnahme ein, für den zweitenSanierungsschritt. Diese läuft im Prinzip unver-ändert bis heute (2008) und wird noch einigeweitere Jahre fortzusetzen sein.

Parallel hierzu wurden LCKW-Belastungenim Umfeld des Betriebsgeländes festgestellt:– in der Gemarkung „Am Karlszehnten“ im

Süden– Kanalstauraum vor Einmündung in den Wies-

bach im Norden– Trasse der Umgehungsstraße im Westen

Für den zweiten Sanierungsschritt wurdenelf Bodenluftpegel, neun Grundwasserpegel zurSanierung und eine Sickerrigole zur Wiederein -leitung gereinigten Grundwassers eingerichtet.Bis 2007 sanken die LCKW-Spitzenbelastungendes Grundwassers innerhalb des Betriebsgelän-des auf immerhin 20.473 μg/l, im Schnitt auf8.462 μg/l. Die höchsten Belastungen der Boden -luft waren auf 145 mg/m3 abgesunken, dieDurchschnittsgehalte auf 18 mg/m3.

In den Jahren unmittelbar vor und nach2007 lagen die LCKW-Belastungen in den Nach-barliegenschaften in folgender Größenordnung:– Am Karlszehnten:

160 μ/l (2006) und 6 μ/l (2008)– Neue Umgehungsstraße:

95 μg/l und 0,80 mg/m3 (2007)– Übergang Kanalstauraum in den Vorfluter

Wiesbach: 23,8 μg/l (2007)

Bis zum Oktober 2008 waren hierbei im Be-triebsgelände 850 kg LCKW aus dem Stau- undSchichtwasser extrahiert und 1.430 kg LCKWüber die Bodenluft aus dem Untergrund entferntworden, zusammen 2,28 t.

Ab 2005 begann die Sanierungseffizienz, ge -messen an den Überwachungspegeln, abzu -nehmen und warf Fragen zur Optimierung desSanierungskonzeptes auf. Diese auf den bishe -rigen Sanierungsverlauf aufbauenden Überlegun-gen fanden Eingang in einen Förderantrag, des-sen Kern eine hydraulische Einkapselung desBetriebsgeländes als Schadenseintragsbereichbildet: Methode Einbau einer Stahlspundwand.

Zur Teilfinanzierung ist ein Antrag auf För-derung an das Land Rheinland-Pfalz gestelltworden.

Das Land Rheinland-Pfalz bewilligte denFörderantrag am 19.09.2007 mit einem Gesamt-förderzuschuss von ca. 0,5 Mio. Euro. Der Ge-nehmigungsantrag zur Sanierungserweiterungwurde am 23.11.2007 gestellt und am 17.03.2008formal bewilligt.

5 Ergänzende Sanierungsmaßnahme

Da die ebenfalls überwachten LCKW-Belas-tungen außerhalb des Betriebsgeländes bis 2007entscheidend abgesunken waren, bildete dieserSachverhalt ein weiteres Argument für die Ein-kapselung des Betriebsgeländes als Schlüssel-maßnahme, um einerseits weitere Schadstoff-emissionen aus dem Betriebsgelände in denUntergrund der Nachbarschaft zu unterbindenund andererseits im Betriebsgelände die laufen-den Maßnahmen zu optimieren. ErgänzendesMaßnahmenpaket:– Einbringen einer Stahlspundwand im Ring-

schluss– Entfernung von zwei Tierkörperverfüllungen

(Boden, tierische Reste mit Restinfektions -risiko und LCKW)

– Bau eines Sanierungsbrunnens im Betriebs -gebäude, um evtl. Belastungen unter demFundament erfassen zu können

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– Bau eines weiteren Sickerschachtes innerhalbder Liegenschaft

– Bau von zwei Rigolen extern (Rigole 5 undRigole 8) zur Entnahme von Grundwasseraußerhalb der Spundwand

– Bau von drei neuen Beobachtungspegeln ex-tern (zwei vis-à-vis „Am Karlszehnten“, einerin Kreiselnähe)

– Optimierung der laufenden Flächensanierung(BAUER Umwelttechnik GmbH), unter An -passung an die neue Situation (qualitativewie quantitative Änderung der Grundwasser-abstromverhältnisse)

In Bild 2 ist das Betriebsgelände mit Sanie-rungseinrichtungen dargestellt.

5.1 Spundwand – Einbauhindernisse

Die schließlich realisierte Spundwandtrassebesitzt eine Länge von ca. 430 m und bildet einin sich geschlossenes System.Ausgewählt wurden:– Spundwandbohlentyp Larssen 703K– Doppelbohlen mit zusammen 1.400 mm Pro-

filbreite (Bild 3)– Gewicht 103 kg/m2

– Wandstärke 10 mm– ohne Beschichtung– mit Schlossdetektoren (Bild 4)

– geschützte Detektorenverkabelung (Bild 5)– Schlossversiegelung mit plastischer, langsam

aushärtender Dichtmasse

Nach vorangehender Abstimmung mit derUnteren Naturschutzbehörde konnten zwischendem 15. und 28.02.2008 die Spundwandtrasseund weitere lokale Sanierungsbereiche vomBewuchs befreit werden (u.a. ca. 40 Pappeln,30 bis 40 m hoch). Dieses wurde notwendig, dader vorgesehene Ausführungszeitraum (ca. Maibis Herbst 2008) in die Setz- und Brutzeit fiel.Drei Walnussbäume und eine ca. 800 m2 großeBaum- und Buschgruppe waren zu erhalten.

Um einen ungehinderten Einbau im Trassen-verlauf zu ermöglichen, war nicht nur die eigent -


Bild 2: Planskizze derTBA

Bild 3: Doppelstahlbohle (eingebaut)

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liche Trasse in ca. 1 m Breite freizuräumen,son dern die Arbeitsbreite des Rammgeräteswar auch als Minimalbreite zu berücksichti-gen. Im Einzelnen lagen folgende Bauhinder-nisse vor:– Steuer- und Förderleitungen der parallel lau-

fenden Sanierung (Bild 6)– Baumstümpfe und Wurzelstöcke– Fundamente der Zaunpfosten– Telefon-, Strom- und Wasserleitungen– Trafostation (Bild 7)– zwei Gasleitungen (in Betrieb, Bild 8)– in die Trasse hineinragende Außenfassaden-

teile mehrerer Kläranlagenbauten (Pumpen-haus, Belebungsbecken, Pufferbecken, Bild 9)

Die in die Trasse hineinragenden Baum-stümpfe und Wurzelstöcke mit mehr als 10 cmDurchmesser mussten vor Rammbeginn besei-tigt werden (Kleinbagger, Radlader). GeringereDurch messer wurden, ohne Beschädigungenan der jeweiligen Bohle hervorzurufen, mittelsder Spundwandbohlenkante während des Ein-baus gekappt.

Leitungen der laufenden Sanierung warenmittels Leitungsbrücken bzw. Überfahrschutzdurch Neuverlegen, aber auch temporäre Still -

legung zu sichern. Die Leitungsführungen umdas im Süden an der Liegenschaftsgrenze er-richtete, im Betrieb befindliche Trafohaus, mitzusätzlicher Telefon- und einer Wasserleitung,mussten mit Kleinbagger, schließlich Hand-schachtung, freigelegt, die Leitungen temporärstillgelegt und demontiert werden.

Ein großes Hindernis bildeten zwei entlangder nördlichen Liegenschaftsgrenze noch inner-halb des Geländes verlegte Gasleitungen (Rohr-leitungssohle ca. 2 m unter GOK). Diese konn-ten nicht außer der Reihe abgeschaltet oder ver-legt werden. Als Konsequenz war einerseits dieSpund wandtrasse in das Betriebsgelände hinein-zuverlegen, um die sonst unumgängliche Gas-leitungsquerung zu vermeiden. Andererseitsreichte der Platz zwischen den drei Kläranlagen -bauwerken und den beiden Gasleitungen nichtaus, um die Spundwand einzubauen. Erschwe-rend kam hinzu, dass gleichzeitig noch ein paral-lel auseinanderlaufender Entspannungs grabenanzulegen war, der während des Einbaus denDruck auf die Gasleitungen abfangen sollte. DieArbeiten entlang der Gasleitungstrasse wurdenvon der zuständigen RWE-Wartungsabteilungin Bad Kreuznach vor Ort begleitet und unter-stützt.

Bild 4: Schlossdetektor Bild 5: Detektorenverkabelung Bild 6: Steuer- und FörderleitungenGrundwasser

Bild 7: Transformatorstation Bild 8: Gasleitungen Bild 9: Betonfundamente behindernder Kläranlagenbauten

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Nicht vorgesehen war zunächst der Rückbaueinzelner Bauwerke der erst 1977 errichtetenund mit der Anlagenschließung 1983 wiederaußer Betrieb genommenen Kläranlage. DieFundamente bzw. die Außenfassade dreier Bau-werke ragten jedoch so in den Trassenverlaufhinein, dass ein Rückbau dieser störenden Ob-jekte unvermeidlich wurde. So wurden das Pum-penhaus, das Puffer- und das Belebungsbeckenabgebrochen. Bei der Leitungsdemontage imPumpenhaus fielen zusätzlich schwach gebun-dene, asbesthaltige Flanschdichtungen sowieasbesthaltige FH-Türen an. Ein Linde-Flüssig -sauerstoffhochtank ist noch zu demontieren,um die gewonnene Freifläche zu arrondieren.

5.2 Spundwand – Leistungsspektrum

Die Spundwand-OK setzt ca. 0,5 m unter-halb der lokalen Geländeoberkante (GOK) an.Zwecks ungestörten Einbaus wurde der Ober-boden abgeschoben. Die Geländeoberkantewar bereits an fixen, unveränderlichen Punkteneingemessen worden (Lage und Höhe). Mit derOberkante der eingebauten Bohlen wurde ent-sprechend verfahren, um einen verlässlichen Be-zugspunkt auch zur individuellen, absoluten Ein-bautiefe der einzelnen Stahlbohlen zu erhalten.

Für den Einbauverlauf ist vorab ein Ramm-plan konzipiert worden. Dieser Rammplan be-rücksichtigt alle Einzelbohlen mit Eckstücken.Um die passenden Spundbohlenlängen zu er-halten, sind alle bekannten Sondierergebnissezusammengetragen und in ein räumliches Modelldes Geländes eingebracht worden. Entsprechenddiesem Modell sind die Spundwandeinzelboh-

len auf Passlänge vorgefertigt worden. Die pass -genaue Lieferung erfolgte entsprechend demArbeitsfortschritt. Die Einzelbohlen kamen be-reits sortiert und nummeriert entsprechendihrem Einbauort auf der Baustelle an.

Der Einbau erfolgte nicht als klassischesRammverfahren (Schläge mittels Rammbär: sehrlärmintensiv), sondern mittels Vibrationsverfah-ren. In der ca. 500 m entfernten, geschlossenenWohnbebauung waren die Arbeiten nicht mehrwahrnehmbar. Da zudem nur werktags zwischen7 und 19 Uhr gearbeitet wurde, kam es zu kei-nen Anliegerklagen. Unangenehm war es aus-schließlich für ein auf dem Gelände (im Weiß-bereich) wohnendes Pächterehepaar, da dieOsttangente der Spundwandflucht bis auf 10 mDistanz an das gepachtete Wohngebäude heran-und vorbeiführte.

Durch die im Vorfeld konsequente Frei -machung der Trasse konnten die Arbeiten inner -halb von 10 statt 15 kalkulierter Arbeitstage (AT)erledigt werden:– ca. 430 m Spundwandtrasse– ca. 2.430 m2 eingebauter Spundwandfläche– in 10 AT

Die Steuerung und Kontrolle des Einbausnimmt der Geräteführer des Spezialtiefbauge -rätes nach Rammplan vor (Bagger mit hydrauli-schem Vibrator als Vorsatzgerät). Der Einbau derBohlen erfolgt zentimetergenau bis ca. 0,75 munterhalb der Rupelton-Oberkante. Über einenMonitor kann der Geräteführer Einbautiefe, Ein -dringwiderstand und intakte Schlossführungüberwachen und steuern. Hierbei muss jedochnicht jede Doppelbohle sensorisch ausgestattetsein (Bild 11 und 12).


Bild 10: Vibrationsaggregat

Bild 11: Einbaukontrolle

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Ein entscheidender Vorteil dieses Verfahrensist die elektronische Dokumentation, die für jedeeinzelne Doppelbohle vorgenommen werdenkann. Hierbei werden folgende Daten registriert:– Baustelle/Ort– Auftragnehmer, Auftraggeber– Gerätetyp– Bauausführung: Bohlen-Nr., Datum, Beginn,

Ende und Dauer des Einbaus– Einbindetiefe unter Bohlen-Oberkante– Zeitdiagramm: Rütteldruck (bar) und Arbeits-

fortschritt (Tiefe in m, bezogen auf den Tages-gang)

– Tiefendiagramm: Rüttelwerk (bar) und Ge-schwindigkeit (cm/min)

Siehe auch Bild 13.

5.3 Sanierungserfolg

– Kein weiterer Schadstoffaustritt durch Spund-wand-Ringschluss

– Steuerung des hydraulischen Regimes inner-halb der durch die Spundwand abgekapseltenLiegenschaft

– Optimierung der Langzeitsanierung (BAUERUmwelt GmbH)

– Auffinden (Oktober 2008) und Beseitigung(November 2008) von einem bis dato un -bekannten LCKW-Eintragsbereich der ehe -maligen Kläranlage (mit ca. 25 m3 LCKW-halti -gem Schlamm gefüllter Betonschacht, LCKW-Gehalt bis ca. 6.900 mg/kg)

– Beseitigung von zwei Tierkörperverfüllungen– Einbeziehung des Untergrundes unterhalb

des Betriebsgebäudes durch einen neuenSanierungsbrunnen

– Insgesamt bis Oktober 2008 ca. 2,3 t LCKWgezielt extrahiert. Mit Reinigung der im Som-mer 2008 beseitigten zwei Tierkörperverfül-lungen und o.g. Betonschachtes im Novem-ber 2008 kommen überschlägig weitere 0,5 tdazu, sodass sich die Gesamtmenge extrahier-ter LCKW am Jahresende 2008 auf ca. 2,8 tbeläuft.

6 Ausblick

Nach Abschluss dieser ergänzenden Maß-nahmen im Herbst 2008 sowie der Modifizierungund Anpassung der Langzeitsanierung an dieneue Situation wird die Sanierungsentwicklungim Monatsrhythmus weiter analytisch überwachtund aufgezeichnet. Mit der Gemeinde Sprend-lingen als Träger öffentlicher Belange und auchals Anlieger ist bereits am 02.07.2008 anläss-lich einer Sitzung des Gemeinde-Umweltaus-schusses vereinbart worden, den weiterenSanierungsfortschritt nach Ablauf eines Jahres,also Ende 2009, der Öffentlichkeit vorzustellen.Erst dann kann aufgrund der schwierigen Boden-verhältnisse mit eher geringen Durchlässigkeits-beiwerten eine realistische Einschätzung überdie langfristige Entwicklung in den Folgejahrenabgegeben werden. Allerdings zeigen bereitsdie im September erfolgten Messungen eine er-freuliche Entwicklung. Innerhalb des durch dieSpundwand hydrologisch isolierten Geländes

Bild 12: Digitales Protokoll Bohle Nr. 148 Bild 13: Rammplan TBA Sprendlingen

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beginnen sich offenkundig die Schadstofffahnenin Richtung der Schadstoffeintragszentren zu-rückzuziehen. Außerhalb der Spundwand nimmtebenfalls die Restbelastung weiter ab. Von derEntwicklung in den nächsten zwei bis vierJahren hängt ab, wann die Sanierung tatsäch-lich beendet werden kann. Ein späteres Ziehender Spundwände ist bisher nicht ins Auge ge-fasst worden, ist auch aus heutiger Sicht nichtnotwendig.

7 Zusammenfassung

Seit dem Jahr 1904 wird das Gelände derspäteren TBA Sprendlingen gewerblich genutzt.1954 wurde der Betrieb als Tierkörperbeseiti-gungsanstalt aufgenommen. 1963 wurde derProduktionsprozess umgestellt und LCKW (vorallem Tetrachlorethen = PER) in großen Mengenals Fettlöser eingesetzt. Lange Zeit sind LCKW-haltige Brüden und Abwässer in zwei Drainage-flächen versickert worden. 1977 wurde eineKläranlage gebaut. Im März 1983 wurde imRahmen der Neuorganisation und Konzentrationauf wenige moderne Betriebsstätten auch dieTBA Sprendlingen geschlossen.

In den 1980er Jahren mehrten sich die Hin-weise auf einen LCKW-Schaden in Boden undGrundwasser mit Spitzenbelastungen im Grund -wasser bis zu 150.000 μg/l und bis zu 1.500mg/m3 in der Bodenluft. Die 1999 ein geleiteteSofortmaßnahme ermöglichte eine Absenkungauf 77.000 μg/l (ersten Sanierungsschritt). MitÄnderungsbescheid wurde 2001 die in derFläche wirkende Langzeitsanierung als kombi-niertes Bodenluft-Grundwasser-Verfahren mitStripkolonne und nachgeschalteten Aktivkohle-filtern installiert (Grundwasser-Sanierungsbrun-nen, elf Bodenluft-Sanierungspegel, ein Reinfil-trationsschacht). Die Spitzenbelastungen desGrundwassers waren auf ca. 20.400 μg/l in der

Spitze, im Schnitt auf ca. 8.400 μg/l abgesunken.Die Belastungsspitzen der Bodenluft lagen bei148 mg/m3, die Durchschnittswerte waren auf18 mg/m3 LCKW, d.h. unter den Sanierungs-zielwert von 20 mg/m3 LCKW, gefallen. Da dieSanierungseffizienz seit 2005 zu stagnieren be-gann, war im Jahr 2007 der Zeitpunkt erreicht,die laufende Sanierung zu optimieren und an dieinzwischen erzielten Erkenntnisse anzupassen.Finanziert wurde dies mittels eines durch dasBundesland Rheinland-Pfalz bewilligten Förder-antrages, mit einem Zuschuss in Höhe von ca.brutto 0,5 Mio. Euro bei einer Gesamtsanie-rungssumme von knapp 1 Mio. Euro brutto.

Kern des umzusetzenden Optimierungs-konzeptes war die Einkapselung mittels Stahl-spundwand, ergänzt durch drei externe Kon-trollpegel, zwei externe Rigolen mit Schachtund einen internen Versickerungsschacht.

Hinzu kamen, ein Sanierungsbrunnen inner-halb des alten Betriebsgebäudes, der Austauschvon zwei Tierkörperverfüllungen und alsNeben effekt mussten drei Kläranlagenbautenrück gebaut und ein bis dahin nicht bekannter,mit LCKW-haltigem Schlamm gefüllter Beton-schacht gereinigt werden. Mit der Demontagedes Linde-O2-Tanks und der Erneuerung desSicherheitszauns endet die ergänzende Maß -nahme im November 2008. Bis Oktober 2008konnten aus Boden und Grundwasser ca. 2,3 tLCKW entfernt werden, einschließlich der wäh-rend der Optimierung (dritten Sanierungsschritt2008) entfernten Mengen sogar ca. 2,8 t LCKW.

Nach einer technischen Anpassung derLangzeitsanierung an die aktuelle Situation imSeptember 2008 befinden wir uns derzeit ineiner Umstellungsphase, da mit der Spundwanderheblich in das hydrologische System eingegrif-fen worden ist und dies sowohl den Grundwas-seroberstrom als auch die Richtung des Grund-wasserabstroms beeinflusst.

Ende 2009 soll ein erstes Resümee gezogenund sollen die Ergebnisse vorgestellt werden.


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