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1BAW-Kolloquium 17. Juni 2003

Die Einleitung von Zugkräftenin den Baugrund

Ein Erfahrungsbericht


Gliederung

• Grundsätzliche Vorbemerkungen

• Erste Erfahrungen mit Dauerverpressankern im Bereich derWasser- und Schiffahrtsverwaltung

• Einsatz von Dauerankern beim Ausbau von Mittellandkanalund Teltowkanal (Berlin)

• Besondere Anforderungen im Seewasserbau (Hafenbau)

• Sonderanwendungen

• Zusammenfassung und Ausblick


Zum Einsatz von Verankerungen


Neubau Schleuse Berlin-Spandau: Blick in die fertige Baugrube nach dem Lenzen

FW = 750 kN, Sand


Bau der Kylltalbrücke im Zuge der BAB 60FW = 2.700 kN, Sand- und Tonstein (Buntsandstein)


Anforderungen an Daueranker

• Gesicherte innere Tragfähigkeit von Zugglied undAnschlusskonstruktion (Ankerkopf)

• Dauerhafte Funktionssicherheit unter den gegebenenEinbaubedingungen (Korrosionsschutz, robusteAnkerkopfausbildung, Maßnahmen gegen aggressiveMedien)

• Sicherstellung der äußeren Tragfähigkeit, das heißt derVerbundwirkung zwischen dem Verpresskörper und demumgebenden Baugrund in der Krafteintragungsstrecke


Prüfung von Kleinbohrpfählen:Versuchsaufbau Probebelastung


Wichtige Aspekte für die Planung von Dauerankern

• Lage des Verpresskörpers im geeignetenVerankerungsboden

• Wahl der geeigneten Bohrtechnik, vermeiden vonfestigkeitsmindernden Einwirkungen auf den umgebendenBaugrund bei der Herstellung der Bohrung

• Wahl der geeigneten Injektionstechnik• Rezeptur der Zementsuspension

• Primärverpressung über das umgebende Bohrrohr im Bereich derKrafteintragungsstrecke oder

• Nachinjektion über Rückschlagventile als Ein- bzw.Mehrphaseninjektion, Vorgeben der zulässigen Mengen und Drücke


Verpressvorgangmit Manschettenrohr

Verpresskappe Verpresskappe


Grenzlast von Ankern in bindigen Bödenohne Nachverpressung (nach Ostermayer)


Grenzlast von Ankern in bindigen Bödenmit Nachverpressung (nach Ostermayer)


Grenztragfähigkeit von Verpressankernin bindigen Böden

Regelausführung: Krafteintragungslänge 5 m, Bohrdurchmesser real 150 mm

Bezeichnung Bodengruppe Konsistenz ohne NI** mit NI**

DIN 18196 kN kN

Ton und Schluffmergel TL, TM, UM cu > 700 kN/m²sandige Mergel

Ton und Schluff TM, UM halbfest

TL, UL halbfest

Ton TM steif

TA halbfest

Ton TA steif 200 k. A.* ermittelt nach Ostermayer

** NI = Nachinjektion

400 620

870 1.180

620 890

Bodenart Grenztragfähigkeit*


Grenztragfähigkeit von Verpressankernin nichtbindigen Böden

Regelausführung: Krafteintragungslänge 5 m, Bohrdurchmesser real 150 mmGrenztragfähigkeit*

Bezeichnung Ungleichförmigkeit LagerungsdichteU D kN

Kies, sandig 5 - 33 sehr dicht 1.500dicht 1.120

mitteldicht 800Sand, kiesig 8 - 10 sehr dicht 1.000

dicht 760mitteldicht 520

locker 220Mittel- bis Grobsand 3,5 - 4,5 sehr dicht 1.000kiesig dicht 760

mitteldicht 520locker 220

Fein- bis Mittelsand 1,6 - 3,1 dicht 680mitteldicht 430

* ermittelt nach Ostermayer

Bodenart


Bauarten für Verankerungen im Baugrund• Verpressanker DIN 4125

• Zugglied Einstab- oder Litzenanker• Gebrauchslast bis 6.000 kN für Litzenanker

• Verpresspfähle DIN 4128• Zugglied zum Beispiel GEWI Stahl 555/700, Ø 63,5 mm• Gebrauchslast bis 1.028 kN

• Boden- oder Felsnägel• System GEWI Ø 16 bis 50 mm Bst 500/550• zulässige Gebrauchslast bis 561 kN

• Selbstbohrende Rohrpfähle• System May oder Ischebeck, Stahl StE 460 zum Beispiel Titan Ø 40 mm• Gebrauchslast 300 kN

• Sonderpfähle mit Zuggliedern aus Baustahl, zum Beispiel St 52,• Vollstab- oder Rohrquerschnitt, Profilstahl oder anderes• Gebrauchslasten bis über 1.000 kN

Hinweis: Die Bauarten nach 1. bis 3. sind Systeme mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung


Schachtschleuse Minden 1967/1968FW = 300 kN, Mergel


Vergleich Verbund-/Duplexanker


MLK Abbesbüttel 1973/1974FW = 500 kN, Tonmergel / Geschiebemergel


MLK Peine 1975/1976FW = 450 kN,

Kalkmergel / Sand


MLK Schwicheldt 1984FW = 380 kN, Mergel


1988: MLK Haimar bei HannoverFW = 400 kN, Ton / Unterkreide


1988: MLK Haimar bei Hannover FW = 400 kN, Ton / Unterkreide


MLK Fallersleben 2002/2003FW = 500 kN, Sand schluffig


GirlandenwandTeltowkanal Berlin

Fw = 584 kN,Sand, mitteldicht


Sanierung AG-Weser, Bremen, Pier I

Spezielles Hängegerüst für KaimauersanierungenFW = 1.200 kN, Sand kiesig schluffig


Köhlfleet

Elbstraße

Hochwasserschutzmaßnahmen, HamburgFW = 1.075 – 1.204 kN, Sand


Sanierung AG-Weser, Bremen, Pier II

Nachträgliche Spundwandsicherungmit Verpressankern im Tide-Bereich

FW = 900 kN, Sand schluffig


Sonderanwendungen von Verpresspfählen undDauerankern

FW = 1.320 kN, Sand kiesig

Kirchenpauerkai, Hamburg


1991: Sicherung KammereckfelsenFW = 2.000 kN, Fels


Globale Hangsicherung für einen StraßentunnelFW = 2.000 kN, Fels


Querschnitt Stützwand HombachNBS Köln – Rhein/Main

FW = 1.110 kN, Tonstein


Sonderanwendungen von Verpresspfählen undDauerankern

DIN 4125

DIN 40305.1.3 Aggressiver Baugrund

Daueranker dürfen nur dann beistarkem Angriffsgrad eingebautwerden, wenn durchSondermaßnahmen dieTragfähigkeit auf Dauersichergestellt ist, z. B.Bohrlochvergütung....

Tabelle 26

kalklösende Kohlensäure

40 - 100 mg/l

stark angreifend


Kluftwasser

Injektion

Krafteinleitungsstrecke

Verdrängung des Kluftwassers durch Vorinjektion


Sonder-anwendungen

vonVerpresspfählen

undDauerankern

Abteufen der Bohrung

WD-Test durchführen

Vorinjektion

Kriterium erfüllt

Anker Einbau

Krafteinleitungstrecke aufbohren

nein

ja


Bohrarbeiten mit Magazinbohrgerät


Baugrubensicherung Dorotheenblöcke, Berlinmit ausbaubaren Temporärankern

FW = 1.005 kN, Sand


Sprengen derKrafteinleitungsstrecke

Ausziehen der Litzen

Abgedichteter Ankerkopfbereich

Dorotheenblöcke Berlin: Arbeitsschritte zum vollständigen Ausbau des Ankers


Edertalsperre: Bohrgerätegruppe - Querschnitt Bauwerk

FW = 4.500 kN, Grauwacke / Tonstein


ProbebelastungEdertalsperre

„Weltrekord“

mit

12.500 kN

Prüflast


Edertalsperre: Arbeitsablauf für die Ankerbohrungen


Edertalsperre: Details Ankerausbildung


Edertalsperre: Einbau des ersten Ankers


Empfehlungen

• Der erreichte Qualitätsstandard vorgespannter Dauerankermuss gesichert werden!

• Schlaffe Verpresspfähle nur dort, wo sich etwaigesVersagen durch Verformungen rechtzeitig ankündigt!

• Vergabe von Dauerankerarbeiten nur an erfahreneFachfirmen, die über eigene Zulassungen verfügen


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