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Dokumentation 507

Stahlspundwände (8)Planung und Anwendung

Stahl-Informations-Zentrum

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Als individueller Service werden auchKontakte zu Instituten, Fachverbänden und Spe-zialisten aus Forschung und Industrie vermittelt.

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

Das Stahl-Informations-Zentrum zeichnetbesonders innovative Anwendungen mit demStahl-Innovationspreis aus. Er ist einer derbedeutendsten Wettbewerbe seiner Art undwird alle drei Jahre ausgelobt (www.stahlinnovationspreis.de).

Die Internet-Präsentation (www.stahl-info.de) informiert u. a. über aktuelle Themenund Veranstaltungen und bietet einen Über-blick über die Veröffentlichungen des Stahl-Informations-Zentrums. Schriftenbestellungensowie Kontaktaufnahme sind online möglich.

Stahlspundwände (8) – Planung und Anwendung

Impressum

Dokumentation 507„Stahlspundwände (8) – Planung und Anwendung“ Ausgabe 2008, 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 achte Ausgabe dieserReihe beinhaltet acht Beiträge aus dem Jahr 2007.Die bisher erschienenen „Spundwanddokumen-tationen“ sind beim Stahl-Informations-Zentrumzu beziehen. Nähere Auskünfte über die Inhalteerhalten Sie im Anhang auf den Seiten 65 bis 71.

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 Stahl/Rohr GmbH• Gebr. Meiser GmbH• Georgsmarienhütte GmbH• Rasselstein GmbH• Remscheider Walz- und Hammerwerke

Böllinghaus GmbH & Co. KG• Saarstahl AG• Salzgitter AG• ThyssenKrupp Electrical Steel GmbH• ThyssenKrupp GfT Bautechnik GmbH• ThyssenKrupp Steel AG• ThyssenKrupp VDM GmbH• Wickeder Westfalenstahl GmbH

Stahl-Informations-Zentrum

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

Verschiedene Schriftenreihen bieten einbreites Spektrum praxisnaher Hinweise für Kon-strukteure, Entwickler, Planer und Verarbeitervon Stahl. Sie finden auch Anwendung in Aus-bildung und Lehre.

Vortragsveranstaltungen schaffen einForum für Erfahrungsberichte aus der Praxis.

Messebeteiligungen und Ausstellungendienen der Präsentation neuer Werkstoffent-wicklungen sowie innovativer, zukunftsweisen-der Stahlanwendungen.

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Seite

Beiträge des Fachseminars 2007

Zukunft Hafen – Entwicklungsperspektivender bremischen HäfenIven Krämer

Dr.-Ing. Stefan Woltering .............................. 5

Neubau der Kaiserschleuse in BremerhavenDipl.-Ing. Gerald Giegerich ........................... 13

Neubau Predöhlkai Liegeplatz 2 –Herstellung einer kombinierten Spundwand in Bodenklasse 6Dipl.-Ing. Robert Howe

Dipl.-Ing. Gunter Behncke ............................ 21

Wirtschaftliche Lösung beim Bau der Kaiwand – Güterverkehrszentrum WustermarkDipl.-Ing. Thomas Behnke ............................ 31

Verminderte Schubkraftübertragung bei U-BohlenDr.-Ing. Christian Dercks .............................. 37

Uferlinie Neptunwerft Rostock – Wandel einer IndustriebrancheDipl.-Ing. Ralf Mertz ...................................... 43

Erhöhung und Verstärkung des Weserdeichs im Stadtgebiet Brake (Unterweser)Dipl.-Ing. (TU) Steffen Sohst ......................... 51

Hochwasserschutz – Einsatz von Spundwänden in bebauungsnahen BereichenDipl.-Ing. Markus Klinkemeyer ..................... 55

AnhangInhaltsübersicht der Spundwand-

dokumentationen 1 bis 7 .............................. 65

Anschriften der Autoren

Iven Krämer Dr.-Ing. Stefan Wolteringbremenports GmbH & Co. KG

Elbinger Platz 1, 27570 Bremerhaven

Dipl.-Ing. Gerald GiegerichHochtief Construction AG

Universitätsallee 18, 28359 Bremen

Dipl.-Ing. Robert HoweEd. Züblin AG

Direktion Nord, Bereich Ingenieurbau

Lübecker Str. 128, 22087 Hamburg

Dipl.-Ing. Gunter BehnckePer Aarsleff A/S

Friedrich-Ebert-Damm 11c, 22047 Hamburg

Dipl.-Ing. Thomas BehnkeSehlhoff GmbH

Westhafenstr. 1, 13353 Berlin

Dr.-Ing. Christian DercksARUP Consultants

13 Fitzroy Street, London W1T 4BQ,

Großbritannien

Dipl.-Ing. Ralf Mertz STRABAG AG

Direktion Straßenbau Hamburg,

Bereich Wasserbau Stralsund

Agnes-Bluhm-Str. 15, 18442 Groß-Lüdershagen

Dipl.-Ing. (TU) Steffen Sohst Niedersächsischer Landesbetrieb für

Wasserwirtschaft, Küstenschutz und

Naturschutz – NLWKN,

Betriebsstelle Brake/Unterweser-Oldenburg

Heinestr. 1, 26919 Brake-Oldenburg

Dipl.-Ing. Markus Klinkemeyer ARCADIS Consult GmbH

Johannisstr. 60–64, 50668 Köln

Inhalt

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Zukunft Hafen – Entwicklungsperspektiven der bremischen Häfen

1 Einleitung

Die maritime Wirtschaft unterliegt infolgeder fortschreitenden Globalisierung einer bislangnicht gekannten Wachstumsdynamik, wobeiHäfen als Schnittstellen globaler Warenströmeund Kontinente umspannender Wertschöpfungs-ketten überproportional profitieren. Insbeson-dere im Containerverkehr steigen die Umschlag-mengen von Jahr zu Jahr weitaus stärker, als alle Prognosen erwarten ließen, sodass die ent-sprechenden Umschlagkapazitäten immer knap-per werden. Die deutschen und mithin die bremischen Häfen stehen damit vor der beson-deren Herausforderung, innerhalb kurzer Zeitihre Kapazitäten den tatsächlichen Erfordernis-sen anpassen zu müssen. Aber auch abseits desviel beachteten Containergeschäftes gibt esspannende Entwicklungen, die neue Beschäfti-gungsmöglichkeiten im Umfeld der Häfen bietenund damit die Investitionsbereitschaft öffent-licher und privater Beteiligter nach sich ziehen.Bremen reagiert auf die vielfältigen Herausfor-derungen mit dem größten Hafeninvestitions-programm seiner Geschichte und setzt derzeitein Bündel an Baumaßnahmen um, das hinsicht-lich des investiven Aufwandes, des technischenAnspruchs der Projekte sowie der Beschäfti-gungsmöglichkeiten für Bauingenieure allerFachrichtungen von herausragender Bedeutungfür die Bauwirtschaft ist.

2 Seehäfen – die neuen Wachstums-

und Investitionsschwerpunkte im

Norden Deutschlands

Die sehr stark außenhandelsorientiertedeutsche Volkswirtschaft mit ihren Kernberei-chen der Automobilwirtschaft, des Maschinen-und Anlagenbaus sowie der chemischen Indus-trie ist seit Jahren aufs engste mit dem Schlag-wort „Exportweltmeister“ verbunden, was diehiesigen Seehäfen, in denen der größte Teildieser Exporte auf Seeschiffe verladen wird, zuimmer neuen Rekordmarken führt. Zudem steigt

die nationale Nachfrage nach Konsumgüterarti-keln aus zumeist asiatischer Produktion bestän-dig weiter an und auch die stark expandierendenWarenströme aus und in die Volkswirtschaftenin Mittel- und Osteuropa werden heute zumgrößten Teil über die großen Container-HubsBremerhaven und Hamburg organisiert. Diemaritime Logistikwirtschaft an der Küste unter-liegt damit einer bislang nicht gekannten Wachs-tumsdynamik, die – so steht es nach allen ver-fügbaren Prognosen zu erwarten – lange nichtabkühlen oder gar zum Erliegen kommen wird.Um diesem Wachstum gerecht zu werden undden bereits erkennbaren Kapazitätsengpässenin den deutschen Häfen entgegen zu wirken,bedarf es erheblicher Investitionen in die Hafen-infrastruktur, in die Anbindung der Häfen durchSchiene, Straße und Wasserstraße sowie in Um-schlaggerät und Lagerflächen. Die Küstenbundes-länder, die nach dem Seeaufgabengesetz fürden Ausbau und Erhalt ihrer Häfen eigenverant-wortlich handeln, sind gewillt, diese mit starkzunehmender Beschäftigungsentwicklung ein-hergehende Dynamik aufzugreifen, und habengemeinsam ein in diesem Umfang einmaligesInvestitionsprogramm aufgelegt.

In Bremerhaven beispielsweise werden der-zeit mit der Erweiterung des Container-Terminalsum vier Liegeplätze für die größten Container-schiffe der Welt und den Neubau einer innova-tiven Seeschleuse zur Stärkung des Automobil-umschlags etwa 730 Millionen Euro in die Hafeninfrastruktur investiert. Niedersachsenwird zudem in Kooperation mit der Freien Hansestadt Bremen bis Anfang des nächstenJahrzehnts in Wilhelmshaven einen neuen,dritten Containerhafen in der Deutschen Buchterrichten. Dieses Projekt ist mit etwa 650 Milli-onen Euro Infrastrukturaufwendungen das be-deutendste Investitionsvorhaben Niedersachsens.Und auch der Senat der Freien und HansestadtHamburg hat Anfang Mai 2007 ein Milliarden-Programm für den Hafen beschlossen. Dem-nach sollen dort bis zum Jahr 2015 insgesamtrund 2,9 Milliarden Euro für den Ausbau vonKajenanlagen und die Erweiterung der Hafen-bahn, aber auch für die notwendige Elbvertie-fung und den Hochwasserschutz aufgebrachtwerden.

Zukunft Hafen –

Entwicklungsperspektiven der bremischen HäfenIven Krämer und Dr.-Ing. Stefan Woltering

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3 Wachstumsmotor

Containerverkehr

Die geschilderte Wachstumsdynamik ist unmittelbare Folge der vor gut 50 Jahren in denUSA einsetzenden und ein Jahrzehnt späterauch Europa erreichenden Containerisierung,wobei es vor allem die Steigerung der Effizienzüber die gesamte Transportkette hinweg unddamit die massive Senkung der Transportkostenwar, die zum Durchbruch der standardisiertenTransporteinheiten geführt hat. Insbesondereder relativ preiswerte Seetransport von Contai-nern, der heute z.B. Bremerhaven transport-ökonomisch näher an Schanghai als an Münchenliegen lässt, sowie politische Veränderungen seitAnfang der 90er Jahre haben zur Folge, dass im-mer neue Güter und Regionen in den interna-tionalen Warenaustausch einbezogen werden.Die großen Seehäfen Nordwesteuropas profitie-ren alle gleichermaßen von dieser Entwicklung,was sich jeweils mindestens in einer Verdopp-lung des Containerumschlags innerhalb der ver-gangenen zehn Jahre ausdrückt (Bild 1).

Wesentliche Aspekte, die für ein weiterhinstarkes Ansteigen der Containerverkehre in derDeutschen Bucht sprechen, liegen u.a. in derweiter zunehmenden Integration der Weltwirt-schaft, der steigenden Arbeitsteilung mit derVerlagerung von Produktionsstätten, dem bis-lang anhaltenden Boom der chinesischen Volks-wirtschaft, dem absehbaren Boom der Volks-wirtschaften Indiens, Brasiliens und Russlands,der zunehmenden Containerisierung durch die

Containerisierbarkeit von immer geringwerti-geren Gütern, Massengütern und Massenstück-gütern, der deutlichen Zunahme von Trans-shipment- bzw. Feederverkehren für den balti-schen und skandinavischen Wirtschaftsraum,dem anhaltenden Wachstum der Transitverkehre(getrieben von MOE-Staaten) sowie der dauer-haften Notwendigkeit von Leercontainertran-sporten durch die strukturelle Unpaarigkeiteinzelner Verkehre und saisonale Aufkommens-spitzen.

Als Auslöser für den im Vergleich zu dengroßen Nordrangehäfen Antwerpen, Rotterdamund Hamburg zuletzt überproportionalen An-stieg der Bremerhavener Umschlagmengen istzudem die bahnbrechende Entscheidung derverantwortlichen bremischen Unternehmer undHafenpolitiker zu werten, die beiden größtenContainerschifffahrtgesellschaften der Welt,Maersk Line aus Dänemark und die in derSchweiz beheimatete Mediterranean ShippingCompany (MSC), unmittelbar am Betrieb desHafens zu beteiligen und ihnen im Zuge der Ein-richtung so genannter „dedicated Terminals“quasi exklusive Zugangsmöglichkeiten zu garan-tieren. Beide Unternehmen verfügen über einNetz weltweiter Container-Linienverbindungenund sind sowohl durch organisches Wachstum –Inbetriebnahme ständig neuer Schiffe – als auchdurch Akquisitionen extrem wachstumsorien-tiert.

Unter Berücksichtigung dieser Faktorensteht nach einer aktuellen Untersuchung derPLANCO Consulting aus Essen, im Auftrag desBundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadt-entwicklung durchgeführt, zu erwarten, dass derContainerumschlag in Bremerhaven somit inden nächsten Jahren jeweils um etwa 5,8 % zu-nehmen wird.


Bild 1: Entwicklung des Containerumschlags

in den Nordrangehäfen

Bild 2: Der Container erreicht Deutschland (06.05.1966)

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4 Beständiger Ausbau der

Containerumschlagkapazitäten

In den bremischen Häfen begann das Con-tainerzeitalter am 06.05.1966 als das US-Con-tainerschiff MS „Fairland“ mit einem eigenenBordkran im Bremer Überseehafen den erstenContainer auf deutschem Boden absetzte (Bild

2). Bereits kurz darauf wurde im gerade neugeschaffenen Neustädter Hafen auf Bremens lin-ker Weserseite ein eigener Container-Terminalmit einer speziellen Containerverladebrückeeingeweiht und ebenfalls noch Ende der 60erJahre in Bremerhaven mit dem Bau der heuteviertgrößten Containerverladeanlage des Kon-tinents begonnen. Im Jahr 1972 mit zunächst1.000 m Kajenlänge als Container-Terminal 1 er-öffnet, wurde die Anlage beständig der Nach-frage entsprechend erweitert, wobei die wesent-lichen Meilensteine in der Fertigstellung zusätz-licher Bauabschnitte lagen. Der Container-Ter-minal 2 wurde 1983, der Terminal 3 1997 undder aus finanziellen sowie bautechnischenAspekten zunächst zurückgestellte Abschnitt 3aim Jahr 2003 seiner Bestimmung übergeben.Der Terminal verfügte damit über eine Gesamt-länge von 3.237 m und bildete die längste Strom-kaje der Welt (Bild 3).

5 Ausbauprojekt Container-Terminal 4

Mit Blick auf die schon damals als heraus-ragend erkannten Perspektiven der maritimenWirtschaft und ohne Erweiterung drohendenKapazitätsengpässe wurde noch während derBauphase des Container-Terminals 3a, im Sep-tember 2002, vom Senat der Freien Hansestadt

Bremen der Beschluss gefasst, die Hafenanlageum einen weiteren Bauabschnitt mit vier Liege-plätzen für Großcontainerschiffe zu erweitern.Dieser Abschnitt, der der Logik der vorangegan-genen Bauvorhaben folgend konsequent Con-tainer-Terminal 4 (CT 4) genannt wurde, waraufgrund seines Investitionsvolumens von ca.500 Millionen Euro nicht nur das bislang be-deutendste Investitionsvorhaben innerhalb derbremischen Häfen, sondern zum damaligen Zeit-punkt gleichzeitig das größte Hafenbauprojektin Nordwesteuropa.

5.1 Herausforderungen an die Planung

Zwar konnte bei der Planung dieses Groß-vorhabens an die im Rahmen der vorangegan-genen Terminalbereiche gewonnen Erfahrun-gen angeknüpft werden, dennoch galt es vorallem bei der konstruktiven Gestaltung der Kajeneben dem außerordentlich ungünstigen Bau-grund eine Reihe von spezifischen Veränderun-gen in der Containerschifffahrt zu berücksich-tigen.

So hatte sich beispielsweise die Größe derin der weltweiten Fahrt eingesetzten Container-schiffe seit Ende der 60er Jahre sprunghaft ge-steigert und trotz vereinzelter gegenläufigerEinschätzungen war ein Ende des Wachstums-trends nicht abzusehen. Die neue Anlage solltedeshalb prinzipiell in der Lage sein, auch ex-trem große Schiffe aufzunehmen. Wie weg-weisend dieser Gedanke war, zeigt sich heute,nur wenige Jahre später, darin, dass seit Septem-ber 2006 die derzeit weltgrößten Container-schiffe vom Typ der Emma Maersk mit knapp400 m Länge, über 56 m Breite und etwa 15 mTiefgang regelmäßig Bremerhaven anlaufen

Bild 3: Bauabschnitte des Container-Terminals Bremerhaven bis 2003

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(Bild 4). Dass Schiffe dieser Dimension bei derPlanung des CT 4 bei der Mehrheit der mariti-men Experten noch als kühne Vision galten,unterstreicht zum einen die Schnelllebigkeitder weltweiten Containerschifffahrt, bestätigtzum anderen aber auch die zwingende Notwen-digkeit mutiger Entscheidungen im Hafenbau.

Eine weitere Herausforderung für die Kajen-konstruktion ergab sich aus den zusammen mitden Schiffen gewachsenen Containerverlade-brücken. Diese haben mit denen der 60er und70er Jahre nur noch die Funktion des Be- undEntladens gemein, unterscheiden sich aber hin-sichtlich ihrer Spurweite, ihrer Höhe, Auslageund Tragfähigkeit und damit vor allem in denLasten, durch die sie auf das Bauwerk einwir-ken, in erheblicher Weise. Erschwerend kommthinzu, dass die Nettocontainergewichte seitJahren tendenziell zunehmen und eine Steige-rung der Umschlageffizienz mit der Aufnahmevon gleichzeitig mehreren Containern durchdie Verladebrücken einhergeht.

5.2 Stand der Bauarbeiten

Der Startschuss für den Bau des Container-Terminals 4 erfolgte am 15.06.2004; als von derWasser- und Schifffahrtsdirektion Nordwest inAurich, einer Dienststelle des Bundesministeri-ums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung,der mehr als 500 Seiten umfassende Planfest-

stellungsbeschluss vorgelegt und damit die offi-zielle Baugenehmigung erteilt wurde. Unmittel-bar im Anschluss begannen die Arbeiten zurAufspülung des Hinterlandes und zum Boden-austausch der nicht tragfähigen Schichten imBereich des späteren Kajenbauwerkes. Bis zumSommer 2007 sind die Arbeiten so weit voran-geschritten, dass bereits größere Teile des neuenTerminals durch den Betreiber genutzt werdenkönnen. Das Kajenbauwerk ist bis auf letzteBetonarbeiten im Norden und Ausrüstungen imBereich der Fender abgeschlossen, die Flächensind zu mehr als 90 % aufgespült und auch eindas Hinterland entwässerndes Kanalbett ist bereits vollständig an den Rand des neuen Ter-minals verlegt worden. Zu den abschließendenMaßnahmen bis April 2008 gehörten die Her-stellung eines Sturmflutschutzdeiches als nörd-licher Bauwerksabschluss, der Neubau einesSielbauwerkes, die Errichtung eines sechs zu-glange Gleise umfassenden Container-Verlade-bahnhofs sowie die Herstellung der erforder-lichen Wassertiefen. Dank der zuletzt mildenWinter, dem weitgehend störungsfreien Ver-lauf der Arbeiten sowie der reibungslosen Zu-sammenarbeit der beteiligten Bauunternehmenwird das Gesamtvorhaben insgesamt neun Monate eher fertig als ursprünglich geplant, wasangesichts der zunehmenden Kapazitätsengpässeauch unter Wettbewerbsgesichtspunkten fürBremerhaven besonders positiv ist. Dem erklär-ten Ziel der bremischen Hafenpolitik, in einem


Bild 4: Das derzeit weltgrößte Containerschiff Emma Maersk

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insgesamt wachsenden Containergeschäft schnel-ler zu sein als der Markt und zusätzliche An-teile zu generieren, kann so in besonderer Weiseentsprochen werden.

5.3 Neubau einer Schiffswendestelle

vor dem Containerterminal

Parallel zum Bau der neuen Containerkajeund der Aufspülung der insgesamt 90 ha um-fassenden Hinterlandfläche mit etwa 10 Millio-nen m3 Sand – fast ausschließlich aus der Außen-weser-Fahrrinne – wurde im Rahmen eines sepa-raten Planfeststellungsverfahrens auch der Baueiner neuen, hafenbezogenen Wendestelle vordem Container-Terminal vorangetrieben. Unterder Prämisse des Erhalts der Sicherheit undLeichtigkeit des Schiffsverkehrs war sie erforder-lich geworden, um bei beständig anwachsen-den Schiffsverkehren am Container-Terminalnicht die weiter weseraufwärts gelegenen Hafen-reviere in Bremerhaven, Nordenham, Brakeund Bremen vom internationalen Seeverkehrabzukoppeln. In dem Moment nämlich, in demContainerschiffe vor dem Terminal bei Ankunftbzw. Abfahrt gedreht werden, ist die Passageanderer Schiffe untersagt. Die neue Wendestellemit einer Breite von 600 m und einer Länge vonetwa 2,6 km stellt deshalb sicher, dass nun zweisehr große Schiffe gleichzeitig gedreht werdenkönnen, was die Behinderungen des durchge-henden Verkehrs erheblich verringert. Bemer-kenswert bei der Planung war hier, dass das for-malrechtliche Verfahren durch frühzeitige undumfassende Information sowie eine enge Ab-stimmung mit allen beteiligten und betroffenenInstitutionen, Verbänden und Behörden in einemfür deutsche Verhältnisse sehr kurzen Planungs-zeitraum von unter einem Jahr erfolgte. Dieeigentlichen Baggerarbeiten dauerten danachebenfalls nur wenige Monate, sodass die neueWendestelle Ende 2006 fertiggestellt werdenkonnte.

6 Entwicklungen außerhalb der Box

Die geschilderten Ausbauvorhaben CT 4und Wendestelle und der damit verbundenefinanzielle Kraftakt machen deutlich, dass dieZukunft der bremischen Häfen – wie auch dermeisten anderen weltweit – maßgeblich vomContainerverkehr, also dem Geschäft mit derBox, abhängen wird. Daneben jedoch zeichnensich auch in anderen Segmenten wie dem Auto-

mobilgeschäft, dem klassischen Stückgutsektor,der Energiewirtschaft und hier insbesondere derOffshore-Windenergie sowie der hafenbezoge-nen Logistikwirtschaft interessante Entwicklun-gen ab, die neue Beschäftigungsmöglichkeitenbieten und damit die Investitionsbereitschaftöffentlicher sowie privater Beteiligter nach sichziehen.

7 Bremerhaven –

Automobildrehscheibe für die Welt

Bezogen auf die bremischen Häfen ist hier-bei an erster Stelle der Automobilumschlag zunennen, der mit ähnlich hohen Steigerungsratenwie im Containerverkehr inzwischen zum zwei-ten Standbein geworden ist (Bild 5). Bremer-haven ist bei einer im laufenden Jahr erwarte-ten Umschlagleistung von zwei Millionen Auto-mobilen die bedeutendste interkontinentaleFahrzeugdrehscheibe weltweit. Hier werdendie Fahrzeuge der großen deutschen Hersteller –insbesondere von Daimler und BMW – zum Ex-port in die überseeischen Märkte auf Schiffeverladen und gleichzeitig Importfahrzeuge ausasiatischer oder nordamerikanischer Produktionfür den nationalen bzw. europäischen Marktempfangen. Bedingt durch diese Verteiler-funktion und die im Vergleich zu vielen Wett-bewerbsstandorten relativ ausgewogenen ein-und ausgehenden Ladungsmengen (Exportan-teil 2006 = 61%) ist Bremerhaven heute an denLinienverkehr durch alle bedeutenden Auto-

Bild 5: Entwicklung des Automobilumschlags

in Bremerhaven

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mobilreedereien mit ihren speziellen Car-Carriern angebunden, was den Standort für dieAutomobilhersteller umso attraktiver macht.Hinzu kommt, dass Bremerhaven als größterParkplatz der Welt mit Stellplätzen für bis zu120.000 Autos, kurzen Wegen zwischen Lager-flächen und Umschlagbereichen, direkten An-bindungen an das überregionale Straßen- undSchienennetz, leistungsfähigen Dienstleisternsowie der größten Autowerkstatt Europas übereine Reihe von Alleinstellungsmerkmalen ver-fügt, die die Perspektive des Autoumschlagsabsichern. Wachstum ist jedoch auch hier keinSelbstläufer, sondern setzt eine entsprechendvorbereitete und leistungsfähige Hafeninfrastruk-tur voraus. Bremenports, die Hafenmanagement-gesellschaft der Freien Hansestadt Bremen, hat-te deshalb zur Identifikation notwendiger Maß-nahmen im Jahr 2003 im Dialog mit Kundenund Dienstleistern eigens einen Masterplan zurOptimierung des Automobile-Logistics-CentersBremerhaven erarbeitet, der im Wesentlichendie Schaffung zusätzlicher Schiffsliegeplätze undden Neubau einer Großschleuse vorsah, die dieinzwischen 110 Jahre alte Kaiserschleuse er-setzen sollte. Beide Vorhaben sind dann um-gehend vorangetrieben und nach eingehenderVorplanung, Nutzen-Kosten-Untersuchung undUmweltfolgenabschätzung vom Senat der FreienHansestadt Bremen beschlossen worden.

Laut Masterplan sollten die zusätzlichenSchiffsliegeplätze im Bremerhavener Osthafendurch die Verfüllung eines zwischenzeitlich

nicht mehr effizient genutzten Bereiches ent-stehen (Bild 6). Dazu wurde zunächst vomWasser aus eine 550 m lange Spundwand indas Hafenbecken gerammt und das dahinter liegende, etwa 6 ha große Areal anschließend unter Anwendung eines neuartigen Verfahrenslagenweise mit dem beim Ausbaggern des Hafen-beckens anfallenden Sediment sowie Sand ver-füllt. Zudem wurde in die neue Fläche einegroßflächige geotextile Matte eingebaut und zurBeschleunigung der Setzungen über mehrereMonate eine Vakuumentwässerung über eindichtes Netz vertikaler Drainagen betrieben.Diese so vorgenommene Umgestaltung des Ost-hafens, die mit einer Investition in Höhe vonetwa 30 Millionen Euro verbunden war, konntenach dreijähriger Bauzeit im April 2007 mit derÜbergabe der neuen Schiffsliegeplätze an denBetreiber abgeschlossen werden.

Ergänzend erfolgte ebenfalls im Frühjahr2007 durch die Vergabe des Bauauftrages deroffizielle Startschuss zum Neubau der so genann-ten Kaiserschleuse. Diese bei ihrer Inbetrieb-nahme im Jahr 1897 größte Seeschleuse Europasbildet gemeinsam mit der 30 Jahre später fertig-gestellten Nordschleuse die Zufahrt zu den Kajen und Terminals des Nord-, Ost- und Ver-bindungshafens sowie der Kaiserhäfen. Aufgrundihrer Abmessungen, die lediglich eine Schleu-sung von Schiffen mit bis zu 185 m Länge, 25 mBreite und einem Tiefgang von 8,5 m zulassen,sowie ihrer altersbedingt hohen Reparaturan-fälligkeit war sie zuletzt nur noch eingeschränkt


Bild 6: Umgestaltung des Osthafens

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nutzbar und für die modernen Automobiltrans-portschiffe mit einer Regelbreite von 32 m undeiner Länge von bis zu 240 m längst zu klein.Der mit Gesamtprojektkosten von 230 MillionenEuro verbundene Neubau wird deshalb deut-lich größer ausfallen und die Passage von 305 mlangen, 50 m breiten und tideunabhängig biszu 11 m tief gehenden Schiffen ermöglichen,sodass langfristig nicht nur die störungsfreieErreichbarkeit des Automobile-Logistics-Centers,sondern auch die Perspektive der sonstigen imabgeschleusten Bereich gelegenen Unternehmenwie der Lloyd Werft gesichert wird (Bild 7).

8 Zukunftsmarkt Offshore-Windenergie

Zukunftsmusik spielt auch im südlichenHafenbereich Bremerhavens, dem traditionsrei-chen Fischereihafen, wo aufgrund strukturellerVeränderungen heute zwar noch in großem StilFisch verarbeitet, aber kaum mehr per Schiffangelandet wird. Die Kajen mit den unmittelbardazugehörigen Flächen bieten somit Potentialfür neue Nutzungen, die vor allem im Bereichder Energiewirtschaft gesehen werden. Mit Blickauf die im kommenden Jahrzehnt zu hundertenin der Deutschen Bucht zu errichtenden Wind-kraftanlagen sind deshalb bereits eine Vielzahlvon Aktivitäten entfaltet und umgesetzt worden,die zu einer klaren Standortprofilierung Bremer-havens in der Offshore-Windindustrie geführt

haben. So wurden seit 2003 u.a. etwa 30 ha Fläche im Industriegebiet Luneort aufgesandetund erschlossen, neue Produktionshallen fürden Bau von Windkraftanlagenkomponentenerrichtet und mehrere Test-Windkraftanlagender 5-MW-Klasse im Stadtgebiet aufgestellt. Dazu entstehen in Bremerhaven momentander größte Windkanal Europas sowie ein Kom-petenzzentrum für die Entwicklung von bis zu 90 m langen Offshore-Rotorblättern, wasden vor Ort ansässigen Entwicklungs- und For-schungseinrichtungen optimale Bedingungenfür ihre Untersuchungen bieten wird. Zur Ver-ladung der bis zu 400 t schweren Motorgondelnund Fundamentkörper auf Spezialschiffe oderPontons wird in den kommenden Jahren außer-dem eine diesen Lasten entsprechende Um-schlaganlage entstehen.

Weitere Potentiale für die bremischen Häfenerwachsen auch in anderen Segmenten derEnergiewirtschaft, wobei an erster Stelle diePlanung eines neuen Großkraftwerkes in Bre-men-Stadt zu nennen ist. Nach den Vorstellun-gen der Stadtwerke Bremen soll auf dem an dieWeser angrenzenden Bereich der StahlwerkeBremen bis 2012 ein neues Kohlekraftwerk ent-stehen, was aus hafenwirtschaftlicher Perspek-tive mit zusätzlichen Umschlagmengen von etwa 2 Millionen t Importkohle einherginge.Ähnliche Überlegungen liegen auch für Bremer-haven vor, wo außerdem Optionen zur Ansied-lung von Unternehmen aus dem Bereich dernachwachsenden Rohstoffe geprüft werden.

Bild 7: Plan der neuen Kaiserschleuse

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9 Bremen-Stadt – Marktführer im

Umschlag konventioneller Stückgüter

Da sich die öffentliche Diskussion zur künf-tigen Entwicklung von Häfen, wie schon gezeigt,sehr stark auf das Segment des Containerum-schlags verengt, findet der klassische oder kon-ventionelle Stückgutumschlag in vielen Groß-häfen immer weniger Beachtung. Aus der Per-spektive der Häfen in Bremen-Stadt ist dies nichtmal schlecht, denn genau hier, im Neustädtersowie im Industriehafen, profitieren die Unter-nehmen davon, dass in Wettbewerbshäfen im-mer mehr Platz für Container gemacht wird unddadurch konventionelle Reedereien und Um-schlagbetriebe vertrieben werden. Gestützt aufdiesen Trend und die ausgeprägte Spezialisie-rung der vor Ort tätigen Unternehmen konntesich Bremen mit 5,1 Millionen t (2006) im kon-ventionellen Stückgutumschlag klar als nationa-ler Marktführer profilieren.

So werden in Bremen beispielsweise Rohrefür weltweite Pipelineprojekte verladen. Hinzukommen große Mengen an Stahl- und Forst-produkten sowie großvolumige bzw. besondersschwere Maschinen- und Anlagenteile, die zumTeil erst im Hafen montiert werden. Auch ganzeFabriken und Produktionsanlagen nehmen, inEinzelteile zerlegt, als so genannte Projektladungihren Weg über Bremen.

Bedingt durch jüngste Unternehmenskon-zentrationen auf lokaler Ebene (Übernahme vonECL durch Rhenus Weserport) sowie durch Neu-ansiedlungen steht zu erwarten, dass der Um-schlag konventioneller Stückgüter in Bremen-Stadt mittelfristig weiter anwachsen wird, so-dass im Ergebnis auch hier Ausbau- bzw. zumTeil Ersatzbaumaßnahmen zu erwarten sind.

10 Bauprojekte

der Logistikwirtschaft

Da die Dynamik der Entwicklungen nichtan der Grenze des Hafens endet, sondern prak-tisch den gesamten Sektor der maritimen Wirt-schaft erfasst hat, ist seit einigen Jahren auchim Umfeld der bremischen Häfen eine verstärkteBautätigkeit zu verzeichnen. So errichtete bei-spielsweise die BLG Logistics Group unmittelbaram Neustädter Hafen das größte HochregallagerEuropas (Bild 8), von dem aus das Unterneh-men Tchibo wöchentlich sämtliche Filialen mitneuen Waren beliefert, und auch andere Fir-men nutzen verstärkt die herausgehobene La-ge Bremens im Schnittpunkt der zukünftigdrei großen deutschen Containerhäfen Hamburg,Bremerhaven und Wilhelmshaven. Immobilien-entwicklungsgesellschaften mit einem Fokus auflogistischen Dienstleistungen investieren aktuellin umfangreiche zusätzliche Logistikflächen imBereich des Bremer Güterverkehrszentrums.Und auch Bremerhaven profitiert von dieserEntwicklung durch die schrittweise Besiedlungeines an den Überseehafen grenzenden Ge-werbegebietes, das Mitte der 90er Jahre durchdie Aufgabe einer US-Kaserne frei wurde. Hiersollen nach dem Mitte des Jahres beginnendenBau einer 30.000 m2 umfassenden Logistik-immobile mittelfristig bis zu 300.000 m2 fürhafenbezogene Logistikaktivitäten bereitgestelltwerden.

11 Ausblick

Hafenwirtschaft und Logistik sind als Herz-stück der bremischen Wirtschaft Wachstums-märkte, die nicht zuletzt aus der Perspektiveder norddeutschen Bauwirtschaft herausragendeBedeutung haben. Mit einem aktuellen Investi-tionsvolumen von etwa 800 Millionen Euro imBereich der Hafeninfrastruktur sowie mit kom-plementären Investitionen privater Unternehmenin Suprastruktureinrichtungen fordert diesesWirtschaftssegment derzeit das Engagementunzähliger Bauingenieure aller Sparten. Sie wir-ken mit an technisch anspruchsvollen Vorhabenwie der Erweiterung des Container-Terminals 4oder dem Neubau der Kaiserschleuse in Bremer-haven und tragen dank ihrer Leistungsfähigkeitund Innovationsbereitschaft dazu bei, das Zielder bremischen Wirtschaftspolitik, im wachsen-den Markt zusätzliche Marktanteile zu generie-ren, zu erreichen.


Bild 8: Neubau des derzeit größten Hochregallagers Europas

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Neubau der Kaiserschleuse in Bremerhaven

1 Übersicht über die Baumaßnahme

Die im Jahre 1897 fertiggestellte Kaiser-

schleuse war mit einer Einfahrtsbreite von 28 m

und einer Länge von 215 m den damaligen

Angaben zufolge „die größte der Welt“. Zum

offenen Wasser hin wurden zwei Stemmtore

eingebaut, die von der Bremerhavener Tecklen-

borg-Werft hergestellt und geliefert wurden. Einfür Deutschland neuartiger Schiebeponton ver-

schloss die Schleusenkammer auf der Binnen-

seite. Das davorliegende Hafenbecken bot Platzfür fünf der größten Passagierdampfer und

außerdem noch weitere kleine Schiffe.

Als „Merkstein bremischer Geschichte“ be-

wertete die Nordwestdeutsche Zeitung am

20.09.1897 das Ereignis der Einweihung der

Kaiserschleuse in einer achtseitigen „Gratis-

Beilage“. Bremen möge nur, hieß es dort, auch

künftig mit „... kühnen Unternehmungen auf

dem Gebiete des Wasserbaues dem bremischen

Handel und der bremischen Schifffahrt fortge-setzt zu neuer Blüte ...“ verhelfen. Dann kommeman „... über die finanziellen Sorgen mit Leich-

tigkeit hinweg“.

Für die heutigen Anforderungen der Schiff-

fahrt ist die Kaiserschleuse zu klein, so dass die

bis zu 240 m langen Car-Carrier zum großen

Teil die Nordschleuse benutzen müssen. Bei

der Fahrt von der Nordschleuse in den Kaiser-

hafen I, II oder III müssen die Schiffe zweimalim Hafen gedreht werden und eine Dreh-

brücke passieren. Darüber hinaus hat die alte

Kaiserschleuse ihre Lebensdauer bereits erreicht.

Um eine zeitgemäße und betriebssichere Schleu-

senanlage sowie eine zweite Hafenzufahrt zu

erhalten, ist der Neubau der Kaiserschleuse

unumgänglich (Bild 1).

Die neue Schleusenanlage mit 305 m Kam-

merlänge und 55 m Durchfahrtsbreite ist fürdie Aufnahme von bis zu 270 m langen Car-Car-

riern sowie zwei Unterstützungsschleppern

dimensioniert. Die Oberkante des Drempels

und der Sohle ist auf –13 m NN geplant. Die

Inbetriebnahme der Schleusenanlage ist für

Sommer 2010 vorgesehen (Bild 2).

Für die Herstellung der neuen Schleusen-

anlage sind die folgenden baulichen Maßnah-

men erforderlich:

• Herstellung eines neuen Außenhaupts vor

dem alten Außenhaupt sowie eines neuen

Binnenhaupts vor dem alten Binnenhaupt

• Bau der Schleusenkammer mit offener Sohle

und Kammerwänden aus Spundwänden

Bild 1:

Luftaufnahme

der Kaiser-

schleuse in

Bremerhaven

zu Beginn der

Baumaßnahme

Neubau der Kaiserschleuse in BremerhavenDipl.-Ing. Gerald Giegerich

14

• Bau von Kajenbauwerken im Vorhafen und

im Kaiserhafen I

• Herstellung des Deichschutzes auf der neuen

Schutzhöhe von +7,60 m NN. Hierbei Bereit-

stellung der Schutzhöhe an Außen- und an

Binnenhaupt (doppelte Deichsicherheit).

• Herstellung und Montage von zwei Betriebs-

toren und einem Ersatztor als Schiebetor

• Herstellung von zwei Antriebshäusern hinter

den Häuptern

• Herstellung und Montage der Antriebe sowieder Einrichtungen zur Energieversorgung undSteuerung der Gesamtanlage

• Bau eines Schlepperhafens

2 Das Vergabeverfahren

Die Vergabe der Bauleistung für die schlüs-

selfertige Erstellung der kompletten Schleusen-

anlage erfolgte im neuen Vergabeverfahren des

wettbewerblichen Dialogs. In diesem neuen

Verfahren entwickeln die beteiligten Unterneh-

men zunächst auf der Basis der Anforderungen

des Auftraggebers technische Lösungen und

diskutieren diese mit dem Auftraggeber. Dieser

bewertet seinerseits die Konzepte im Hinblick

auf die Erfüllung seiner Anforderungen und

wählt die am besten geeigneten Lösungen aus.

Im vorliegenden Fall wurde dieser Prozess in


Bild 2:

Übersicht der

neuen Kaiser-

schleuse (Bau-

herrenentwurf)

Bild 3:

Entwurf der

Arbeitsgemein-

schaft Kaiser-

schleuse

15


zwei Dialogphasen ausgeführt. Nach Abschluss

des Dialogs schließt sich die Angebotsphase an,

in der die Bieter auf der Basis eines selbst an-

gefertigten Leistungsverzeichnisses verbindlicheAngebote für die jeweils von ihnen ausgearbei-

tete optimale Lösung erstellen.Die Arbeitsgemeinschaft Kaiserschleuse, be-

stehend aus den Firmen HOCHTIEF Construction

AG, Gustav W. Rogge GmbH & Co. KG, August

Prien Bauunternehmung (GmbH & Co. KG)

und der STRABAG AG, jeweils aus Bremen und

Bremerhaven, erhielt den Zuschlag für die Aus-

führung der Arbeiten (Bild 3).

Wie sich während der Bearbeitung im Rah-

men des wettbewerblichen Dialogs bald heraus-

stellte, sind die Rahmenbedingungen am Stand-

ort der alten Kaiserschleuse sehr stringent, da

wichtige nautische Anforderungen hinsichtlich

der Kammerlänge, der Länge des Vorhafens so-

wie des Abstands der Schleuse zum Drehkreis

im Wendebecken gleichzeitig zu erfüllen waren.Ein anderer Standort im Bereich des Hafens

hätte wegen der vorhandenen Anlagen und

Nutzungen zu weitreichenden Konsequenzen

geführt, die im zeitlichen Rahmen des Verfah-

rens nicht hätten gelöst werden können. Es

blieb daher nur, am Standort selbst zu bleiben

und die Optimierung in der Detailausbildung zusuchen.

Wesentliche Bestandteile der von der Bieter-

gemeinschaft ausgearbeiteten Lösung sind:

• Geringfügige Drehung der neuen Schleusen-

anlage parallel zur alten Anlage. Hierdurch

Minimierung der Kollisionen der neuen Bau-

teile mit dem Altbestand. Demselben Ziel

diente die Modifikation des Schlepperhafens.

Der alte Leuchtturm (Pingelturm) wie auch

das alte Kraftwerk können an ihren Stand-

orten stehen bleiben und müssen nicht um-

gesetzt werden.• Entwicklung eines für derartige Schleusen-

anlagen völlig neuen Tortyps, des so genann-

ten Hubschiebetors, einer Kombination aus

Hubtor und Schiebetor. Hierbei handelt es

sich um ein Schiebetor mit einem zweiteiligenTorkörper, dessen oberer Teil angehoben

wird und einen ca. 70 cm hohen Füllspalt

freigibt, um das Befüllen und Entleeren der

Schleusenkammer zu ermöglichen.

• Reduzierung der Baulänge der Tore und damit

der Torkammern durch Anordnung von Hub-

decken anstelle von Oberwagen

• Wahl von Seilantrieben anstelle von Ketten-

antrieben

3 Die Randbedingungen der Baumaßnahmen

Wesentliche Randbedingungen für die

Durchführungen der Baumaßnahmen sind:• Bauen im Bestand

Der Neubau einer Großschleuse innerhalb

eines Hafens sowie an derselben Stelle wie

das alte Bauwerk stellt hinsichtlich Entwurf

sowie Bauausführung eine große Herausfor-

derung dar. Durch die Modifikation der Lage

der Schleusenanlage gelang es, die Zahl der

„Kreuzungen“ zwischen Neubebauung und

bekanntem Altbestand zu minimieren. Hier-

bei halfen sicherlich die relativ ausführlichen

Bestandsunterlagen. Darüber hinaus sind auf-

grund der Dimension der neuen Anlage ge-

waltige Mengen an Altsubstanz abzubrechen,

abzutransportieren und zu entsorgen, ein

Aspekt, dem in der Phase der Angebotsbe-

arbeitung bereits besonderes Augenmerk

gewidmet wurde. Insgesamt beläuft sich die

Menge auf ca. 65.000 m3 Abbruch- und ca.

640.000 m3 Aushubmaterial.

• Bauen unter BetriebDer Betrieb der vorhandenen Schleuse wird

bis Ende 2007 aufrechterhalten. Danach ist

eine Vollsperrung der Kaiserschleuse für ca.

28 Monate vorgesehen. Damit steht in der

Kernbauzeit Schiffen nur der Weg über die

Nordschleuse offen. Ebenso wird die Bau-

stelle für den die alte Schleusenanlage noch

kreuzenden Verkehr an Fahrzeugen (nur bis

2,5 t) sowie an Fußgängern und Radfahrern

komplett gesperrt. Darüber hinaus darf je-doch der Schiffsverkehr auf der Weser sowie

in den benachbarten Hafenbecken durch die

Baumaßnahme während der gesamten Bau-

zeit nicht behindert werden.

• Bauen unter TidebedingungenDer Bau der Westkaje des neuen Vorhafens,

der Ostmole und des Schlepperhafens hat

unter Tidebedingungen zu erfolgen. Dasselbe

gilt für den Abbruch der vorhandenen Ost-

kaje im Vorhafen. Der Tidenhub beträgt imBereich der Kaiserschleuse ca. 3,8 m. Um für

die Rammarbeiten sichere Arbeitsbedingun-

gen zu schaffen, wird hier die Hubinsel Anne-

gret der Fa. F+Z eingesetzt.

• Aufrechterhaltung des SturmflutschutzesDie Kaiserschleuse durchschneidet den Sturm-

flutdeich der Seestadt Bremerhaven. Die Auf-

rechterhaltung des Sturmflutschutzes auch

während der Bauarbeiten ist daher eminent

16

wichtig für die Sicherheit nicht nur der Bau-stelle, sondern auch des Hafens und der gan-

zen Stadt. Aus diesem Grund wurde bereits

in der Dialog- und Angebotsphase die Bau-

ablaufplanung unter besonderer Berücksich-

tigung der Sturmflutsicherheit durchgeführt.

Wie schon bei der alten Schleusenanlage ver-

läuft die Hochwasserschutzlinie auch bei der

neuen Schleusenanlage über das Außenhaupt,

entlang der Schleusenkammer sowie über das

Binnenhaupt. Das Schutzziel ist mit +7,6 m NN

festgelegt.

4 Der Baugrund

Der Baugrund entspricht im Allgemeinen

dem in Bremerhaven üblichen Aufbau. Unter

Deckschichten wie Mutterboden, Auffüllungen

etc. steht bis auf eine Kote zwischen –15,0 m

NN und –16,5 m NN Kleiboden an, nach An-

gaben des Baugrundgutachtens von teils wei-

cher, teils breiiger Konsistenz und somit von

sehr geringer Tragfähigkeit. Der Klei wird von

Sanden unterlagert, die zum Teil kiesig und/

oder steinig sind, und lokal auch als Kies ange-sprochen werden. Diese Sande weisen (mit Aus-

nahme lokal sehr begrenzter Bereiche) durch-weg mindestens mitteldichte Lagerung auf. Viel-

fach sind sie dicht und bereichsweise auch sehr

dicht gelagert. Zwischen –28 und –36 m NN ist

Lauenburger Ton zu erwarten, für den eine min-

destens steife bis halbfeste und bereichsweise

auch eine feste Zustandsform angenommen

werden kann. Vermutlich werden die Lauen-

burger Schichten von Pleistozänen Sanden unter-

lagert, die jedoch für die Bemessung der Bauteile

der Kaiserschleuse keine Relevanz haben und

dementsprechend nicht erkundet wurden.

5 Die Rammarbeiten

Insgesamt sind im Rahmen der Baumaß-

nahme Kaiserschleuse einschließlich der

Schleusenkammerwände ca. 2.000 lfm Kajen in

Spundwandbauweise herzustellen. Zusätzlich

sind ca. 750 lfm Spundwände für Baugruben-

umschließungen der Häupter zu rammen. Zum

Vergleich: Die Länge des 4. Abschnitts der

Containerkaje in Bremerhaven (CT4) beträgt

1.700 lfm. Darüber hinaus sind um die Kaiser-schleuse herum noch ca. 1.100 m Hochwasser-

schutzwände herzustellen.

Die Gesamttonnage der Spundwände be-

läuft sich auf ca. 25.800 t Spundwandmaterialsowie ca. 5.000 t Stahlpfähle. Dagegen beläuft

sich die Menge des einzubauenden Betons auf„nur“ 47.000 m3. Die Spundwände sind je

nach Bauteil von Land oder vom Wasser aus

herzustellen.

5.1 Das Außenhaupt

Beide Häupter bestehen aus der Torkammer,

den Torkammerpfeilern, dem Drempel und

dem Toranschlag. Die Oberkante der Bauwerkeliegt einheitlich auf +7,6 m NN, der Drempel

auf –13 m NN. Die in der Torkammer befind-

liche Antriebsebene liegt auf +3,5 m NN und

dient der Aufnahme des Seilantriebs. Der über

der Torkammer angeordnete Stahlbetonbalken

dient zur Aufnahme der Antriebszylinder der

Hubdecke (Bild 4).

Die ca. 63 m lange und ca. 12 m breite Tor-

kammer lässt sich im späteren Betrieb bei Be-

darf durch einen Torkammerverschluss abschot-

ten und lenzen, sodass Inspektionen und klei-

nere Reparaturen am Tor in der Torkammer

durchgeführt werden können, ohne das Tor

ausschwimmen und eindocken zu müssen.

Die Spundwände der Torkammer dienen

nicht nur als Baugrubenumschließung, sondern

sind Bestandteil des endgültigen Bauwerks. Sie

sind als kombinierte Spundwände ausgeführt,

die aus Tragbohlen DB PSp 1035S der Stahlgüte

S 430 GP in Längen von 28,75 m und 31,80 m

und Füllbohlen PZi 612 der Stahlgüte S 430 GP

bestehen. Die Spundwände sind am Kopf mit

einer Lage RI-Pfähle PSt 400/119 der Stahlgüte

S 355 GP in einer Länge von 45 m verankert.

Die Spundwände werden mit einer Zinkgrun-

dierung behandelt und nach Trockenlegung

der Torkammer mit der endgültigen Beschich-

tung versehen (Bilder 5 und 6).

Im Bereich der Torkammerpfeiler ist eine

3-lagige Aussteifung vorgesehen. Die Tragbohlen


Bild 4:

3-D-Darstellung

des Außen-

haupts ohne

Antriebshaus

und ohne Tor

17


konnten daher als DB PSp 1001 der Stahlgüte

S 430 GP in Längen von 32,4 m und 36,6 m aus-

geführt werden.

Die Torkammerpfeiler – wie auf der ande-

ren Seite der Schleusendurchfahrt auch der

Toranschlag – tragen die Lasten des Schiebe-

tors im Betriebszustand ab. Darüber hinaus ist

vorgesehen, dass das Außenhaupttor ausge-

schwommen und zusammen mit dem Reserve-

tor als Dammbalken benutzt werden kann, um

den Drempel mitsamt der Torkammer trocken-

legen zu können und Reparaturarbeiten an

der Schienenanlage und den Dichtungsanschlä-

gen des Tors vornehmen zu können (Bilder 5

und 6).

Nach Rammung der Spundbohlen und

Schrägpfähle wird die Platte der Antriebsebenebetoniert. Damit sind im Bereich der Torkammer

die Tragbohlen der Spundwände kraftschlüssigan die Schrägpfähle angeschlossen. Von den drei

Steifenlagen im Bereich der Torkammerpfeiler

werden die obersten beiden nach Trockenaus-

hub in endgültiger Lage eingebaut, während dieunterste Lage überhöht eingebaut und später

abgesenkt wird. Danach wird die Baugrube ge-

flutet, und der weitere Aushub erfolgt von einer

auf der Baugrube fahrenden Arbeitbühne aus

unter Wasser bis auf die Koten von –16,4 m NN

in der Torkammer und –19,7 m NN im Bereich

der Torkammerpfeiler.

Bild 6:

Draufsicht der

Torkammer des

Außenhaupts

Bild 5:

Querschnitt der

Torkammer des

Außenhaupts

18

Nach Herstellung einer Sohlsicherung mitAuftriebspfählen als Bohrverpresspfählen erfolgt

der Einbau einer 1,5 m starken Unterwasser-

betonsohle. Nach Lenzen der Baugrube wird

die Bauwerkssohle aus Stahlbeton eingebaut.Die große Baugrubentiefe in Verbindung

mit den schlechten Baugrundeigenschaften desKleis und dem hohen anzusetzendem Wasser-

druck erfordert besondere Vorkehrungen, um

eine ausreichende Tragfähigkeit der Zwischen-

bohlen unter Berücksichtigung realistischer An-

sätze für Bauungenauigkeiten nachweisen zu

können. Insbesondere war es erforderlich, die

Zwischenbohlen durch bis zu drei Gurtungen

zu stützen und die aufgenommenen Lasten an

die Tragbohlen abzugeben.

Um die Bauarbeiten an Torkammer, Drem-

pel und Toranschlag voneinander zu entkoppeln

und damit Bauzeit zu sparen, werden der Drem-

pel und der Toranschlag in einer separaten Bau-

grube hergestellt. Hierbei wird die weserseitige

Spundwand für die Bauzeit als Hochwasser-

schutzwand ausgebildet und hierzu bis auf eineKote von +6,8 m NN gezogen. Die Baugrube

wird mit mehreren Steifenlagen ausgesteift und

mit RI-Pfählen im Hinblick auf die weserseitigen

unterschiedlichen Wasserdrucklasten verankert.

5.2 Das Binnenhaupt

Während die Torkammer des Außenhaupts

in Spundwandbauweise hergestellt werden

kann, ist dies im Falle des Binnenhaupts aus

statischen Gründen nicht möglich. Grund hier-

für ist, dass das Binnenhaupt im Gegensatz zur

Torkammer des Außenhaupts, die auf beiden

Seiten in das Erdreich eingebettet ist, vor der

alten Schleusenanlage im Bereich des vorhan-

denen Wendebeckens angeordnet ist. Auf-

grund der geforderten doppelten Deichsicher-

heit musste für das Binnenhaupt der Nachweis

geführt werden, dass die Standsicherheit des

kompletten Haupts auch im Falle des Bemes-

sungshochwassers in der Schleusenkammer bei

Hafenwasserstand auf der Binnenseite in aus-

reichendem Maß vorhanden ist. Es erwies sich

daher als notwendig, den bauherrenseitigen

Entwurf der Torkammerbaugrube in Stahlbeton-

bauweise umzusetzen sowie eine zusätzliche

Verankerung mittels Pfahlböcken vorzusehen

(Bild 7).

Die Baugrube ist als allseitig von Wasser

umschlossene Spundwandbaugrube konzipiert.

Zum Einsatz kommen so genannte LP-Pfähle,

bestehend aus Larssen DB und EB 607n in der

Stahlgüte S 430 GP mit einer Länge von 27,8 m.

Die Baugrube wird mit drei Steifenlagen ausge-

steift, die über Wasser eingebaut werden und

von denen zwei Lagen vor dem Lenzen abge-

senkt werden.

Der Bauablauf entspricht dem des Außen-

haupts. Nach Rammen der Spundwände, Ein-

bau der Aussteifung und Aushub von einer ver-

fahrbaren Bühne aus wird die Auftriebssiche-

rung in Form von BV-Pfählen von einer auf der

Baugrube verfahrbaren Bühne eingebracht. Nach

Einbau des Unterwasserbetons und Absenken


Bild 7:

Querschnitt der

Torkammer des

Binnenhaupts

19


der unteren beiden Steifenlagen wird die Bau-

grube gelenzt. Anschließend kann die Torkam-

mer konventionell in Stahlbetonbauweise im

Trockenen hergestellt werden.

5.3 Schleusenkammerwände und Kajenbauwerke

Die Schleusenkammerwände sowie die

Kajenbauwerke im Vorhafen, im Bereich des

Schlepperhafens und im Kaiserhafen werdenals einfach verankerte kombinierte Wände aus-

geführt. Die hohen Lasten zur Verankerung der

Spundwände lassen sich bei den im Bauwerks-

bereich anstehenden Baugrundverhältnissen

nur mit RI-Pfählen mit vernünftig handhabbaren

Pfahllängen abtragen.

6 Schlusswort

Die unterschiedlichen konstruktiven Lösun-

gen am Außenhaupt und am Binnenhaupt zeigen

deutlich, dass enorme Anstrengungen unternom-men wurden, um durch technische Lösungen

zu einem wirtschaftlich akzeptablen Gesamt-

konzept zu gelangen. Eine – von der Kajenkantegerechnet – 17,5 m tiefe Schleusenkammer, bis

Bild 8:

Rammarbeiten

im Bereich der

Torkammer des

Außenhaupts

Bild 9:

Landrammung

von Tragbohlen

an der Tor-

kammer des

Außenhaupts

20

zu 23 m tiefe Baugruben und ein Bemessungs-wasserstand von +7,6 m NN zzgl. Welle zei-

gen auf, dass die Spundwandbauweise weitrei-

chende Möglichkeiten bietet. Probleme an dereinen oder anderen Stelle führen allerdings vor

Augen, dass auch diese Bauweise Grenzen hat.Diesen Grenzbereich auszunutzen erforderte

einen hohen Aufwand in der technischen Be-

arbeitung, damit die hoch ausgenutzten Profile

unter Berücksichtigung von bauablaufbedingten

Vorverformungen und unter Ansatz von Bau-

ungenauigkeiten sicher nachgewiesen werden

können. Die Ausführung auf der Baustelle er-

fordert neben einer leistungsfähigen Geräteaus-

stattung eine erfahrene und engagierte Mann-

schaft, damit die hohen Ansprüche der Planung

in die Realität umgesetzt werden können.

Ziel ist es, die Rammarbeiten im Wesent-lichen im Jahr 2008 abzuschließen und die kom-

plexe Baumaßnahme rechtzeitig vor der Sail

2010 in betriebsfertigem Zustand an den Bau-

herrn übergeben zu können.


Bild 10: Einsatz der Hubinsel Annegret im Tidebereich

Bild 11: Kaiserschleuse in Bremerhaven zu Beginn der Baumaßnahme

21

Neubau Predöhlkai Liegeplatz 2

1 Projektvorstellung

Aufgrund des seit Jahren zunehmenden Con-tainerumschlags im Hamburger Hafen werdendie vorhandenen Liegeplätze 1 bis 4 des Pre-döhlkais am Waltershofer Hafen zur Schaffungvon drei neuen leistungsfähigen Liegeplätzenfür Großcontainerschiffe der 4. und 5. Genera-tion ausgebaut.

Der Neubau von Liegeplatz 2 wird in Ver-längerung des 1. Abschnittes auf einer Gesamt-länge von ca. 390 m für eine Hafensohle von –16,70 m NN erstellt. Den Auftrag für den Baueines Sondervorschlages erhielt die Arbeits-gemeinschaft der Firmen Ed. Züblin AG undPer Aarsleff A/S (Bild 1).

2 Ausführungsplanung

Der 390 m lange 2. Liegeplatz am Predöhl-kai besteht aus 12 Kaimauerblöcken mit einerRegellänge von je 30 m und einem Flügelwand-block.

Bei der vor dem Bestand angeordneten neuen Kaimauer handelt es sich um eine tief-gegründete Ortbetonplatte. Der Geländesprungvon +5,85 m NN auf –16,70 m NN wird durcheine kombinierte Stahlspundwand aus Trag-bohlen DB PSp 1006 mit Zwischenbohlen PZi675/11,5 durch Klappanker rückwärtig ge-sichert. Zur Tiefgründung der Platte sind in drei

Reihen Ortbetonrammpfähle angeordnet. DieReibepfahlreihe Durchmesser 1.219,2 x 16,0mm mit der unteren Fenderung dient zur Siche-rung der Kaikante sowie zur Gründung des was-serseitigen kranbahnbelasteten Kaimauerkopfes.Der landseitige Kranbahnbalken wird als fugen-lose Konstruktion separat auf einem Pfahlbock-system gegründet. Der Hochwasserschutz auf7,60 m NN ist durch die auf den Kaimauerkopfaufgesetzte Stahlbetonwand und die rückseitigden Überbau abschließende Grundwandschürzesichergestellt (Bild 2 und 3).

Bild 1: Wasserrammung der kombinierten Spundwand

Bild 2: Schematische Draufsicht Neubau Predöhlkai Liegeplatz 2Gesamtlänge 390 lfdm, 12 Regelblöcke/1 Flügelwandblock, Überbaubreite 23,17 m, Kranspur 30,48 m (100’)

Neubau Predöhlkai Liegeplatz 2 –

Herstellung einer kombinierten Spundwand in Bodenklasse 6Dipl.-Ing. Robert Howe und Dipl.-Ing. Gunter Behncke

22


Bild 3: Schematischer Querschnitt der Kaimauer und der landseitigen Kranbahn inkl. HochwasserschutzSpundwandstahl Rohre 5.500 t, Sand 280.000 m3,Ortbetonpfähle 264 Stück, Stahlbeton 10.500 m3,Bewehrungsstahl 1.200 t

Bild 4: Bereich Kaiwand(schematischerBaugrund-längenschnitt)

23


3 Bauausführung

Herstellung des RammgrabensDie Herstellung des Rammgrabens im

Bereich der Reiberohre und der gemischtenSpundwand diente zur Beseitigung der ausge-wiesenen Geröllschichten. Der ausgesiebte stein-freie Sandboden ist per Förderband in Klapp-schuten wieder in die Rammtrasse verfüllt wor-den. Die separierten Findlinge/Gerölle (poten-tielle Hindernisse bei der Rammung der gemisch-ten Wand) wurden in Untiefen der Elbe ver-klappt (Bild 5).

Bild 6: Einbringen derTragbohlen(Vorrammungmit HydrobärJunttan HHK 9A/Nachrammungmit MHU 300 Sbis auf Endtiefe–29,00 m NN)

Bild 5: Herstellung desRammgrabens(Bodenaus-tausch zurBeseitigungvon Ramm-hindernissen/steinfreierSandboden perFörderband inKlappschute/Rammtrasse)

Der Baugrundaufschluss weist für den zwei-ten Liegeplatz eine Bodenschichtung mit trag-fähigen Kiesen und Sanden und untergelagerterGlimmertonschicht mit hoher Festigkeit auf(Einstufung in Bodenklasse 6). Der eiszeitlichvorbelastete Glimmerton- und Glimmerschluff-komplex steigt unstetig vom Block 14 (–20,60 mNN) bis zum Block 26 (–17,40 m NN) an. In denSand- und Kiesschichten sind die für das Ham-burger Hafengebiet typischen eingelagertenGeröllhorizonte im Übergang zum Glimmertonvorhanden (Bild 4).

24

Einbringung der Tragbohlen

Die Tragbohlen DB PSp 1006 wurden voneiner Hubinsel aus mäklergeführt mit demHydrobär Junttan HHK 9 a vorgerammt. Auf-grund der sehr hohen Festigkeit der Glimmer-ton- und Schluffschichten mussten die Tragboh-len mit einem Menck MHU 300 S Rammbär aufEndtiefe nachgeschlagen werden (Bild 6).

Einbringen der Füllbohlen

Vor dem Einbau der Füllbohlen PZi 675/11,5wurden zwischen den Tragbohlen Lockerungs-bohrungen – Durchmesser 600 mm – im Bereichdes Mittelschlosses bis UK-Füllbohle durchge-führt (Bild 7).

Die Füllbohlen wurden auf Tiefe gerütteltund bei Erfordernis nachgeschlagen.


Bild 7: Einbringen derFüllbohlen(Bohrung im Bereich Mittel-schloss Füll-bohle Ø 600 mmbis Uk Füllbohle/Füllbohle aufTiefe rütteln undbei Erfordernisnachschlagen)

Bild 8: Einbringen derKlappanker(Montage undAbsenkung derKlappanker aufSolltiefe/Anvibrierung derAnkertafel undAuffüllung derAnkertafeln mitSandboden)

25


Einbringen der Klappanker

Zur Verankerung der Kaimauer wurden 28 mlange Stahlpfähle PSt 400/119 mit angeschweiß-ten Ankertafeln DB H 3606 als Fußausbildungeingebaut. Die Klappanker wurden über Rund-bolzen an den Tragbohlen angeschlossen, aufdie vorhandene Hafensohle abgelassen und anden Ankertafeln zur Lagesicherung auf Solltiefeeingerüttelt. Die Überdeckung der Klappanker-tafeln mit Spülsand erfolgte lagenweise und ge-zielt mittels Klappschuten (Bild 8).

Bild 10: Einbringen derReibepfähle(Stellen der Reibepfähle/Rammung mitHydrobärIHC S 90)

Bild 9: Einspülen desSandes(Gewinnung desSandes mit demHopperbaggeraus der Süder-elbe/Einspülen desSandes in Teil-abschnitten)

Einspülen des Sandes

Die Sandgewinnung aus der Süderelbe unddas Einspülen des Sandes in Teilabschnitten er-folgte durch Hopper-Bagger bis auf eine Höhen-quote von +3,40 m NN im Rainbow-Verfahren(Bild 9).

Einbringen der Reibepfähle

Das Stellen und Einbringen der Reibepfählekonnte durch die neue Arbeitsebene von Landerfolgen. Die Einrammung erfolgte frei reitendmit einem Hydrobär IHC S90 (Bild 10).

26

Herstellung der Ortbetonrammpfähle

Ebenfalls von der neuen Arbeitsebene auswurden die Ortbetonrammpfähle Ø 51, dieHWS-Schürze DB L 703 K und die Gründungs-pfähle des landseitigen Kranbahnbalkens ein-gebracht. Die Ortbetonrammpfähle sind mit einer maximalen Länge von 28 m in den aufge-spülten Boden und den anstehenden Glimmer-ton- und Glimmerschluff eingerammt worden(Bild 11).

Herstellung des Überbaus

Der Stahlbetonüberbau der Kaimauer wurdeblockweise und der landseitige Kranbahnbalkenfugenlos erstellt. Zur Sicherung der Entwässe-rung der zukünftigen Betriebsfläche sind dreiSielschächte mit Auslaufleitungen bis DN 1000unterhalb der Kaiplatte zur Ausführung gekom-men. Zur Schaffung eines die Spundwand ent-lastenden Hohlraumes unter dem Überbau wirdjede zweite Zwischenbohle bis –2,50 m NNmit Taucherunterstützung entfernt. Großflächigwird der Überbau dann mit Füllbohlen bis+5,26 m NN aufgeschüttet und anschließend


Bild 11: Herstellung derOrtbetonramm-pfähle(Ø 51 cm inC30/37,Vk ≤ 2.800 kN, L = 23,00 bis28,00 m)

Bild 12: Herstellung desÜberbaus(Betonieren desÜberbaus/Ausrüstung derKaimauer mitPollern, Steige-leitern, Fender-tafeln etc.)

27


MHU 300 S auf Endtiefe nachgeschlagen wor-den. Die Zwischenbohlen wurden mit einemRüttler PVE 40 VM auf Solltiefe zwischen gestellt,wobei in Einzelfällen eine Nachrammung miteinem Hydraulikhammer IHC S 90 erforderlichwar (Bild 14).

Rammenergie

Die technischen Daten der zum Einsatz ge-kommenen Hydraulikhämmer sind der Tabellein Bild 15 zu entnehmen. Für jede Tragbohlewurde ein großer Rammbericht und das dazu-gehörige Rammdiagramm erstellt. Beispielhaftist das Rammdiagramm der Tragbohle BT 33in Bild 16 wiedergegeben. Das Rammenergie-diagramm der Blöcke 16–20 zeigt die unter-schiedliche Erfordernis der Rammenergie vonca. 150 MN bis über 400 MN pro Tragelementund spiegelt größtenteils den ungleichen Höhen-verlauf der Bodenklasse 6 wider (siehe hierzuBild 17).

die Oberfläche befestigt. Der Abschluss derArbeiten am zweiten Liegeplatz wird durch dieAusrüstung der Kaimauer mittels Pollern, Steige-leitern und Fendertafeln komplettiert (Bild 12).

3.1 Herstellung einer kombinierten Spundwand in Bodenklasse 6

Definition

Bodenklasse 6 ist beschrieben als leicht-lösbarer Fels und vergleichbare Bodenart, festeoder verfestigte, bindige oder nichtbindige Bodenart und als nichtbindige und bindige Bodenart mit mehr als 30% Steinen von über0,01 m3 bis 0,1 m3 Rauminhalt.

Kombinierte Spundwand

Die eingebrachte kombinierte Spundwandbesteht aus Tragbohlen DB PSP 1006 in einerLänge von 32,50 m und einem Einzelgewichtvon 18 t. Vorsorglich ist im Fußbereich eine Fuß-abtreppung mit aufgesetzten Stegblechen undSichelschnitten angearbeitet worden. Als Zwi-schenbohlen wurden PZi 675/11,5 mm in einerLänge von 28 m bei Einzelgewichten von 5,9 tzwischen die Tragbohlen eingestellt (Bild 13).

Rammgeräte

Zum Einbringen der kombinierten Wandsind die Tragbohlen mit einem Hydraulikham-mer Junttan HHK 9A vorgerammt worden undje nach individueller Rammbarkeit sind die letz-ten 2–5 m mit dem Hydraulikhammer Menck Bild 15: Rammenergie

Bild 13: Detail Fußabtreppung und Sichelschnitt der Tragbohlen

Bild 14: Hydraulikhammer Menck MHU 300 S inkl. Rammhaube und Aufrichtebock

Hydraulikhammer Junttan Menck IHCHHK 9A MHU 300S S 90

Max. Energie kNm 106 305 90

Fallhöhe mm 50–1.200

Schläge /min 40–100 40–100 50

Fallgewicht t 9,0 16,2 4,5

Gewicht Hammer t 13,4 30,8 9,2

Länge Hammer m 7,0 10,7 7,9

28

Prüfung der Schlossverbindungen

Zur Sicherstellung, dass es beim Einbauder Füllbohlen zu keinen Schloßsprengungenkommt, wurden zusätzlich Schlossdetektoreneingesetzt, die an den Füllbohlen aufgeschweißtwurden. Die Signalgeber wurden im Schutze eines Rammschuhes installiert. Wurde derKontakt im Schloß unterbrochen (Schlossspren-gung), ist ein optisches und akustisches Signalan den Rammführer abgegeben worden (Bilder

18, 19, 20).

Einsatz von Pass-/Federbohlen

Vor dem Einbau der Zwischenbohlen sinddie Tragbohlen in der Lage aufgemessen wor-den. Der theoretische lichte Sollabstand zwi-schen den Tragbohlen beträgt systembedingt1,37 m. Ein detailliertes Messprogramm hat dieIst-Lage der Tragbohlen bei +3,00 m NN undbei –14,00 m NN in x- und y-Richtung mittels eigens konstruierter Messlehre aufgenommen.Die Hochrechnung auf Endtiefe von –24,80 mNN ist theoretisch ermittelt worden.


Bild 16: RammdiagrammTragbohle BT 33

Bild 17: Rammenergie-diagramm Block16–20

29


Bild 20: Prüfung derSchloss-verbindungen



30

Bei einer Abweichung von mehr als ±15 cmvom Soll-Abstand wurden Pass-/Federbohlenzum Einsatz gebracht, die zusätzliche Toleran-zen von ±15 cm ermöglichten (Bilder 21 und

22).

4 Inbetriebnahme

Nach 22 Monaten Bauzeit erfolgte die Ab-nahme für den Neubau des Liegeplatzes 2 amPredöhlkai. Um die Inbetriebnahme des Liege-platzes zeitnah zu realisieren, ist zu einemZwischentermin die Anlandung der Container-brücken über die neu hergestellte Kaimauererfolgt. Das Verschiffen der Containerbrückenaus Übersee und das Verholen an Land erfolgtenfünf Monate vor Inbetriebnahme des neuenLiegeplatzes (Bild 23).


Bild 21:Zwischenbohlen(Pass-/Federbohlen)

Bild 23: Anlandung derContainer-brücken aus China

Bild 22: Detail Fußausbildung der Federbohlen

31

Wirtschaftliche Lösung beim Bau der Kaiwand

1 Einleitung

Berlin-Brandenburg zählt mit über 150.000

Beschäftigten der Logistikbranche zu den wich-

tigsten Logistikregionen Deutschlands. Mit ihren

Güterverkehrszentren (GVZ) und Häfen verfügt

die Region Berlin-Brandenburg über eine Reihe

leistungsfähiger Zentren für Güterumschlag und

Logistik. Im GVZ Berlin West Wustermark stehen

insgesamt 110 ha netto Ansiedlungsfläche zur

Verfügung. Begünstigt durch die direkte Lage

am Havelkanal und dessen Ausbau im Rahmen

des Verkehrsprojektes „Deutsche Einheit Nr.

17” wird mit dem Bau eines öffentlichen Binnen-hafens künftig die Trimodalität der Verkehrs-

sowie im Westen das GVZ West Wustermark.

Diese drei GVZs tragen in erheblichem Maße

zum weltweiten Warenversand und -empfang

im Raum Berlin-Brandenburg bei. Das GVZ

Wustermark verfügt hierbei mit seinem direk-

ten Anschluss an das westeuropäische Wasser-

straßennetz durch den Havelkanal über einAlleinstellungsmerkmal unter den GVZs (Bilder

1 und 2).

Im Zuge der Vorbereitung für den neuen

Binnenhafen wurden die wasserseitigen Anlagenmit Beschluss vom 08.03.99 planfestgestellt.Vorhabensträger für die Errichtung des Binnen-

hafens in Wustermark ist die Gemeinde Wuster-

mark. Diese wurde durch die Landesentwick-

Bild 1: Übersicht Güterverkehrszentren Berlin

Bild 2: Übersicht GVZ Wustermark

Wirtschaftliche Lösung beim Bau der Kaiwand –

Güterverkehrszentrum WustermarkDipl.-Ing. Thomas Behnke

träger Straße, Schiene und Wasserstraße erreicht.

Im vorliegenden Beitrag wird hierbei als ein

Teilaspekt der Einsatz eines Spundwandprofils

für den Bau der neuen Kaianlage aus der Z-Reihein Verbindung mit dem Einsatz einer exzentri-

schen Verankerung in der Vorbereitung und

Durchführung des Vorhabens beschrieben.

2 Standorte der GVZ um Berlin

Berlin-Brandenburg verfügt derzeit im un-

mittelbaren Anschlussbereich an den Bundes-

autobahnaußenring BAB 10 über drei große

Güterverkehrszentren. Dies sind im Süden das

GVZ Großbeeren, im Osten das GVZ Freienbrink

lungsgesellschaft für Städtebau, Wohnen und

Verkehr des Landes Brandenburg mbH iL (LEG)

seit 2001 als treuhändischer Entwicklungsträger

der Gemeinde vertreten.Seitens der LEG wurde die Infrastruktur-

und Projektentwicklungsgesellschaft mbH (ipg)

mit Sitz in Potsdam, die als Projektentwickler

für alle drei GVZs tätig ist, mit der Realisierung

des Vorhabens betraut. Mit der Generalplanung

und Bauüberwachung wurde die Sehlhoff GmbH,

Niederlassung Berlin, beauftragt.

32

3 Umfang des Bauvorhabens

Das GVZ Wustermark hat insgesamt rund

110 ha Ansiedlungsfläche. Straßenseitig besteht

Anschluss an die Bundesautobahn A10, wasser-

seitig über den Havelkanal sowie bahnseitig zu

dem im GVZ befindlichen KV-Terminal. Der

eigentliche Hafenbereich liegt am Ostufer des

Havelkanals und verfügt über eine Fläche von

rund 11 ha. Der Hafen Wustermark ist als Paral-

lelhafen konzipiert. Der Bau des Hafens umfasst

die Vorbereitung für die spätere Ansiedlung

von Investoren, d.h., es erfolgt im Rahmen des

Bauvorhabens die komplette bautechnische

Erschließung.

Das Projekt beinhaltet den Neubau von rund

345 lfm neuer Kaiwand mit einer Liegelänge

von rund 340 m. Der Hafen stellt damit Liege-

plätze für 3 mal 2 Großmotorgüterschiffe mit

einer Länge von 110 m und einer Breite von

11,40 m zur Verfügung. Für die Errichtung der

Kaianlage wurden rund 6.300 m2 Spundwandverwendet.

Im Bereich der Kaianlage wird weiterhineine Roll-On-Roll-Off-Anlage errichtet. Bestand-

teil des Vorhabens sind weiterhin die Herrich-

tung öffentlicher Hafenflächen in Beton- und

Asphaltbauweise sowie die erforderliche Infra-struktur. Im Vorfeld der Baumaßnahmen mus-sten rd. 250.000 m3 nichttragfähiger Boden aus-

getauscht werden.

4 Randbedingungen

Das Vorhaben wird aus Fördermitteln des

Europäischen Fonds für regionale Entwicklung

(EFRE) finanziert. Für die geplante Hafennut-

zung und die damit verbundene Bodenversiege-

lung werden entsprechende Ausgleichsmaß-

nahmen durchgeführt. Zur Erlangung der Ge-

nehmigung war im Vorfeld die Durchführung

eines Planfeststellungsverfahrens erforderlich.

Im Zusammenhang mit der Gestaltung des neu-

en Hafens wurde dem Hafenbau die Errichtung

einer neuen Bogenbrücke über den Havelkanal

(Kuhdammbrücke) vorgelagert.

Eine weitere Randbedingung bildete der

zeitgleiche Ausbau des Havelkanals durch die

Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes,

vertreten durch das Wasserstraßenneubauamt

Berlin im Rahmen des Projektes 17 – Ausbau

der Wasserstraßenverbindung von Hannover,

Magdeburg über Berlin.

Das Projekt 17 sieht u.a. den Ausbau des

Havelkanals von Zeestow bis Wustermark vor.

Der Havelkanal wird in diesem Streckenabschnittim Trapezprofil mit einer Vertiefung auf 4 m

ausgebaut. Weiterhin erfolgt unmittelbar in der

Nähe des neuen Binnenhafens zudem die Er-

richtung einer Wende- und Wartestelle. Für

Kanalaus- und Hafenneubau werden insgesamt

rund 25 Millionen Euro investiert.

Besondere Beachtung wurde im Rahmen

der Planung dem Bodenaustausch gewidmet.

Auf Basis umfangreicher Baugrunduntersuchun-

gen mussten zunächst die tragfähigen Horizonte

im Baugrund erkundet und darauf aufbauend

umfangreiche Erdbewegungen geplant und aus-

geführt werden. Hinzu kam einer hoher Grund-

wasserstand, der besondere Anforderungen an

die Bodenaustauscharbeiten stellte.

Hierbei waren während der Bauausführung

bedeutende archäologische Fundstellen imoberen Bereich des nördlichen Baufeldes (hier

befinden sich Lagerstätten aus der Bronzezeit)

während der Bauausführung zu berücksichtigen.

5 Ausschreibungsverfahren

Der Neubau des Binnenhafens Wustermark

wurde im offenen Verfahren oberhalb des EU-

Schwellenwertes ausgeschrieben. Die Baumaß-

nahmen wurde in drei Lose (Los 1 – Gelände-

regulierung, Los 2 – Errichtung der Kaianlage,

Los 3 – Erschließung) eingeteilt. Für das Vor-

haben wurden 29 Bewerbungen eingereicht, von

denen letztendlich acht Angebote zum Submis-

sionstermin vorlagen. Die vorgesehene Bauzeit

war ursprünglich von Oktober 2006 bis Juni

2007. Aufgrund von Verfahrenseinsprüchen im

Rahmen des Ausschreibungsverfahrens kam es

jedoch zu Verzögerungen im Vergabeverfahren.

Der tatsächliche Baubeginn für die Lose 1

und 2 (Geländeregulierung/Spundwand) musste

daher um ca. sechs Monate verschoben werden.Der eigentliche Baubeginn für das Los 3 (Er-

schließung) verschob sich um insgesamt fünf

Monate. Die Verzögerungen und die zwischen-

zeitlich gestiegenen Stahlpreise am Markt führ-

ten zu der Entscheidung, vom vorgesehenen

Amtsvorschlag für die Ausführung der Kaian-

lage abzuweichen und einem Sondervorschlag

der ausführenden Firma zuzustimmen.


33


6 Konstruktion der Kaianlage

Das statische System der Kaianlage besteht

aus einer einfach verankerten Spundwand mit

einer Ankerlage und gestauchten Rundstahl-

ankern, die die Lasten durch eine Gurtung aus

U-Profilen sowie einer Ankerwand zur Abtragung

der Ankerkräfte in den Baugrund einleiten. Die

Kaianlage ist mit Festmacheeinrichtungen aus-

gerüstet. Im Hafenbereich wird ein Kolkschutz

aus Wasserbausteinen hergestellt.

Mit dem Amtsvorschlag wurde als Haupt-

spundwand ein Spundwandprofil aus der

U-Reihe (z.B. PU22) in einer Stahlgüte S240GP

als Doppelbohlen mit einem Ankerabstand von

4,8 m vorgesehen.

Der Amtsvorschlag erfolgte als Ergebnis

der Betrachtung der statischen und wirtschaft-lichen Verhältnisse bezüglich des Einbringver-

fahrens, der Wasserstandsverhältnisse und der

Betriebszustände. Die Wahl eines U-Profils er-

folgte aus konstruktiven Gründen zur Gewähr-

leistung einer zentrischen Einleitung der Anker-

kräfte in die Kaianlage im Spundwandtal.

Es stellte sich jedoch aufgrund der zeit-

lichen Verzögerungen heraus, dass die Liefer-

zeiten für das U-Profil zu lang und infolge der

kontinuierlich steigenden Stahlpreise erhebliche

Kostensteigerungen im Projektumfang zu erwar-

ten gewesen wären. Vor diesem Hintergrundwurde seitens des ausführenden Unternehmens

der Sondervorschlag unterbreitet, alternativ ein

Spundwandprofil aus der Z-Reihe (AZ17-700)

in einer Stahlgüte S355GP als Doppelbohle mit

einem Ankerabstand von 4,20 m zu wählen.Als Reaktion auf diesen Vorschlag erfolgte nach

Rücksprache mit dem Prüfingenieur. Als Reak-

tion auf diesen Vorschlag erfolgte nach Rück-

sprache des AG mit dem Prüfingenieur die Zu-

stimmung für das Vorhaben mit der Auflage,

einen Nachweis über die gleichwertige Nut-

zungs- und Lebensdauer zu erbringen und wegen

erhöhter Aufwendungen bei der Verankerungder neuen Kaianlage eine neue statische Be-

rechnung und technische Bearbeitung für die-

sen Vorschlag durchzuführen.

Für die Alternative aus der Z-Reihe ergabsich im Tragfähigkeitsvergleich für reine Biegungdabei ein um 16,3 % höheres Streckmoment

(Bild 3).In einem Massenvergleich konnte dargestellt

werden, dass durch die Wahl des Z-Profils eine

Materialeinsparung von 24,7% erreicht wurde.

Die Materialeinsparung führte direkt zu einer

Kosteneinsparung. Durch die Verringerung der

Lieferzeit konnten somit Zeitverzögerungen auf-

geholt werden. Grundsätzlich stand man daherdem Sondervorschlag positiv gegenüber.

Bild 3: Tragfähigkeitsvergleich

34

7 Auflagen für

Umbemessung

Auf Basis vorgenannter Vorabergebnisse

erfolgte daher die Zustimmung zu dem Sonder-vorschlag unter Berücksichtigung nachfolgender

Auflagen:

1. Die Tragfähigkeitsnachweise müssen für alle

Beanspruchungssituationen erbracht werden!

2. Alternativprofile müssen den Schlossformen

der EAU96 Bild-E67-1 genügen!

3. Nutzung- und Lebensdauer müssen auch bei

der Wahl einer höheren Stahlgüte DIN EN

10248 und eines „dünneren“ Profils den Vor-

gaben entsprechend (Nutzung: 60 Jahre/

Lebensdauer: 80 Jahre bei mittleren Dicken-

abnahmen von 0,025 mm/a gemäß Bild E35-3

der EAU96)

4. Einsparungen im Profilgewicht dürfen Ver-

ankerungslage, -aufwand und Verankerungs-

art nicht nachhaltig verändern.

Die entsprechenden Nachweise konnten

im Rahmen der Aufstellung der neuen statischen

Berechnung erbracht werden. Die Bestätigung

erfolgte durch den Prüfingenieur. Abschließend

blieb nur noch die Art der Verankerung zu

wählen.

8 Nachteile der Z-Bohlen- gegenüber

der U-Bohlen-Verankerung

In der Praxis wird aus konstruktiven Grün-

den für rückwärtige Verankerungen den Spund-

bohlen aus der U-Reihe grundsätzlich der Vor-

zug gegeben, da sowohl Anker als auch Gurt-

bolzen für den Gurtanschluss zentrisch durch

die Flanschmitte der U-Bohle geführt werden.

Kommen aufgrund der örtlichen Gegeben-

heiten Spundwandprofile aus der Z-Reihe zum

Einsatz, werden wegen des Mittelschlosses der

Spundbohle die Gurtanschlüsse konservativ mitdoppelten Bolzen ausgeführt (Bild 4). Dies führt

zu höheren Materialkosten und aufwendigeren

Verankerungen als bei U-Profilen. Eine zentrische Verankerung an Z-Bohlen

bedeutet, dass Bohrungen durch die Bohlen-

schlösser auszuführen sind (Bild 5). Die Boh-

rungen sind schwierig und aufwendig und da-

her sehr kostenintensiv. Es sind Undichtigkei-

ten im Ankeranschlussbereich an der schloss-

überbrückenden Ankerplatte infolge der Kapil-

larwirkung bei hoch anstehendem Grundwasser

zu erwarten. Zur kraftschlüssigen Verbindung

wurden bisher erhöhte Gurtbolzenanschlüsse

(doppelte Anzahl) in jedem Spundwandtal vor-

gesehen.


Bild 4: Nachteiliger Anschluss an Gurtung mittels

„Doppelgurtbolzen“

Bild 5: Anschluss eines Ankers mit schloss

überbrückender Anschlussplatte auf Distanzleisten

35


Die vorgenannten Nachteile der zentrischenVerankerung bei Z-Profilen lassen sich durch

eine exzentrische Verankerung beseitigen. Da-

bei ist die Forderung zu erfüllen, dass das Trag-

verhalten von exzentrisch rückverankerten Z-

Bohlen durch geeignete Rechenmodelle bzw.Versuche (z.B. in Anlehnung an DIN EN 1990)

ausreichend beschrieben werden kann. Damit

soll gewährleistet werden, dass die Regeln für

die Dimension und Bemessung sauber hergelei-

tet und eventuelle Zusatzlasten für das Bauteil

„Spundwand“ ermittelt werden können.

9 Lösung

Der Lehrstuhl für Stahlbau der RWTH

Aachen entwickelte in einem langjährigen For-

schungsprojekt ein Bemessungskonzept, das

basierend auf Versuchen und finiter Element-

simulationen alle Fragen zur Berücksichtigung

eines exzentrischen Gurtbolzen- und Ankeran-

schlusses hinsichtlich Plattendimensionierung

und Plattenposition sowie zu Zusatzlasten in der

Spundwand beantwortet.

Bei der Wahl einer exzentrischen Veranke-

rung der Z-Bohlen ist zu beachten, dass der An-

schluss am Flansch des „gebogenen“ Schlosses

erfolgt (Bild 6a, 6b und 6c).

Die Anordnung der exzentrischen Veranke-

rung für die Spundwände ist in einem Planaus-

schnitt in Bild 7 dargestellt.

Bild 6a: Falsche Anordnung

Bild 6b:

Richtige Anordnung

Bild 6c: Richtige Anordnung

36

10 Resümee

Die ausgeführte Alternative mit

– den wirtschaftlichen Profilen der Z-Reiheund

– einer geringfügig höheren Stahlsorte

führte zu folgenden Effekten:

– Die ausgeschriebene Spundwandtonnage

wurde um 25 % reduziert.

– Die Tragfähigkeitsreserve steigerte sich um

16 %.

– Die geforderte Lebens-/Nutzungsdauer konnte

gehalten werden.

Die Forderung nach einer unveränderbarenAnkeranschlusskonstruktion und -position konnte

– durch die Wahl einer exzentrischen Veranke-

rung, die eine Einhaltung der Mindestanker-

abstände erfüllt,

– das Ziel einer unveränderten Anzahl von

Gurtbolzen- und Ankeranschlüssen erreicht

und

– die Tragfähigkeit nach ausreichend abge-sicherten und nachvollziehbaren Bemessungs-

konzepten nachgewiesen werden.


Bild 7: Anordnung der exzentrischen Verankerung

37

Verminderte Schubkraftübertragung bei U-Bohlen

1 Einleitung

Der Eurocode basiert auf einem Sicherheits-konzept, das die Sicherheitsbeiwerte für denWiderstand und die Einwirkung getrennt vor-gibt. Um das angestrebte Sicherheitsniveau fürSpundwände zu gewährleisten, gibt der Euro-code 3 Teil 5 die Anleitung für die Besonder-heit von Spundwandbauwerken. Nachfolgendwird auf die Besonderheit der vermindertenSchubkraftübertragung bei Spundwänden ausU-Bohlen eingegangen. Sie führt zu einer Ver-minderung der Tragfähigkeit und der Steifigkeit.

2 Z-Bohlen und U-Bohlen

Z-Bohlen und U-Bohlen unterscheiden sichdurch die Form des Einzelbohlenquerschnittsund damit durch die Lage der Schlösser. Bei Z-Bohlen befindet sich das Schloss im Flansch, so-dass sich unter Biegebelastung eine Gesamtver-drehung des Querschnitts gemäß der Bernoulli-Hypothese ergibt. Bei U-Bohlen liegen die Schlös-ser in Stegmitte, sodass sie mit der Lage derWandachse übereinstimmen. Sind die Schlösserdurch Verschweißungen oder andere Maßnah-men nicht miteinander verbunden, werden sichdie Querschnitte bei Biegung nicht wie einGesamtquerschnitt verhalten, sondern es wirdsich eine Verdrehung der Einzelquerschnitte fürdie obere und untere Bohlenhälfte mit einemSchlupf s im Schloss einstellen (Bild 1).

Bei Z-Bohlen ergibt sich in Stegmitte diegrößte Schubspannung oder Schubkraft. BeiU-Bohlen ist der Schubkraftverlauf durch dasSchloss unterbrochen, sodass die Schubspan-nung Null oder auf Reibungseffekte beschränktist. Aus diesem Grund wird der Effekt „vermin-derte Schubkraftübertragung“ genannt. Im Extremfall kann die Steifigkeit auf 25% und dieTragfähigkeit auf 45% vermindert sein.

3 Regelung im Eurocode

Der Eurocode 3 Teil 5 führt Abminderungs-faktoren βI für die Steifigkeit und βW für die Trag-fähigkeit ein, um die verminderte Schubkraft-übertragung zu berücksichtigen. Des Weiterenlistet die Norm die Einflussfaktoren auf, die zueiner Abminderung führen können:a) die Bodenart, in die die Spundwand einge-

bracht wirdb) die eingebaute Lieferformc) die Anzahl der Lagerd) die Art der Einbringunge) Maßnahmen zur Festsetzung der Schlösser,

wie Betonholme, abschnittsweise Verschwei-ßung oder Verpressung

f) die Höhe der Auskragung (z.B. Auskragungüber der höchsten Lage der Gurtung)

Die β-Werte werden im Nationalen Anhang geregelt.

Bild 1:

Bohlentypen

Verminderte Schubkraftübertragung bei U-BohlenDr.-Ing. Christian Dercks

38

4 Diskussion der Einflussfaktoren

Die vorher genannten Einflussfaktorenkönnen in zwei Kategorien eingeteilt werden.Dabei präsentieren a) und b) die erste Kategorie.Diese Einflussfaktoren können weit streuen undsowohl einen positiven als auch einen negati-ven Einfluss haben. Sie beziehen sich maßgeb-lich auf die Wahrscheinlichkeit von Reibungsef-fekten in den freien Schlössern. Diese könneneinerseits durch eingedrungene Erdpartikelerhöht sein, andererseits können sie vermin-dert sein, wenn die Schlösser beim Einbringengeschmiert wurden oder wenn die weicheBeschaffenheit des Bodens eine Schmierungbereitstellt. Bei Spundwandbauwerken in Was-ser oder sehr weichen Böden sollte daher aufeinen Effekt der Reibung ganz verzichtet wer-den. Reibungseffekte „Stahl auf Stahl“ konntenin Versuchen nicht nachgewiesen werden [3, 5].

In der Vergangenheit wurden zwar ver-schiedene Untersuchungen zu Schlossreibungs-effekten durchgeführt, jedoch reichen dieseStudien nicht aus, um Werte für Reibungs-parameter anzugeben. Sie hängen von zu vielenFaktoren wie Boden, Rammverfahren oderFrequenz beim Vibrationsrammen ab.

Die Reibungseffekte können nur aufgrundvon Erfahrungswerten abgeschätzt werden.

Die Einflussfaktoren unter Punkt c) bis f)bilden die zweite Kategorie. Sie sind im Gegen-satz zur ersten Kategorie berechenbar, da siedurch ein statisches System mit geeigneten

Randbedingungen berücksichtigt werden kön-nen. Dabei ist einer der maßgeblichen Ein-flussfaktoren die gewählte Lieferform der U-Bohlen.

5 Lieferformen bei U-Bohlen

Der Eurocode unterscheidet bei U-Bohlenzwischen drei Schlossausführungen:– freie Schlösser, die weder verschweißt oder

verpresst sind– verpresste Schlösser, die durch Verpress-

punkte mit den zulässigen Abständen ver-presst sind

– verschweißte Schlösser, die abschnittsweiseoder kontinuierlich über die Bohlenlänge ver-schweißt sind

Unter Verwendung dieser Schlossausfüh-rungen ergeben sich vier Lieferformen (Bild 2):– die Einzelbohle, bei der jedes Schloss frei ist– die Doppelbohle, bei der jedes zweite Schloss

verschweißt oder verpresst ist– die Dreifachbohle, bei der jedes dritte Schloss

frei und die übrigen verpresst oder ver-schweißt sind

– die durchgängige Wand, bei der jedes Schlossverbunden ist. Diese Lieferform ist sehr kost-spielig, da sie nur verwirklicht werden kann,indem Doppel- oder Dreifachbohlen vor Ortin den Schlössern verschweißt werden. Daherist sie eher unüblich.


Bild 2:

Lieferformen von

U-Bohlen

39


Die Lieferformen unterscheiden sich in ihrenQuerschnittswerten und daher in ihrer Biege-steifigkeit und Tragfähigkeit. Die Extremfällesind die Wand aus Einzelbohlen und die durch-gängige Wand. Für die Steifigkeit ergibt sichder Unterschied aus dem Steiner-Anteil für dasFlächenträgheitsmoment I. Bei Einzelbohlen istdas Flächenträgheitsmoment die Summe derTrägheitsmomente der Einzelbohlen:

2IEinzel

Bei der durchgängigen Wand muss der Stei-ner-Anteil hinzuaddiert werden:

2IEinzel + 2z2 AEinzel

wobei z der Abstand der Schwereachse der Ein-zelbohle zur Wandachse ist.

Dreifach- und Doppelbohlen liegen in ihrenEigenschaften zwischen diesen Extremfällen.Dabei weist die Doppelbohle durch den un-symmetrischen Querschnitt eine schiefe Bie-gung auf, sodass bei einer Belastung senkrechtzur Wandachse sowohl eine Biegeverformungsenkrecht als auch parallel zur Wandachse ent-steht (Bild 3). Die Effekte der schiefen Biegungkönnen bei Spundwänden in weichen Bödenoder in Wasser erheblich zu einer Verminde-rung der Tragfähigkeit beitragen. Bei Böden,die einen ausreichenden Widerstand haben,können die Effekte der schiefen Biegung durchpassive Erddrücke parallel zur Wandachse ver-mindert sein.

Dreifachbohlen haben eine Biegeachse,die nahezu mit der Wandachse übereinstimmt(Bild 2). Aus diesem Grund kann bei Drei-fachbohlen auf eine Abminderung verzichtetwerden.

Ein Vergleich der Querschnittswerte ist inden Diagrammen in Bild 4 und 5 für verschie-dene Profile gegeben.

Bild 3:

Schiefe

Biegung bei

Doppelbohlen

Bild 4: Vergleich der Querschnittswerte

Bild 5: Vergleich der Querschnittswerte

40

6 Übertragung der Schubkräfte nach EurocodeWie bereits oben erläutert, kann bei U-Boh-

len die Übertragung der Schubkräfte erhöhtwerden, indem die Schlösser wie bei der Dop-pel- oder Dreifachbohle verschweißt oder ver-presst werden. Verschweißungen können ab-schnittsweise vorgenommen werden. Verpress-punkte können als Doppel- oder Dreifachver-pressung ausgeführt werden. Ein einzelner Ver-presspunkt muss nach EN 10248 getestet wer-den und bei einer 5-mm-Verschiebung eine Min-desttragfähigkeit von 75 kN erreichen. Bild 6zeigt den Versuchsaufbau für eine Doppelver-pressung.

Für die Schlossverbindungen müssen nachEurocode folgende Nachweise erbracht werden:Im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeitmuss nachgewiesen werden, dass die Beanspru-chung des Verpresspunktes nicht grösser als75 kN ist sowie Maximalabstände von 700 mmfür Doppelverpressungen und 1.000 mm fürDreifachverpressungen eingehalten werden.

Diese Regelungen entsprechen den Anfor-derungen nach Weissenbach, die auch der EAUzugrunde liegen [2], die Spundwänden mit die-ser Verpresspunktcharakteristik einen schub-festen Verbund in den verpressten Schlössernunterstellen.

Im Grenzzustand der Tragfähigkeit muss dieBeanspruchung der Schweißnähte nachgewie-sen werden. Dies entspricht den Regelungennach EAU und der vorherigen Fassung des Euro-codes. Neu im Eurocode ist, dass auch der Ver-presspunkt nachgewiesen werden muss. Dafürmuss vom Hersteller der Widerstandswert desVerpresspunktes RK bereitgestellt werden. Erist abhängig von der Schlossform, der Stahlgüteund der Verpresspunkttiefe.

7 Berechnung der Verpresspunktkraft

Für die Ingenieurpraxis sind zwei Berech-nungsansätze zweckmäßig, um die Schubkräftein den Verpresspunkten zu bestimmen:a) Berechnung der Schubkraft nach der

BiegetheorieDie Schubkraft kann unter Verwendung eineranalogen Formel, wie sie in der EAU fürSchweißnähte genannt ist, berechnet wer-den. Die Formel für die Berechnung von derSchubkraft in Schweißnähten ist

SyT(x) = –––– V(x)

Iy

Dabei ist Sy das statische Moment des Quer-schnittes. T ist die Schubkraft pro laufendenMeter Schweißnaht.


Bild 6:

Versuch an Verpress-

punkten

41


Für den Verpresspunkt muss der Schubkraft-verlauf für den Verpresspunktabstand a inte-griert werden, um die punktuelle Kraft ander Verpressung zu erhalten:

Syx+a/2

T(x) = –––– ∫ V(x) dxIy x–a/2

Die Formel kann auf der sicheren Seite ver-einfacht werden, indem die maximale Quer-kraft mit dem Abstand a multipliziert wird:

SyTmax = –––– Vmaxa

Iy

Es ist bei der Berechnung darauf zu achten,dass die richtige Schubkraft im Schloss proQuerschnitt und nicht pro laufendem Meterberechnet wird. Dieses Verfahren ist schwie-rig bei der Doppelbohle mit schiefer Biegunganzuwenden, da sich der Schubkraftverlaufaus Biegeeffekten um beide Achsen zusam-mensetzt. Um dieses genauer zu erfassen,ist die nachfolgende Methode einfacher.

b) Stabwerksmodell aus Einzelquerschnittmit unendlich steifen Verbindungs-elementen an den VerpressungenJeder Einzelbohlenquerschnitt wird als ein-zelner Stab abgebildet, der durch unendlichsteife Verbindungselemente an den Verpress-punkten miteinander verbunden ist. Dabeientspricht die relative Lage der Einzelquer-schnitte der Lage der Schwerpunktachsen(Bild 7). Es ist wichtig, dass die Querschnitts-werte pro Einzelbohle und auf jeden Einzel-

querschnitt die Last pro Einzelbohle berück-sichtigt werden, da sonst die Bedingungender Biegetheorie nicht erfüllt sind. Bei Dop-pelbohlen müssen auch die Querschnitts-werte um die z-Achse beachtet werden. In beiden Methoden werden die Kräfte in denVerpressungen in der Regel auf der sicherenSeite berechnet, da in beiden Modellen eineunendliche Steifigkeit des Verpresspunktesunterstellt wird.

Genauere Berechnungsmethoden wären dieAufstellung einer Differentialgleichung, ange-lehnt an die Theorie des nachgiebigen Verbunds,oder FE-Berechnungen. Beide wurden in wissen-schaftlichen Untersuchungen verwendet [4].

8 Weitere Maßnahmen zur Erhöhung der SchubkräfteBetonholme am Spundwandkopf können

außerordentlich effektiv sein, um die Effekteder schiefen Biegung zu reduzieren. Das Maßdieser Reduzierung hängt besonders von derSpundwandlänge und der Anzahl und Anord-nung der Verankerungen ab.

Untersuchungen haben ergeben, dass beiunverankerten Spundwänden aus Einzelbohlen,bei denen alle Schlösser frei sind, ein Betonholmkeinen positiven Effekt hat [4].

Bei Baugruben können die Eckbohlen dieschiefe Biegung reduzieren.

Bild 7:

Bestimmung der

Schubkraft

42

9 Zusammenfassung

Der Nationale Anhang liefert mit den β-Werten Abminderungsfaktoren für die Steifig-keit und Tragfähigkeit von U-Bohlen, die einegeeignete Bemessung zulassen.

In Fällen, bei denen eine Schubkraftüber-tragung aufgrund von ungünstigen Randbedin-gung stark vermindert sein kann, sollten dieβ-Werte mit Vorsicht gewählt werden oder eineErhöhung der Schubkräfte durch eine geeigneteLieferform mit verschweißten oder verpresstenSchlössern sollte sichergestellt sein. Dabei ist dieDreifachbohle die Lieferform, die einer nahezuvollständigen Schubkraftübertragung entspricht.

Neu im Eurocode ist der Nachweis der Ver-presspunkte. Er fordert, dass Verpressungen wieVerschweißungen auf Schubkraftübertragungnachgewiesen werden. Dabei kann die Verpres-sung eine kostengünstigere Alternative als dieVerschweißung sein. Die Widerstandswerte derVerpresspunkte werden vom Hersteller bereit-gestellt.

10 Literatur

[1] EN 1993-5:Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion vonStahlbauten, Teil 5: Pfähle und Spundwände,CEN, Europäisches Komitee für Normung, Brüssel, 2003

[2] EAU: Empfehlungen des Arbeitskreises Ufer-einfassung, 8. Auflage, Deutsche Gesellschaftfür Geotechnik, Berlin, Verlag Ernst & Sohn,1990

[3] Hartmann-Linden, R.: Tragfähigkeit vonSpundwänden, Dissertation, Lehrstuhl für Stahl-bau, RWTH Aachen, 1997

[4] Dercks, C.: Momenten-Rotationstragfähig-keit von Spundwänden aus Z-Bohlen und U-Bohlen mit verminderter Schubkraftübertra-gung, Dissertation, Lehrstuhl für Stahlbau,RWTH Aachen, 2004

[5] Hartmann-Linden, R., Kort, A., Meyrer, M.,Schmitt, A., Sedlacek, G., van Tol, F.: Develop-ment of unified design Rules for Steel SheetPiles and Introduction into Eurocode 3 Part 5,RWTH Aachen, CRIF Liège, RU Bochum, TUDelft, Imperial College London, 1997


43

Uferlinie Neptunwerft Rostock – Wandel einer Industriebranche

1 Geschichte Standort Neptunwerft

Das Gelände der ehemaligen Neptunwerftbefindet sich am Ufer des Flusses Warnow mit-ten im Herzen der alten Hansestadt Rostock. Diehervorragende geografische Lage begünstigteschon in den frühen 50er Jahren des 19. Jahr-hunderts das Entstehen von verschiedenenWerften und maschinenbauenden Fabriken.So wurde der erste schraubengetriebene Damp-fer in Deutschland, die „Erbgroßherzog FriedrichFranz“, im Jahr 1851 hier vom Stapel gelassen.

1890 schlossen sich mehrere kleine Betriebezur „Actien gesellschaft Neptun schifffahrt undMaschinenfabrik“ zusammen.

In den folgenden Jahrzehnten wurden vieleSchiffe unterschiedlichster Bauart hergestellt.Im Zweiten Weltkrieg baute man u.a. auch eineVielzahl von U-Booten.

In DDR-Zeiten erlebte der Werftbetriebnochmals eine Blüte. Diverse Handels- und For-schungsschiffe auf den Weltmeeren kündetenvom guten Ruf der Schiffbauer auf der Neptun-werft (Bild 1 und 2).

2 Veranlassung

Nach der Wende verlagerten die wirt-schaftlichen Nachfolger der Neptunwerft dieFertigungslinien des Schiffbaues an die untereWarnow in die unmittelbare Nähe von Warne-münde.

Ein großer Teil der bisher genutzten Ge-bäude und Flächen der Slipanlagen und Hellingswurde von heute auf morgen stillgelegt und demVerfall preisgegeben (Bild 3 und 4).

Uferlinie Neptunwerft Rostock –

Wandel einer IndustriebrancheDipl.-Ing. Ralf Mertz

Bild 1: Maschinenhalle Neptunwerft 1891 Bild 2: Bau von U-Booten im Zweiten Weltkrieg

Bild 3 und 4: Verfall und Zerstörung

44

Vandalismus und die ungestörte Kraft derNatur taten ihr Übriges. So bot sich dem Be-trachter nach anderthalb Jahrzehnten Stillstandein Bild des Verfalls und der Zerstörung, dasteilweise gespenstische Züge aufwies (Bild 5).

In unmittelbarer Nähe entstanden mit einerneuen Uferpromenade und der sanierten Dobe-raner Straße Stätten pulsierenden Lebens – nuran dieser Stelle schien die Zeit stillzustehen(Bilder 6 bis 9).

Im Jahr 2005 beschlossen die HansestadtRostock und eine Investorengruppe aus demRostocker und Hamburger Raum, diesem „Dorn-röschendasein“ der ehemaligen Industrie-anlage ein Ende zu bereiten. Das Ingenieurbürob&o wurde mit der Planung der Sanierung von


Bild 5:

Altbestand im

Überblick

Bild 6 und 7: Bestand Helling I

Bild 8 und 9: Dornröschenschlaf

Bild 11: Abbruch der Dalben

Bild 10: Lageplan Gesamtvorhaben, ca. 450 m Uferlinie

45


ca. 450 m Uferlinie beauftragt. Im Hinterlandbetreibt die private Investorengruppe die Bele-bung des Standortes durch Maßnahmen für einemoderne Infrastruktur und die Belegung der alten Industriehallen mit Verkaufseinrichtungenund kleineren Fertigungsbetrieben.

3 Altbestand und Planung – Uferlinie

Das Ansinnen bei der Planung war, sichweitgehend an die bestehende Geometrie deralten Uferlinie anzupassen. Dabei sollte der mari-time Charakter der alten Hellinganlagen nichtverloren gehen, sondern betont werden. Gleich-

ankerung wurden verschiedene Varianten – angepasst an die ehemaligen Befestigungen –gewählt. Die Spundwände sollten mit Holmenund Treppenanlagen aus Beton verkleidet undoptisch aufgewertet werden (Bild 10).

4 Abbrucharbeiten

Um die neue Trasse der Uferlinie – in ersterLinie bestimmt durch die neu zu rammendeSpundwandachse – in etwa an die alte Situationanzupassen, waren umfangreiche Abbrucharbei-ten nötig (Bild 11).

Bild 12, 13 und 14: Abbruch Holz und alte Stege

Bild 15, 16 und 17: Abbrucharbeiten im Bereich der Senkkästen

zeitig war beabsichtigt, den Spaziergängern,Besuchern und Erholungsuchenden den direk-ten Zugang zum Wasser zu ermöglichen.

Der Altbestand der Uferanlagen, entstandenaus unterschiedlichen im Laufe der Zeit prak-tizierten Bauverfahren, erwies sich als durch-gehend marode und teilweise oder ganz zer-stört. Eine auch nur ansatzweise Nutzung wardamit ausgeschlossen.

Die Sanierungsplanung entwickelte für dengesamten Bereich eine senkrechte Einfassungder Uferwände mit Spundwänden. Für die Ver-

Unter anderem wurden 16 Stahldalben und185 Holzpfähle gezogen und etwa 150 lfm Stahl-spundwände und Ufereinfassungen aus Holz beseitigt. Insgesamt 3.300 m3 Stahlbeton alsHolm, ufereinfassend oder als Plattenbefesti-gung, wurden aufgebrochen, zerkleinert undeiner Aufbereitung zugeführt (Bilder 12 bis

17).

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Speziell im Bereich der neuen Spundwand-trasse waren Grundberäumungen durchzu-führen. Wie üblich waren im täglichen Werft-betrieb eine Vielzahl von Stahlteilen, Strops,Seilen und Befestigungsmaterialien „verloren“gegangen. Daraus hatte sich im Laufe der Jahreein undurchdringliches Konglomerat gebildet.Mit Hilfe von Tauchern und Baggern wurdendie Rammhindernisse an Land verfrachtet undentsorgt (Bild 18 und 19).

Der Bereich des ersten Bauabschnittes wiesals Bestand eine Uferbefestigung aus Betonsenk-kästen auf. Nach Beräumung der schon be-schriebenen ersten Hindernislage aus dem Werft-betrieb stellte sich heraus, das darunter eineweitere undurchrammbare Schicht lag.

Man hatte als Kolksicherung vor dem Fußder flachgegründeten Senkkästen gitterartigeBetonfertigteile verlegt, die über Stahlteile undVergußbeton miteinander verbunden waren.

Diese Sicherungslage mit einer Mächtigkeitvon etwa 50 cm mußte von Tauchern unterWasser in Segmente zerlegt werden. Anschlie-ßend wurden die Teile mit schwerer Krantech-nik an Land gehievt und zerkleinert (Bilder 20

bis 22).

5 Rammarbeiten

Die gesamte neue Uferlinie wurde mit unter-schiedlichen Spundwandprofilen eingefasst. Auf-grund der schon geschilderten umfangreichenVorarbeiten konnten die in der jüngsten Zeitrecht langen Lieferfristen überbrückt werden.

Es kamen Spundwandprofile HOESCH 1805in S355 in den Längen von 12,6 bis 14,95 m undLarssen 603K in S355 in den Längen von 4,55 bis11,05 m zum Einsatz.

Der Baugrund gestaltete sich in diesem Be-reich des Rostocker Hafens weitgehend homo-gen. Unter einer geringmächtigen Schlickschichtstehen mitteldicht bis dicht gelagerte Schmelz-wassersande in Schichtstärken von 1,0 bis 2,6 mMächtigkeit an. Darunter befindet sich immerMergel, der mit zunehmender Tiefe eine halb-feste Konsistenz annimmt.

Die Wassertiefen schwanken zwischen2 und 6,5 m.

Die Rammarbeiten mussten aufgrund dermaroden Ufereinfassung und der beengten ört-lichen Verhältnisse generell vom Wasser ausgetätigt werden. Zunächst wurden die Spund-bohlen mit dem Rammkomplex 1, bestehendaus Trägerponton Eiche, Gittermast Kran Senne-bogen S 655 und Vibrationsbär MS25, gestellt.Dabei wurden die Rammelemente bis auf etwa2 m über Solltiefe abgeteuft (Bild 23).


Bild 18 und 19:

Rammtrassen-

beräumung

1. Lage

Bild 20, 21 und 22: 2. Lage – Fußsicherung Senkkästen

47


Die Spundwand wurde durch eine einfachehorizontale Rammzange geführt, die einerseitsauf der schon eingebrachten Wand, anderer-seits auf einem zusätzlich eingebauten Zangen-pfahl abgehängt wurde (Bild 25 und 26).

Das Einmessen der Rammzange erfolgte miteinem Tachymeter von festen Punkten an Landaus über Winkel und Strecke.

Der Korrosionsschutz auf den Stahlspund-bohlen blieb durch Abstandhalter aus Holz, die in den Zwischenraum zwischen Zange undSpundwandrücken geschoben wurde, unbe-schädigt.

Laut Ausschreibung war das schlagendeNachrammen „... mindestens des letzten Me-

ters ...“ gefordert. Der Einsatz des Rammkom-plexes 2, bestehend aus Juntenrammgerät PM26mit Hydraulikbär HHK 3A ebenfalls schwim-mend auf drei gekoppelten Pontons (18 x 12 m)deckte diese Forderung ab (Bild 27 und 28).

Bild 25 und 26: Rammführung als horizontale Zange

Bild 23: Rammarbeiten • Rammkomplex I (vorstellen der Wand mit Vibration)

• Ponton „Eiche“• Trägergerät Sennebogen S 655

oder Mobilkran 80 t• Vibrationsbär MS 25• Materialponton

Bild 27 und 28: Nachrammen mit schlagendem Bär

Bild 24: Stellen der Wand

48

Um der alten Linienführung des Ufers fol-gen zu können, war das Herstellen diverserPass- und Knickbohlen notwendig, die meistenszeitgleich mit den Rammarbeiten gefertigt wer-den mussten. Oft waren deshalb bis zu vierSchweißer gleichzeitig dabei, diese Sonderboh-len schnell zu vollenden (Bild 29).

Zusätzlich zu den dauerhaft installiertenSpundwänden, die zum Bestandteil des neuen

Bauwerkes wurden, war der Einbau einer tem-porären Spundwand im Bereich einer altenSchiffshelling, der Helling I, notwendig. Zweckdieser Vorhaltewand war das Abschotten derHelling, um diese zur Sanierung völlig trocken-zulegen. Dort, wo über Jahrzehnte Schiffe aufeiner schiefen Ebene zu Wasser gelassen wur-den, wurden Treppen bis ins Wasser hinein-gebaut, um den Fußgängern den unmittelbarenZugang zur Warnow zu gestatten. Außerdemwaren Fundamentierungsarbeiten für eine Fuß-und Radwegbrücke erforderlich. Um die Sanie-rungsarbeiten und den Einbau der Brückenfun-damente nicht durch Verankerungsbauwerkezu behindern, entwickelten die Planer eineStatik für eine unverankerte Wand (Bilder 30

bis 32).Vor dem Rammen der Wand wurde eine

wasserseitige Vorschüttung vor der Helling auf-gespült und der Geländesprung dadurch von–5,60 auf –3,50 m NN, also um ca. 2 m, ver-ringert.

Anschließend erfolgte das Einbringen derSpundwandprofile 3600n von HOESCH mitVibration und nach Fertigstellen der Arbeiten inder Helling wurde die Wand gezogen (Bild 33).


Bild 30, 31 und 32: Vorhaltespundwand zum Abschotten der Helling I

Bild 33:

Ziehen der Vorhaltewand

Helling

Bild 29: Pass- und Eckbohlen

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6 Verankerung der Spundwände

Aufgrund der unterschiedlichen Altbebauungim Rückraum der neuen Spundwände warenverschiedene Ankerlösungen erforderlich.

Im Bereich der Senkkästen wurden im Kopf-bereich der Betonkörper horizontale Rundstahl-anker mit dem Durchmesser von 52 mm verlegt.Diese binden einerseits an den Spundwandgurtaus doppelten U-Profilen an, andererseits sindsie an einen Ortbetonbalken hinter den Senk-kästen angeschlossen (Bilder 34 bis 36).

Die Spundwände vor der Hellinganlage IIund der Kranbahn wurden ebenfalls mit Rund-stahlankern verankert. Diese wurden allerdingsmit Klebeankern und Anschlussplatten mitden alten Betonkonstruktionen verbunden. Zur Installation wurde das Wasser hinter der Spund-wand ausgepumpt und die Wand provisorischgegen die Altkonstruktion abgesteift. Nach demVorspannen der Anker über den Kopf an derSpundwand wurde die Baugrube geflutet, dieprovisorischen Aussteifungen wurden entferntund dieser Bereich wurde verfüllt. Durch das„Straffen“ der Anker (bis zu 12 m Länge) ent-standenen Kopfbewegungen der Spundwandvon bis zu 6 cm (Bild 37 und 38).

Weitere Bereiche der neuen Uferwand wur-den mit Bohrverpresspfählen Gewi Ø = 40 und50 mm, mit einer Neigung 1:1 verankert (Bild

39).Es war geplant, den Kraftschluss zwischen

Spundwand und Ankerpfahl durch den Beton-holm im Spundwandkopf herzustellen. Im Be-reich Spundwandabschnitt 3 funktionierte dieseHerangehensweise nicht. Die Ursache dafür lagin beträchtlichen Verformungen (bis zu 42,5 cm)der Wand nach dem Rammen (Bild 40 und

41).

Bild 34, 35 und 36: Verankerung im Bereich der Senkkästen mit Rundstahlankern, Durchmesser 52 mm,

und rückwärtiger Einbindung in Stahlbetonbalken

Bild 39:

Verankerung mit

1:1 geneigten

Gewi-Pfählen

Ø = 40 und

50 mm

Bild 40 und 41:

Verformungen der Wand im

Abschnitt 3

Bild 37 und 38: Verankerung der Spundwand mit

geneigten Rundstahlankern und eingeklebten Anschluss-

platten am alten Bestand

50

Zurückzuführen waren die Verformungenauf diverse Hindernisse aus alter Bebauung, gerade in der Flucht dieses Abschnitts. Aus baurechtlichen und genehmigungstechnischenGründen war ein Verschieben der Spundwand-achse nicht gestattet. Hinzu kam, dass die da-hinter liegende Böschung beim Einbringen derSpundwände wasserseitig in Bewegung geriet(Bild 42).

Als Lösung wurde die Technologie geän-dert und die Verpresspfähle wurden über einenKopfgurt an die Spundwand angeschlossen.Dadurch wurde ein Richten der Wand über dasSpannen der Ankerpfähle vor Herstellung desBetonholmes möglich. Unterstützend wirkte dabei eine Entlastungsbaggerung hinter derSpundwand (Bild 43 und 44).

7 Betonholm, Ausrüstung

Nach dem Hinterfüllen der neuen Ufer-wände, einer Tiefenverdichtung dieser Zwi-schenräume, wurden die Betonarbeiten undOberflächenbefestigungsarbeiten ausgeführt.Die Installation von Stufenanlagen aus Beton-fertigteilen und diversen Ausrüstungsteilen, wieGeländer und Blumenkästen, rundete das Bildab und ließ ein auch optisch ansprechendesBauwerk entstehen (Bild 45).

So gelang es innerhalb eines Jahres, ein kleines Stück Rostocker Ufer wieder zum Lebenzu erwecken, und den Rostocker Menschenden Weg an ihre Warnow neu zu erschließen.


Bild 45:

Fertiggestellte Uferlinie

Bild 43 und 44: Verankerung mit Kopfgurt

Bild 42: Verformungen der neuen Spundwand im

Kopfbereich durch Rammen auf alter Uferlinie und

Nachrutschen von Böschungen

51

Erhöhung und Verstärkung des Weserdeichs im Stadtgebiet Brake

1 Einleitung

Der II. Oldenburgische Deichband, fürden der Niedersächsische Landesbetrieb fürWasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz(NLWKN) die Projekt- und Bauleitung aus-führt, ist der größte Wasser- und Bodenver-band in Niedersachsen und hat rund 150 kmDeichlänge zwischen Oldenburg und Dangast/Varel am Jadebusen zu unter- und zu erhalten(Bild 1).

Würde es keine Deiche in diesem Gebietgeben, würden zweimal täglich nahezu 90% desVerbandsgebietes (ca. 0–2 m über NN) über-

flutet werden, denn das Mittlere-Tide-Hochwas-ser läuft jeweils bis ca. +2,10 m über NN auf(Bild 2).

Das heißt, die Deiche schützen vor Über-flutung im Normalfall, insbesondere aber vorSturmfluten, die im Stadtgebiet Brake im Februar1962 bisher mit rund +5,30 m NN (ohne Wellen-auflauf) gemessen wurden (Bild 3).

Der Weserdeich im Stadtgebiet von Brake/Unterweser stellt aufgrund der städtebaulichenEntwicklung in den letzten 200 bis 300 Jahreneine einmalige Besonderheit an der deutschenNordseeküste dar, mit seiner dichten Bebauungim und am Deich (Bild 4).

Erhöhung und Verstärkung des Weserdeichs

im Stadtgebiet Brake (Unterweser)Dipl.-Ing. (TU) Steffen Sohst

Bild 3: Stadtgebiet Brake, Sturmflut am 9. November 2007,

Wasserstand rel. +4,85 m NN

Bild 4: Dichte Bebauung im und am Deich in Brake

Bild 1: Grenzen des Verbandsgebietes des

II. Oldenburgischen Deichbandes

Bild 2: Überflutungsgebiet bei mittlerem Tide-Hochwasser,

wenn es keine Deiche gäbe

52

2 Ist-Zustand des Deichs

von 1965 bis 2003

Der Stadtdeich besteht von ca. 1965 bis2003 (Bild 5), nach der Februar-Sturmflut 1962,aus einem Erddeich, ca. 5,20 m über NN, undaus einer Flutmauer aus einer Stahlbeton-Winkel-stützwand (ca. 6,90 m über NN). Die enge Be-bauung binnendeichs, die Häuser auf dem Deichsowie die nicht ausreichenden Deichabmessun-gen haben den zuständigen Deichband im Jahre2000 veranlasst, die Standsicherheit der vorhan-denen Deichkonstruktion begutachten zu lassen.Daraufhin wurden diverse Gutachter (Beton,Erd- und Grundbau, Baumfachmann, Statiker)unter der Federführung von IGB, Hamburg, beauftragt, den Deich im Stadtgebiet Brake zwischen der Binnenhafenschleuse und der ehe-maligen Petram-Werft im Süden (ca. 2,5 km ins-gesamt) zu überprüfen.

Das zusammenfassende Gutachten kam zufolgenden Beurteilungen und Schlussfolgerungen: Beurteilung:„Handlungsbedarf für diese Maßnahme ergibtsich aus der gutachterlichen Beurteilung derStandsicherheit des Deiches unter heutigen Ge-sichtspunkten. Ausgehend von einer veränder-ten Tidedynamik und Sturmflutcharakteristik ha-ben die auf den Deich wirkenden Belastungenzugenommen.

Im vorliegenden Fall besteht die Gefahr vonhydraulischen Grundbrüchen infolge rückschrei-tender Erosion. Ursache dafür ist die Inhomoge-nität des vorhandenen Kleideiches.“

Schlussfolgerung:„Den künftig zu erwartenden Belastungen wirddurch den Bau einer Dichtwand Rechnung ge-tragen. Durch den Bau einer Dichtwand mit An-schluss an die vorhandene Kappenwand (Flut-mauer) wird eine Durchströmung des Deich-querschnittes zuverlässig und dauerhaft verhin-dert und die Standsicherheit der Kappenwandsichergestellt.“

Zusätzlich wurden im Zusammenhang mitder Erderwärmung und den Theorien des Meereswasserspiegelanstiegs vom NLWKN, For-schungsstelle Küste, im Jahre 2003 aktuelle Be-rechnungen für die Deichbestickhöhen derBraker Deiche ermittelt. Das Ergebnis im Zusam-menhang mit dem Niedersächsischen Deich-gesetz ergab folgenden Handlungsbedarf: Deichbestick:Untersuchungen zur Sturmflutsicherheit an derUnterweser

Forschungsstelle Küste, Norderney 2003 Ergebnis für die Stadtdeiche in Brake:Unterbestick im Mittel ca. 30–40 cm

Niedersächsisches Deichgesetz (NDG)§ 5 Deicherhaltung

(1) Der Deich ist in seinem Bestand und inseinen vorgeschriebenen Abmessungen sozu erhalten, dass er seinen Zweck jederzeiterfüllen kann (Deicherhaltung) ...(2) Eine Deichstrecke, die noch nicht dienach § 4 festgesetzten Abmessungen besitztoder mehr als 20 cm von ihrer vorgeschrie-benen Höhe verloren hat, ist entsprechendzu verstärken und zu erhöhen ...


Bild 5: Deich in Brake, Querprofil

53

Erhöhung und Verstärkung des Weserdeichs im Stadtgebiet Brake

3 Gutachterliche

Sanierungsvorschläge

Auf der Grundlage des zuvor genanntenGutachtens und der Untersuchungen zur Sturm-flutsicherheit an der Unterweser wurde folgendePlanung zur Erhöhung und Verstärkung derBraker Deiche festgelegt (Bild 6):a) Erhöhung der Flutmauer um ca. 30–50 cm auf

NN +7,30 mb)Verstärkung des Erddeiches mittels Stahl-

spundwand bis ca. 13 m unter dem Funda-ment der Winkelstützmauer als „Sickerwas-serbremse“ mit kraftschlüssiger Anbindungan den Fundamentsporn.

4 Durchführung der Baumaßnahmen

ab 2003

Mit den erforderlichen Baumaßnahmenkonnte bereits im Frühsommer 2003 begonnenwerden, da der Verbandsvorsteher des II. Olden-burgischen Deichbandes, Herr Leenert Corne-lius, durch sein hervorragendes Engagement ge-nügend Bundes- und Landesmittel einwerbenkonnte.

Die Details der Deicherhöhung (Bild 7) undder Deichverstärkung (Bild 8) sind aus denAusführungsplanungsdarstellungen ersichtlich.

Die ersten Bauabschnitte (ca. 1,8 km) wur-den von Fa. Möbius, Hamburg, ausgeführt. Dieweiteren Bauabschnitte wurden von den Firmen(z.T. als ARGE) J. Tiesler (Elsfleth), Neumann(Norden) und B+P Renken (Brake) verwirklicht.

Die Deichverstärkung mittels Stahlspund-wand wurde gemäß Bild 9 ausgeschrieben.

Aufgrund der engen Bebauung auf und amDeich konnte das Einbringen der Spundwändenur durch ein Pressverfahren zugelassen werden(Bild 10).

Gemäß den Vorgaben des Bodengutachtersund des Statikers wurden die Stahlspundbohlenwie in Bild 11 gewählt und ausgeschrieben(oder gleichwertig). Auf die Dichtigkeit desSchlosses (Knopf + Klaue) wurde großer Wertgelegt.

Bis zur Fertigstellung des gesamten Deich-abschnittes werden rund 30.000 m2 oder rund3.500 t Stahlspundbohlen (Z-Profile) eingepresstsein.

Bei den Bauausführungen innerhalb desStadtgebietes von Brake waren auch städtebau-liche Aspekte zu berücksichtigen, denn derMensch und seine Utensilien sollten nicht nur

Bild 6: Erhöhung und Verstärkung der Braker Deiche

Bild 7: Detail Deicherhöhung

Bild 8: Detail der Deichverstärkung

gegen Naturgewalten – wie z.B. Sturmfluten –geschützt werden, sondern er soll sich auch mitdiesem Schutzbauwerk identifizieren könnenund sich mit ihm wohl fühlen. Dafür wurde dieFlutmauer betonsaniert und neu beschichtet(Bild 12), im Innenstadtbereich mit Klinker

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(wie bisher) verblendet (Bild 13) sowie vonengagierten Bürgergruppen (hier von der Grund-schule Harrien) sehr schön bemalt (Bild 14).

Die gesamte Baumaßnahme (rund 2,5 km)wird voraussichtlich 2010 abgeschlossen wer-den können.


Bild 11: Ausgewählte und

ausgeschriebene Spund-

wand (oder gleichwertig)

Bild 9: Ausschreibungstext

Bild 12: Sanierte Flutmauer

Bild 13: Verblendete

Flutmauer

Bild 10: Einpressen der Spundwände Bild 14: Bemalte Flutmauer

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Hochwasserschutz – Einsatz von Spundwänden in bebauungsnahen Bereichen

1 Einleitung

Spundwände aus Stahl wurden bereits beizahlreichen Hochwasserschutzmaßnahmen er-folgreich eingesetzt. Im vorliegenden Artikelwird auf besondere Aspekte bei der Bemessungvon Spundwänden im Hochwasserschutz ein-gegangen und es werden einige Planungsrand-bedingungen für den Einsatz in bebauungs-nahen Bereichen aufgeführt. An Beispielen ausdem linksrheinischen Kölner Süden werden aus-geführte Lösungen beschrieben und erläutert.

2 Hochwasserschutz in Köln

Hochwasser hat in der mehr als 2.000-jäh-rigen Siedlungsgeschichte von Köln eine langeHistorie. Während die römischen Stadtplanerfür Köln als Hauptstadt Niedergermaniens nocheine hochwasserfreie Lage gewählt hatten, dräng-ten Händler und Schiffer mit ihren Häusern imMittelalter verstärkt in die Uferbereiche desRheins. Der alte Hafen in der Lage des heutigen„Alten Markts“ und „Heumarkts“ wurde verfülltund besiedelt. Die neuen Siedlungsbereiche, dieheutige Altstadt, wurden in der Folge häufigvon Hochwassern heimgesucht. So datieren er-ste Meldungen über Hochwasserereignisse ausder Zeit des Hochmittelalters zwischen 920 und1250. Somit hat Köln eine über 1.000-jährigeHochwassergeschichte. Einer alten Chronik istfolgende Aussage zu entnehmen: „Anno 1374war der Rhein so groß, dass er zu Cölln über dieMauer ging und man mit Schiffen in der Stadtführ.“ Dieses Ereignis entsprach einem Rhein-wasserstand mit einer Bezugshöhe von 10,35 mam Kölner Pegel (nach heutiger Statistik einetwa 30-jährliches Hochwasserereignis).

Bis in die 1990er Jahre hinein galt das Hoch-wasserereignis von 1926 mit einem Pegelstandvon 10,69 m am Kölner Pegel allgemein als dasso genannte Jahrhunderthochwasser bzw. alsder Hochwasserstand mit 100-jährlicher Wieder-kehrhäufigkeit. Als dann im Dezember 1993 undim Januar 1995 zwei Hochwasser mit nahezu dergleichen Höhe (10,63 bzw. 10,69 m am KölnerPegel) auftraten, die erhebliche Schäden nachsich zogen, wurde klar, dass die bisherige Ein-

stufung des „Jahrhunderthochwassers“ nicht bei-behalten werden konnte. Köln entging damalsnur knapp einer Katastrophe, da noch höhereHochwasserstände eine Flutung weiter TeileKölns vor allem auch durch unterirdische An-lagen wie U-Bahn, Kanalsystem etc. unmittelbarzur Folge gehabt hätten.

Aus diesem Grund wurde sehr kurzfristigdas „Hochwasserschutzkonzept Köln“ entwi-ckelt, das in der Ratssitzung vom 01.02.1996einstimmig verabschiedet wurde. Im „Hoch-wasserschutzkonzept Köln“ werden u.a. die er-forderlichen Maßnahmen und Verhaltensregelnzur Minderung der Scheitelabflüsse und zumSchutz vor Hochwasser aus überregionaler, regio-naler und lokaler Sicht aufgezeigt. Es werdenin Abstimmung auf die örtlichen Verhältnisse„polderweise“ die Hochwasserschutzziele fürverschiedene Bereiche Kölns festgelegt. Dabeiwird folgender Bezug zwischen Wiederkehr-häufigkeit und Pegelstand hergestellt:– 100-jährliches Hochwasser

entspricht 11,3 m am Kölner Pegel – 200-jährliches Hochwasser

entspricht 11,9 m am Kölner PegelWeiterhin werden die verschiedenen Ge-

fährdungsarten genannt und erläutert:– Gefahren durch unmittelbare Überflutung

(freie Welle)– Gefahren durch Rückstau in die Kanalisation– Gefahren durch Grundwasseranstieg

Zur Begegnung der Gefahren durch unmittel-bare Überflutung werden auf den insgesamt ca.67 Uferkilometern des Rheins in Köln auf einerLänge von etwa 40 km bauliche Hochwasser-schutzanlagen errichtet. In Abhängigkeit der je-weiligen Verhältnisse vor Ort werden verschie-dene Baumaßnahmen ausgeführt. In umfang-reichem Maße werden dabei auch Spundwändeeingesetzt. Sie dienen im Wesentlichen den all-gemein bekannten folgenden Zwecken:– Gründung von Hochwasserschutzwänden

(Lastabtragung)– Sicherung von Geländesprüngen, Altdeichen,

Hochufern– Fließwegverlängerung für Drängewasser– Sicherung von Baugrubenwänden (z.B. Pump-

werksbaugruben)Im Zuge der weiteren Planungen wurden

insgesamt 19 Planfeststellungsabschnitte für die

Hochwasserschutz – Einsatz von Spundwänden

in bebauungsnahen BereichenDipl.-Ing. Markus Klinkemeyer

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Errichtung der Hochwasserschutzanlagen gebil-det. Darüber hinaus sind zahlreiche Einzelmaß-nahmen (Bau von Pumpwerken, Hochwasser-doppelschiebern etc.) projektiert worden. DieBaumaßnahmen wurden im Jahr 2004 begonnenund werden bis Ende 2008 abgeschlossen sein.Dabei wird ein Bauvolumen von insgesamt etwa400 Millionen Euro umgesetzt worden sein.

Im Folgenden wird der Einsatz von Spund-wänden an drei Planfeststellungsabschnitten(PFA 2, 3 und 4) im linksrheinischen KölnerSüden erläutert. Zunächst werden jedoch einigeBesonderheiten bei der Bemessung von Spund-wänden im Hochwasserschutz aufgezeigt.

3 Besondere Aspekte bei der

Bemessung von Spundwänden

im Hochwasserschutz

Neben den üblichen Lasten aus Erddruck,baulichen Anlagen, Verkehr etc. spielt vor allemdas strömende Grundwasser im Hochwasserfallbei der statischen Berechnung der Spundwändeeine Rolle. In diesem Zusammenhang ist zu-nächst auszuführen, dass Spundwände – auchohne Schlossabdichtungen – als relativ dicht anzusehen sind. Sie bilden, bezogen auf denGrundwasserstrom, eine Sperre, die umströmtwerden muss. Bei Anschluss an dichte Schichtenim Untergrund können sie sogar das Strömendes Grundwassers nahezu unterbinden. Ent-scheidend für den Einfluss der Spundwändesind die hydrologischen und hydrogeologischenVerhältnisse.

Der Aquifer im Kölner Stadtgebiet wird vonden Terrassenschottern des Rheins gebildet. Siestehen im Allgemeinen in einer Mächtigkeit vonetwa 10 bis 30 m an und besitzen eine sehr großeDurchlässigkeit. Der horizontale Durchlässig-keitsbeiwert kann im Mittel mit kf,h = 6 · 10-3 m/sangegeben werden, wobei örtlich stark abwei-chende Verhältnisse vorliegen (sowohl nachoben als auch nach unten). Die Anisotropie(Verhältnis zwischen horizontaler und vertikalerDurchlässigkeit) innerhalb der Terrassenschot-ter ist meist sehr ausgeprägt. Sie lässt sich i.d.R.nicht exakt bestimmen.

An der Basis der Terrassenschotter stehentertiäre Sedimente an. Ihre Kornverteilung reichtin Abhängigkeit des Ortes vom Ton bis zumMittelsand. Sie weisen jedoch in Gänze einenerheblich geringeren Durchlässigkeitsbeiwert alsdie Terrassenschotter auf und sind deshalb alsso genannte Grundwasserstauer anzusehen.

Überlagert werden die Terrassenschotter inder Regel von bindigen Auelehmen, Auesandenoder Auffüllungen, die ebenfalls meist einedeutlich geringere Durchlässigkeit besitzen alsdie Terrassenschotter.

Der Rhein schneidet in den Terrassenschot-ter ein und besitzt bei dieser Untergrundsitua-tion einen großen Einfluss auf die Grundwas-serverhältnisse in seinem näheren Umfeld: Beifallenden und gleich bleibenden Grundwasser-ständen strömt das Grundwasser aus dem Hinter-land in Richtung Rhein. Hierbei wirken meistnur relativ kleine hydraulische Gradienten. Beiauflaufendem Hochwasser kommt es jedochdurch Infiltration von Rheinwasser in den Grund-wasserleiter zu einem deutlichen Anstieg derGrundwasserstände im Uferbereich. Hierdurchkehrt sich die Grundwasserfließrichtung umund das Grundwasser strömt nun in RichtungHinterland. Dieser Effekt ist durch die großeDurchlässigkeit des Aquifers sehr ausgeprägt.

Bei den Hochwasserschutzmaßnahmen inKöln war eine grundlegende Planungsrandbe-dingung, dass ein Absperren des Grundwasser-stroms nicht zulässig ist. Dies hat u.a. folgendeGründe:– außerhalb von Hochwasserereignissen findet

ein Zustrom aus dem Hinterland auf den Rheinstatt, der somit eine dränende Funktion hat;ein Absperren des Grundwasserstroms aufgroßer Länge würde steigende Grundwasser-stände im Hinterland nach sich ziehen

– an vielen Stellen im Stadtgebiet finden Grund-wasserentnahmen statt, an denen die Wasser-rechte bei Absperrung des Aquifers beein-trächtigt werden können (z.B. durch Ver-schleppen von Kontaminationen infolge ver-änderter Grundwasserströmung)

Durch eine Grundwasserabsperrung könnensomit grundsätzlich Verhältnisse entstehen, diepotentiell Regressansprüche nach sich ziehen.Dies gilt umso mehr, als sich die sich einstellen-den Verhältnisse aufgrund der zukünftigenRandbedingungen (Niederschlagsentwicklungetc.) im Voraus nicht exakt bestimmen lassen.Da somit ein Absperren nicht möglich war,werden die Spundwände vom Grundwasser um-strömt.

Maßgebend für die Verteilung der bemes-sungsrelevanten Wasserdrücke entlang derSpundwand ist der hydraulische Widerstandentlang des jeweiligen Strömungspfades. Dieswird an einem einfach gehaltenen Beispiel fürufernahe Spundwände im Folgenden verdeut-licht:


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Im Fall 1 ist ein nicht geschichteter Unter-grund vorhanden, der sowohl vor als auch hin-ter der Spundwand im Hinblick auf seine Durch-lässigkeit homogen ist. Eine Anisotropie liegtnicht vor. Im Fall 2 liegt dem Aquifer eine 1,6 mdicke Deckschicht auf, die eine deutlich gerin-gere Durchlässigkeit besitzt als der Aquiferselbst. Die Wasserdruckdifferenz ∆hLand wirdals Höhendifferenz zwischen dem Bemessungs-wasserspiegel und dem landseitigen Geländeeingeführt. Sie beträgt in beiden Fällen 2,0 m(Bemessungswasserspiegel 47,0 m NN, Gelände-oberfläche Landseite 45,0 m NN). In beiden Fäl-len wurde zunächst eine Unterkante der Spund-wand von 37,0 m NN angesetzt, was einer Ein-bindetiefe von 8,0 m entspricht.

Aus Bild 1 ist zu ersehen, dass im Fall 1 dasWasser im überstauten Bereich vertikal einströmtund entlang der Spundwand auf der Landseitewieder vertikal nach oben strömt. Das resultie-rende Potential am Fuß der Spundwand beträgt46,0 m NN, der Überdruck somit 0,5 · ∆hLand =1,0 m. Er baut sich relativ gleichmäßig um dieBerandung der Spundwand ab. Der nach obengerichtete hydraulische Gradient auf der Land-seite der Spundwand beträgt somit i = ∆h/l =1,0/8,0 = 0,125. Bei einer Wichte unter Auftriebder landseitigen Schicht von γ’ = 11 kN/m3 er-gibt sich unter Berücksichtigung des strömen-den Grundwassers die wirksame Wichte γ’’ zu:

γ’’ = γ’– γW · i = 11 – 10 · 0,125 = 9,75 kN/m3

Für den Fall 2 (siehe Bild 2) ergibt sich da-gegen, dass die Spundwand wasserseitig hori-zontal angeströmt wird. Der Potentialabbau er-folgt ganz überwiegend in den gering durch-lässigen Deckschichten. An der Unterkanteder landseitigen Deckschicht, die auf 43,4 mNN angeordnet ist, wurde ein Potential von45,87 m NN an der Spundwand berechnet.

Somit herrscht ein Überdruck von ∆h = 45,87 –45,0 = 0,87 m. Bei einer Dicke der Schicht von1,6 m ergibt sich der nach oben gerichtete hydraulische Gradient zu i = ∆h/l = 0,87/1,6 =0,54. Bei einer Wichte unter Auftrieb der Deck-schicht von γ’ = 9 kN/m3 ergibt sich unter Be-rücksichtigung des strömenden Grundwassersdie wirksame Wichte der Deckschicht γ’’ zu:

γ’’ = γW · i = 9 – 10 · 0,54 = 3,6 kN/m3

Die Verringerung der statisch wirksamenWichte führt zu deutlich reduzierten möglichenErdwiderstandsspannungen. In Fall 2 ergibt sichdie Reduzierung vor allem im oberen, für dieBerechnung der Spundwand besonders maß-geblichen Bereich.

Das vorstehende Beispiel diente jedoch nurzur generellen Verdeutlichung der Sachverhalte.Die tatsächlichen Gegebenheiten in Köln sindin vielen Fällen noch deutlich ungünstiger. Derder vorstehenden Berechnung zugrunde liegendePotentialabbau innerhalb des Aquifers von 2 mauf 100 m Einströmlänge ist in Köln meist er-heblich geringer.

Für die statischen Berechnungen ist dasPotential in Höhe UK Spundwand eine maßge-bende Einflussgröße. Dieses kann nur durchaufwendige, großräumige Modellrechnungenmit Eichung anhand von stattgefundenen Hoch-wasserereignissen oder durch ähnliche Betrach-tungen relativ zuverlässig ermittelt werden, wasin Einzelfällen durchgeführt wurde. Alternativkann eine Abschätzung auf der Grundlage ver-gleichbarer Verhältnisse erfolgen, wobei die Ab-schätzung konservativ vorzunehmen ist.

In Köln kann erfahrungsgemäß bei solchenAbschätzungen von einem Potentialabbau vonetwa 0,3 bis 0,5 m pro 100 m Einströmlängeausgegangen werden. Nennenswerte Einström-widerstände sind nicht überall vorhanden.

Bild 1: Isolinien bei Umströmung einer Spundwand in homogenem Boden

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Für den bereits aufgeführten Fall 2 wurdeeine erneute Berechnung durchgeführt, bei dernunmehr ein linear abnehmendes Potential inHöhe UK Grundwasserleiter mit einem hydrau-lischen Gefälle von 0,4 m auf 100 m Einström-länge (von 47,0 auf 46,6 m NN) angesetzt wor-den ist. Daraus ergibt sich ein Potential an UKSpundwand von 46,87 m NN und an UK Deck-schicht von 46,82 m NN (siehe Bild 3). Nachder bereits oben dargelegten Vorgehensweiseergeben sich der nach oben gerichtete hydrau-lische Gradient innerhalb der Deckschicht i =∆h/l = 1,82/1,6 = 1,14 und die wirksame Wichteunter Auftrieb rechnerisch: γ’’ = γW · i = 9 – 10 · 1,14 = –2,4 kN/m3

Aufgrund der berechneten negativen Wichteist davon auszugehen, dass Aufbrüche land-seits der Spundwand stattfinden, wodurch es zuerheblichen Qualmwasseraustritten kommen

kann. Diese Aufbrüche finden zunächst an denSchwachstellen statt. Dort stellen sich dann in-folge der räumlichen Anströmung unterhalb derDeckschicht hohe Fließgeschwindigkeiten ein,die zu einem Austrag des unter der Deckschichtanstehenden Bodens führen können. Es ist zuuntersuchen, ob sich eine Gefährdung infolgevon Piping, rückschreitender Erosion etc. er-geben kann.

Grundsätzlich wird die Deckschicht abervor dem Aufbruch statisch unwirksam. Resultie-rend vergrößert sich die freie statisch wirksameHöhe um das Maß der Dicke der Deckschichtauf etwa h ≥ 2,0 + 1,6 = 3,6 m. In Grenzfällenkann dadurch die Gebrauchstauglichkeit infolgezu großer Verformungen gefährdet sein.

In derartigen Fällen ist eingehend zu prüfen,ob zusätzliche Maßnahmen ergriffen werdenmüssen. Die möglichen Maßnahmen lassen sich


Bild 2: Isolinien bei Anströmung einer Spundwand in geschichtetem Boden

Bild 3: Isolinien bei Anströmung einer Spundwand in geschichtetem Boden mit Potentialvorgabe an UK Grundwasserleiter

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grundsätzlich einteilen in Maßnahmen zur Bal-lastierung oder Maßnahmen zur Dränung. Ins-besondere eine Dränung muss in ihrer Wirk-samkeit nachgewiesen werden (ausreichendesFassungsvermögen). Bei einer Dränung kanndas Wasser gefasst (Drängewasserfassung) undabgeleitet oder nur schadlos zu Tage gefördertwerden (Qualmwasserdränung).

Im Fall des sinkenden Hochwasserspiegelskehrt sich die Grundwasserfließrichtung dannwieder um und die Spundwand wird durchWasserdruck von der Landseite belastet. Diesist bei Uferwänden, die einen Geländesprungstützen, regelmäßig die maßgebliche Belastungfür die Spundwände (siehe hierzu auch EAU).

Weiter zu beachten sind bei Hochwasser-schutzwänden noch Belastungen aus Staudruck,Anpralllasten und ggf. Eisgang bzw. Eisdruck.

Darüber hinaus sind Festlegungen zu treffen,ob die Wände auch für den Lastfall der Über-strömung auszulegen sind. Derartige Festlegun-gen sind auch erforderlich für den Fall deslandseitigen Einstaus (im Nachgang einer Hoch-wasserwelle; Wände wurden überspült; Über-flutungswasser wird durch die Wände zurück-gehalten).

Neben den vorstehend aufgezeigten Beson-derheiten sind weitere ggf. bemessungsrelevanteUntersuchungen erforderlich (hydraulischerGrundbruch, Erosionsgrundbruch (Piping, Suf-fosion etc.), auf die an dieser Stelle jedoch nichtweiter eingegangen wird.

4 Randbedingungen bei der Planung

Außer den bereits aufgeführten geohydrau-lischen Randbedingungen sind hinsichtlich derPlanung von Spundwänden im Hochwasser-schutz noch die folgenden wesentlichen tech-nischen Planungsrandbedingungen zu beachten:– Baugrundverhältnisse– Immissionsbelastung, bezogen auf das Umfeld

der Maßnahme– Zulässige Toleranzen

Die Baugrundverhältnisse bestimmen dieMöglichkeiten des Einsatzes von dichten Wän-den im Untergrund sowie deren Konstruktions-art in entscheidendem Maße. So können z.B.innerhalb der Hochwasserschutzmaßnahmen inKöln Spundwände als Regelbauweise für in denUntergrund einzubringende Wände, die einelastabtragende und fließwegverlängernde Funk-tion aufweisen müssen, angesehen werden.Jedoch existieren auch Baubereiche, in denen

der Einsatz von Spundwänden als nicht oder nurmit aufwendigen Zusatzmaßnahmen machbareingestuft wurde. Dies ist z.B. regelmäßig derFall, wenn alte Uferbefestigungen in größererTiefe vorhanden waren oder vermutet wurden.

Sofern Spundwände als Konstruktionsele-ment ausgewählt werden, entscheiden die Bau-grundverhältnisse sowie die Verhältnisse imUmfeld über die Wahl des Einbringverfahrens.

Die DIN 12063 „Spundwandarbeiten“ gibtvor, dass Einbringverfahren, zugehörige Geräteund Einbringhilfen auf der Basis von vergleich-baren Erfahrungen ausgewählt werden müssen.Falls keine vergleichbaren Erfahrungen vorlie-gen oder diese als unzureichend anzusehen sind,sollten Rammversuche ausgeführt werden (giltauch für Einpressen). Weiterhin wird ausgeführt,dass Einbringhilfen so einzusetzen sind, dassdas Entstehen von Schäden an benachbartenBauwerken unwahrscheinlich ist.

Sehr wichtig im Hinblick auf die Zulässigkeitund damit die Machbarkeit ist somit auch derGesichtspunkt der Immissionsbelastung. Diesgilt sowohl für die Immissionen aus Erschütte-rungen als auch aus Lärm.

Die DIN 4150 gibt Hinweise hinsichtlichder Ermittlung (Teil 1) und Beurteilung (Teile 2und 3) von Erschütterungen, auf die an dieserStelle nicht weiter eingegangen wird. Grundsätz-lich wird jedoch darauf aufmerksam gemacht,dass bei unzulässig hohen Erschütterungen be-reits in der DIN 4150 als mögliche Gegenmaß-nahme „der Übergang zu erschütterungsarmenBauverfahren“ aufgelistet wird (DIN 4150 Teil3, Anhang B 1.5 – Bauerschütterungen).

Hinsichtlich der Lärmemissionen ist die„Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Schutzgegen Baulärm-Geräuschemissionen“ vom19.08.1970 die derzeit geltende Vorschrift.Dort werden folgende Immissionsrichtwerte(Beurteilungspegel) festgesetzt:a) Gebiete, in denen nur gewerbliche oder in-

dustrielle Anlagen und Wohnungen für Inha-ber und Leiter der Betriebe sowie Aufsichts-und Bereitschaftspersonal untergebracht sind:

70 dB(A)b) Gebiete, in denen vorwiegend gewerbliche

Anlagen untergebracht sind:tags 65 dB(A), nachts 50 dB(A)

c) Gebiete mit gewerblichen Anlagen und Woh-nungen, in denen weder vorwiegend gewerb-liche Anlagen noch vorwiegend Wohnungenuntergebracht sind:

tags 60 dB(A), nachts 45 dB(A)Gebiete, in denen vorwiegend Wohnungenuntergebracht sind:

tags 55 dB(A), nachts 40 dB(A)

60

d) Gebiete, in denen ausschließlich Wohnun-gen untergebracht sind:

tags 50 dB(A), nachts 35 dB(A)e) Kurgebiete, Krankenhäuser und Pflegean-

stalten: tags 45 dB(A), nachts 35 dB(A)

Eine Stilllegung der Baumaschinen kommt„als äußerstes Mittel in Betracht, um die Allge-meinheit vor Gefahren, erheblichen Nachteilenoder erheblichen Belästigungen zu schützen“.Von der Stilllegung kann abgesehen werden,falls die Arbeiten „im öffentlichen Interessedringend erforderlich sind und die Bauarbeitenohne die Überschreitung der Immissionsricht-werte nicht oder nicht rechtzeitig durchgeführtwerden können“ (Interessenabwägung). Es kannallerdings daraus die Verpflichtung abgeleitetwerden, zunächst die Einhaltung oder mög-lichst geringe Überschreitung der Immissions-richtwerte bereits in der Planung der Bauarbei-ten durch den Einsatz modernster Gerätetech-nik, ggf. auch durch alternative Bauverfahren, zuuntersuchen und anzustreben. WirtschaftlicheInteressen können dabei als nachrangig einzu-stufen sein.

Bezogen auf die verschiedenen Einbringver-fahren können folgende Immissionspegel im Ab-stand von 7 m angegeben werden (aus ARBED:Grundlagen zur Planung und Entwurf vonSpundwandbauwerken, 2004):

Schlagrammen: 90–115 dB(A)Schnellschlaghämmer: 85–110 dB(A)Vibratoren: 70–90 dB(A)Pressen: 60–75 dB(A)

Bei ungehinderter Schallausbreitung verrin-gert sich der Schallpegel unabhängig von derFrequenz in Abhängigkeit der Umgebungsver-hältnisse um ca. 3–6 dB(A) bei Verdopplung derEntfernung. Bei nahe liegender Wohnbebauunglassen sich somit die geltenden Immissionsgrenz-werte bei Spundwandarbeiten – insbesonderein reinen Wohngebieten – regelmäßig nichteinhalten. Dies gilt aber ebenso für andere Bau-tätigkeiten, die entsprechende Lärmemissionenverursachen (z.B. Bohrpfahlwände, Schlitz-wände).

Die o.a. Immissionspegel in 7 m Entfernungstellen allerdings nicht die Beurteilungspegeldar. Diese berücksichtigen u.a. die durchschnitt-liche tägliche Betriebsdauer der Baumaschinen(Zeitkorrektur). Bei einer Betriebsdauer bis 2,5h/d sind die Werte um 10 dB(A) und bei einerBetriebsdauer bis 8 h/d um 5 dB(A) zu reduzie-ren. Aus diesen relativ geringen Reduzierungenwird jedoch ersichtlich, dass eine Verringerungder Betriebsdauer im Normalfall kein geeignetes

Verfahren zur Lärmminderung darstellen kann,da die wirtschaftliche Relevanz in einem schlech-ten Verhältnis zur Abminderung steht. Jedochlässt sich durch entsprechende Einschränkungder Arbeitszeit (z.B. Spundwandarbeiten erstab 8:00 Uhr) eine erhöhte Akzeptanz bei denAnwohnern erzielen.

Falls der ermittelte Beurteilungspegel desvon Baumaschinen hervorgerufenen Geräuschesden Immissionsrichtwert um mehr als 5 dB(A)überschreitet, sollen Maßnahmen zur Minde-rung der Geräusche angeordnet werden. In denaufgelisteten Maßnahmen ist insbesondere aufden Punkt „Verwendung geräuschärmerer Bau-maschinen“ hinzuweisen. Es ist zu prüfen, obfortschrittlichere Maschinen derselben Bauartund mit vergleichbarer Leistung, die sich im Betrieb bewährt haben, einsetzbar sind. Dabeiwird Bezug genommen auf den „Stand derTechnik“.

Eine Vergleichsberechnung der Beurteilungs-pegel für einen mehrgeschossigen Immissions-standort in einem reinen Wohngebiet ergabfür die Herstellung der Baugrube für ein Pump-werk im Planfeststellungsabschnitt 4 folgendesErgebnis:

Herstellung mittels Schlitzwand oder Bohrpfahlwand: 71–79 dB(A)Herstellung mittels Spund-wandpresse (Fa. Giken): 61–68 dB(A)

Das Einbringen mittels Vibrieren oderSchlagrammen wurde nicht untersucht, da diedabei auftretenden Emissionen absehbar erheb-lich höher liegen. Vor allem aufgrund der zuerwartenden Lärmimmissionen wurde die Her-stellung der Baugrubenumschließung mittelsSpundwandpresse gewählt.

Abschließend zum Thema Immissionen istfestzuhalten, dass die Wahl der Gerätetechnikauch unter dem Gesichtspunkt der Immissions-belastung des Umfelds erfolgen muss. Über-schreitungen sowohl der Erschütterungs- alsauch der Lärmimmissionen kann eine Stilllegungder Geräte nach sich ziehen. Ggf. sind Fachgut-achter hinzuzuziehen.

Zu beachten sind darüber hinaus auch dieToleranzen des gewählten Verfahrens. So lässtz.B. DIN 12063 „Spundwandarbeiten“ für Arbei-ten an Land folgende Toleranzen zu:– Abweichung des Bohlenkopfs

im Grundriss: senkrecht zur Wand ≤ 75 mm

– Abweichung von der Vertikalen im oberen Meter: ≤ 1%,bei schwierigen Bodenverhältnissen ≤ 3%


61


Eine als planmäßig anzusetzende Lageab-weichung von ± 7,5 cm führt im Grenzfall zuinsgesamt 15 cm dickeren Betonbauteilen. So-fern diese nicht gewünscht werden, kann dasToleranzmaß auf ein technisch machbares Maßverringert werden. Dies hängt wiederum starkvon den Randbedingungen (z.B. von Bodenver-hältnissen) ab. Das Fordern geringerer Toleran-zen erfordert ggf. zusätzliche Rammführungenund zieht somit bei realistischer Kalkulation un-mittelbar höhere Preise nach sich. In DIN 12063wird lediglich die Empfehlung ausgesprochen,dass die Spundbohlen während des Einbringensin einer oder mehreren Höhenlagen geführt wer-den sollten.

Somit sind folgende Ziele bei der Auswahlder Gerätetechnik für die Spundwandarbeitenals gleichrangig anzusehen:– die Spundwände müssen sicher und innerhalb

der zulässigen Toleranzen in den Untergrundeingebracht werden

– es dürfen keine unzulässigen Immissionen imUmfeld durch die Arbeiten hervorgerufenwerden

Neben den v.g. technischen Planungsrand-bedingungen sind selbstverständlich noch wei-tere Randbedingungen bei der Planung wie dieLage des Baufelds und seine Zugänglichkeit, dieAnforderungen an die Gestaltung etc. zu berück-sichtigen.

5 Einbringverfahren für Spundwände

an Beispielen

Die Einbringverfahren für Spundwände lassen sich im Wesentlichen in die KategorienSchlagrammen, Rütteln bzw. Vibrieren und Ein-pressen einteilen. An dieser Stelle werden aus-schließlich die Pressverfahren behandelt, ob-wohl bei den Hochwasserschutzmaßnahmen inKöln auch in umfangreichem Maße Spundwändemit Vibrationstechnik eingebracht wordensind.

Die Pressverfahren wiederum lassen sich infolgende Kategorien differenzieren:– selbstschreitende Pressen– mäklergeführte Pressen

Im Folgenden werden an konkreten Einsatz-beispielen die Unterschiede zwischen den beiden Verfahren und deren Voraussetzungenerläutert. Hierbei wird Bezug genommen aufGeräte der Fa. Giken und der Fa. Abi.

5.1 Selbstschreitende Presse –

Crush-Piler der Fa. Giken

Bei der baulichen Umsetzung im Planfest-stellungsabschnitt 4 wurde aufgrund der nahen,zum Teil denkmalgeschützten, villenartigen Be-bauung sowie der Vorgaben bezüglich Lärm-emissionen der Einsatz von Spundwandpressenbereits im Planfeststellungsbeschuss gefordert.Der Baugrund war gekennzeichnet durch dichtbis sehr dicht gelagerte sandige Kiese mit aus-geprägtem Steinanteil. In Bild 4 ist ein charak-teristisches Bohrprofil mit Rammdiagramm dar-gestellt.

Ein Einpressen von Spundwänden ohne Ein-bringhilfen ist bei den anstehenden Baugrund-verhältnissen als nicht machbar zu beurteilen.Nach von ARCADIS durchgeführter Marktrecher-che wurde die Gerätegruppe Crush-Piler der

Bild 4:

Bodenaufbau im

PFA 4

Bild 5:

Crush-Piler,

Fa. Giken

Bild 6:

Startrahmen

Bild 7: Bohrer mit ausklappbaren Flügeln

62

Fa. Giken als grundsätzlich geeignet eingestuft(Bild 5). Im Zuge der Planung wurde eineProbepressung vor Ort ausgeführt, die die Eig-nung bestätigte.

Das Gerät zählt zu den selbstschreitendenPressen und ist eine Weiterentwicklung dessog. „Silent Pilers“. Entscheidender Unterschiedzwischen den beiden genannten Geräten ist derbeim Crush-Piler vorhandene verrohrte Bohrer,der mit einem geringen Vorlauf von etwa 0,5 mder Spundwand voran in das Erdreich einge-bracht wird (gleichzeitiges Einbringen mit derSpundbohle).

Das Gerät wurde zunächst für den Bau derHochwasserschutzwände auf einer Länge vonetwa 950 m eingesetzt. Hierbei wurden Bohlenmit einer Gesamtlänge von bis zu 12 m in diedicht bis sehr dicht gelagerten sandig-steini-gen Kiese eingebracht.

Nach den dabei gewonnenen positiven Er-fahrungen wurde das Verfahren auch für dieHerstellung einer benachbarten Pumpwerks-baugrube eingesetzt. Die Baugrube wurde mitwasserdichten Wänden und rückverankerterUnterwasserbetonsohle ausgeführt. Die einge-pressten Bohlen binden ca. 15 m in den Bau-grund ein.

Die etwa 20 t schwere Geräteeinheit desCrush-Pilers schreitet auf der bereits eingebrach-ten Spundwand. Aufgrund des Gerätegewichtsund der an den Bohlenköpfen wirkenden Kräftesind ausreichend steife und lange Bohlen sowiegeeignete Baugrundverhältnisse Einsatzvoraus-setzungen.

Für den Beginn der Pressarbeiten wird eineigens entwickelter Startrahmen benötigt, dermit Rammgut oder etwas anderem beschwertwerden kann (Bild 6). Der verrohrte Bohrerwird bei U-Bohlen und Doppel-Z-Bohlen imSpundwandtal gleichzeitig mit dem Rammguteingebracht. Die Bohlen werden somit unmittel-bar in den aufgelockerten Boden eingepresst.Bei Erfordernis wird ein Bohrkopf eingesetzt,der über ausklappbare Flügel verfügt (Bild 7).Damit kann nahezu die gesamte Grundriss-fläche unterhalb des Rammguts aufgelockertwerden.

Nach Erreichen der Endteufe wird der Boh-rer rückwärtsdrehend wieder gezogen, wobeigefördertes Material auf die Bohrschnecke ge-geben und die Bohrungszone rückschreitendwieder verfüllt wird.

Nachteilig bei dem Verfahren ist, dass aufder bohrerabgewandten Seite der Spundwandkeine Rückverfüllung mehr stattfinden kann.Ausgeführte Rammsondierungen ergaben aller-dings, dass keine Hohlräume oder Bereichemit sehr geringen Schlagzahlen verblieben sind.


63


Grundsätzlich können allerdings Zonen mit sehrgeringer Lagerungsdichte nicht ausgeschlossenwerden, was bei den hier ausgeführten Anwen-dungsfällen jedoch von untergeordneter Bedeu-tung war.

Weiterer Nachteil ist, dass herausstehendeBohlen, die nicht bis auf Endteufe eingebrachtwerden können, ein Hindernis für den weiterenArbeitsfortschritt darstellen. Sie müssen abge-brannt werden. Dies kam allerdings in den aus-geführten Projekten selbst bei den anstehendenschwierigen Baugrundverhältnissen nicht vor.

Großer Vorteil des Verfahrens ist seineEmissionsarmut und das Beherrschen schwie-riger Baugrundverhältnisse. Weiterhin wird unmittelbar an der Spundwand keine größereArbeitsfläche (Baustraße) benötigt. Das Verfah-ren ist generell auch für einen Einsatz über Was-ser und in Böschungen geeignet.

Vom Hersteller werden komplette Geräte-einheiten gestellt, mit denen die Spundwändeeingebracht werden können. Die Projektierungmuss allerdings im Hinblick auf den verfügbarenArbeitsraum, auszuführende Kurven und Knickeetc. detailliert abgestimmt werden. Das Ver-fahren ist als relativ kostenaufwendig einzustu-fen, kann aber bei entsprechenden Baustellen-randbedingungen wirtschaftlich sein.

5.2 Mäklergeführte Pressen –

Hydro-Press-System der Fa. ABI

In den Planfeststellungsabschnitten 2 und 3waren ebenfalls Spundwände in den Untergrundeinzupressen. Im Untergrund standen auch hierdie Terrassenschotter in Form von sandigenKiesen an, wobei deren Lagerungsdichte meistnur von locker bis mitteldicht reichte undSteinanteile nur in geringem Umfang zu erwar-ten waren. Aufgrund der vorliegenden Rand-bedingungen (Baugrund und sonstige Randbe-dingungen) wurden Geräte des Herstellers ABI(Hydro-Press-System) eingesetzt.

Es handelt sich dabei um mäklergeführteSpundwandpressen. Dabei werden jeweils vierEinzelbohlen in Paketen aufgenommen undmittels vier unabhängig voneinander steuerbarerHydraulikpressen alternierend in kurzen Vor-schüben von ca. 0,4 m in den Untergrund einge-presst. Das Verfahren ist ebenfalls als emissions-arm einzustufen.

Ein entscheidender Unterschied zum Crush-Piler ist, dass gleichzeitig mit der Spundwandkeine Lockerungsbohrungen abgeteuft werdenkönnen. Diese können hierbei im Regelfall nurvorlaufend ausgeführt werden.

Auch für dieses Verfahren wurde vorlaufendeine Probepressung ausgeführt, da keine Erfah-rungswerte bei vergleichbaren Untergrundver-hältnissen vorlagen. Die grundsätzliche Eignungwurde damit bestätigt. Aus der Probepressungwurden außerdem folgende Erfahrungswertegewonnen:– die Spundwände können nicht ohne Einbring-

hilfen (vorlaufende Lockerungsbohrungen) inmitteldicht bis dicht gelagerte sandige Kieseeingepresst werden

– die Lockerungsbohrungen sind mit einemDurchmesser von 450 mm in den Schloss-bereichen anzuordnen

– die üblicherweise eingesetzten Bohrschne-cken für das Vorbohren biegen sich bei ent-sprechendem Anpressdruck stark durch, waszu einem unplanmäßigen Bohrungsverlaufführen kann

Im Planfeststellungsabschnitt 2 waren diemaximal etwa 10 m in den Untergrund einzu-bringenden Spundwände unmittelbar vor einerbestehenden, nicht standsicheren Hochwasser-schutzwand einzupressen. Unmittelbar hinterder alten Wand waren häufig Gebäude vorhan-den (Bild 8). Es musste vermieden werden, dassdurch die Lockerungsbohrungen unzulässigeAuflockerungen, insbesondere im landseitigenBereich der einzubringenden Spundwand, her-vorgerufen werden, die zu Schäden an der vor-handenen Bebauung führen. Unter anderem ausdiesem Grund wurden umfangreiche Vorgabenfür die einzusetzende Gerätetechnik und derenAnwendung gemacht:– planmäßige Lage der Bohransatzpunkte ge-

mäß Bild 9

Bild 8:

Bebauungsnaher

Arbeitseinsatz

Bild 9: Geforderte Anordnung

der Lockerungsbohrungen

Bild 11: Inklinometermessungen

in der Bohrschnecke

64

– die Lockerungsbohrungen dürfen aufgrundder Liefertoleranzen der Spundwand nureinen sehr kurzen Vorlauf zur bereits einge-brachten Spundwand aufweisen

– für die Lockerungsbohrungen ist eine Scha-blone herzustellen, um die planmäßige Lagedes Bohransatzpunktes zu gewährleisten; dieSchablone ist jeweils auf die bereits einge-brachte Spundwand einzumessen (Bild 10)

– die Bohrschnecke ist möglichst steif und ohneKopplungen auszubilden; sie ist für Inklino-metermessungen auszulegen (Bild 11)

– maximal zulässige Abweichung vom Bohran-satzpunkt: 5 cm

– maximale Abweichung der Bohrung von derVertikalen: 1,5%

– beim rückwärtigen Herausdrehen des Bohrersmuss der geförderte Boden wieder vollständigeingebaut werden; es muss ständig ein An-pressdruck am Bohrkopf registriert werden;ein ggf. verbleibendes Restloch ist mit Fremd-material aufzufüllen

Weiterhin wurden Vorgaben bezüglich derEinsatzgewichte der Geräte (65 t) gemacht, umausreichend Gegengewicht beim Pressvorgangzur Verfügung zu haben.

Im Gegensatz zu den selbstschreitendenPressen wird für den Einsatz von mäklergeführ-ten Pressen eine relativ breite Arbeitsebene be-nötigt (mind. ca. 6 m). Die Geräte sind frei aufdem Markt verfügbar (auch Leihgeräte), sodasseine gute Wettbewerbssituation vorliegt. DiePlanung der Arbeiten, insbesondere der An-ordnung der Lockerungsbohrungen, erfordertbei komplexen Verhältnissen jedoch eine um-fangreiche Vorbereitung.

6 Schlussbemerkung

Spundwände sind zuverlässige Konstruk-tionselemente im Hochwasserschutz. Allerdingsmuss bei der Berechnung und Bemessung sehrkonservativ vorgegangen werden, da ein Ver-sagen nur im Belastungsfall auftritt und unwei-gerlich extrem hohe Schäden nach sich zieht.Ein dammbruchartiges Versagen von Hochwas-serschutzanlagen gefährdet in der Regel eineVielzahl von Menschenleben und das zu schüt-zende Anlagevermögen.

Die Besonderheiten – insbesondere im Hin-blick auf die Geohydraulik – sind angemessenzu berücksichtigen. Ggf. sind aufwendige Zu-satzmaßnahmen zur Sicherstellung der Stand-sicherheit erforderlich (z.B. Dränung). Weiter-hin ergeben sich aus der häufig bebauungsnahenLage der Bauvorhaben Anforderungen hinsicht-lich zulässiger Emissionen. Hierfür stehen Spe-zialverfahren bereit, die als Stand der Technikanzusehen sind. Diese sind bezogen auf die spe-ziellen Projektanforderungen auszuwählen unddetailliert festzulegen.

7 Literatur

Hochwasserschutzkonzept der Stadt Köln


Bild 10: Bohrschablone

65

Anhang

Inhalt

VorwortProf. Dr.-Ing. Rudolf Floss, München

Ausbau der Nordschleuse Offenbach: Inte-gration von Bau- und Endzustand unterAufrechterhaltung des SchleusenbetriebsDipl.-Ing. Klaus Schwersenz, Aschaffenburg

Expertensystem für Lärm- und Erschütte-rungsprognosen beim Einbringen vonSpundbohlen –Teil 1: Erläuterung der physikalischen und theoretischen GrundlagenDipl.-Ing. Wolf-J. Gerasch, Hannover

Expertensystem für Lärm- und Erschütte-rungsprognosen beim Einbringen vonSpundbohlen – Teil 2: Aufbau und Handhabung des Pro-gnoseprogrammsDipl.-Math. Katrin Funk, Hannover

Stahlspundwände als Baugrubenverbau iminnerstädtischen Bereich von Wiesbaden:Bewältigung schwierigster Baugrundpro-blemeDipl.-Ing. Roland Jörger, Mannheim, undDipl.-Ing. Andreas Wieners, Dortmund

Vermeidung und Eingrenzung von Um-weltschäden durch dauerhafte Einkapse-lung kontaminierter Bereiche mit Stahl-spundbohlenDipl.-Ing. Andreas Wieners, Dortmund

Rechnerische Behandlung der Dichtigkeitvon SpundwandbauwerkenDr.-Ing. Alex Schmitt, Luxemburg

Entwicklung der Rammtechnik und derRammhilfen in den letzten Jahren: Opti-mierung der Arbeitsabläufe durch Steue-rung und moderne RegeltechnikDipl.-Ing. Klaus Hudelmeier, München

Schwingungsausbreitung beim Einbringenund Ziehen von StahlspundwändenDipl.-Ing. Norbert Gruber, München

Stahlspundwand und Sicherung von Alt-lasten: Auswahl von Stahlspundwand-Dich-tungssystemenDr.-Ing. Magret Geil, Bochum

Die Dichtspundwand zur Sicherung von Alt-lasten am Beispiel der Deponie PenzbergProf. Dr.-Ing. Armin Horn, Neubiberg

Neuartiger Einsatz gemischter Spundwand-systemeDipl.-Ing. Christian Arndts, Hamburg

Dokumentation 530: Stahlspundwände (1) – Planung und Anwendung

66


Inhalt

Stahlspundwände – Entwicklung und An-wendungProf. Dipl.-Ing. Heinz Wind, Darmstadt, undDipl.-Ing. Andreas Wieners, Dortmund

Die Spundwand als Gründungselement fürTalbrückenDipl.-Ing. G. Schulz, Darmstadt

Vertikale und horizontale Spundwand-probebelastungenDr.-Ing. Thomas Neidhart, Darmstadt, undDr.-Ing. Yasser El-Mossallamy, Darmstadt

Herstellung von Baugruben durch gefräste Einphasendichtwände mit eingestellterSpundwandDipl.-Ing. Holger Itzeck, Schrobenhausen

Die Spundwand als wirtschaftliches Ver-bauelement im Stadtgebiet von LeipzigDipl.-Ing. Hubert Hasenöhrl, Dachau

Vorteile der neuen Bemessung von Stahl-spundwänden nach Eurocode 3, Teil 5Prof. Dr.-Ing. Gerhard Sedlacek und Dipl.-Ing. Ralf Hartmann-Linden, Aachen

Proberammung von SpundwändenDr.-Ing. F. Deman undDipl.-Ing. M. Scheuerer, Mannheim

Einsatz von Spundwänden an Brückenbau-werken der Ausbaustrecke Leipzig-DresdenDr.-Ing. E. Reis undDr.-Ing. Th. Schmiers, Dresden

Auswirkungen der Umweltverträglichkeits-untersuchungen auf Planung und Bau desunteren Vorhafens der Schleuse Faulbacham MainDipl.-Ing. Klaus Schwersenz, Aschaffenburg

Die Anwendung moderner Vibrationsram-men im TiefbauProf. Dr.-Ing. K. Rainer Massarsch, Bromma, Schweden

Untertunnelung eines Bahndammes mitHilfe eines RohrschirmesDipl.-Ing. Günter Potsch, Burgbernheim

Untersuchungen zum Bewegungsverhaltenbeim VibrationsrammenProf. Dr.-Ing. habil. Peter Vielsack, Karlsruhe


67

Anhang


Inhalt

Exemplarische Darstellung von Spundwand-konstruktionen aus dem Seehafenbau ander deutschen NordseeküsteUniv.-Prof. Dr.-Ing. Victor Rizkallah, Hannover

Die nummerische Behandlung von Stütz-wänden: der Einfluss des ModellansatzesUniv.-Prof. Dr.-Ing. Tom Schanz, Weimar

Verankerung von Verbauwänden und dierechnerische SimulationPrivatdozent Dr.-Ing. H. Schad, Stuttgart

Einsatz von Stahlbauspundwänden für dieUfersicherungen bei der Erweiterung desMittellandkanals unter Beachtung ökologi-scher AspekteDipl.-Ing. Dieter Schmidt-Vöcks, Hannover

Ertüchtigung des Ragöser Dammes mit Hilfevon SpundwändenDipl.-Ing. Johannes Siebke, Eberswalde

Brückenwiderlager und Stützwände ausStahlspundbohlenDipl.-Ing. H. J. Bartels, Hannover

Wirtschaftlicher Spundwandeinsatz am Bei-spiel der Pferdeturmkreuzung in HannoverDr.-Ing. Ralf Meyer, Hildesheim

Die neue allgemeine bauaufsichtliche Zu-lassung für Spundwände aus höherfestenStählen (S 390 GP, S 430 GP)Univ.-Prof. Dr.-Ing. Helmut Saal, Karlsruhe

Praxisgerechte Planung und Ausschreibungvon Spundwandbauwerken – Vermeidungvon FehlernUniv.-Prof. Dr.-Ing. Victor Rizkallah, Hannover

Fachgerechte Planung und Ausschreibungvon Spundwandbauwerken – Altlast Gewer-bepark Bingen-OstDr.-Ing. Nils Christian Lund, Kaiserslautern

Sondervorschläge in Spundwandbauweise:Baugrube Weiherhof-CenterDipl.-Ing. (FH) Klaus Hudelmaier, Oberhachingen,und Dipl.-Ing. M. Forst, Groß-Zimmern

Regenüberlaufbecken Überlingen und Ober-uhldingen – Sondervorschläge in Spund-wandbauweiseDipl.-Ing. Friedbert Hoffmann, Überlingen

WSA Freiburg: Rheinseitendammabdichtungmit SpundwändenDipl.-Ing. H. Klose, Freiburg

Bauvorhaben Baden-Airpark: qualitäts-gerechte UmsetzungDr. Dipl.-Geologe Ingo Sass, Mühltal, undDipl.-Ing. Georg Geyer, Karlsruhe

Tragfähigkeit von exzentrisch verankertenAZ-BohlenProf. Dr.-Ing. Gerhard Sedlacek undDipl.-Ing. Christian Dercks, Aachen

68


Inhalt

Zum Sicherheitsnachweis für Spundwand-bauwerke nach dem Gelbdruck der DIN1054-100Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gerd Gudehus, Karlsruhe

Belastung und Bemessung vorgerammterSpundwandbauwerkeProf. Dr.-Ing. Werner Richwien, Essen

Praktische Ergebnisse aus dem Spundwand-großversuch in RotterdamProf.-Ing. A. F. van Tol undDipl.-Ing. D. A. Kort, Rotterdam

Entwicklung in der Einpresstechnik von SpundbohlenDipl.-Ing. Axel auf der Heiden, Bad Vilbel

Einsatz von Spundwänden in Kombinationmit mobilen Hochwasserschutzsystemen Prof. Dr.-Ing. Ernesto Ruiz Rodriguez, Wiesbaden

Stahlspundwände bei der Deichsanierungam RheinDipl.-Ing. Hans-Bernd Schulze, Düsseldorf

Kværner Warnow Werft – „Grundinstand-setzung Liegeplatz 1–3 einschließlich einerBogenrammung mit Kastenspundbohlen“Dipl.-Ing. Roland Goldenbogen, Rostock

Bauvorhaben Containerterminal Alten-werderDipl.-Ing. Rudolf Meyer-Auhage, Hamburg

Neubau des Stever-Durchlasses im Zuge desAusbaus der Dortmund-Ems-Kanal-Süd-streckeDr.-Ing. Ulrich Rode, Datteln

Einsatz von Stahlspundwänden beim Bau-vorhaben Tunnel Troisdorf Dipl.-Ing. Martin Schlegel, Düsseldorf

Neubau des Weserauentunnels im Zugeder B 61 n zwischen Porta Westfalica undMindenDipl.-Ing. Rudolf Schleich undDipl.-Ing. Frank Stuke, Minden

Stahlspundwände im Rüttelspülverfahrenan der Rheinquerung IlverichDipl.-Ing. Thomas Wörns, Stuttgart

Wirtschaftlicher Einsatz von Stahlspund-wänden beim Bau der Deponie NeuhöferStraße in Hamburg Dipl.-Ing. Henning Holst, Großhansdorf


69

Anhang

Inhalt

Neues Sicherheitskonzept nach DIN 1054und EAUDr. Michael Heibaum, Karlsruhe

Spundwandberechnung nach neuer DIN1054 am Beispiel einer Hochwassserschutz-WandDr. Karl Morgen, Hamburg

Kaimauerbau in Hamburg – Spezielle Ent-wicklungen zu Konstruktion und Bemes-sungDr. Christoph Miller, Hamburg

Beispiele für moderne Einbring- und Ge-rätetechnik im IngenieurwasserbauDipl.-Ing. Jörg Ricklefs, Hamburg

Sperrwerk Gandersum – Einsatz von Spund-wändenDipl.-Ing. August Voigt, Papenburg

Hochwasserschutz in Hamburg mit Spund-wänden am Müggenburger und Schluis-grover HauptdeichDipl.-Ing. Gunter Behncke, Hamburg

Hochwasserschutz am Oberrhein – Baumaß-nahmen am Polder Söllingen/GreffernTeil 1: Planung der BaumaßnahmenDipl.-Ing. Günter Wendel undDipl.-Ing. Barbara Lampert, Karlsruhe

Teil 2: Ausführung der BaumaßnahmenDipl.-Ing. Hansjörg Paul, Bad Bentheim

Stahlspundwandeinsatz beim Neubau derSchleuse CharlottenburgDipl.-Ing. Hans-Jürgen Heymann, Berlin

Spundwandbauweisen im Rahmen derIllerentwicklungOAR Wilhelm Grotz, Ulm, undDipl.-Ing. Robert Ueberfeldt, Koblenz

Stahlbetonverkleidete Stahlspundwändeam Beispiel der DB-Strecke Nürnberg –MünchenDipl.-Ing. Günter Meyer, Hildesheim

Das Mühlenberger Loch – eine ungewöhn-liche Bauaufgabe Dipl.-Ing. Siegfried Mett, Cuxhaven, und Dipl.-Ing. Werner Beisenbusch, Oldenburg

Landebahnverlängerung der Rüschhalb-insel in Hamburg mit ihren Spundwand-bauwerkenDipl.-Ing. Jürgen Tippenhauer, Hamburg

Erneuerung der Brücke 1. Ellerholzrampeim Hamburger HafenDr. Helmut Schmitt, Hamburg

Baugrube RiemArcaden in MünchenDipl.-Ing. Hartmut Küfner; Floß

Sohlverankerung mit Verpresspfählen beider niederländischen NBS „Betuweroute“Dipl.-Ing. Werner Müller, Weinstadt, undDipl.-Ing. Roland Müller, Hamburg

Container-Terminal-Bremerhaven – Nörd-liche Erweiterung CT IIIaDipl.-Ing. Martin Rathge, Bremen

Spundwandanwendungen beim Neubauder Rheinbrücke Pierre Pflimlin zwischenAltenheim-EschauDipl.-Ing. Hans-Peter Früh, Achern


70


Inhalt

Einsatz von Spundwänden im ökologischenWasserbauProf. Dr. habil. Olaf Mietz, Seddin

Entwicklung des technischen Regelwerksim WasserbauDipl.-Ing. Michael Behrendt, Bonn

Hochwasserschutz der Rheinpromenadein Emmerich mit einer Dichtwand undeingestellter SpundwandDipl.-Ing. Claudius Kellner, Essen, undDipl.-Ing. Brigitte Scheibel, Mannheim

Einsatz von Spundwänden beim Neubaudes Maritim-Hotels BerlinDipl.-Ing. Holger Itzeck, Schrobenhausen, undDr.-Ing. Thomas Richter, Berlin

Bauliche Maßnahmen zur Verbesserung derSchifffahrtsbedingungen auf den Berlinerund Brandenburger Wasserstraßen im Rah-men des VDE 17Dipl.-Ing. Heike Barth, Berlin

Neubau des Hansehafens in MagdeburgTeil 1: Dipl.-Ing. Wolfgang Hucke, Magdeburg Teil 2: Dipl.-Ing. Thomas Sänger, Magdeburg

Bau der Emspier im Außenhafen in EmdenDr.-Ing. Hans-Dieter Clasmeier, Emden

Der Bau des Deichsiels in NeufeldDipl.-Ing. Lutz Dröge, Oldenburg

Nachweis der Gebrauchstauglichkeit vonStahlspundwänden mit gebettetem WandfußUniv.-Prof. Dr.-Ing. Achim Hettler, Dortmund

Altlasteneinkapselung mittels Spundwand-profilen inmitten eines WohngebietesDipl.-Ing. Martina Schreier, Mannheim

Anwendung der Spundwand beim Bau desFunnel-and-Gate-SystemsDipl.-Ing. Ulrich Pelleter, Schrobenhausen

Ausbau Unterer und Oberer Vorhafen Schleuse RandersackerDipl.-Ing. Stefan Hohler, Stuttgart

Spundwanderneuerung Wien, Hafen AlbernDipl.-Ing. Harald Heinzelmann, Schrobenhausen

Autofähre Konstanz–Meersburg –Hafenerweiterung mit Anlegeroptimierung Dipl.-Ing. Krister Hennige, Konstanz

Ersatz des Dattelner Mühlenbach-Durch-lassesTeil 1: Dipl.-Ing. Kai Römer, DuisburgTeil 2: Dipl.-Ing. Claudius Kellner, Essen

Fischtreppe Gambsheim – Stahlspundwändeim WasserbauDipl.-Ing. Alexander Schleith, Stuttgart


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Anhang

Inhalt

Geotechnische Nachweise von Spundwand-konstruktionen nach Eurocode 7 und DIN1054:2005Prof. Dr.-Ing. Rolf Katzenbach, Darmstadt

Bemessung und Einbringung von Bau-grubenwänden in weichen BödenUniv.-Prof. Dr.-Ing. H.-G. Kempfert, Kassel

„Spundwandgründung“ Brücke Unterfüh-rung des Strassbaches im Zuge der Orts-umfahrung B 3 FriedbergDipl.-Ing. Lars Weishaar, Rotenburg an der Fulda

Hochwasserschutz am Main, Sanierungder Main-Winterdeiche im Bereich Bürgel-RumpenheimDipl.-Ing. Peter Bader undDipl.-Ing. Jürgen Göbel, Neustadt an der Weinstraße

Einsatz von Spundwänden bei Hochwasser-schutzmaßnahmen an Rhein und MainDr.-Ing. Michael Rosport, Hügelsheim

Einsatz breiter Spundwandprofile und ihreBemessung und Prüfung nach neuem Teil-sicherheitskonzept im „Logport l“, HafenDuisburg-RheinhausenTeil 1: Erich Schauder, DuisburgTeil 2: Prof. Dr.-Ing. Waltraud von Grabe,Mönchengladbach

Herstellung eines Kastenfangedamms fürdas Pumpspeicherwerk Waldeck IDipl.-Ing. Jens Steinlage, Mannheim

Korrosionsschutz im Stahlwasserbau – Regelwerke und PraxisDipl.-Ing. Axel Petrikat, Vaihingen/Enz

Spundwandverbau aus baubetrieblicherSichtDipl.-Ing. Harald Gollwitzer, Floss


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