Spezialtiefbau

Bilfinger Spezialtiefbau GmbHGoldsteinstraße 114

60528 Frankfurt

Tel.: +49 69 66 88-345

Fax: +49 69 66 88-277

www.spezialtiefbau.bilfinger.com

Bohrpfähle

Bohrpfähle gehören zu den wichtigsten Formen der Tiefgründung. Sie dienen der Abtragung von konzentrierten Bauwerkslasten in tief liegen-de, tragfähige Bodenschichten. Ein den Tiefgründungen gleichwertiges Einsatzgebiet für Bohrpfähle bilden Baugrubenumschließungen in Form von Pfahlwänden, die auch zu einem festen Bestandteil des späteren Bauwerks werden können.

Der Durchmesser von Einzelpfählen beträgt bis zu 300 Zentimeter. Die Herstellung ist in allen Bodenarten möglich. Die Stützung des Bohrlochs erfolgt zumeist im Schutz einer Verrohrung oder durch Flüssigkeit. Bei standfestem Boden kann auch eine unverrohrte Herstellung erfolgen. Bei der Pfahlherstellung selbst kommen unterschiedliche Techniken zur Anwendung:

Mit dem Drehbohrverfahren, das am häufigsten eingesetzt wird, werden ver-rohrte und teilverrohrte Pfähle sowie Verdrängerpfähle hergestellt.

Beim Hydraulikverfahren wird das Mantelrohr durch eine oszillierende Drehbewegung in die Tiefe gedrückt. Parallel dazu löst und fördert ein Seilgreifer den Boden.

Beim Hochstrasser-Weise-Verfahren wird eine Drehschwinge anstelle der Verrohrungsmaschine zum Abteufen des Bohrrohrs eingesetzt.

Zusatzmaßnahmen wie Mantel- oder Fußverpressung und Pfahlfußerweiterung können die Tragfähigkeit von Bohrpfählen entscheidend erhöhen.

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Pont de Normandie, Le Havre,

Frankreich, Tiefgründung auf 180

Großbohrpfählen

Commerzbank Zentrale, Frankfurt am

Main, Tiefgründung auf 111 telesko-

pierten Großbohrpfählen

Reichstag, Berlin,

Baufeldfreimachung durch Aufbohren

alter Tunnelteile zum Bau unterirdi-

scher Verkehrsanlagen

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Rammpfähle

Rammpfähle zählen zu den ältesten Pfahlarten. Früher bestanden sie aus Holz oder Stahl. Heute kommen neben Stahlpfählen sowohl Fertigbeton als auch Ortbetonrammpfähle zum Einsatz.

Anker

Anker dienen der Verlagerung der auf Stützbauwerke einwirkenden Kräfte in den dahinter anstehenden Baugrund oder in den tiefer liegenden Untergrund. Nach Dauer der Anwendung wird zwischen Temporär- und Dauerankern, nach der Bodenart zwischen Fels- und Erdankern und nach der Herstellungstechnik zwischen Verpress- und Nachverpressankern unter-schieden. Verpressanker sind Zugglieder, die in eine Bohrung eingebaut, ver-presst und vorgespannt werden. Durch gezieltes Einpressen einer Zementsuspension wird im Boden ein Verpresskörper hergestellt. Als Verpressanker kommen Mehrstabanker, Litzenanker und Druckrohranker zur Anwendung.

Ein von der Bilfinger Spezialtiefbau GmbH entwickeltes Abdichtungssystem ermöglicht die Herstellung von Verpressankern auch gegen stark drückendes Grundwasser.

Bodenvernagelung

Bei der Bodenvernagelung wird aus natürlich anstehendem Boden eine künstliche Schwergewichtsmauer hergestellt. Dies erfolgt durch Bodennägel, die in einer bewehrten Spritzbetonschale verankert sind. Haupteinsatzgebiet der Bodenvernagelung bildet die vorübergehende oder dauerhafte Sicherung von Böschungen und Hängen.

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Hochwasserschutzwand Steendiek-

Kanal, Hamburg, Herstellung von

Tubexpfählen

Baugrube Hofgarten, Berlin,

Anker-bohrung mit dem

Überlagerungsbohrverfahren

Baugrube Hofgarten, Berlin, Einbau

von Ankern gegen drückendes Wasser

Stützmauer Hahnweg, Coburg, aufge-

löste Bohrpfahlwand mit Dauerankern

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Das Verfahren kann sowohl bei bindigen als auch bei nichtbindigen, jedoch temporär standfesten Böden eingesetzt werden.

Injektionen

Injektionen dienen der Baugrundverbesserung. Hierbei werden vorhandene Hohlräume, wie Poren im Locker- oder Klüfte im Festgestein, mit einer auf den jeweiligen Baugrund abgestimmten Bohrtechnik aufgeschlossen und unter Druck mit einem erhärtenden Baustoff verfüllt. Auf diese Weise ent-steht eine Verfestigung oder Abdichtung.

Verfestigungsinjektionen finden bei der Unterfangung von Gebäuden und als Sicherungsmaßnahme beim Vortrieb von Tunneln und Stollen Anwendung.

Abdichtungsinjektionen dienen der Herstellung von Sohlen für wasserdichte Baugruben sowie zur Abdichtung von Talsperren und Dämmen gegen Unter- oder Umläufigkeit von Stauwasser.

Ferner finden sie als Abdichtung von Leckstellen Verwendung. Ein weite-res Einsatzgebiet ist die Verringerung der Durchlässigkeit des Bodens bei Arbeiten unter Druckluft oder die Reduzierung des Wasserzuflusses beim Bau von Kavernen, Tunneln und Stollen.

Die Auswahl des Injektionsmaterials richtet sich nach den Baugrund-verhältnissen und nach dem Anwendungsziel. Wenn aufgrund der Feinkörnigkeit des Bodens Injektionen mit Feinstbindemitteln nicht mehr möglich sind, wird das Düsenstrahlverfahren eingesetzt.

Erdvernagelung, Lörrach, Einsatz

von Dauerankern zur Baugruben-

und Hangsicherung

Baugrube Landeszentralbank,

Potsdam, Herstellung einer

Weichgelinjektionssohle

Haus Sommer, Berlin, Gründungs-

arbeiten mit Hilfe von Großbohr-

pfählen und Hochdruckinjektionen

Fußgängerzone Eisenach, Bau-

grubenumschließung und Unter-

fangung angrenzender Bausubstanz

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Düsenstrahlverfahren

Der Grundgedanke der Hochdruckinjektion besteht darin, den anstehenden Boden mit einem Hochdruckstrahl in seinem Gefüge zu lösen beziehungs-weise auszutragen und mit einer Zementsuspension zu durchmischen. Ziel dieses Verfahrens ist es, eine vom Aufbau des Baugrunds weitgehend unab-hängige Verfestigung oder Abdichtung des Bodens zu erreichen.

Die Anwendungsgebiete der Hochdruckinjektion sind gebäudeunter-fan gun gen, horizontale Dichtsohlen, vertikale Dichtwände und Bodenverbesserungsmaßnahmen. Folgende Techniken werden beim Düsenstrahlverfahren eingesetzt:

Beim Einfachverfahren schneidet ein Hochdruckstrahl aus Zementsuspension den Boden auf und durchmischt ihn mit der Suspension. Dieses Verfahren eignet sich vor allem für den Einsatz in geringen Tiefen und für horizontale Hochdruckinjektionen.

Beim Zweifachverfahren wird der Schneidstrahl aus Zementsuspension mit Druckluft ummantelt. Im Vergleich zum Einfachverfahren können Hochdruckinjektionssäulen mit wesentlich größerem Durchmesser in weitaus größeren Tiefen hergestellt werden.

Beim Dreifachverfahren schneidet ein druckluftummantelter Wasserstrahl den Boden auf. Die Zementsuspension wird über eine weitere Düse unterhalb des Schneidstrahls bei geringerem Druck eingebracht. Dieses Verfahren eig-net sich besonders für Gebäudeunterfangungen.

Universitätsklinik Düsseldorf, Boden-

verfestigung mittels Hochdruckinjektion

Baugrube Machabäerstraße, Köln,

freigelegte Hochdruckinjektionssäulen

Wiebeck-Schule, Bad Langensalza,

Herstellung von Hochdruckinjektionen

unter beengten Arbeitsverhältnissen

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Schlitzwände

Schlitzwände sind im Boden hergestellte Ortbetonwände, die bis in große Tiefen reichen können. Die Herstellung der 60 bis 150 Zentimeter dicken Wände erfolgt mit geräusch- und erschütterungsarmen Verfahren. Schlitzwände sind besonders verformungsarm und finden daher vornehmlich im innerstädtischen Tiefbau als Baugrubenumschließung Verwendung. Auf Grund ihrer relativ hohen Wasserdichtigkeit eignen sie sich als Außenwand des späteren Bauwerks.

In Sonderfällen werden einzelne Schlitzwandelemente auch zur Tiefgründung eingesetzt.

Dichtwände

Dichtwände sind vertikale Abdichtungen ohne statische Funktion. Sie werden nicht bewehrt und zumeist als Einphasenwände hergestellt. Das bedeutet, dass die stützende Flüssigkeit als Abdichtungsmaterial im Schlitz verbleibt und langsam erhärtet.

Dichtwände werden zur Umschließung von Mülldeponien, Tanklagern oder sonstigen industriellen Anlagen verwendet, von denen eine Gefährdung des Grundwassers ausgehen kann. In besonderen Fällen ist der Einbau von Kunststoffdichtungsbahnen sinnvoll. Durch das Einstellen von Spundwänden kann die Dichtwand auch eine statische Funktion übernehmen. Dies ist immer dann sinnvoll, wenn die Wand nur in einem Teilbereich Erd- oder Wasserdruck aufnehmen muss.

Tiefgarage des Deutschen

Bundestags, Bonn, wasserdich-

te Baugrube mit patentierten

Ankerköpfen

Dichtwand Hasenfeld, Moers,

Schlitzwandarbeiten

Baugrube City Carré, Berlin,

Schlitzwandherstellung

Zentraldeponie Hünxe/

Schermbeck, Einbau von

Kunststoffdichtungsbahnen in eine 50

Meter tiefe Dichtwand

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Schmalwände

Auch Schmalwände dienen als vertikale Dichtwände zur Absperrung horizontaler Grundwasserströmungen. Sie werden mit Hilfe von stäh-lernen Rüttelbohlen hergestellt. Sie kommen bei der Umschließung von Mülldeponien, der wasserdichten Ausführung von Baugruben und als Dichtungskern von Erddämmen zum Einsatz. In Kombination mit dem Düsenstrahlverfahren werden Hochdruckerosionsschmalwände mit Dicken bis zu 30 Zentimetern hergestellt.

Baugrubenverbau

Im innerstädtischen Tiefbau ist eine Baugrubensicherung durch Böschungen zumeist nicht möglich, so dass Verbaumaßnahmen notwendig werden. Der Verbau hat die Aufgabe, die Baugrube zu sichern und eine Auflockerung des Bodens hinter der Wand zu verhindern. Man unterscheidet verformungsarme Verbauarten – Bohrpfahl-, Schlitz-, Hochdruckinjektions- oder Frostwände – und nicht verformungsarme Verbauarten wie Spund- und Trägerbohlwände oder Bodenvernagelungsmaßnahmen.

Die am meisten verbreitete Verbauart ist die Trägerbohlwand, auch Berliner Verbau genannt. Hierfür werden Stahlträgerprofile in vorgebohrte Löcher gestellt, gerammt oder eingerüttelt. Im Zuge des Aushubs wird der Zwischenraum zwischen den Trägern mit Holz- oder Spritzbeton ausgefacht, und die Träger erhalten nach statischer Erfordernis eine Verankerung oder Aussteifung. Spundwände kommen dann zum Einsatz, wenn wasserdichte Baugruben auszuführen sind oder die Baugrundverhältnisse einen Verbau mit Ausfachung nicht zulassen.

U-Bahn Neue Messe München,

Schmalwand zur Abdichtung der

Baugrube

Baugrube Hofgarten, Berlin, rückver-

ankerte Baugrube mit Kurzzeitankern

Baugrube Schloßstraße, Berlin, aus-

gesteifter Baugrubenverbau

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Bohrpfahlwände werden als aufgelöste, tangierende oder überschnittene Wände hergestellt. Der Durchmesser der Pfähle bewegt sich zwischen 30 und 150 Zentimetern. Die Art der Ausführung richtet sich nach der Belastung, der Geologie und den anstehenden Grundwasserverhältnissen.

Kleinpfahlwände mit einem Durchmesser von maximal 40 Zentimetern wer-den unmittelbar vor bestehenden Gebäuden hergestellt. Sie haben einen geringen Platzbedarf.

Bodenvereisung

Die Vereisung ist eine temporäre Hilfsmaßnahme zur Herstellung von Schächten, Baugruben und Tunneln in schwierigen Bodenverhältnissen. In den Baugrund werden Gefrierrohre eingebaut, in denen ein Kälteträger zirku-liert. Durch den kontinuierlichen Wärmeentzug bildet sich um jedes Gefrierrohr ein zylindrischer, gefrorener Bodenkörper. Durch die Vereisung wird eine erhöhte Festigkeit des Bodens und eine Abdichtung gegen Grundwasser erzielt. Auch eine künstliche Zugabe von Wasser über Verrieselungsrohre ist möglich, um einen homogenen Frostkörper aufzubauen.

Qualitätsmanagement

Für den Bestand eines Bauwerks ist die Gründung von ausschlaggeben-der Bedeutung. Durch eine zuverlässige Qualitätskontrolle während der Ausführung muss ihre dauerhafte Funktionsfähigkeit sichergestellt werden. Die Qualitätskontrolle wird dadurch erschwert, dass sich Spezialtiefbau-arbeiten meist der direkten Beobachtung entziehen. Speziell entwickelte Prüf- und Messverfahren gestatten es jedoch, die Qualität der Arbeit zuver-lässig zu überwachen und lückenlos zu dokumentieren.

Das Qualitätsmanagementsystem der Bilfinger Spezialtiefbau GmbH ist nach ISO 9001 aufgebaut und zertifiziert. Seine grundsätzlichen Elemente sind in einem Handbuch zusammengefasst.

Fahrlachtunnel, Mannheim,

Bodenvereisung

Hydrophonmessung zur

Qualitätssicherung von

Hochdruckinjektionen

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