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Die Realisierung innerstädtischer Infrastrukturmaßnahmen aus wasserrechtlicher Sicht - Neubau der U5 in Berlin
Autor: Mittag, Jens; Seegers, Jörg
Quelle: Vorträge zum 9. Hans Lorenz Symposium; Veröffentlichungen des Grundbauinstitutes der Technischen Universität Berlin
Seiten: 51-60
2013
Publikationslisten zum Thema:
U-Bahnbau, Tunnelbauwerk, Trogbaugrube, Baugrube(tief), Baugrubenverbau, Schlitzwand, Dichtungssohle, Düsenstrahlverfahren, Unterwasserbetonsohle, Rückverankerung, Tunnelbauverfahren, Vortriebsverfahren, Wasserhaltung, Bodenvereisung, Bauverfahren, Grundwasserschutz, Grundwasserabsenkung, Genehmigungsverfahren, Planfeststellungsverfahren, Wasserrecht, Wasserbehörde, Betriebsbeauftragter, Überwachung, Monitoring, underground railway construction, tunnel construction work, trough excavation pit, excavation pit (deep), trench retaining, diaphragm wall, sealing blanket, jet-blasting method, underwater concrete base, grouted anchor, tunnel construction method, driving method, dewatering, soil freezing, construction method, ground-water protection, ground-water lowering, licensing procedure, official plan approval method, water law, water authority, service agent,
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Anlass: Der Nachweis des hydraulischen Grundbruchs wird oft mit Hilfe von Rechenprogrammen geführt, ohne dass sich der Anwender über das dabei verwendete Rechenverfahren im Klaren ist. Wenn dabei der Nachweis vereinfacht unter der Annahme eines linearen Druckabbaus längs der Baugrubenwand geführt wird, liegt man praktisch immer auf der unsicheren Seite. Realitätsnäher sind Berechnungen mit Auswertung des sich für die konkrete Geometrie ergebenden Strömungsnetzes, wobei die Betrachtungen allerdings auch hier meist auf ebene Verhältnisse beschränkt bleiben. Dabei ist bekannt, dass bei bestimmten Baugrubengeometrien und insbesondere in den Eckbereichen durch die räumliche Anströmsituation eine Erhöhung der Einbindetiefe des Verbaus zwingend gegeben ist. Deutlich geworden ist dies bei der technischen Bearbeitung eines aktuellen lnfrastrukturprojekts, was die beteiligte Firma zum Anlass nahm, dieses Forschungsprojekt anzustoßen, an dem sie sich sowohl finanziell als auch durch eigenen Personaleinsatz sowie die Bereitstellung einer entsprechenden Softwarelizenz beteiligte. Die gängigen Vorschriften und Empfehlungen zur Berechnung von Baugruben im Grundwasser beschränken sich nämlich hinsichtlich der Geometrieabhängigkeit und der dreidimensionalen Strömungsverhältnisse auf verbale Hinweise und Literaturverweise, ohne eine konkrete Berechnungsvorschrift anzugeben. Ziel: Ziel des Forschungsvorhabens war es, die maßgebenden Vorgänge beim hydraulischen Grundbruch bodenmechanisch korrekt zu beschreiben und daraus abgeleitet die maßgebenden Bruchkörpergeometrien zu finden. Darauf aufbauend wurden dann für typische und häufig wiederkehrende Baugrundsituationen Bemessungsdiagramme aufgestellt, die es dem Anwender erlauben, den Nachweis des hydraulischen Grundbruchs unter Beachtung der Baugrubengeometrie und der hydraulischen Randbedingungen schnell und vor allem sicher führen zu können, ohne dazu aufwändige Strömungsberechnungen durchführen zu müssen. Arbeitsplan: Zunächst erfolgte eine Auswertung und Bewertung der aus der Lit
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An einer in Berlin ausgeführten Baugrubenwand mit Schlitzwand und Ankern, die messtechnisch eingehend untersucht wurde, wurden Berechnungen von Gebrauchszuständen sowie Grenzzuständen der Tragfähigkeit durchgeführt. Mit der bei den Forschern entwickelten Hypoplastizität und den vorliegenden Baugrunddaten ergeben sich die beobachteten Verschiebungen und Ankerkräfte in ihrer Entwicklung bei der Baudurchführung realistisch, ebenso eine Herausziehkennlinie der Anker. Mit dem somit validierten Rechenmodell werden Grenzzustände der Tragfähigkeit dadurch erzeugt, dass eine Auflockerung des Bodens in der Nähe der Anker angenommen wird. Mit zwei Ankerlagen und weiterem Aushub ergibt sich annähernd ein Versagensmechanismus mit einem Rutschkörper, an dem aktiver und passiver Erddruck wirken. Aus demselben Rechenmodell ergeben sich objektive charakteristische Werte des Bodenwiderstands in Scherfugen und an den Ankern. Berechnungsverfahren der DIN 1054 werden auf dieser Basis im Wesentlichen bestätigt, während sich diejenigen des EC 7 als nicht genügend spezifiziert herausstellen. Die Erddruckannahmen der EAB werden ebenfalls bestätigt, während sich eine verbreitete Software für Stützwände als ungeeignet erweist.
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