Spundwand – Stahlträger, Stahlrohre – Kombiwände

Stahlprofile haben durch ihre Vielfalt und durch die Einbringtechniken im Spezialtiefbau ein breites Anwendungsfeld. Sie können für bleibende und auch für vorübergehende Bauwerke genutzt werden. Durch die Herstellungsmethode und die Qualitätssicherung der Hersteller sind die Elemente definiert. Es ist lediglich ein einwandfreies und fachgerechtes Einbringen der Stahlelemente für ein qualitativ hochwertiges Bauwerk erforderlich.

Herstellverfahren

Zum Einrütteln von Stahlprofilen werden hochfrequente Rüttler mit verstellbarem statischen Moment eingesetzt. Mit Hilfe der VM-Verstellung ist es möglich, die Arbeitsfrequenz so zu steuern, dass sie zu keinem Zeitpunkt die Resonanzfrequenzen des Bodens durchlaufen.

 

Die Rüttler sind an einem hydraulisch verstellbaren Mäkler geführt, der ein exaktes Rüsten der Stahlelemente ermöglicht. Der Mäkler ersetzt die Rüttelführung, so dass die Stahlelemente an einer Schnur eingerüttelt werden. Durch den hydraulisch verstellbaren Mäkler ist es möglich, das Rüttelelement nach allen Richtungen lotrecht einzurüsten. Während des Einbringens können die Rüttelelemente, falls erforderlich, nachgerüstet werden. Die Trägergeräte sind mit einer Vorspanneinrichtung ausgerüstet. Durch die Vorspannkraft ist sichergestellt, dass das Rüttelelement und die Erregerzelle immer in eine harmonische Sinuswelle gezwungen werden (gerichtetes Rütteln). Dadurch ist ein optimales Eindringen des Rüttelgutes in den Boden gewährleistet.

Einbringhilfen

Zur Rammbarmachung und Leistungserhöhung schwieriger Böden wurden Verfahren, Einbring-, bzw. Rammhilfen entwickelt. Dazu gehören:

Verbohren mittels Lockerungsbohrungen

Spundwand Lockerungsborung

Die Wirkungsweise beruht darauf, dass dichtgelagerte, nichtbindige Böden durch Bohren mit einer Endlosschnecke aufgelockert werden. Feste bindige Böden, wie z.B. Tone, werden aufgebrochen. Es wird dabei kein oder nur sehr wenig Bodenmaterial gefördert. Bei diesem Verfahren muss immer ein Steg zwischen zwei Lockerungsbohrungen stehen bleiben, weil sonst die nächste Bohrung den vorher gelockerten Bereich ansteuern würde. Dieser Steg bewirkt, dass beim abteufen der Profile ein Teil sich nicht im gelockerten Boden bewegt.

 

In bindigen Böden, z. B. in Tonen, ist es deshalb problematisch, mit Lockerungsbohrungen zu arbeiten, weil neben den aufgelockerten Bodensäulen fester Boden stehen bleibt, der trotzdem vom Rammgut durchfahren werden muss. Der Einsatz von Lockerungbohrungen ist auch abhängig von der Bodenbeschaffenheit und der Tiefe. Es ist nicht ohne weiteres möglich, Bohrschnecken maßgenau bis in Bohrtiefen von über 15 m abzuteufen. Die unvermeidlichen Abweichungen führen zum Verlaufen des Rammgutes bzw. zu Zwängungen beim Einbringen von Stahlspundbohlen für eine Spundwand.

Verrohrte Lockerungsbohrungen

Spundwand Lockerungsbohrung Überschnitten

Verfahren: Mit einem Doppelkopfbohrgerät werden überschnittene, verrohrte Lockerungsbohrungen hergestellt und damit die Vorteile einer unverrohrten Lockerungsbohrung (=hohe Leistung) mit denen einer verrohrten Austauschbohrung (= große Effektivität und Präzision) verbunden. Es wird nur wenig Bodenmaterial gefördert.

Effekt: Ermöglicht das Vibrationsverfahren auch bei schwierigsten Baugrundverhältnissen; gleichzeitig sehr niedrige Emissionen.

 

Das optimale Verfahren für schwere rüttelbare Böden für Tiefen bis zu rund 20 m. Mit der entsprechenden Bohrausrüstung auch bei Hindernis- bzw. Felseinlagerung möglich.

Anwendung von Spülhilfen

Spundwand Spühlhilfe

Eine weitere häufig verwendete Einbringhilfe beim Einvibrieren von Stahlelementen ist die Spülhilfe mit Druckwasser über Spüllanzen, das sogenannte Rüttelspülverfahren. Dazu werden bis zu 4 Spüllanzen mit einem Durchmesser von 3/4" oder 1" an die Stahlprofile angebracht. Während des Einvibrierens wird durch diese Wasser gepumt. Der Wasseraustritt erfolgt am Fuß der Stahlprofile über die Spüllanzen, die unten geöffnet sind. Als Pumpen werden meistens Kreiselpumpen verwendet. Die Wassermenge, die dabei durch die Rohre gepumpt wird, beträgt zwischen 8 und 10 l pro Sekunde.

 

Diese Spültechnik hat sich in dicht bis sehr dicht gelagerten nichtbindigen Böden sehr gut bewehrt, da hir mit dieser Technik zum einen der Eindringwiderstand am Fuß verringert wird, zum anderen erfogt durch den Rückfluss des Wassere entlang des Profiles eine Umlagerung des Bodens, so dass Bodenfeinteile an das Stahlrohr herangezogen werden und einen natürlichen Schmierfilm erzeugen, der am Rüttelelement die Reibung verringert. Bei Verwendung des Verfahrens im bindigen Boden wird durch den Vibrationsvorgang und den Spülstrom das Bodenmaterial am Fuß des Profiles gelöst und durch den Rückstrom nach oben gefördert, so dass auch hier durch die gelösten Bodenteile und das Wasser eine Schmierschicht zwischen dem Rüttelelement und dem Boden entsteht.

Anwendungsmöglichkeiten

Spundwandprofile

Das klassische Einsatzgebiet für die Spundwand sind Bauaufgaben, bei denen Geländesprünge großer Höhe und Länge ohne Böschung überwunden werden müssen.

Die Anwendungsmöglichkeiten von Spundwänden reichen über alle Gebiete des Baugeschehens. Spundwände werden als eigenständige Bauwerke genutzt, bilden den Teil eines bleibenden Bauwerkes genutzt, bilden den Teil eines bestehenden Bauwerkes oder erfüllen als Bauhilfsmaßnahmen zeitlich begrenzte Aufgaben. Beispiele hierfür sind:

 

= Uferwände in Häfen und an Wasserstraßen

= Ufereinfassungen bei Gerinnen

= Stützwände bei Widerlagern von Brücken

= Seitenwände bei Tiefstraßen und Rampen von Verkehrswegen

= Außenwände von Tiefgaragen

= Wände offener Behälter für Fluide und Schüttgüter

= Umspundungen bei Gründungen im strömenden Gewässer

= Umschließungen von Baugruben an Land und Wasser

= Fangedämme, Zellenwände sowie Trag- und Ankerpfähle

 

Spundwände haben den Vorteil, dass sie weitgehend wasserdicht sind und dadurch auch im Wasser als dichter Verbau genutzt werden können.

Stahlträgerprofile

Trägerprofile werden hauptsächlich als senkrechte Tragelemente für Baugrubenwände oder als Gründungspfhäle eingesetzt.

Träger und Rohre

Als Stahlpfähle werden Träger und Rohre für Mastgründungen, Kaianlagen oder Dalben verwendet.

Gemischte Stahlspundwände (Wandkombinationen)

Für besonders hoch beanspruchte Spundwandbauwerke werden gemischte Stahlspundwände bzw. Wandkombinationen aus Trägerprofilen bzw. Kastenprofilen mit Zwischenbohle verwendet.

Eigenschaften und Vorteile

= Mit Stahlprofilen kann man schnell und wirtschaftlich bauen. Es sind Elemente die

   einzeln, aneinander oder in Kombination genutzt werden können. Beim Einbau fällt kein

   Erdmaterial an. Sie sind widerstandsfähig gegen chemische Angriffe. Beim Einbringen

   werden hohe Leistungen und dadurch eine kurze Bauzeit möglich.

= Aneinander durch Verbindungstechnik (Schlösser, Klauen, Nuten) sind sie weitgehend

   wasserdicht.

= Stahlprofile haben hohe Traglastreserven. Sie sind wiederausbaubar und daher

   wirtschaftlich, da das Material mehrfach verwendet werden kann.

= Über die Profilarten informieren die Lieferprogramme der Stahlhersteller.

Grenzen der Rütteltechnik mit Stahlprofilen

Die Stahlelemente in Verbindung mit den Einbringhilfen sind bei vielen geologischen Verhältnissen anwendbar. Gut geeignet sind nicht bindige Böden bis zur dichtesten Lagerung, in bindigen Böden bis max. fester Konsistenz. Dabei ist jedoch die Kornverteilung mit zu beurteilen. Der Schluff- und Sandanteil sollte gegenüber dem Tonanteil überwiegen oder wenigstens gleich sein. Mit den entsprechenden Zusatzmaßnahmen (Spülhilfe, Lockerungsbohrungen) kann die Vibrationstechnik in nahezu allen Böden – ausgenommen Fels bzw. felsartig verfestigte Bodenarten – ausgeführt werden.

 

Ansprechpartner: Arno Kriss, T +43 5522 3454-235, arno.kriss@hilti-jehle.at

 

Aktuelles Projekt

Erweiterung Loacker Recycling Götzis

Bell Cheseaux

Ausführungszeitraum Oktober - Dezember 2015

Geräte: Liebherr Ramm- und Bohrgerät LRB 255 und LRB 355 mit Doppelkopfbohrantrieb DBA 300 und Hochfrequenz-Gürtelrüttler VMR 32, Raupenseilbagger Hitachi KH 180, Raupenbagger Takeuchi TB 1140, Raupenbetonpumpe CIFA und Liebherr Betonpumpe

 

Bei diesem Bauvorhaben werden 360 Stk. Vollverdränger-Vibropfähle DN 410 mm bis zu 24 m Länge und 350 Stk. Bohrpfähle DN 430 mm mit einer Länge von 5 bis 20 m ausgeführt. Für die Aufnahme von Zugkräften werden die Bohrpfähle bis zu 3 m in den anstehenden Kalkstein eingebunden.