Spezialtiefbau (eBook)

1 Baugrubensicherung / Anforderungen und Herstellung
1.1 Vorwort
1.2 Die Baugrubensicherung
1.2.1 Einleitung
1.2.2 Vorstellung der Systeme
1.2.2.1 Trägerverbau
1.2.2.1.1 Einleitung
1.2.2.1.2 Beschreibung
1.2.2.1.3 Lasten und Verformungen
1.2.2.1.4 Baugrund und Wasser
1.2.2.1.5 Dauer des Einsatzes und Beständigkeit
1.2.2.1.6 Anforderungen an den Herstellungsproze
1.2.2.1.7 Darstellungen im Bild
1.2.2.2 Spundwand
1.2.2.2.1 Einleitung
1.2.2.2.2 Beschreibung
1.2.2.2.3 Lasten und Verformungen
1.2.2.2.4 Baugrund und Wasser
1.2.2.2.5 Dauer des Einsatzes und Beständigkeit
1.2.2.2.6 Anforderungen an den Herstellungsproze
1.2.2.2.7 Darstellungen im Bild
1.2.2.3 Pfahlwand
1.2.2.3.1 Einleitung
1.2.2.3.2 Beschreibung
1.2.2.3.3 Lasten und Verformungen
1.2.2.3.4 Baugrund und Wasser
1.2.2.3.5 Dauer des Einsatzes und Beständigkeit
1.2.2.3.6 Anforderungen an den Herstellungsproze
1.2.2.3.7 Darstellungen im Bild
1.2.2.4 Schlitzwand
1.2.2.4.1 Einleitung
1.2.2.4.2 Beschreibung
1.2.2.4.3 Lasten und Verformungen
1.2.2.4.4 Baugrund und Wasser
1.2.2.4.5 Dauer des Einsatzes und Beständigkeit
1.2.2.4.6 Anforderungen an den Herstellungsproze
1.2.2.4.7 Darstellungen im Bild
1.2.2.5 Unterfangung
1.2.2.5.1 Einleitung
1.2.2.5.2 Beschreibung
1.2.2.5.3 Lasten und Verformungen
1.2.2.5.4 Baugrund und Wasser
1.2.2.5.5 Dauer des Einsatzes und Beständigkeit
1.2.2.5.6 Anforderungen an den Herstellungsproze
1.2.2.5.7 Darstellungen im Bild
1.2.2.6 Bodenvernagelung
1.2.2.6.1 Einleitung
1.2.2.6.2 Beschreibung
1.2.2.6.3 Lasten und Verformungen
1.2.2.6.4 Baugrund und Wasser
1.2.2.6.5 Dauer des Einsatzes und Beständigkeit
1.2.2.6.6 Anforderungen an den Herstellungsproze
1.2.2.6.7 Darstellungen im Bild
1.3 Zusammenfassung und Literaturhinweise
2 Einsatz von Stahlspundwänden im Spezialtiefbau
2.1 Über 100 Jahre Stahlspundwand – ein Bauteil im Wandel der Zeiten
2.2 Historischer Exkurs
2.3 Aktuelle Profile und Varianten
2.3.1 U-Profile
2.3.2 Z-Profile
2.3.3 HZ®/AZ®Spundwandsystem
2.3.4 Kombinierte Wände
2.3.5 Flachprofile
2.3.6 Kaltprofile
2.3.7. Jagged Wand
2.4 Auswahlkriterien für Spundwände
2.5 Aktuelle Normen für Spundwände und Spundwandbauwerke
2.6 Spundwandanarbeitung
2.7 Dichtung von Spundwandschlössern
2.8 Beschichtung von Stahlspundwänden
2.9 Schneidenlagerung zur Ableitung von Vertikallasten System ArcelorMittal
2.10 Einbringverfahren
2.11 Einbringhilfen
2.12 Verankerung und Ausrüstung von Spundwänden
2.13 Besondere Anwendungen im Spezialtiefbau
3 Beton im Spezialtiefbau
3.1 Zusammensetzung
3.2 Prüfungen
3.3 Beton nach Expositionsklassen
3.4 Sonderbetone
3.5 Anwendungsprobleme
3.6 Literatur
4 Grundwasserabsenkungsanlagen – Methodik und Herstellung
4.1 Hydrogeologische Vorerkundung
4.2 Offene Wasserhaltung
4.3 Vakuumwasserhaltung
4.4 Schwerkraftbrunnen (Bohrbrunnen)
4.5 Betrieb von Grundwasserabsenkanlagen
4.6 Literatur- und Bildnachweis
5 Bohrpfähle als Verbauelemente
5.1 Einleitung
5.2 Systembeschreibung
5.2.1 Aufgelöste Bohrpfahlwände
5.2.2 Tangierende Bohrpfahlwände
5.2.3 Überschnittene Bohrpfahlwände
5.3 Entwurfskriterien
5.3.1 Gerätetechnik
5.3.2 Einbaustoffe
5.3.3 Statik
5.4 Fallbeispiele
5.5 Zusammenfassung
5.6 Literaturverzeichnis
6 Holzpfahlgründungen Heute noch technisch und wirtschaftlich sinnvoll?
6.1 Allgemeines
6.1.1 Einleitung
6.1.2 Holzarten
6.1.3 Dauerhaftigkeit / Lebensdauer von Holzpfählen
6.1.4 Holzschutz/Imprägnierung
6.2 Einsatzbereiche für Holzpfahlgründungen
6.3 Hinweise zur Planung und Ausführung
6.4 Beispiele
6.5 Literaturverzeichnis und Normen
7 Gründungen mit Tiefenrüttlern
7.1 Einleitung
7.2 Grundlagen der Verfahren
7.3 Rüttelverfahren
7.3.1 Rütteldruckverfahren
7.3.2 Rüttelstopfverfahren
7.3.3 Betonsäulen
8 Injektions- und Düsenstrahltechnik im Spezialtiefbau
8.1 Injektionstechniken
8.1.1 Injektionen nach DIN
8.1.2 Aufgaben der Injektion
8.1.3 Anwendungsgrenzen
8.1.4 Herstellung der Injektion
8.1.5 Ausführungsbeispiele
8.1.5.1 Auftriebssichere Injektions-Dichtsohle
8.1.5.2 Injektionssohle für den Neubau eines Regenüberlaufbeckens (RÜB) in Waghäusel
8.1.5.3 Soilfrace-Hebungsinjektion
8.2 Düsenstrahlverfahren
8.2.1 Düsenstrahlverfahren nach DIN und Zulassung
8.2.2 Entwicklung der Düsenstrahltechnik
8.2.3 Anwendung der Düsenstrahltechnik im Grundbau
8.2.4 Grundlagen der Düsenstrahltechnik
8.2.5 Geräteausstattung einer Düsenstrahl-Baustelle
8.2.6 Anwendungsgrenzen / Bodenarten / Säulendurchmesser / Festigkeiten
8.2.7 Qualitätssicherung
8.2.8 Ausführungsbeispiel
8.2.8.1 Soilcrete-Dichtsohle für die Straßenunterführung des Bahnhofs CH-Horw
9 Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten von Betonit/Zement-Mischungen im Spezialtiefbau
9.1 Einleitung, historische Entwicklung
9.2 Zusammensetzung von Dichtwandmassen
9.2.1 Zement
9.2.2 Bentonit
9.2.3 Füllstoffe
9.2.4 Additive
9.2.5 Wasser
9.3 Herstellung und Eigenschaften von Dichtwandmassen aus Bentonit/Zement-Mischungen
9.3.1 Dichtwände nach dem Zweiphasen-Verfahren
9.3.2 Dichtwände nach dem Einphasen-Verfahren
9.3.3 Schmalwände
9.3.4 Rammprofildichtwand
9.3.5 Hochdruck-Injektionswand
9.4 Zusammenfassung
9.5 Literatur
10 Verfüllbaustoffe im Spezialtiefbau
10.1 Historie der Fertigprodukte
10.2 Anforderungen und Prüfungen
10.2.1 Rohstoffe
10.2.2 Angemischter Baustoff
10.2.3 Abgebundener Baustoff
10.2.4 Anforderungen an die Umweltverträglichkeit
10.3 Einbauverfahren
10.4 Anwendungstechnische Spezialverfahren
10.4.1 Bergschadensbeseitigung
10.4.2 Hebungsinjektion
10.4.3 Dickstoffverpressung
10.4.4 Jet-Grouting / Düsenstrahlverfahren
10.4.5 Hinterfüllmaterialien für Erdwärmesonden und Hochspannungskabel
11 Bentonitvergütete Abdichtungen
11.1 Einleitung
11.2 Gesetzliche Anforderungen
11.3 Welche Tonminerale werden in der Baupraxis zur Abdichtung von Deponien eingesetzt?
11.4 Eigenschaften des Tonmineralgesteins Bentonit
11.4.1 Auswirkungen der verschiedenen Aktivierungsverfahren auf die Eigenschaften der Bentonite
11.5 Abdichtungsmöglichkeiten mit bentonithaltigen Systemen im Deponiebau und in der Altlastensicherung
11.6 Chemikalien- und Langzeitbeständigkeit
11.6.1 Reaktionen von Bentoniten mit organischen Substanzen
11.6.2 Auswirkungen von mechanischer Auflast und Temperaturbelastung auf die Rissbildung
11.7 Misch- und Einbautechniken
11.8 Die multimineralische Barriere
11.9 Praxisbeispiele
11.10 Zusammenfasssung
11.11 Literaturverzeichnis
12 Mikrotunnelbau: Eine bewährte Bauweise bei der Herstellung von Abwasserkanälen und Druckrohrleitungen
12.1 Einführung
12.2 Bedeutung der Bodeneigenschaften
12.3 Nichtsteuerbare Rohrvortriebsverfahren
12.4 Steuerbare Rohrvortriebs-Verfahren
12.4.1 Horizontalspülbohrverfahren
12.4.2 Mikrotunnelbau
12.4.2.1 Arbeitsweise von Mikrotunnelmaschinen
12.4.2.2 Mikrotunnelmaschinen mit Schneckenförderung
12.4.2.3 Mikrotunnelmaschinen mit Spülforderung
12.4.2.4 Pipe-eating
12.4.3 Kombiniertes Horizontalspülbohr- /Mikrotunnelverfahren
12.4.4 Pilotrohr-Vortrieb
12.4.4.1 Pilotrohr-Vortrieb mit Bodenverdrängung
12.4.4.2 Pilotrohr-Vortrieb mit Bodenentnahme
12.5 Ausblick
13 Moderne Spritzbetontechnologie: Stand der Technik
13.1 Einleitung
13.2 Begriffsbestimmung „Spritzbeton
13.3 Bindemitteltechnologie
13.3.1 Zusatzmittel
13.3.1.1 Beschleuniger
13.3.1.2 Fließmittel
13.3.2 Bindemittel
13.3.2.1 Portlandzement
13.3.2.1.1 Hydratation der Calciumsilikate
13.3.2.1.2 Hydratation der Aluminatphasen
13.3.2.1.3 Zeitlicher Verlauf der Hydratation von Portlandzement
13.3.2.1.4 Hydratationsmechanismen am Zementkorn
13.3.2.1.5 Sulfat als Erstarrungsregler
13.3.2.1.6 Alkalien im Zementklinker
13.3.2.2 Portlandzement und Beschleuniger
13.3.2.2.1 Alkalicarbonat/Alkalihydroxid
13.3.2.2.2 Alkalisilikate/Polymervergütete Silikate
13.3.2.2.3 Alkalialuminate
13.3.2.2.4 Aluminiumhydroxid
13.3.2.2.5 Aluminiumsulfat
13.3.2.2.6 Zusatzstoffe
13.3.2.3 Portlandzement und Verzögerer
13.3.2.4 Spritzbetonzemente
13.4 Verfahrenstechnik
13.4.1 Trockenspritzverfahren
13.4.1.1 Historie
13.4.1.2 Maschinentechnik
13.4.1.3 Düsentechnik
13.4.2 Nassspritzverfahren
13.4.2.1 Fahrzeugtechnik
13.4.2.2 Maschinentechnik
13.4.2.3 Düsentechnik
13.4.3 Spritzroboter/Spritzmobile
13.4.4 Perforex – Verfahren
13.5 Spritzbetoneigenschaften
13.5.1 Bautechnische Eigenschaften
13.5.1.1 Performances von Trockenspritzbeton
13.5.1.2 Performances von Nassspritzbeton
13.5.1.2.1 Einfluss unterschiedlichen Zuschlags
13.5.1.2.2 Einfluss des Zementes und des Fließmittels
13.5.1.2.3 Einfluss der Zusammensetzung des Zementes bei konstantem Zementgehalt
13.5.1.2.4 Einfluss des Zementgehaltes
13.5.2 Umweltrelevante Anforderungen
13.5.2.1 Anforderungen und Eigenschaften von Spritzbeton im Blickfeld der Umwelt
13.5.2.2 Spritzbetonrückprall
13.5.2.2.1 Rückprallverhalten beim Trockenspritzverfahren
13.5.2.2.2 Rückprallverhalten beim Nassspritzbeton
13.5.2.3 Staubentwicklung
13.6 Zusammenfassung
13.7 Literaturverzeichnis
14 Bentonitsuspensionen als Stütz- und Fördermedium beim Tunnelbau
14.1 Einleitung
14.2 Empfehlungen zur Herstellung und Stabilisierung von Bentonitsuspensionen
14.2.1 Aufbereitung der Betonitsuspensionen
14.2.1.1 Dispergierung
14.2.1.2 Quellung
14.2.1.3 Prüfkriterien zur Beurteilung der Suspensionseigenschaften für die Bohr- und Bauindustrie
14.2.2 Externe Einflußfaktoren auf die rheologischen Eigenschaften
14.2.2.1 Temperatur
14.2.2.2 Elektrolyte, Wasserhärte
14.2.2.3 Maßnahmen zur Stabilisierung der Suspensionsqualität
14.2.3 Beurteilungs- und Steuerwerte für Bentonitsuspensionen im Förderkreislauf
14.3 Untersuchungen zum Eindringverhalten einer Stützflüssigkeit und zur Ausbildung einer drucklufthaltenden Membran
14.3.1 Hydroschildarbeiten in porenreichen Zonen
14.3.2 Modellversuche zur Ausbildung eines Filterkuchens
14.3.3 Modellversuche zum Eindringverhalten einer Stützflüssigkeit
14.4 Herstellung von Start- und Zielschächten mit Hilfe der Schlitzwandtechnik
14.5 Regenerierung der Umlaufspülung beim flüssigkeitsgestützen Schildvortrieb
14.6 Zusammenfassung
14.7 Literatur
Stichwortverzeichnis
Die Autoren