Neubau Schiffshebewerk Niederfinow Nord - stralabstralab.de/my-uploads/Downloads/Gueteueberwachung_der_Erd_und... · – DIN EN 13383 Wasserbausteine / TL Wasserbausteine – Merkblatt

Neubau Schiffshebewerk Niederfinow Nord

Güteüberwachung der Erd-und Gründungsarbeiten

nach ZTV W und ZTVE-StB Christian MöllersWILAB Eberswalde

Andreas Schröterstra/lab Rüdersdorf

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1. Inhalt

1. Bauwerk

2. (Erd)bauwerke

3. Einwirkungen

4. Standsicherheit wasserbelasteter Dämme

5. Verdichtungsprüfungen

6. Erdbau Hebewerksanlage Niederfinow Nord

a. Anforderungen

b. Eignungsnachweis

c. Probefelder

d. Prüfpläne

7. Erfahrungen

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2. (Erd)bauwerke

• Fangedamm / Trennmole (Bau sämtlicher

Bauwerksteile im Trockenen)• Verfüllung Schleuse III (Gewährleistung

Standsicherheit Norddamm)

• Baugrube Hebewerk (im Wesentlichen „nur“ Aushub)

• Straßen, Wege (L 29, Zufahrten, Betriebswege, Besucherwege, Parkplätze)

• Durchlässe, Leitungen

• Kanaldämme / Kanalbett

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2. (Erd)bauwerke

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2. (Erd)bauwerke

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2. (Erd)bauwerke

Fangedamm

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2. (Erd)bauwerke

– Fangedamm / Trennmole

– Verfüllung Schleuse III

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2. (Erd)bauwerke

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2. (Erd)bauwerke

Verfüllung Schleuse III

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2. (Erd)bauwerke



– Baugrube Hebewerk

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2. (Erd)bauwerke

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2. (Erd)bauwerke

Baugrube Hebewerksanlage

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2. (Erd)bauwerke




– Straßen, Wege

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2. (Erd)bauwerke

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2. (Erd)bauwerke

Straßen, Wege, Plätze

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2. (Erd)bauwerke




– Straßen, Wege

– Durchlässe, Leitungen

– Kanaldämme / Kanalbett

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2. (Erd)bauwerke

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2. (Erd)bauwerke

100 Lagen

7 Lagen

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3. Einwirkungen

Einwirkungen auf Dämme von Wasserstraßen, Bemessungs-

kriterien

LF 1 bis LF 3 gem. DIN 1054.2005-01 für Grenzzustände GZ

1– Eigenlasten

– Erddruck

– regelmäßige Nutzungs- und Verkehrslasten

– ständiger Wasserdruck

– regelmäßig veränderlicherWasserdruck

– Durchströmung / Strömungsdruck (bei Dämmen ohne planmäßige Dichtung)

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3. Einwirkungen

Einwirkungen auf Dämme von Wasserstraßen, Bemessungs-

kriterien

LF 1 bis LF 3 gem. DIN 1054.2005-01 für Grenzzustände GZ

1– außergewöhnliche, erhöhte Verkehrslasten

– Schiffsstoß

– Schwächung der Querschnittsgeometrie durch Windwurf, Wühltiere

– Wasserwegsamkeit durch abgestorbene Wurzeln

– Hochwasser über Bemessungshochwasser

– Strömungsdruck bei Versagen eines Sicherungselements

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3. Einwirkungen

Infolge des hohen Risikos von ständig Wasserbelasteten

Dämmen zusätzlich:

LF 4 gemäß MSD, Merkblatt Standsicherheit von

Dämmen an Bundeswasserstraßen

(BAW Bundesanstalt für Wasserbau 2005)

– Überlagerung von 2 Einwirkungen, die jede für sich dem LF 3 zuzuordnen sind

– Überlagerung des LF 3 mit anderen Einflüssen, die die Geometrie des Dammes oder die Sickerströmung maßgeblich beeinflussen

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4. Standsicherheit

Mittel zur Gewährleistung der Standsicherheit

wasserbelasteter Dämme :

– konstruktive Gestaltung / Dammgeometrie

(Dammquerschnitt, Böschungsneigung, Bermen)

– Spundwände, Schlitzwände

– Filter, Drainagen, Seitengräben

– Dichtungen

– Deckwerk

– Auswahl Dammbaumaterial (hier SE und GW)

– hohe Verdichtung

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4. Standsicherheit

Vorschriften Wasserbau:

– ZTV-W 205, Erdarbeiten

– ZTV-W 210, Böschungs- und Sohlsicherung

– ZTV-W 214, Spundwände. Pfähle, Verankerungen

– Empfehlungen zur Anwendung von Oberflächen-dichtungen an Sohle und Böschung von Wasserstraßen

– DIN EN 13383 Wasserbausteine / TL Wasserbausteine

– Merkblatt zur Anwendung von Kornfiltern (MAK)

– Merkblatt zur Anwendung von geotextilen Filtern an Wasser-straßen (MAG)

– Richtlinie für die Prüfung von Weichdichtungen im Verkehrswasserbau (RPW)

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5. Verdichtungsprüfung

Gegenüberstellung der Verdichtungsanforderungen zur Einhaltung der Erosions-und Suffosionssicherheit für Dämme und Deiche gemäß ZTV-W 205 (22) im Vergleich zu den Anforderungen nach ZTVE-StB 94 und 09 für StraßendämmeBodengruppe gem. DIN 18196 ZTV-W 205 ZTVE-StB 94 ZTVE-StB 09

GW, GI D ≥ 1,3DPr ≥ 1,001)

DPr ≥ 0,982)

DPr ≥ 1,001)

DPr ≥ 0,982)

GE, SE, SW, SI D ≥ 1,0DPr ≥ 1,001)

DPr ≥ 0,982)

DPr ≥ 1,001)

DPr ≥ 0,98 2)

GU, GT, SU, ST, OH, OK DPr ≥ 1,00DPr ≥ 1,003)

DPr≥ 0,974)

DPr ≥ 1,00 1)

DPr ≥ 0,98 2)

GU*, GT*, SU*, ST*, U, T, OU, OT Dpr ≥ 0,97DPr ≥ 0973)

DPr ≥ 0,954)DPr ≥ 0,97 5)

1) bis 1,0 m unter Planum

2) ab 1,0 m unter Planum3) bis 0,5 m unter Planum4) ab 0,5 m unter Planum

5) OU + OT nur, wenn in einvernehmlich festgelegt

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PrüfverfahrenVerdichtungsgrad DPr (ZTV-W gemischt- und feinkörnige Böden,

ZTVE-StB alle Böden)Labor: Proctorversuch nach DIN 18 127 (Proctorhammer)

Feldversuch: direkte Dichtebestimmung DIN 18 125 (Ausstechzylinder,

Densitometer, Wasserersatz etc.)

PrPr ρ

ρdD =

Lagerungsdichte D (ZTV-W grobkörnige Böden)Labor: lockerste und dichteste Lagerung nach DIN 18 126 (Trichter /

Schlaggabel, Rütteltisch)

Feldversuch: direkte Dichtebestimmung (Ausstechzylinder, Densitometer, Wasserersatz etc.)

nn

nnD

dd

dd

minmax

max

minmax

min

−−=

−−=

ρρρρ

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PrüfverfahrenVerdichtungsgrad DPr

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PrüfverfahrenLagerungsdichte D - Schlaggabel

− keine Feinteile < 0,063 mm− Maximal 50 % Feinsand− Größtkorn:

5 mm bei U>32 mm bei U<3

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PrüfverfahrenLagerungsdichte D - Rütteltisch

− Maximal 15 % Feinteile < 0,063 mm− Geringe Trockenfestigkeit− Größtkorn abhängig von Zylinder:

10,0 mm bei U>3 (Zylinder 100 mm)5,0 mm bei U<3 (Zylinder 100 mm)

31,5 mm (Zylinder 150 mm)63,0 mm (Zylinder 250 mm)

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Verdichtungsverhalten

Liebetruth (2008) Voth (1978)

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Korrelation

Liebetruth (2008)

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Prüfumfang (Eigenüberwachung)Prüfzone ZTV-W 205 1) ZTVE-StB 94 2) ZTVE-StB 09 3)

Damm/Deichschüttung

Unterbau

1 je Lage / ≤ 2500 m2

≤ 200 m3 je ≤ 5000 m2 1 je angefangene 1000 m2

mindestens 2

Untergrund

Gründung

1 je Lage / ≤ 5000 m2

≤ 200 m3 je ≤ 5000 m2

1 je angefangene 1000 m2

mindestens 2

Bauwerkshinterfüllung 3 je Lage / ≤ 500 m3 3 je ≤ 500 m3 1 je 200 m2

In jeder 3. Lage

Bauwerksüberschüttung3 je Lage

innerhalb des ersten Meters

3 innerhalb des

ersten Meters

3 innerhalb des

ersten Meters

Leitungsgräben 1 je Lage/ ≤ 50 m3 je 150 m

je m Grabentiefe

3 je 150 m

je m Grabentiefe

1) Probeverdichtung vorgeschrieben, zu jedem Prüfpunkt Bestimmung der

Korngrößenverteilung, Attributprüfung

2) Methode M 3, Probeverdichtung oder einschlägig vorliegende Erfahrungen,

Arbeitsanweisung notwendig, Attributprüfung

3) Methode M 3, Probeverdichtung oder einschlägig vorliegende Erfahrungen,

Arbeitsanweisung notwendig, statistische Auswertung

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6. Erdbau - Hebewerksanlage

Bodenqualität und Verwendung

− Material 9.3 – Alle grob- und gemischtkörnigen Boden-

gruppen nach DIN 18196

− Material 9.4 – filterstabiler mehrstufiger Drainagekörper

auf Geotextil

− Material 9.5 – Oberbodenandeckung

− Material 9.1 – Dämme ab 1+030

− Material 9.2 – Dämme bis 1+030

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− Material 9.3 – Alle grob- und gemischtkörnigen Bodengruppen

nach DIN 18196

− Material 9.4 – filterstabiler mehrstufiger Drainagekörper auf Geotextil


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− Material 9.3 – Alle grob- und gemischtkörnigen Boden-

gruppen nach DIN 18196

− Material 9.4 – filterstabiler mehrstufiger Drainagekörper

auf Geotextil


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− Verwendungsstelle 9.1

− Bodengruppe: GW nach DIN 18196

− Lagen: d = max. 30 cm

− Verdichtungsgrad: mind. D = 1,3

− Verwendungsstelle 9.2

− Bodengruppen: GW, GE, SW, SE nach DIN 18196

− Lagen: d = max. 30 cm

− Verdichtungsgrad: mind. D = 1,0

Anforderungen laut Vertrag

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Eignungsnachweis− Beinhaltet gemäß ZTV W 205:

− Korngrößenverteilung, Wassergehalt, Fließ- und Ausrollgrenze, Korndichte, Lagerungsdichte, organische Bestandteile, Verdich-tungsgrad und Auswirkungen auf das Grundwasser

− Zusätzlich vereinbart:− Eignungsnachweis wird Extra vergütet,− Probefeld anlegen (mind. 20 x 30 m),− Probeentnenahme in 1 m Tiefe,− Ermittlung der Einbau- und Verdichtungsverfahren, inkl.

Protokollierung und Erarbeitung der Verfahrensanweisung− FDVK als Ergänzung der Eigenüberwachung gemäß ZTV W 205

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Material 9.1− Bodengruppe GW aus hiesigen Vorkommen i.d.R. „nicht“

herstellbarNachweis der Eignung für Bodengruppe GI

Material 9.2− Nachweis für Liefermaterial Sand 0/1

− Nachweis für Material aus Seitenentnahme (Aushub)

Eignungsnachweis


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Probefeld


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1 2

Siebkorn

Sandk orn Kiesk ornSte ine

Fei n- Mit te l- Grob- Fein- Mitt el- Grob-

Korndurchmesser d in mm0.06 0.1 0.2 0.6 1 2 6 10 20 60 100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

50

Material 9.2• Liefermaterial • Seitenentnahme


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Material 9.2Liefermaterial Sand 0/1 Seitenentnahme

Bodenart mS, fs‘, gs‘ mS – gS, fg‘ – gg‘

Bodengruppe SE SE – SW

U/CC 1,9 – 2,0/1,0 2,2 – 9,1/0,8 – 1,2

einfache Proctordichte 1,66 g/cm³ (2,03 g/cm³)

Modifizierte Proctordichte 1,75 g/cm³ 1,87 – 2,16 g/cm³

Dichte bei lockerste Lagerung 1,50 g/cm³ 1,55 – 1,72 g/cm³

Dichte bei dichteste Lagerung 1,80 g/cm³ (DPr=108%)

1,85 – 2,04 g/cm³


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Liefermaterial Sand 0/1

Wassergehalt [%]

Tro

cke

ndic

hte

[g

/cm

‡]

0.0 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 28.01.51

1.53

1.55

1.57

1.59

1.61

1.63

1.65

1.67

1.69

1.71

1.73

1.75

1.77na = 0.10

Sr = 100.0 %

ρs = 2.650 g/cm

3

"Extr aver such e"DIN 18 127 - P10 0X (1 ,660 g/cm ‡)

"Extr aver such e"DIN 18 127 - P10 0X (1 ,660 g/cm ‡)

Seitenentnahme

Wassergehalt [% ]

Tro

cke

nd

ich

te [

g/c

m‡

]

1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0 13. 0 15.0 17.01.80

1.82

1.84

1.86

1.88

1.90

1.92

1.94

1.96

1.98na = 0.10

Sr = 100.0 %

ρs = 2.650 g/cm

3

(ü)

"Extr ave rsuc he"1, 926 g/c m‡ D IN 18 127 - P1 50X

"Extr ave rsuc he"1, 926 g/c m‡ D IN 18 127 - P1 50X

Material 9.2 - FDVK


Flache Proctorkurve – Verdichtung wenig wasserabhängig

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Liefermaterial Sand 0/1 SeitenentnahmeMaterial 9.2 - FDVK

y = 16,488x - 14,833

r = 0,92

0

2

4

6

8

10

12

14

1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00

leichte Verdichtung mittlere Verdichtung hohe Verdichtung

y = 33,002x - 13,913

r=0,94

0

5

10

15

20

25

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2

leichte Verdichtung mittlere Verdichtung

hohe Verdichtung sehr hohe Verdichtung


Sehr guter Korrelationskoeffizient r

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Material 9.1

Wassergehalt [%]

Tro

cke

ndic

hte

[g

/cm

³]

5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.01.91

1.92

1.93

1.94

1.95

1.96

1.97

1.98

1.99

2.00

2.01

2.02

2.03

2.04

2.05na = 0.10

Sr = 100.0 %

ρs = 2.650 g/cm

3

• Proctorkurve ausgeprägt wasserabhängig


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Bodenart S+G

Bodengruppe GI

U/CC 9,9-18,8/0,3-0,4

einfache Proctordichte ρPr in g/cm³ 2,03

optimaler Wassergehalt wPr in % 7,4

Dichte bei lockerste Lagerung in g/cm³ 1,77

Dichte bei dichteste Lagerung in g/cm³ 2,06 (DPR = 101%)

Material 9.1


45 von 52

Material 9.1 - FDVK

y = 69,653x - 48,686r = 0,72

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0,65 0,90 1,15 1,40

CM

V-M

essw

ert

Lagerungsdichte D

Felder 1 - 3 Inkl. Erweiterungsfeld

y = 27,148x - 8,667r = 0,51

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0,65 0,90 1,15 1,40

CM

V-M

essw

ert

Lagerungsdichte D

∅∅∅∅ Wassergehalt

ca. 6,1% (∆∆∆∆ +1,5%)

∅∅∅∅ Wassergehalt

ca. 4,6%

Schlechter Korrelationskoeffizient r < 0,7


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Prüfplan V 9.2

0+400 0+500 0+650

0+7000+815

0+9001+000


47 von 52

• Dammhöhe Nord (links): 17,5 m

• 65 Lagen

Schnitt Prüfabschnitt 0+750 bis 1+030

6. Erdbau – Oberer Vorhafen

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Eigenüberwachung V 9.1

48

0+400 0+500 0+650

0+7000+815

0+9001+000


49 von 52

• Dammhöhe: 30 m

• 100 Lagen

Schnitt Ostböschung


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0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00-10,00-20,00-30,00-40,00-50,00-60,00

6. Erdbau

Prüfstellen Eigenüberwachung

EigenüberwachungAuf Querschnitt projizierte Prüfstellen V.9.1

Prüfstellen Kontrollprüfung

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• Intensive Vorbereitung führt zu deutlichen Effizienzgewinnen bei der Ausführung

– Strukturierte Voruntersuchungen

– Gut geplante Probeverdichtung

• FDVK:

– eignet sich besonders bei homogenen „wasserun-

empfindlichen“ Böden

– Aussagekraft bei stark wasserabhängigen

Verdichtungseigenschaften eingeschränkt

7. Erfahrungen

52 von 52

Danke für Ihre Aufmerksamkeit

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