1

65. Deutsche Brunnenbauertage, 9. Mai 2014

Prof. Dr.-Ing. Bert Bosseler

Wissenschaftlicher Leiter

IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH

Gelsenkirchen/Arnhem (www.ikt.de)

Wechselwirkungenim Rohr-Boden-System

Wechselwirkungen Boden - Wasser - Bauwerk

Übersicht

Neubau

Offene Bauweise

Geschlossene Bauweise

Instandhaltung

Modellvorstellungen

Fremdwassersanierung

2

Belastung

VertikaleLastaufteilung

Silotheorie

2 α

Auflagerspannungen

Offene Bauweise: Statische Annahmen

Bettungsreaktion

Erddruck, Kontakt, Reibung, Elastizität

Entwicklung: Fließfähige Verfüllstoffe

3

Modellversuche: Wurzeln und Verfüllstoffe

Dichtefallenmodell

2 α

Oberbau

Untergrund

S

D

H

F

S

Grabenbreite

Vegetation und Wasserwirtschaft

F – Freizone

D – Deckschicht

S – Seitenverfüllung

H – Hüllzone

+

-

σmax

M/N = e

4

Realitätsnahe Prüfung: „Doppelter Scheiteldruckversuch“

Rissbeginn (M/N)

Versuche: Realitätsnahe Beanspruchungen / Rissbilder

5

Realitätsnahe Prüfung: Kunststoff – Großrohre DN 2000

Wechselwirkungen Boden - Wasser - Bauwerk

Übersicht

Neubau

Offene Bauweise

Geschlossene Bauweise

Instandhaltung

Modellvorstellungen

Fremdwassersanierung

6

Geschlossene Bauweise: Beispiel Rohrvortrieb

Rohrvortrieb: Kurvenfahrten, Druckübertragung

Mindestbemessung DWA A 161:

„Zwängungs“kräfte (h ≈10 m, [kN/m]);

Buchhardt, 2003

7

Praxis: Schadensbilder und Baugrundrisiko

Kurve

Rückführung Solltrasse

Abweichung Solltrasse

vorauseilender Vortrieb

Gerade 3

Gerade 1

Gegensteuerung

Gerade 2

R5R4R1

R3R2

Start-baugrube

Praxis: Trassenverläufe

8

Vortriebspressen (4 x 2.000 kN)

Vortriebssimulator da = 2100 mm, 8 MN, 16 m

Vortriebssimulator da = 2100 mm, 8 MN, 16 m

9

Trassenabschnitt Nr. 1: Gerade

Statisches System

Trassenabschnitt Nr. 2: Abweichung Solltrasse

Statisches System

10

Trassenabschnitt Nr. 3: Gegensteuerung

Statisches System

Trassenabschnitt Nr. 4: Rückführung Solltrasse

Statisches System

11

Trassenabschnitt Nr. 6: Kurve

Statisches System

Kurvenfahrt: Kissendruck im Rohrkämpfer, „Erwartungen“

FV = 6 MN

[kPa]

[kPa]

[MPa] 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 [MPa]200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00 200,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00

[MPa] 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 [MPa]

300

0

300

0

[kPa]

[kPa]

12

FV = 6 MN

[kPa]

[kPa]

[MPa] 242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00 [MPa]242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

[MPa] 10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00 [MPa]

300

0

300

0

[kPa]

[kPa]

Kurvenfahrt: Kissendruck im Rohrkämpfer, Messwerte

[MPa] 242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00 [MPa]242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

242,00 72,00 15,00 56,00 67,00 52,00 80,00 240,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00

[MPa] 10,00 154,00 138,00 280,00 268,00 286,00 7,00 11,00 [MPa]

300

0

300

0

FV = 6 MN

[kPa]

[kPa]

Kurvenfahrt: Kissendruck im Rohrkämpfer, Interpretation

13

Qualitätsfaktoren:Rohrfugen und Druckübertragungsmittel

Wechselwirkungen Boden - Wasser - Bauwerk

Übersicht

Neubau

Offene Bauweise

Geschlossene Bauweise

Instandhaltung

Modellvorstellungen

Fremdwassersanierung

14

Druckleitungen: Liner – Altrohr - System

Gumbel, Heavens, EN 13689

Quelle: Falter, 1994

vgl. DWA

Zustand II Zustand IIIZustand I

Drucklose Anwendung: Standsicherheit des LinersAltrohr-Boden-Liner-System

15

Wechselwirkungen Boden - Wasser - Bauwerk

Übersicht

Neubau

Offene Bauweise

Geschlossene Bauweise

Instandhaltung

Modellvorstellungen

Fremdwassersanierung

Hausanschlüsse: Prüfung und Sanierung

www.komnetgew.de

16

„Hausanschluss-Liner“: Baustellenerfahrungen

„Hausanschluss-Liner“: Systemprüfungen

17

Sanierungsergebnisse 2010

Empfindlichkeit unter Auftrieb

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Empfindlichkeit unter Auftrieb

Rohrsohle

Empfindlichkeit unter Auftrieb

19

Wechselwirkungen Boden - Wasser - Bauwerk

Zusammenfassung

Neubau

Offene Bauweise

Geschlossene Bauweise

Instandhaltung

Modellvorstellungen

Fremdwassersanierung

Wechselwirkungen Boden - Wasser - Bauwerk

Zusammenfassung

Neubau

Offene Bauweise

Geschlossene Bauweise

Instandhaltung

Modellvorstellungen

Fremdwassersanierung

Unsichtbares sichtbar machen!

20

Wechselwirkungen Boden - Wasser - Bauwerk

Zusammenfassung

Neubau

Offene Bauweise

Geschlossene Bauweise

Instandhaltung

Modellvorstellungen

Fremdwassersanierung

Unsichtbares sichtbar machen! Untergrund ist immer Teil der Aufgabe

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