Düser, Olaf

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Conference Paper, Published VersionDüser, OlafBau eines Hochwasserschutzdamms auf geringtragfähigem UntergrundDresdner Wasserbauliche MitteilungenZur Verfügung gestellt in Kooperation mit/Provided in Cooperation with:Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und technischeHydromechanikVerfügbar unter/Available at: https://hdl.handle.net/20.500.11970/106313Vorgeschlagene Zitierweise/Suggested citation:Düser, Olaf (2019): Bau eines Hochwasserschutzdamms auf gering tragfähigem Untergrund.In: Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und technische Hydromechanik(Hg.): Komplexe Planungsaufgaben im Wasserbau und ihre Lösungen. DresdnerWasserbauliche Mitteilungen 62. Dresden: Technische Universität Dresden, Institut fürWasserbau und technische Hydromechanik. S. 225-230.Standardnutzungsbedingungen/Terms of Use:Die Dokumente in HENRY stehen unter der Creative Commons Lizenz CC BY 4.0, sofern keine abweichendenNutzungsbedingungen getroffen wurden. Damit ist sowohl die kommerzielle Nutzung als auch das Teilen, dieWeiterbearbeitung und Speicherung erlaubt. Das Verwenden und das Bearbeiten stehen unter der Bedingung derNamensnennung. Im Einzelfall kann eine restriktivere Lizenz gelten; dann gelten abweichend von den obigenNutzungsbedingungen die in der dort genannten Lizenz gewährten Nutzungsrechte.Documents in HENRY are made available under the Creative Commons License CC BY 4.0, if no other license isapplicable. Under CC BY 4.0 commercial use and sharing, remixing, transforming, and building upon the materialof the work is permitted. In some cases a different, more restrictive license may apply; if applicable the terms ofthe restrictive license will be binding.Technische Universität Dresden  Fakultät Bauingenieurwesen Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik 42. Dresdner Wasserbaukolloquium 2019 Komplexe Planungsaufgaben im Wasserbau und ihre Lösungen       B4  Saal 2 Bau eines Hochwasserschutzdamms auf gering tragfähigem Untergrund Olaf Düser  In einem Teilprojekt des Hochwasserschutzprogramms Mindeltal wurde der Hochwasserschutz einer Ortslage durch einen Dammkörper realisiert. Die ur-sprünglich geplante Trassenlage des Damms lag in Bereichen mit gut tragfähigem Baugrund. Im Zuge von Umplanungen musste eine neue Trassenlage gefunden werden, die nun allerdings durch einen Bauabschnitt mit sehr geringer Unter-grundtragfähigkeit führt. Aufgrund eines sehr beengten Baukorridors und ungüns-tiger Grundwasserverhältnisse kam ein Bodenersatz des gering tragfähigen Unter-grunds nicht in Frage. Nach Diskussion diverser Bauvarianten wurde festgelegt, den Dammkörper schwimmend zu gründen. Für den Baustellenbetrieb und die Dammstandsicherheit wurde die Dammaufstandsebene mit hydraulisch wirken-dem Bindemittel stabilisiert, und es wurden Geogitter zur Bewehrung eingebaut. Bei dieser Baumethode war mit großen Dammsetzungen zu rechnen. Zur Gewähr-leistung des Freibords wurde deshalb in den Damm eine Spundwand integriert, die bis in den tragfähigen Untergrund reicht. Die Hochwasserschutzeinrichtung ist inzwischen planmäßig realisiert.   1 Einleitung Geplant war zunächst die Ausführung eines 2÷3 m hohen Dammkörpers mit Bö-schungsneigungen um 1:2,5 und einer Kronenbreite von 3 m. Der Freibord liegt bei einem Meter. Der Damm wird nur bei Hochwasserereignissen angestaut. Das Gelände wasser- und luftseitig wird landwirtschaftlich genutzt. Die planmäßige Dammkonstruktion mit binnenseitigem Begleitweg ist Abbildung 1 zu entneh-men.  Abbildung 1: Geplante Dammkonstruktion mit binnenseitigem Begleitweg. 226 Bau eines Hochwasserschutzdamms auf gering tragfähigem Untergrund    Baugrunderkundungen im Bereich der ursprünglich vorgesehenen Dammtrasse zeigten ausreichend tragfähigen Untergrund für die geplante Konstruktion. Die Standsicherheit konnte für die angetroffenen Baugrundverhältnissen nachgewie-sen werden. Im Zuge der weiteren Planungen wurde die Dammtrasse in einem Teilbereich verlegt. In Abbildung 2 sind der ursprüngliche Trassenverlauf A (Länge um 600 m) und der letztlich zur Ausführung gekommene Trassenverlauf B (Länge um 500 m) dargestellt. Baugrunderkundungen im Bereich B1 der Trasse B zeigten u.a. mächtigere ge-ring tragfähige Schichten im Untergrund. Erschwerend kam hinzu, dass im Be-reich der gering tragfähigen Böden nur ein schmaler Baukorridor zur Verfügung stand.  Abbildung 2: Ursprünglich geplante Trassenlage A und die zur Ausführung gekommene Trassenlage B für den Hochwasserschutzdamm sowie Bereich B1 mit größe-rer Torf-/ Anmoormächtigkeit.  Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 62  42. Dresdner Wasserbaukolloquium 2019 Komplexe Planungsaufgaben im Wasserbau und ihre Lösungen  227     B4  Saal 2 2 Baugrund Im Bereich der Trasse A stehen unter Oberboden geringmächtige Aueablage-rungen, teils mit stark organischen Partien, sowie bereichsweise schluffig-kiesige Auffüllungen und darunter Talkies an.  Im Trassenbereich B1 stehen unter dem Oberbodenhorizont mächtigere Schich-ten in Form von Torf und Anmoor an. Bereichsweise erreichen diese Schichten Mächtigkeiten bis zwei Meter. Darunter folgt der Talkies. Der Grundwasserdruckspiegel im Trassenbereich B1 wurde ca. 0,8 m unter Ge-ländeniveau erkundet. Den Hauptgrundwasserleiter stellt der stark wasserdurch-lässige Talkies dar. Jahreszeitlich bedingt sind aufgrund des hydrogeologischen Regimes deutliche Potenzialschwankungen zu erwarten.  Torf und Anmoor sind als äußert kompressibel, sehr gering scherfest und gering bis sehr gering wasserdurchlässig einzustufen. Weiterhin sind in diesen Schich-ten auch nach Abschluss der Konsolidation infolge statischer Auflast (Belastung durch den Dammkörper etc.) durch Mineralisation andauernde Vertikalverfor-mungen zu erwarten. 3 Randbedingungen an das Erdbauwerk Die Systembreite des in Abbildung 1 dargestellten Dammbauwerks musste un-bedingt eingehalten, besser sogar noch unterschritten werden. Eine temporäre Verbreiterung des Baukorridors, z.B. während der Bauzeit, war nicht möglich. Bei Gründung des Dammbauwerks auf dem sehr gering tragfähigem und stark kompressiblem Baugrund sind Bauwerksverformungen zu begrenzen.  Gemäß DIN 4084 muss in der vorliegenden Baugrundsituation ein Ausnut-zungsgrad µ von unter 0,7 eingehalten werden. Der Freibord ist auch bei längerfristig auftretenden Bauwerkssetzungen gesi-chert einzuhalten. Der Dammkörper ist aus wasserhemmenden Erdstoffen aufzubauen, um die Si-ckerwassermengen zu begrenzen. Das natürliche Grundwasserregime darf durch die Baumaßnahme nicht nachtei-lig beeinflusst werden. Im Einstaufall wird der Grundwasserspiegel luftseitig des Dammkörpers anstei-gen; der Sohldruck auf die gering tragfähigen Schichten steigt dabei auf ein Ni-veau an, bei dem hydraulische Geländeaufbrüche zu erwarten sind. Deshalb sind in den binnenseitigen Dammfuß Einrichtungen zur Sohldruckentspannung zu 228 Bau eines Hochwasserschutzdamms auf gering tragfähigem Untergrund    integrieren. Die Druckentspannung ist filterstabil gegenüber den umgebenden Erdstoffen aufzubauen. 4 Lösung für eine standsichere Dammausbildung Diskutiert wurde ein Bodenersatz der sehr gering tragfähigen Baugrundschich-ten gegen tragfähiges, gering wasserdurchlässiges Material. Eine standsichere Lösung ist beispielhaft in Abbildung 3 dargestellt.  Abbildung 3: Dammkörper auf Bodenersatz. Bei dieser Lösung sind allerdings erhebliche Grundwasserhaltungsmaßnahmen mit negativer Beeinflussung der Umgebung einzukalkulieren. Weiterhin müsste der Baukorridor für den Bodenersatz über die maximal zulässige Breite hinaus vergrößert werden. Eine derartige Konstruktionsart konnte unter Berücksichti-gung der Randbedingungen gemäß Kapitel 3 nicht weiterverfolgt werden. Nach Abstimmung zwischen den Fachdisziplinen Geotechnik und Wasserbau wurde unter Berücksichtigung der zuvor aufgeführten Randbedingungen eine standsichere Konstruktion entwickelt, bei der die maximale Systembreite sogar noch unter der erlaubten liegt. Die Konstruktion ist in Abbildung 4 wiedergege-ben.  Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 62  42. Dresdner Wasserbaukolloquium 2019 Komplexe Planungsaufgaben im Wasserbau und ihre Lösungen  229     B4  Saal 2  Abbildung 4: Dammkörper auf stabilisierter Baugrundschicht mit Spundwand und Geogit-tern. Der Arbeitsablauf für den Dammaufbau wurde unter Berücksichtigung einer Zwischenkonsolidierungszeit (Abbau des Porenwasserüberdrucks in den organi-schen und bindigen Schichten) folgendermaßen ausgeführt: 1 Abschub und Lagerung Mutterboden. 2 Bereichsweiser Austausch des Torfs im Deckschichtbereich gegen schluffi-gen Kies/Sand (Bodengruppe GU* gemäß DIN 18196). Auftrag und Einfrä-sen des Mischbindemittels. 3 Verdichtung der stabilisierten Baugrundschicht. 4 Herstellung der Sohldruckentspannung. 5 Auslegen der ersten Geogitterlage auf dem stabilisierten Erdplanum. Freihal-ten einer Rammtrasse im Bereich des späteren Spundwandeinbaus. 6 Einbau der ersten Lage Dammbaumaterial, Herstellung der binnenseitigen Fußdränage. Als Dammbaumaterial können sowohl schluffige Kies-Sand-Gemische (Bodengruppen GU÷GU* gemäß DIN 18196) als auch Kies-Sand-Gemische mit wenig Feinkorn (Bodengruppe GW gemäß DIN 18196) verwendet werden. Die Spundwand fungiert bei Verwendung von wasser-durchlässigen Dammbaustoffen als Innendichtung. 7 Einbau der zweiten Lage Geogitter (Rammtrasse freihalten). 8 Einbau der zweiten, dritten und ggf. vierten Lage Dammbaumaterial. 11 Einbau der Spundbohlen. Die Anordnung erfolgt mit Staffelung gemäß E41 der EAU 2012, Staffelmaß 1 m. Das Fußniveau jeder zweiten Doppelbohle liegt um einen Meter gegenüber der benachbarten Doppelbohle. 12 Weiterer Dammaufbau. 230 Bau eines Hochwasserschutzdamms auf gering tragfähigem Untergrund    Die Bindemittelart und dosierung wurde nach Laborversuchen und Probeein-satz in Testfeldern im Vorlauf der Baumaßnahme festgelegt. Die Geogitter wurden so dimensioniert, dass unter Berücksichtigung einer Be-ständigkeit von mindestens 100 Jahren bei einer maximalen Längendehnung von 2 % eine Zugkraft von mindestens 24 kN/m aufgenommen werden kann. Das aus dem Bindemitteleinsatz resultierende basische Milieu ist bei der Dimensio-nierung der untersten Geogitterlage zu berücksichtigen. Als geotextiles Filter wurde ein Wasserbauvlies verbaut, das auf Filterstabilität gegenüber den Bodentypen A, B und C gemäß TLG 2018 geprüft war. 5 Literatur DIN 4084: Baugrund- Geländebruchberechnungen,  Beuth-Verlag, Berlin 01.2009 EAU 2012: und Wasserstraßen, 11. Aufl., Verlag Ernst & Sohn, Berlin 2012 TLG 2018: Technische Lieferbedingungen für Geotextilien und getextilverwandte Produkte an Wasserstaßen, Ausgabe 2018, BAW-Karlsruhe  Autoren:  Dr.-Ing. Olaf Düser und Dr. rer. nat. Michael Strohmenger  Dr. Ebel & Co. Ingenieurgesellschaft für Geotechnik und Wasserwirtschaft mbH St.-Ulrich-Straße 21 88410 Bad Wurzach - Arnach  Tel.: +49 7564 94897-13 Fax.: +49 7564 94897-99 E-Mail:  dueser@geotechnik-ebel.de   

Bau eines Hochwasserschutzdamms auf gering tragfähigem Untergrund

http://henry.baw.de/bitstream/20.500.11970/106313/1/23_Bau%20Hochwasserschutzdamm_D%c3%bcser.pdf

Bau eines Hochwasserschutzdamms auf gering tragfähigem Untergrund

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