Hamburg A26 – Tiefgründung einer Gas- und Erdkabeltrasse
Der RSS-Geoponton wurde auf geotextilummantelten RSS-Flüssigbodensäulen tief gegründet, um kritische Differenzsetzungen beim Übergang zwischen weichem Torfboden und der steifen Gründung der A26 zu vermeiden.
Flüssigboden Engineering
Tiefgründung für eine setzungssichere Leitungsquerung unter der A26
Beim Neubau der A26 in Hamburg mussten eine Gashochdruckleitung DN 400 DP 25 und ein Erdkabel-Leerrohrpaket die zukünftige Autobahntrasse queren. Der rund 120 m lange Querungsbereich bildet aufgrund mächtiger Torfschichten, oberflächennahen Grundwassers und stark unterschiedlicher Belastungsverhältnisse den technisch anspruchsvollsten Abschnitt der insgesamt rund 600 m langen Trasse.
Um kritische Differenzsetzungen zu vermeiden, wurde der RSS-Geoponton auf geotextilummantelten RSS-Flüssigbodensäulen tief gegründet. Die Säulen reichen durch die organischen Weichschichten bis in den tragfähigen Mittelsand und ermöglichen einen setzungsverträglichen Übergang zwischen den unterschiedlich gegründeten Trassenbereichen.
Herausforderungen
- Mehrere Meter mächtige, stark setzungsempfindliche Torfschichten
- Wassergehalte des Torfs von 407 bis 684 %
- Tragfähiger Mittelsand erst in Tiefen bis rund 7 m
- Unterschiedlich stark belastete und konsolidierte Trassenabschnitte
- Konventionell mindestens 45 cm erwartete Differenzsetzung bei lediglich 5 bis 15 cm tolerierbarem Bereich
- Anschluss an den erheblich steifer gegründeten Autobahndamm
- Dynamische Belastungen durch Schwerlastverkehr
- Erschütterungsempfindliche Arbeiten unmittelbar neben einer betriebenen Gashochdruckleitung
Die Lösung
- Tiefgründung des RSS-Geopontons auf geotextilummantelten RSS-Flüssigbodensäulen
- Durchörterung der organischen Weichschicht bis in den tragfähigen Mittelsand
- Lastverteilung über die Gewölbewirkung des Flüssigbodenblocks auf die Säulenköpfe
- Konsolidierung der Säulen innerhalb von weniger als einer Woche
- Steuerung des mechanischen Verhaltens über Rezeptur, Säulendurchmesser, Raster und Geotextilummantelung
- Anpassung der Federwirkung an die angrenzenden Gründungsverhältnisse
- Verbindung von Gründung, Verbau, Abdichtung und Leitungsbettung in einem Bauwerk
Fachplanerische Lösung
- Vergleich von sieben Gründungs- und Bettungsvarianten
- Dreidimensionale Verformungs- und Konsolidierungsanalysen
- Berechnung mit Soft Soil und Soft Soil Creep
- Nachweise unter statischen und dynamischen Verkehrslasten
- Numerischer und analytischer Nachweis der Gewölbewirkung
- Durchstanznachweis des Flüssigbodenblocks
- Dimensionierung von Durchmesser, Raster, Länge und Einbindetiefe der Säulen
- Bemessung der Dehnsteifigkeit der Geotextilummantelung
- Messkonzept mit zehn Messquerschnitten und täglicher Vermessung
Besonders wichtig war dabei der Übergang zwischen den verschiedenen Gründungssystemen. Die Berechnungen wurden deshalb gezielt auf Höhe der Rohrverlegeebene durchgeführt, um die tatsächlich auf die Leitungen wirkenden Höhenunterschiede zwischen den unterschiedlich gegründeten Bereichen nachzuweisen.
Großversuch und Setzungsmodell
Vor Baubeginn wurden zwei instrumentierte Versuchsblöcke aus Flüssigboden hergestellt und über mehrere Monate unter Belastung überwacht. Die gemessenen Setzungen lagen im Millimeterbereich; anhand der Messwerte wurde anschließend das numerische Setzungsmodell kalibriert.
Diese Kalibrierung war auch für die Genehmigung entscheidend: Nachdem eine vorherige Nachweisführung vom Straßenbaulastträger zurückgewiesen worden war, konnte mit dem messwertbasiert kalibrierten Modell die Genehmigungsfähigkeit der Lösung hergestellt werden.
FiFB-Lösungen
- Projektspezifische Rezepturen für RSS-Flüssigbodensäulen und Geoponton
- Verwendung des örtlich gewonnenen Bodens sowie projektspezifisch angelieferten Sandes
- Festlegung von Wichte, Steifemodul, Kohäsion, Reibungswinkel und Druckfestigkeit
- Einbautechnologie im Kontraktorprinzip
- Verfüllung der Geotextilummantelung mit Flüssigboden
- Eignungsnachweis der erforderlichen Mindestdruckfestigkeit
- Laufende Eigenüberwachung
- Freigabe zum Zweitaushub über Penetrationsmessungen und Laborprüfkörper
Flüssigboden-Anwendung
- Tiefgründung von Leitungstrassen in organischen Weichschichten
- Gründung mit geotextilummantelten RSS-Flüssigbodensäulen
- Setzungssichere Übergänge zwischen unterschiedlichen Gründungssystemen
- Querung hoch belasteter Verkehrswege
- Gründungen unmittelbar neben bestehenden Versorgungsleitungen
- Erschütterungsarme Alternative zu Rammgründungen
- Sondergründungen mit messtechnisch kalibriertem numerischem Nachweis