Bautauchen

Um eine Unterwasserbeton- / UW-Betonsohle herzustellen, bedarf es einer gründlichen Vorbereitung.

1. Feinplanum
d.h. die zu betonierende Sohle muss auf das geforderte Maß geebnet sein, um die Sohlenstärke gewährleisten zu können. Das Feinplanum wird in den meisten Fällen durch UW-Saugarbeiten hergestellt.

2. Seitenanschlüsse sicher stellen
d.h. die senkrechten Anschlussstellen (Seitenwände) der späteren Betonsohle müssen unbedingt gereinigt sein, um den Kraftschluss zwischen UW-Beton und Vertikaler Begrenzung zu gewährleisten. Zur Sicherheit wurden hier in der Vergangenheit sogenannte Verpressschläuche eingebracht, die ggf. mit einer Zementsuspension bzw. mit zwei Komponentenharz “verpresst” wurden, um evtl. Gründbrüche zu verschließen.

3. Auftriebsanker säubern und bestücken
Auftriebsanker dienen der Rückverankerung der Betonsohle zur Auftriebssicherung. Hier gibt es verschiedene Methoden der Sicherung. Die wohl am häufigsten verwendete ist die Sicherung durch sogenannte GeWi-Anker. Diese werden in der Sohle vor Betoneintrag durch Bohren und Verpressen im bestimmten Rastermaß eingebracht. Die Aufgabe der Taucher besteht darin, diese von evtl. Verpressrückständen zu befreien und mit Auftriebssicherungen zu bestücken.

4. Unterwasserbetonsohle herstellen:
Sobald alle Vorbereitungen zur sicheren Herstellung der Sohle erfolgt sind, wird mit dem Einbringen des UW-Beton begonnen. Die Zusammensetzung des Betons hängt u.a von den statischen Erfordernissen, der Logistik zur UW-Betonierung sowie den Gegebenheiten der zu betonierenden Fläche wie Wassertiefe oder auch auftretenden Unterbrechungen der Betonage ab.

Zum Einbringen des UW-Beton gibt es auch hier verschiedene Verfahren. Je nach System ist eine Betonage bis zu einer Schräge von ca. 10% möglich.

In dem erstem Quartal 2017 war das Team der Aqua-Nautik mit der Entschlammung einer Baugrube bei Landshut beschäftigt.

Die Aufgabenstellung lag darin die Baugrube innerhalb einer großen Halle von anstehendem Ton und Schlamm zu befreien, zur sicheren Herstellung einer Unterwasserbetonsohle.

Die örtlichen Platzverhältnisse und vor allem der Ton und Schlamm gaben das Absaugen über herkömmliche Absetzbecken nicht her. Aus diesem Grund wurde hier das etwas aufwendigere, jedoch wesentlich effektivere Verfahren der Baugrubenentschlammung angewendet.

Durch eine Baggertauchpumpe wird das Boden Wassergemisch mit ca. 350m³/h abgesaugt und über Absetzcontainer und einer Schlammentwässerung der Nullanteil vom Wasser getrennt. Das saubere schlammfreie Wasser wird zurück in die Baugrube geleitet und zurück bleibt ein entwässerter Schlammkuchen, der direkt abtransportiert werden kann ohne zusätzliche Lagerung zur Entwässerung.

Der Vorteil liegt darin, dass so gut wie kein Schlamm mehr in der Baugrube verbleibt und die Unterwasserarbeiten der Taucher bei Sicht ausgeführt werden können, welches ein wesentlicher Qualitätsvorteil im Endergebnis der Unterwasserbetonsohle ist.

Im Zuge der Erweiterung der E6 zur Verkehrsentlastung der Innenstadt war der Bau eines Autotunnel notwendig zur Unterquerung der Hafenzufahrt zum Trondheimer Hafen. Der Tunnelbau ist in 5 Abschnitte unterteilt worden, wobei der tiefste Teil ca. 16,0m unter Bodenniveau lag. Die Wassertiefe lag in Abhängigkeit der Gezeiten bei ca. 14,0m. Insgesamt wurden hier bis Dezember 2007 etwa 7.200,00m³ Unterwasserbeton bis zu einem maximalen Gefälle von 6,8% eingebaut.

Zeitfristen:

• Projektstart September 2006
• Freigabe der Hafenzufahrt 1.Juni 2008
• Abschluss der Bauarbeiten: 1.Dezember 2008
• Freigabe für den Autoverkehr voraussichtlich 2009

Einige Fakten um den Skansenløpet betongtunnel:

• Insgesamt 505,0m lang, offene Tunnelbauweise
• dazu kommen 115,0m westliche und 95,0m östliche Rampe
• Bauverfahren “cut and cover
• Spundwandverbau, längste Spundwand 22,0m mit 6,2to.
• Unterwasserbeton / Bodenplatte je 1,0m dick
• Wandstärke 80cm
• Deckenstärke 90cm
• Fahrbahnbreite 7,5m
• Tunnelinnenhöhe 4,9m
• Wasserhöhe über dem Tunnel in Abhängigkeit der Gezeiten zwischen 3,5 und 4,5m

Herausforderungen am Projekt:

• Geologischer Bestand
• Betontechnologie
• Baustellentechnologie
• Auftriebsproblematik
• Skansen Eisenbahnbrücke (Kippbrücke von 1920 mit Holzfundamente)
• Brandsicherung
• Kulturdenkmale
• Verkehrsabwicklung
• Private und Industrielle Anlieger

Unterhalb des Rheins wird von der RheinEnergie ein Versorgungstunnel, ein sogenannter Düker errichtet in dem u.a. Gas- und Telekommunikationsleitungen verlegt werden. Hierzu werden an den Ufern in Niehl die Start- und in Mühlheim die Zielgrube ausgehoben. Von der Startgrube wird die Rheinunterführung bis zur Zielgrube gebohrt.

Um eine trockene Baugrube zu erhalten, sind die Taucher der AQUA-NAUTIK GmbH beauftragt, die Unterwasserbetonsohlen zu erstellen. Zu diesem Zweck muss nach einer Aushubkontrolle die IST-Tiefe per Lot-Plan ermittelt werden. Stimmen hier die Sollvorgaben nicht, muss weiter ausgeschachtet werden. Dies wird unterstützt, durch Spül- und Saugarbeiten in Verbindung mit dem Aushubbagger. Eine regelmäßige Überprüfung per Lot gewährleistet das Erreichen der SOLL-Tiefe.

Nach Erreichen der End-Tiefe werden die seitlichen Anschlussbereiche an der Start-Baugrube per Hochdruck von Verunreinigungen gesäubert. Mit der Reinigung erreichen die Taucher, dass zwischen Spundwand und Betonsohle kein Grundwasser hochgedrückt werden kann. Ist der Grundwasserspiegel in der Baugrube zu hoch, besteht außerdem die Gefahr, dass die Betonsohle vom Grundwasser hochgedrückt wird. Durch die Rückverankerung mit GEWI- Anker, werden die Auftriebskräfte abgeleitet und die Unterwasserbetonsohle hält stabil Ihre Position.

Im Vergleich zu den Arbeiten an der Startgrube, muss man den Einsatz in der Zielgrube schon als außergewöhnlich bezeichnen. Schon die Vorgaben sind nicht mit denen der Startgrube zu vergleichen. Eine erste Aushubkontrolle ergab eine IST-Tiefe von 13,5 m im Randbereich und 17,5 m mittig der Baugrube. Um eine SOLL-Tiefe von 23,50 m ab Grubenoberkante zu erreichen, muss hier noch einiges an Aushub bewegt werden. Wenn die SOLL-Tiefe erreicht ist, kann die Unterwasserbetonsohle erstellt werden.

Die Zielgrube mit einem  Durchmesser von 11 m, besteht aus 44 Bohrpfählen und wird durch einen ersten Tauchgang inspiziert. Es werden große Überhänge an den Bohrpfählen gefunden, die eine große Gefahr für die Ausführung der Unterwasserarbeiten bedeuten. Unvorhersehbares Lösen und herab fallen der Überhänge bedeutet unnötige Gefahr für die Einsatztaucher. Die Beseitigung der Überhänge an den Bohrpfählen ist nur mit Höchstdruck über 1000 bar zu schaffen.

Weitere Tauchgänge, bei denen die GEWI-Anker von Suspension befreit werden, folgt später die Bestückung der GEWI-Anker mit Ankerplatten. Abschließend werden die GEWI-Anker auf Maß gebracht und eine letzte Kontrolle der Baugrubensohle vor der planmäßigen Betonage durchgeführt.

Schlussendlich begleitet die AQUA-NAUTIK GmbH das Lenzen der Baugrube, so dass der termingerechten Zielankunft der Vortriebsmaschine nichts mehr im  Wege stehen kann.

Diese Bauwerke unterziehen sich ständiger Kontrollen, um die Betriebsamkeit der Anlagen aufrecht zu erhalten.

Die Aufgaben der Taucher bestehen u.a. darin, den Zustand der Bauwerke zu dokumentieren oder ggf. Sandablagerungen zu beseitigen.

Diese Art der Unterwasserarbeiten werden in den verschiedensten Bereichen erforderlich, vorwiegend in der Herstellung des Feinplanum für den Unterwasserbeton.

Der Düker ist ein Kreuzungsbauwerk mit dem eine Wasser- oder Abwasserleitung als Unterquerungs-Druckleitung unter einem Geländeeinschnitt oder einem Hindernis (Bauwerk, Fluss, Bahngeleise etc.) hindurchgeführt wird. Diese können mehrere Hundert Meter lang sein.

Die Bauweise der Düker ist abhängig von den örtlichen Begebenheiten, da sich die Abflussverhältnisse einzelner Bäche und Gräben bei Hoch-, Mittel- und Niedrigwasserständen als auch die Kanalquerschnitte unterscheiden.

Der Düker besteht aus je einem Einlauf- und Auslaufbauwerk und dem dazwischen liegenden Dükerrohr. Der Querschnitt des Dükerrohres ist in der Regel kreis- oder rechteckförmig und muss bei einer Länge von 50 m bis 100m mindestens einen Durchmesser von 1,00 m besitzen, damit er begehbar ist. Die Dükerrohre wurden entweder in Stahlbauweise mit einem Korrosionsschutz aus Epoxidharzen bzw. Schleuderbeton oder in Betonbauweise hergestellt.

Düker an Bächen und Gräben mit großen Hochwasserabflüssen haben sogar Hoch- und Niedrigwasserrohre, um die Entwässerung jederzeit zu gewährleisten.