Neubau 2. Schleuse Wusterwitz Errichtung der Baugrube im natürlichen Dichthorizont www.wna-magdeburg.wsv.de Dipl.-Ing. Christian Puscher, Bundesanstalt für Wasserbau, Dienststelle Hamburg, Referat Geotechnik Nord Dipl.-Ing. Christian Jöckel, WNA Magdeburg, Sachbereichsleiter Schleusenbau

Gliederung 2 Bauausführung 1 Geotechnik Bauvertrag Geologischer Überblick Baugrundaufbau Eignung der dichtenden Schicht Durchlässigkeit (Dichtheit) Einstufung des Baugrundes nach DIN 1054 hydraulische Nachweise Auftrieb hydraulischer Grundbruch räumlicher Einfluss 2 Bauausführung Bauvertrag Baugrubenkonzept Herstellung der Baugrube Arbeitsschritte Pumpversuch Baugrube Druckentlastung Unterer Grundwasserleiter Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Lage der 2. Schleuse Wusterwitz Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Geologischer Überblick Urstromtal: Schmelzwasser- sedimente untergeordnet Geschiebemergel Schleuse Wusterwitz Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Geologischer Überblick Tiefenlage Tertiäroberkante Schleuse Wusterwitz Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Entstehung der dichtenden Schicht Schicht im Tertiär: Pflanzenreste Torf/Mudde Braunkohle/ Braunkohleschluff Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Baugrundaufbau Baugrunderkundung: 38 Rammkern bohrungen 71 Drucksondierungen 1135 Bodenproben (Bohrproben/Sonder- proben/Kernproben) Untersuchung des Grundwassers Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Baugrundaufbau Geotechnischer Längsschnitt Süd Obere Sande Wechsellagerung Mg/S Braunkohleschluff Untere Sande Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Baugrundaufbau Geotechnischer Längsschnitt Nord (Sand im Mg / Schleuse) Obere Sande Wechsellagerung Mg/S Braunkohleschluff Untere Sande Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Eignung der dichtenden Schicht Der Dichthorizont muss folgende Eigenschaften erfüllen: Geringe Wasserdurchlässigkeit des Materials Dichtende Schicht im gesamten Baugrubenbereich Ausreichende Tiefenlage/Auflasten für hydraulische Nachweise Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Wasserdurchlässigkeit Körnungsband Braunkohleschluff Masseanteil Siebdurchgang in % Korndurchmesser in mm Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Wasserdurchlässigkeit Berechnung nach Kaubisch mit Korndurchmesser d10 und Feinkornanteil p (Masseanteil der Fraktion mit d < 0,063 mm in %) k = 10 0,0005 p2 – 0,12 p – 3,59 p = 25 % → k = 5 x 10-7 m/s p = 70 % → k = 3 x 10-10 m/s Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Wasserdurchlässigkeit Durchlässigkeitsversuche Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Wasserdurchlässigkeit Dissipationstests (Drucksondierung) Braunkohleschluff (Bereich Oberhaupt, 2007) t50 t50 Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Wasserdurchlässigkeit Auswertung Dissipationstests kh ≈ 4 x 10-9 m/s kh ≈ 1 x 10-9 m/s Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Wasserdurchlässigkeit Angaben im Baugrundgutachten: - Abschätzung nach vorliegenden Korngrößenverteilungen aus Voruntersuchung k = 1 x 10-7 m/s bis 1 x 10-8 m/s (schwach durchlässig) - Angaben für k aus Baugrundgutachten nach neueren Untersuchungen für Wassermengenabschätzungen weit auf der sicheren Seite eher k < 1 x 10-8 m/s (sehr schwach durchlässig) Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Hydraulische Nachweise Sicherheit gegen Aufschwimmen Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Hydraulische Nachweise Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch nichtbindiger Boden bindiger Boden Aus Wudke/Witt: „Einfluss von Bodenwiderständen beim Hydraulischen Grundbruch“ Berechnungsvorschlag der BAW zur Nachweisführung des hydraulischen Grundbruchs in bindigen Böden Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Hydraulische Nachweise Teilsicherheitsbeiwerte in 2. Berichtigung (2007) der DIN 1054 geändert: 23 % Einstufung des Braunkohleschluffs als günstiger Baugrund - Konsistenz mind. steif, vorwiegend halbfest - überwiegend toniger Boden mit ausgeprägt bindigen Eigenschaften Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Hydraulische Nachweise Räumlicher Einfluss in den Baugrubenecken Potenzialdifferenz wird mit einem Formfaktor ψ multipliziert mit Formfaktor Baugrube ohne Formfaktor Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Hydraulische Nachweise Kammerbereich - Mindesteinbindung Dichtwand 3 m in den Braunkohleschluff - Mindesteinbindung bis NN +10 m - Potenzial oberer und unterer GW-Leiter bei NN +32,5 m NN +32,50m obere Sande BGS NN +20,70m NN +20,20m BkU μHGB = 0,81 μAuftrieb = 1,01 untere Sande Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Hydraulische Nachweise Kammerbereich, wie vor, aber Potenzial unterer GW-Leiter NN +30,5 m NN +32,50m obere Sande BGS NN +20,70m NN +20,20m BkU untere Sande μHGB = 0,72 μAuftrieb = 0,94 NN +30,50 m Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Hydraulische Nachweise Unterhaupt - BGS NN +18,65 m - Potenzial untere Sande NN +28,4 m (Druckentlastung) - Potenzial obere Sande NN +30,5 m aus Messung + Vorhaltemaß Nur räuml. Anteil mit  multiplizieren NN +30,50m 26,99 m obere Sande BGS NN +18,65 m 0,91 m (3,4 %) NN +18,15m BkU 26,08 m untere Sande μHGB = 0,97 (0,86) μAuftrieb = 0,94 NN +28,40 m Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Gliederung 1 Geotechnik Geologischer Überblick Baugrundaufbau Eignung der dichtenden Schicht Durchlässigkeit (Dichtheit) Einstufung des Baugrundes nach DIN 1054 hydraulische Nachweise Auftrieb hydraulischer Grundbruch räumlicher Einfluss 2 Bauausführung Bauvertrag Baugrubenkonzept Herstellung der Baugrube Arbeitsschritte Pumpversuch Baugrube Druckentlastung Unterer Grundwasserleiter Neubau 2. Schleuse Wusterwitz – Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf und Bauzeitenplan Bauvertrag Bauablauf und Bauzeitenplan Bauvertrag am 05.06.2008 geschlossen Auftraggeber: WNA Magdeburg Auftragnehmer: Arge Neubau Schleuse Wusterwitz Heitkamp / Bauer / Bunte Bauinvestition: rd. 63 Mio. € Wesentliche Termine: Baubeginn: Herbst 2008 Geplante Fertigstellung: 1. Bauabschnitt: Sommer 2012 2. Bauabschnitt Sommer 2013 Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Abmessungen / Konzept Nutzlänge 190 m Nutzbare Breite 12,50 m Drempeltiefe 4,0 m Hubhöhe max. 4,75 m Hydraulisches System Seitenfüllsystem mit Längskanälen Baustoff Stahlbetonbau – im Kammerquerschnitt offener Rahmen Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Baugrubenkonzept der Ausschreibung 600 m Baugrubenumschließung Zweiphasenschlitzwand D = 80 cm in C20/25 3 m Einbindung in Braunkohle- schluff, bis 33 m unter GOK ca. 1.400 Verpressanker in bis zu 4 Lagen, Verpresslängen bis 36 m ca. 80.000 m³ Bodenaushub Baugrubentiefe bis 14,85 m OK BKS Schnitt Kammer Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bau – Soll Baugrube Nebenangebot: Dichtwand mit eingestellter Spundwand Unterschiede: Einphasen - Dichtwand mit eingestellter Spundwand, D = 80cm Spundwand bis L = 21,50 m, Profile PU 28+1 und L 606, insgesamt etwa 2000 t Stahl Draufsicht Unterhaupt Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube - Herstellen der Leitwand Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube - Aushub Schlitz Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube – Überwachung Aushub Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube – Fertiger Stich Dichtwandlamelle Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube – Spundbohlen mit Ankertöpfen Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Dichtigkeitsprüfung Baugrube - Pumpversuch Höhen in [mNN] 1. Absenkung Baugrube (37 h) 29,41 28,43 26,82 Δh1 = 1,61 m 2. Beharrungs- zustand (12 h) 1 cm/h Q1 = 21 m³/h Δh2 = 10,28 m 3. Wiederanstieg bei Δh = 1,61 m (13 h) 18,15 Q2 = 42 m³/h oder 0,9 l/s*1000 m² 4. Auswertung für Endaushub Baugrube dicht Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube - Anker A-Lage 3,0 m unter GOK / 30,50 mNN 483 Anker / 11.147 m Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube - Aushub Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube - Anker B bis D-Lage B - Lage 9,0 m unter GOK / 24,50mNN 811 Anker / 18.716 m Unterhaupt C - Lage 11,0 m unter GOK / 22,50mNN 75 Anker / 1.766 m Unterhaupt D-Lage 12,0 m unter GOK / 21,50mNN 75 Anker / 1.859 m Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube – Endaushub und Filtereinbau Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Druckentlastung Unterer Grundwasserleiter Randbedingungen Gelände ca. 33,50 mNN Aushub Unterhaupt 18,65 mNN Aushub Kammer 20,70 mNN Unterkante Braunkohleschluff ca. 3 mNN Druckpotential Unterer Grundwasserleiter ca. 29,50 mNN erforderliche Druckentlastung auf 28,40 mNN Absenkziel 25,00 mNN Längsschnitt Unterhaupt Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Druckentlastung Unterer Grundwasserleiter Maßnahmen 6 Wochen mit 13 Brunnen Absenkziel im Brunnen ca. 14 mNN Überwachen mit Druckaufnehmern inkl. Alarmwerten zusätzlich manuelle Messung alle drei Stunden Referenzbrunnen Pumpenwache, Ersatzpumpen und Notstromaggregat durchgehend vor Ort Möglichkeit Teilflutung der Baugrube Ende Druckentlastung nach Betonage Sohle Unterhaupt Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube - Fertige Baugrube Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg

Bauablauf Baugrube - Fertige Baugrube Weitere Informationen: www.wna-magdeburg.wsv.de Neubau 2. Schleuse Wusterwitz - Baugrube Christian Puscher, BAW Hamburg / Christian Jöckel, WNA Magdeburg