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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 Inhalt

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Mark, Peter Immer schneller Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 151 Editorial

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Fingerloos, Frank; Jedamzik, Heinz-Werner; Kranzler, Thomas Zur Planung und Ausführung von Ziegeldecken nach neuer DIN 1045-100 mit Eurocode 2 Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 152-168 Fachthemen

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Ziegeldecken (früher auch als “Stahlsteindecken” bezeichnet) bestehen aus Deckenziegeln, Betonrippen und Betonstahl, deren Zusammenwirken im Verbund zur Aufnahme der Schnittgrößen erforderlich ist. Ziegeldecken weisen gegenüber vergleichbaren Vollplatten aus Ortbeton geringere Eigenlasten und teilweise günstigere bauphysikalische Eigenschaften auf. Sie sind relativ einfach auf der Baustelle zu verlegen, zu bewehren und auszubetonieren. Sie eignen sich daher auch besonders gut beim Bauen im Bestand. In der Regel werden Ziegeldecken heutzutage jedoch als vorgefertigte Deckenelemente im Neubau verlegt. Ende 2011 wurde eine überarbeitete Ausgabe DIN 1045-100: “Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 100: Ziegeldecken” herausgegeben. Diese wurde zusammen mit dem Eurocode 2 im Juli 2012 bauaufsichtlich in Deutschland eingeführt. Im folgenden Beitrag wird auf die Überarbeitung der normativen Regeln für Ziegeldecken und auf ihre Bemessung und Ausführung eingegangen.

Design and construction of clay block floor plates in accordance with new DIN 1045-100 and Eurocode 2
Floor plates made with clay blocks (formerly also referred to as “reinforced block slabs”) consist of special clay blocks for floors, concrete ribs and reinforcing steel. These three components form a bond that is necessary to take up the internal forces. Compared to solid cast-in-place slabs, clay block floor plates have a lower self weight and, to a certain extent, more favorable thermal characteristics. It is relatively easy to lay the clay blocks on a formwork, to reinforce and to concrete the ribs. They are thus particularly suitable for modernizing and upgrading existing buildings. Nowadays in general brick clay block floor plates are installed as precast floor elements in new construction projects.
At the end of 2011 a revised standard DIN 1045-100: Design and construction of reinforced concrete and prestressed concrete structures - Part 100: Brick floors has been published in order to be introduced in Germany together with Eurocode 2 in July 2012. The following paper gives an overview about the overwork of the standard rules for clay block floor plates and about their design and construction.

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TioCem - bessere Luft für Dortmund Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 168 Aktuell

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Brückner, Anett; Wellner, Sabine; Ortlepp, Regine; Scheerer, Silke; Curbach, Manfred Plattenbalken mit Querkraftverstärkung aus Textilbeton unter nicht vorwiegend ruhender Belastung Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 169-178 Fachthemen

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Aufbauend auf den Ergebnissen des SFB 528 “Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung” wurde in einem DAfStb-Forschungsvorhaben die Querkrafttragfähigkeit von textilbetonverstärkten Plattenbalken unter nicht vorwiegend ruhender Beanspruchung untersucht. Im Sinne einer Machbarkeitsstudie wurden insgesamt drei Plattenbalken statisch belastet und sieben einer Schwellbelastung mit zwei Millionen Lastwechseln mit einem Dauerlastanteil von 80 % und einer Schwingbreite von 30 % - beides bezogen auf die Gebrauchslast - unterzogen. Es wurden unverstärkte Referenzbalken und mit Textilbeton verstärkte Probekörper getestet. Um ein Querkraftversagen der verstärkten sowie der nicht verstärkten Plattenbalken zu erreichen, wurde die Stahlbügelbewehrung auf die Mindestbewehrung reduziert. Als Verstärkungstextil wurde ein Multiaxialgelege aus Carbonfasern verwendet. Die umfangreiche Bestückung mit Messmitteln und die Kombination verschiedener Messmethoden ermöglichte sowohl die Beobachtung des globalen Strukturverhaltens als auch lokaler Effekte. Im vorliegenden Aufsatz werden die Versuche beschrieben und die wichtigsten Ergebnisse vorgestellt.

T-beams strengthened with TRC under non predominantly static loading
Based on the results of the DFG Collaborative Research Center 528 “Textile Reinforcements for Structural Strengthening and Repair”, the shear resistance of T-beams strengthened with textile reinforced concrete (TRC) was investigated under non predominantly static loading in a research project funded by the DAfStb. For the purpose of a feasibility study T-beams were performed in 3-point bending tests. Three beams were loaded statically and seven beams cyclically. During two million cycles, the continuous part of the load mounted to 80 % of the service load; the stress range made up ± 15 % of this value. We tested unreinforced reference beams and with TRC reinforced specimens. To achieve a shear failure, the steel stirrups were reduced to the minimum reinforcement. A multiaxial fabric made of carbon fibres was used as strengthening reinforcement. The extensive use of measuring instruments and the combination of different measurement methods allowed the observation of both the global structural behaviour as well as local effects. In this paper, the experiments and main results are described.

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Heidolf, Thorsten; Eligehausen, Rolf Bemessungskonzept für wärmedämmende Plattenanschlüsse mit Druckschublagern Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 179-187 Fachthemen

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Plattenanschlüsse sind in der Praxis gängige Konstruktionselemente zur Vermeidung von Schimmelpilz und zur Gewährleistung erhöhter bauphysikalischer Anforderungen. Derartige Elemente bestehen in der Regel aus Stahlzug- und Stahlquerkraftstäben sowie aus Beton- bzw. Stahldrucklagern. Beim Halfen-Iso-ElemenT HIT-HP/HIT-SP wurde das statische System weiterentwickelt und die Querkraftstäbe und Drucklager durch Druckschublager aus faserverstärktem Hochleistungsmörtel ersetzt.
Im vorliegenden Beitrag werden ausgewählte Ergebnisse der experimentellen und numerischen Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten von Plattenanschlüssen mit Druckschublagern vorgestellt. Hierbei wird insbesondere auf die verschiedenen Versagensarten sowie das entwickelte Bemessungskonzept eingegangen.

Design concept for load bearing thermal insulation elements with compression shear bearings
In practice slap connections are common structural elements to prevent mould fungus and to ensure increased structural physical requirements. Such elements are usually made of steel tension bars and steel shear bars and compression bearings made of concrete or steel. The Halfen-Iso-ElemenT HIT-HP/HIT-SP the static system was further developed and the shear bars and compression bearings were replaced with compression shear bearings made of high-performance fiber-reinforced mortar.
In this paper selected results of experimental and numerical investigations of the structural behaviour and deformation behaviour of slap connections with compression shear bearings are presented. In particular, the different failure modes and the developed design method are described.

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Vorwagner, Alois; Burtscher, Stefan L.; Grass, Günter Effizientes Vorspannen von CFK-Lamellen Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 188-197 Fachthemen

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Tragwerksverstärkungen sind häufiger erforderlich, damit werden effiziente Verstärkungsmethoden immer wichtiger. Schlaff auf die Betonoberfläche aufgeklebte kohlefaserverstärkte Lamellen (CFK) sind mittlerweile in der Bauwirtschaft etabliert. Dieser Beitrag behandelt das Verfahren von in Betonschlitze geklebten und vorgespannten CFK-Lamellen (engl. Prestressed Near Surface Mounted, kurz: PNSM). Diese neue Technologie ermöglicht es, eingeschlitzte CFK-Lamellen nicht nur im schlaffen, sondern auch im vorgespannten Zustand zu verwenden, wodurch die mechanischen Eigenschaften von CFK-Lamellen optimal genutzt werden können. Darüber hinaus kann durch Aktivierung des Eigengewichtes und durch ein verbessertes Verformungs- und Rissverhalten verstärkter Bauteile die Praxistauglichkeit wesentlich gesteigert werden.
Früher war der Spannvorgang sehr aufwendig und es wurden teure Verankerungen am Bauwerk belassen. Diese mussten zudem über die gesamte Nutzungsdauer zuverlässig vor Korrosion geschützt werden. Mit der Composite Wedge-Technik wurde eine temporäre Spannvorrichtung entwickelt, die die Vorspannkräfte innerhalb der Betondeckung durch Keiltechnik rasch und einfach aufbringt. Für den Endzustand wird die Verstärkungsmaßnahme mit einer Klebeendverankerung aus einer Epoxidharz-Quarzmischung dauerhaft abgeschlossen. So werden keine korrosionsgefährdeten Komponenten ins Bauwerk eingebracht und Kostenvorteile geschaffen, da die für den Spannvorgang temporär eingesetzten Keile wiedergewonnen werden.
Die Vorspannvorrichtung und Verstärkungsmethode mit Klebeendverankerung wurden im Rahmen des Forschungsprojekts “Tragwerksverstärkungen mit vorgespannten eingeschlitzen CFK-Lamellen” an der TU Wien entwickelt und im Rahmen von zahlreichen Versuchen getestet.

Efficient Prestressing of FRP-Strips
Strengthening of structures is an emerging engineering field, and requires an efficient strengthening method. Strengthening with pre-stressed near surface mounted (PNSM) carbon fibre reinforced polymers (CFRP) is a powerful technique, where CFRP-strips are placed and pre-stressed in a groove within the concrete cover. The utilisation of CFRP can be increased and the advantages of PNSM are as follows: the activation of dead loads, a better performance for deflection as well as cracks, an improved bond behaviour and protection of the strip against impacts. On the other hand the pre-stressing action is very elaborate, and often very expensive anchorages have to remain at the structure, which have to be protected against corrosion. By using the Composite Wedge-Technique a pre-stressing unit for the PNSM-Method was developed, which operates within the concrete cover and uses the wedge technique. The pre-stressing-force can be applied fast and simple and the device is removed after the strip was glued in the groove. As a final step, the pre-stressing device will be removed and a permanent bond anchorage made of epoxy reisin will be implemented. No corrosive anchoring parts remain at the structure, the method is very durable and efficient and furthermore anchorage costs are diminished.
The pre-stressing device and strengthening method were developed and tested within the scope of the research project “Strengthening with pre-stressed near surface mounted CFRP-Strips” conducted at Vienna University of Technology.

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Schwabach, Enrico Bauausführung von Betontragwerken nach DIN EN 13670 und DIN 1045-3 - Auswirkungen auf die Praxis Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 198-205 Berichte

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Die Übernahme der wesentlichen Eurocodes in die Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen des DIBt und das Zurückziehen der entsprechenden nationalen Regelungen wurde im Dezember 2011 auf den Weg gebracht. Darin wird eine Reihe nationaler Bemessungsregeln durch Eurocodes ersetzt. Bezogen auf den Betonbau wird der Eurocode 2 für den Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonbau zusammen mit der europäischen Norm für die Ausführung von Tragwerken aus Beton DIN EN 13670 in Deutschland bauaufsichtlich eingeführt. Das neue Regelwerk für die Bauausführung setzt sich aus der DIN EN 13670 und den zugehörigen nationalen Anwendungsregeln DIN 1045-3 zusammen. Beide Normen zusammen lösen seit dem 1. Juli 2012 die bisher allein gültige nationale Norm für die Bauausführung DIN 1045-3 aus dem Jahr 2008 ab. Der Beitrag erläutert, inwiefern für die Baupraxis in Deutschland relevante Änderungen zu den bekannten Regeln bestehen.

Execution of concrete structures according to DIN EN 13670 and DIN 1045-3
The process of implementing the significant Eurocodes into the List of Technical Building Regulations of the DIBt was set in motion in Dezember 2011. This replaces a wide range of national codes by Eurocodes. In the case of concrete structures in Germany the Eurocodes 2 for design and construction is implemented in combination with the new European code for the Execution of concrete structures DIN EN 13670 and the national application rules DIN EN 1045-3. This article explains the relevant amendments to the previously known rules for the execution of concrete structures.

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Energie sparen mit einem System, das schon die alten Römer kannten Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 205 Aktuell

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 3/2013 Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 207-211 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Persönliches
Nachruf auf Hans Luber (Hans-Ulrich Litzner, Berlin)

Nachrichten
Ehrendoktortitel für Prof. Konrad Bergmeister
20 Jahre Ingenieurakademie Bayern. Günter-Scholz-Fortbildungswerk feiert Jubiläum
Erfolgreicher 21. Bayerischer Ingenieuretag. Vorträge von Prof. Dr. Klaus Tö und Joachim Herrmann sowie Verleihung des Ingenieurpreises 2013

Bücher
Stahlbetonbau in Beispielen. Teil 1: Bemessung von Stabtragwerken. Von Avak, Conchon, Aldejohann. (Prof. Josef Hegger, RWTH Aachen)
Unified Theory of Concrete Structures. Von Th. T. C. Hsu, Y.-L. Mo. (Richard Friedrich, Erlangen)

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Beton- und Stahlbetonbau 3/2013 212-214 Veranstaltungskalender

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Auxiliary measures in tunnelling / Bauhilfsmaßnahmen im Tunnelbau Geomechanics and Tunnelling 3/2013 Cover Picture

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During the advance of the Gotthard Base Tunnel, the members of the AlpTransit Gotthard AG had to face various challenges due to unforeseen ground conditions. In section Sedrun West the team had to face the sudden access of water of up to 13 l/s. Two tunnel jumbos were used for drilling grouting holes, arranged so that they would enter the fault zone at right angle. (pp. 215 to 245).
Der Vortrieb des Gotthard Basis Tunnels stellte die Mitarbeiter der AlpTransit Gotthard AG an mehreren Stellen aufgrund unvorhersehbarer Baugrundverhältnissen vor Herausforderungen. Im Abschnitt Sedrun Süd West musste das Team den unerwarteten Wasserzutritt in Mengen bis zu 13 l/s stoppen. Zwei Vortriebsjumbos wurden für die Injektionsmaßnahme eingesetzt. Das Ziel war, einen zuflussreduzierenden Injektionsschirm zu erstellen, senkrecht zur Störzone. (S. 215 bis 245)

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Content: Geomechanics and Tunnelling 3/2013 Geomechanics and Tunnelling 3/2013 185 Content

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Anagnostou, Georg; Ehrbar, Heinz Auxiliary measures in tunnelling / Bauhilfsmaßnahmen im Tunnelbau Geomechanics and Tunnelling 3/2013 186-187 Editorial

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News: Geomechanics and Tunnelling 3/2013 Geomechanics and Tunnelling 3/2013 188-196 News

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• Closer cooperation on sprayed concrete technology in tunnelling and mining / Engere Zusammenarbeit zum Einsatz von Spritzbeton im Tunnel- und Bergbau
• Underground metro tunnels in Wuxi completed / Vortrieb der U-Bahn ist in Wuxi beendet
• Milan metro double / Milan Metro: Zeitgleicher Durchbruch
• Koralmtunnel: Start of the second TBM / Zweite Tunnelvortriebsmaschine im Koralmtunnel gestartet
• Progress on the Alb ascent on the new line Wendlingen-Ulm / Baufortschritte am Albaufstieg der Neubaustrecke Wendlingen-Ulm
• Simem Spa and Putzmeister Group agreed to join forces / Simem Spa und Putzmeister Group vereinigen ihre Kräfte
• Second tunnel completed at the Limmern hydropower plant / Zweiter Stollen für Wasserkraftwerk Limmern vollendet
• Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling / Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

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Cassani, Giovanna "Val Fortore State Road 212" - Excavation of tunnels in structurally complex formations / "Staatsstraße 212 Val Fortore" - Tunnelvortrieb in baulich komplexen Formationen Geomechanics and Tunnelling 3/2013 197-214 Topics

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The arrival of the ADECO-RS approach in the field of tunnelling made a substantial contribution to the process of industrialising conventional excavation. In this paper, the author illustrates the main issues addressed in the design for the construction of four different tunnels along the new Val Fortore State Road 212 with special regard to face reinforcement and forepoling. The tunnel excavation mainly passes through the clay-marl and calcareous-marl flysches of the Lagonegresi Unit (Flysch Rosso) with a shallow overburden (< 15 m), a geological formation particularly suitable for face reinforcement using fibre glass structural elements. A serious face collapse occurred during excavation of the Cerzone Tunnel in September 2008, causing a crater to open at the surface. Works were suspended and a new design for tunnel advance was drawn up according to the ADECO-RS approach with a substantial review of face reinforcement dimensioning. The new project enabled excavation to resume without difficulty and with limited deformation.
Das Aufkommen der ADECO-RS-Methode auf dem Feld des Tunnelvortriebs hat einen wesentlichen Beitrag zum Prozess der Industrialisierung des konventionellen Tunnelvortriebs geleistet. In diesem Beitrag werden die Hauptprobleme beim Entwurf und beim Bau von vier Tunneln entlang der neuen Staatsstraße 212 Val Fortore dargestellt, unter besonderer Berücksichtigung der Ortsbruststützung und der Rohrschirmsicherung. Der Tunnelvortrieb verläuft hauptsächlich in den Ton-Mergeln und Kalkstein-Mergeln der Flyschzone der Lagonegrese Einheit (Roter Flysch) mit einer niedrigen Überdeckung (< 15 m), eine geologische Formation, die besonders geeignet ist für eine Ortsbruststützung mit glasfaserverstärkten Verankerungselementen. Bei den Vortriebsarbeiten des Tunnels Cerzone kam es im September 2008 zu einem Ortsbrustversagen, bei dem es zu einem Tagebruch mit einem Krater an der Geländeoberfläche kam. Die Arbeiten wurden unterbrochen und ein neuer Entwurf für den Tunnelvortrieb mit der ADECO-RS-Methode erstellt, mit einer grundlegenden Überarbeitung der Dimensionierung der Ortsbruststützung. So wurde eine Fortsetzung des Vortriebs ohne Schwierigkeiten und mit begrenzten Verformungen ermöglicht.

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Ehrbar, Heinz; Wildbolz, Adrian; Priller, Anton; Seiler, Alfred Grouting works at the Gotthard Base Tunnel / Injektionsmaßnahmen am Gotthard-Basistunnel Geomechanics and Tunnelling 3/2013 215-245 Topics

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In long, deep tunnels, it is not possible to completely investigate the ground conditions along the future alignment in advance. Unexpected ground conditions and fault zones thus have to be accepted as residual risks and overcome by suitable measures. This is also the situation at the Gotthard Base Tunnel (GBT), which is 57 km long with overburden depths of up to 2.350 m. The main contracts included items for systematic advance probing from the tunnel and provided a catalogue of suitable additional measures. These measures were intended to detect and overcome unforeseen ground conditions.
During the advance of the GBT, grouting measures had to be called on in three cases. In two of these cases, a trapped TBM had to be freed using ground improvement measures (Amsteg West and Faido West). In the south drive of the Sedrun west bore, water inflow into the tunnel had to be reduced to prevent damage to the nearby Nalps dam caused by draining of too much water from the rock mass. The common experience from all three events and the resulting conclusions are described.
The AlpTransit Gotthard AG is the client for the new Gotthard rail axis through the Alps, including the Gotthard und Ceneri Base Tunnels. The company is a subsidiary of Swiss Railways SBB founded in 1998 and employs about 180 employees at the head office in Lucerne and the branch offices in Altdorf, Sedrun, Faido and Bellinzona.
Bei langen, tiefliegenden Tunnelbauwerken ist es mit wirtschaftlich vertretbaren Mitteln nicht möglich, den Baugrund längs der künftigen Achse vorgängig vollständig zu erkunden. Unerwartete Baugrundverhältnisse und Störzonen müssen deshalb als Restrisiko akzeptiert und mit geeigneten Maßnahmen beherrscht werden. Auch beim 57 km langen Gotthard Basistunnel (GBT) mit Überlagerungshöhen bis zu 2.350 m war diese Ausgangslage anzutreffen. In den Werkverträgen der Hauptlose waren systematische Vorauserkundungen aus den Vortrieben und ein Katalog geeigneter Bauhilfsmaßnahmen vorgesehen. Mit diesen Maßnahmen sollten unvorhergesehene Baugrundverhältnisse erkannt und gemeistert werden.
Während des Vortriebs des GBT musste in drei Fällen auf Injektionsmaßnahmen zurückgegriffen werden. In zwei Fällen galt es, eine blockierte TBM mittels gebirgsverbessernden Maßnahmen freizulegen (Amsteg West und Faido West). Im Südvortrieb der Weströhre Sedrun mussten die Wasserzuflüsse zum Tunnel derart reduziert werden, dass eine Beschädigung der nahe gelegenen Bogenstaumauer Nalps, als Folge zu großer Wasserentnahmen aus dem Gebirge, verhindert werden konnte. Die gemeinsamen Erkenntnisse aus allen Ereignissen und die daraus zu ziehenden Schlussfolgerungen werden dargestellt.
Die AlpTransit Gotthard AG ist Bauherrin der neuen Eisenbahn-Alpentransversale Achse Gotthard mit den Basistunneln am Gotthard und Ceneri. 1998 gegründet, beschäftigt die Tochtergesellschaft der SBB am Hauptsitz in Luzern und an den Außenstellen in Altdorf, Sedrun, Faido und Bellinzona rund 180 Mitarbeitende.

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Orth, Wolfgang; Müller, Benno Temporary watertight connection of excavations to existing buildings and temporary waterproofing of structures by ground freezing / Temporäre wasserdichte Anbindung von Baugruben an Bestandsbauwerke und temporäres Abdichten von Bauwerken durch Baugrundvereisung Geomechanics and Tunnelling 3/2013 246-260 Topics

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The ground freezing technique is used not only to stabilise soil but also for sealing excavations and tunnels below groundwater level. As it can be applied in various soil types and controlled very well by temperature measurement, it can be used as a planned measure as well as to remedy leaking excavations. The paper gives an overview of the general function and special features of ground freezing for sealing purposes, and three completed examples are presented.
Das Gefrierverfahren wird nicht nur zur Stützung, sondern teilweise auch allein zur Abdichtung von unterirdischen Hohlräumen unter Grundwasser angewendet. Aufgrund seiner großen Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Bodenarten und der guten Kontrollierbarkeit eignet es sich dabei nicht nur für den a priori geplanten Einsatz, sondern auch zur nachträglichen Sanierung undichter Baugruben. Der Bericht behandelt neben der Wirkungsweise und den allgemeinen Merkmalen des Verfahrens die Besonderheiten bei der Verwendung zu Abdichtungszwecken und stellt hierzu drei ausgeführte Fälle vor.

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Kogler, Kurt Grouting technology in tunnelling / Injektionstechnik im Tunnelbau Geomechanics and Tunnelling 3/2013 261-273 Topics

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Grouting technology has a long tradition in tunnelling. These specialised works are always available when a tunnel encounters difficult ground conditions, fault zones or areas of heavy water inflow. This article gives an overview of grouting processes in combination with the various tunnelling methods and categorises various processes according to the purpose of grouting or the prevailing conditions on site. An understanding of the manifold drilling technologies, material properties and grouting processes is the most important precondition for the successful application of grouting works. A few selected projects serve as examples for the application of grouting technology in modern tunnelling.
Die Injektionstechnik im Tunnelbau hat eine lange Tradition. Sie kommt als Spezialgebiet immer dann zur Anwendung, wenn es darum geht, schwierige Gebirgsverhältnisse, Störzonen oder Bereiche mit großem Wasserandrang zu durchörtern. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die Anwendung von Injektionsverfahren im Zusammenhang mit den verschiedenen tunnelbautechnischen Vortriebsmethoden, sowohl in Lockermaterial als auch im Festgestein, sowie eine Zuordnung der einzelnen Verfahren nach Injektionsziel oder vorhandenen Randbedingungen. Die Kenntnisse über die vielfältigen Bohrtechniken, Materialeigenschaften und Injektionsverfahren sind dabei die wichtigsten Voraussetzungen für eine erfolgreiche Ausführung von Injektionsarbeiten. Einige ausgewählte Projekte dienen als Beispiel für eine erfolgreiche Anwendung der Injektionstechnik im modernen Tunnelbau.

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Trunk, Ulrich; Winkler, Friedrich Jet grouting in tunnelling / Düsenstrahlverfahren im Tunnelbau Geomechanics and Tunnelling 3/2013 274-289 Topics

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In tunnelling, jet grouting may be used for excavation support ahead of the tunnel face in situations presenting scarce overburden or insufficient rock stability. This paper discusses jet grouting (JG) applications in which the jet grouted elements are produced from within the tunnel. Exhaustive data on soil composition is a necessary condition for choosing the most suitable method, dimensioning and planning.
Common applications are horizontal JG umbrella arches, JG columns reinforcing the side walls and waterproof inverts. Production sequence, column diameter, choice of tools, quality assurance and logistics must be matched to the specific boundary conditions for the execution of JG works from inside the tunnel. The range of possible solutions is here shown by presenting previous JG projects.
Das Düsenstrahlverfahren (DSV) wird im Tunnelbau z.B. zur Voraussicherung des Vortriebs bei geringer Überdeckung oder nicht ausreichender Standsicherheit des anstehenden Gebirges eingesetzt. Der Beitrag stellt Einsatzmöglichkeiten des Düsenstrahlverfahrens vor, bei denen die Düsenstrahlelemente aus dem Tunnel heraus hergestellt werden. Voraussetzung für die Wahl der geeigneten Methode, Dimensionierung und Planung sind ausreichende Baugrundinformationen. Ausgeführt werden vor allem horizontale DSV-Schirme, Säulen zur Verstärkung des Ulmengewölbes und Sohlabdichtungen. Herstellabfolge, Säulendurchmesser, Gerätetechnik, Qualitätssicherung und Logistik sind auf die besonderen Randbedingungen für die Ausführung der DSV-Arbeiten aus dem Tunnel abzustimmen. Die Bandbreite möglicher Lösungen wird anhand ausgeführter DSV-Arbeiten aufgezeigt.

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Diary of Events: Geomechanics and Tunnelling 3/2013 Geomechanics and Tunnelling 3/2013 290 Diary of Events

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Inhalt: geotechnik 3/2013 geotechnik 3/2013 Inhalt

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Richter, Thomas Ingenieurtätigkeit - mehr Freud als Leid? geotechnik 3/2013 135-136 Editorial

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Kauther, Regina; Herten, Markus; Montenegro, Hector; Odenwald, Bernhard Geotechnische und geohydraulische Aspekte beim Bau der Weserschleuse in Minden geotechnik 3/2013 137-146 Fachthemen

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Die Schleusenbauwerke des Wasserstraßenkreuzes in Minden genügen mit den derzeitigen Abmessungen nicht mehr den Anforderungen der Schifffahrt und erreichen zudem in absehbarer Zeit das Ende ihrer technischen Nutzungsdauer. Die in den 1910er-Jahren erstellte Schachtschleuse wird deshalb durch einen Neubau ersetzt, mit dessen Bau im Jahr 2010 begonnen wurde. Zur Minimierung der Verformungen der Schachtschleuse wurde auf der Westseite ein verformungsarmer Baugrubenverbau in Form einer überschnittenen Bohrpfahlwand und auf der Ostseite eine deutlich kostengünstigere Baugrubenböschung ausgeführt. Der Baugrubenverbau wurde kombiniert mit einer um die Baugrube umlaufenden Abdichtung im Quartär und einer Wasserhaltung im darunter anstehenden Fels. Beginnend mit der Projektbeschreibung, werden die wesentlichen Randbedingungen, der Baugrund, das Baugrubenkonzept und ausgewählte Aspekte der Interaktion zwischen Baugrund, Bauwerk und Grundwasser dargestellt.

The new Weser lock in Minden - geotechnical and geohydraulic aspects.
The dimensions of the existing ship lock at the waterway intersection in Minden do no longer meet the requirements of modern inland waterways. With an actual usage period of more than 90 years the technical lifetime of the existing lock has almost been reached thus replacement works started in 2010. In order to minimize deformations of the existing lock resulting of the adjacent excavation pit a secant pile wall was selected while ground conditions at the opposing side permitted a more cost-effective sloped excavation. The geological settings of a layered aquifer consisting of highly permeable quaternary sands above fractured clay bedrock demanded a cut-off wall in the shallow sediments and a drawdown scheme in the fractured bedrock. After describing the influence of site specific conditions on the excavation design some aspects of the interaction between ground, groundwater and structure are shown.

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Ruch, Clemens; Wirsing, Gunther Erkundung und Sanierungsstrategien im Erdwärmesonden-Schadensfall Staufen i. Br. geotechnik 3/2013 147-159 Fachthemen

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Der Erdwärmesonden-Schadensfall Staufen i. Br. zeigt in deutlicher Weise Gefährdungen auf, die bei stockwerksübergreifenden Erdwärmesonden-Bohrungen mit Potenzialunterschieden der angetroffenen Grundwasserstockwerke auftreten können. Durch Grundwasserströmung kam es im Ringraum der Erdwärmesonden-Bohrungen zu einem Austrag von Abdichtungsmaterial. Dies führte in einer oder mehreren Ringraumabdichtungen zum Misslingen der erforderlichen Stockwerkstrennung. Wasserzutritte in ehemals trockene, quell- und schwellfähige Gebirgsabschnitte verursachten das “Gipskeuperquellen”. Diese Wasserzutritte konnten durch schadensbegrenzende Maßnahmen (Nachverpressung der Erdwärmesonden, Dauerabsenkung des Druckwasserspiegels) unterbunden werden. In quellfähiges Gebirge eingedrungenes Wasser lässt sich jedoch weder mit hydraulischen noch anderen Maßnahmen rückgewinnen. Von daher werden die Geländehebungen so lange andauern, bis das eingedrungene Wasser durch den Quell-/Schwellprozess restlos aufgezehrt ist. Die eingeleiteten schadensbegrenzenden Maßnahmen zeigten Erfolg. Dadurch konnten die maximalen Hebungsgeschwindigkeiten von anfangs 11 mm/Monat auf derzeit ca. 3, 5 mm/Monat reduziert werden. Die Hebungsmessungen seit Herbst 2012 deuten darauf hin, dass die bisher zu beobachtende lineare Prozessverlangsamung nicht unverändert anhält. Durch eine Modellierung wurde deutlich, dass die Pumpmaßnahme zur Vermeidung von erneutem Auftrieb und weiteren Quellvorgängen fortgeführt werden muss.

Investigation and remediation strategies for the damaging event caused by failed borehole heat exchanger drillings in Staufen i. Br.
The effects of failed borehole heat exchanger drillings in the German town Staufen i. Br. show distinctly the hazards, which can arise from borehole heat exchanger drillings spanning multi groundwater storeys with potential difference of the penetrated groundwater storeys. Groundwater flow induced the discharge of annular sealing in the annulus of the borehole heat exchanger drilling. Under the encountered hydrological boundary conditions, this caused the failure of the required separation of the groundwater storeys in one or more annular sealing. Water influx in previously dry, swellable geological layers caused the so-called “Gipskeuperquellen” (swelling of the gypsum-containing Upper Triassic Grabfeld formation). This water influx could be suppressed by damage-limiting measures (post-grouting of the borehole heat exchanger, permanent groundwater lowering). It is not possible to reclaim water that ingressed into swellable geological layers neither by hydraulic nor by other measures. Thus, the ground heave will continue until the ingressed water is completely exhausted by the swelling process. The initiated damage-limiting measures succeed. As a result, the maximum heave rate has decelerated from 11 mm/month at the beginning to currently approximately 3.5 mm/month. Since autumn 2012, the ground heave measurements indicate, that the linear deceleration of the process observed until now does not continue unchanged. By modelling it became clear, that the groundwater pumping has to be continued to avoid more uplift and further swell processes. Experiences from the case Staufen i. Br. show impressively, that a thorough pre-investigation immediately followed by the initiation of defensive/control measures are absolutely necessary in case of damaging events caused by failed borehole heat exchanger drillings.

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