Despite the English description, the raise boring originated in Germany, where the first raise boring machine was developed by the engineer Bade in 1949. Today it is possible to bore diameters of more than 7 m and depths of more than 1,200 m with machines, which can apply tension forces of about 1,600 t and torques of about 1,100 kNm. The deepest shaft yet bored by the raise boring method has a depth of 1,260 m and a diameter of 7.10 m.
The raise boring method is purely mechanised and consists of two steps: Pilot boring and reaming. Depending on the rock hardness, the penetration rates range from 0.75 to 1.50 m/h for the pilot hole and between 0.20 and more than 2 m/h for the reaming, depending on geology and diameter. Modern guided drilling rigs can achieve an accuracy of about 0.1 m over 500 m (= 0.002%) for the pilot hole. Geological faults encountered drilling the pilot can be stabilised by grouting, and in some cases the use of plastic packers can be helpful. If collapses occur during enlargement, they have to be stabilised in a separate working step.
Even though the raise boring method has already been able to bore diameters of more than 7 m, there are shafts that cannot be bored by raise boring. But in this case a raise bored shaft can be used as a mucking shaft and the shaft enlarged to the final diameter by blasting without expensive shaft sinking machinery.
Trotz der englischen Bezeichnung liegen die Ursprünge des Raise Borings in Deutschland. Ingenieur Bade entwickelte bereits 1949 die erste Raise-Boring-Maschine. Heute ist man in der Lage, Durchmesser von mehr als 7 m und Tiefen von mehr als 1.200 m zu bohren mit Anlagen, die Zugkräfte von ca. 1.600 t aufbringen und Drehmomente von ca. 1.100 kNm bewältigen. Der tiefste Schacht, der bisher mit der Raise-Boring-Methode hergestellt wurde, hat eine Tiefe von 1.260 m und einen Durchmesser von 7,10 m.
Die Raise-Boring-Methode ist eine rein mechanische Ausbruchmethode und besteht aus zwei Arbeitsgängen: der Pilotbohrung und der Aufweitbohrung. Abhängig von der Gesteinshärte liegen die Bohrleistungen bei Pilotbohrungen zwischen 0,75 und 1,50 m/h und bei der Aufweitung, abhängig von Geologie und Durchmesser, zwischen 0,20 und mehr als 2 m/h. Mit den heutigen Zielbohrgeräten können Bohrgenauigkeiten bei der Pilotbohrung von ca. 0,1 m auf 500 m (= 0,002%) erzielt werden. Geologische Störzonen während der Pilotbohrung kann man mittels Injektionen stabilisieren; unter Umständen kann der Einsatz von Kunststoffpackern hilfreich sein. Bei Verbrüchen während der Aufweitbohrung müssen diese in einem separaten Arbeitsschritt stabilisiert werden.
Auch wenn mit der Raise-Boring-Methode bereits Durchmesser von mehr als 7 m gebohrt werden können, gibt es Schächte, deren Durchmesser mit dem Raise Boring nicht mehr hergestellt werden können. Mithilfe eines Raise-Boring-Schachts als Schutterschacht können solche Schächte ohne Installation von aufwendigen Schachtanlagen sprengtechnisch aufgeweitet werden.

High head hydropower plants can generate high electrical power at very short notice, or if equipped with pumps can also draw electricity from the distribution grid and store its energy very efficiently. In this way, hydropower plants can make an indispensable contribution to regulating the grid and the use of regenerative energy sources. Physically, this requires reservoirs at various altitudes connected through headraces.
In order to be able to use high head hydropower plants with longer headrace tunnels for the generation of electricity, surge tanks are needed to compensate the kinetic energy. A surge tank thus represents an interface between civil, mechanical and electrical engineering. The construction of new high head plants and particularly of pumped storage schemes, exploiting ever greater quantities of water and with increasingly stringent demands for flexibility, leads to additional criteria and requirements, which are explained in this article. The article describes also some specific designs of surge tanks in Austria.
Hochdruckwasserkraftanlagen können hohe elektrische Leistungen in kürzester Zeit bereitstellen oder bei zusätzlichen Pumpanlagen aus dem Netz abziehen und diese damit sehr effizient speicherbar machen. Damit leisten diese Anlagen einen unverzichtbaren Beitrag zur Netzregelung und Nutzung der regenerativen Energiequellen. Physikalisch sind dazu Speicher auf unterschiedlichen Höhen verbunden durch Triebwasserwege erforderlich.
Um nun Hochdruckwasserkraftanlagen mit längeren Stollen für die Erzeugung von elektrischem Strom betreiben zu können, sind zum Ausgleich der kinetischen Energie Wasserschlösser notwendig. Das Wasserschloss stellt dabei eine Schnittstelle zwischen Bauingenieurwesen, Maschinenbau und Elektrotechnik dar. Durch den Bau von neuen Hochdruckanlagen und insbesondere von Pumpspeicherkraftwerken mit steigenden Ausbauwassermengen und steigenden Anforderungen an die Anlagenflexibilität ergeben sich auch für die hydraulische Auslegung von Wasserschlössern zusätzliche Kriterien und Anforderungen, die in diesem Beitrag erörtert werden. Auch werden in diesem Artikel zusammenfassend spezifische Wasserschlossdesigns in Österreich dargestellt.

The extension of underground line U1 from Reumannplatz station to Oberlaa station, which includes construction lot U1/9, significantly enhances accessibility for local residents and workplaces, achieves optimal regional accessibility and improves connections to regional buses, a park & ride facility as well as easing the pressure on the Reumannplatz station. Starting from Reumannplatz, the U1 will increase by 4.6 km with five new stations in the forthcoming years. By 2017, it will be the longest underground line in Vienna (19.2 km).
Planning for construction preparation and the detailed design of construction lot U1/9 is being carried out by the planning group PCD - FCP - iC in cooperation with Architektengruppe AGU. PCD, the lead planning partner, is responsible for planning of the cut-and-cover method, whilst iC is responsible for the design of the mined tunnel sections. Preliminary geotechnical work, main geotechnical investigations and geotechnical support during construction were undertaken by the municipal department MA 29 (bridge construction and ground engineering). Project management incl. controlling and site supervision is done by the Client (Abteilung Bau, Planung und Projektmanagement of Wiener Linien). The design for obtaining the building permit in accordance with the Austrian railway law was carried out in 2009 and 2010 and approval was given in January 2011. Tenders were first drafted in 2010, and were published in the summer of 2011. The tender was awarded to the Strabag company. Construction started in the spring of 2012. Tunnel excavation commenced at the end of January 2014.
Die Verlängerung der U-Bahn-Linie U1 von der Station Reumannplatz bis zur Station Oberlaa, zu der auch der Bauabschnitt U1/9 gehört, dient der Erschließung von Wohnquartieren, der regionalen Erreichbarkeit, der Anbindung an die Regionalbusse, beinhaltet eine Park & Ride-Anlage und sorgt zusätzlich für eine Entlastung der Station Reumannplatz. Insgesamt wächst die U1 in den nächsten Jahren vom Reumannplatz ausgehend um 4,6 km und fünf Stationen. 2017 ist sie mit 19,2 km dann die längste U-Bahnlinie Wiens.
Die Planung des Bauabschnitts U1/9 wird durch die Planungsgemeinschaft PCD - FCP - iC in Zusammenarbeit mit der Architektengruppe AGU durchgeführt. PCD ist federführend zuständig für die Planung der offenen Bauweise. Für die Planung der geschlossenen Bauweise ist iC federführend verantwortlich. Die geotechnischen Vorarbeiten und Hauptuntersuchungen sowie die baubegleitende geotechnische Betreuung erfolgten durch die MA 29 Brückenbau und Grundbau. Die Aufgaben des Projektmanagements einschließlich Controlling und Steuerung sowie die örtliche Bauaufsicht werden vom Bauherrn selbst, durch die Abteilung Bau, Planung und Projektmanagement der Wiener Linien wahrgenommen. Die Planung für die eisenbahnrechtliche Baugenehmigung wurde in den Jahren 2009 und 2010 durchgeführt, der positive Bescheid wurde im Januar 2011 erteilt. Bereits im Jahr 2010 wurde mit der Planung der Ausschreibung begonnen, die im Sommer 2011 aufgelegt wurde. Den Zuschlag erhielt die Firma Strabag. Der Baubeginn erfolgte im Frühjahr 2012. Die Tunnelvortriebe wurden Ende Januar 2014 begonnen.

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Bei der Errichtung der Fundamente und Turbinen von Offshore-Windparks kommen überwiegend Jack-Up-Schiffe zum Einsatz, die sich mit mechanisch oder hydraulisch bewegten Beinsystemen aus dem Wasser heben können und dadurch eine feste Arbeitsplattform bieten. Im Gegensatz zu schwimmenden Installationsschiffen erhöht die Bein-Boden-Interaktion die Komplexität der Operation. Dieses Risiko kann jedoch mit einer Untergrundanalyse und der Erstellung eines sogenannten “Site Specific Assessments” standortspezifisch analysiert und damit minimiert werden.
Nach der Beschreibung der einzelnen Phasen eines typischen Jacking-Vorgangs werden im Rahmen des Artikels die wesentlichen Aspekte der geotechnischen Komponente eines Site Specific Assessments dargestellt. Darauf aufbauend werden maßgebende Lastfälle zur Ermittlung der Beinkräfte benannt sowie die erforderlichen Baugrunduntersuchungen mit anschließender Parameterableitung erläutert. Die Ermittlung der Bodentragfähigkeit und die darauf basierende Prognose der Beineindringung nach unterschiedlichen Verfahren werden ausführlich beschrieben. Dabei wird auch der häufig bei komplexen Bodenverhältnissen auftretende Effekt des sogenannten “Punch-Through”, des möglichen Durchstanzens der Schiffsbeine, und dessen Auswirkung auf das Nachweisverfahren vorgestellt.
Am Beispiel realer Nordseestandorte werden alle erforderlichen Bemessungsschritte dargestellt. Dabei wird insbesondere auf die Ermittlung von Bemessungsbodenprofilen und die Berechnung der Last-Setzungs-Kurven für die Schiffsbeine eingegangen. Auf dieser Basis werden die während des obligatorischen Vorbelastungsprozesses erwarteten Beineindringungen prognostiziert und mit Messdaten verglichen. Am Vergleich von Vorhersage und Messung der Eindringung werden maßgebliche Einflussparameter sowie eine CPT-basierte Korrekturmethode aufgezeigt.

Geotechnical Site Specific Assessment for offshore-wind jack-up vessels.
Jack-up vessels are widely used for installation of foundations and turbines during the construction of offshore-windfarms. Equipped with moveable legs, these vessels are able to elevate their hull out of the water and provide a stable work platform. At the same time the leg-soil-interaction increases the complexity of the operation which is reflected in the requirement to perform site specific assessments at any jacking location. Subsequent to the description of the phases of a typical jacking operation the article outlines the main components of the geotechnical part of a site specific assessment. The governing load cases are introduced and an overview of the required soil investigations is given. In the following the focus is set on the determination of the bearing capacity and the derivation of related leg penetrations for the jack-up vessel. Phenomena like the “punch-through” and their effect on the process are explained. For a typical North Sea windfarm with non-cohesive soils the accuracy of the leg prediction is shown by comparison to measured data and the major influencing parameters are discussed. Finally, a CPT-based correction method for the capacity of the upper soil layers is introduced.

The undrained bearing capacity of a group of three rigidly connected skirted foundations (tripod) under vertical, moment or combined vertical-moment loading is investigated. Three-dimensional displacement finite element analyses of a single footing are first presented in order to validate the numerical modelling procedure. Various loading paths are considered and comparisons with known solutions are made. Subsequently, a series of analyses of undrained loading on a three-footing group is presented. Different footing spacings and loading directions are considered. The predominant failure mechanisms for characteristic load combinations are determined and the calculated failure loads are presented in dimensionless and normalized form. Based on the numerical results, a unique normalized failure load surface is proposed which applies to all loading directions and footing spacings for a given skirt length to footing diameter ratio.

Undränierte Grenztragfähigkeit von Tripod-Gründungen mit Schürze unter außermittiger Belastung.
Die undränierte Grenztragfähigkeit einer Gruppe von drei starr miteinander verbundenen Gründungselementen (Tripods) unter Vertikallast, Momentenbelastung oder unter einer kombinierten Vertikal- und Momentenbelastung wird untersucht. Zunächst werden dreidimensionale Finite-Elemente-Berechnungen von einem einzelnen Gründungskörper präsentiert, um die numerische Modellierung zu validieren. Unterschiedliche Belastungspfade werden untersucht und mit bekannten Lösungen verglichen. Anschließend wird eine Reihe von undränierten Analysen mit allen drei Gründungskörpern eines Tripods vorgestellt. Variiert werden die Fundamentabstände und die Lastrichtung. Die vorherrschenden Versagensmechanismen werden für charakteristische Lastkombinationen bestimmt und die berechneten Grenztraglasten in dimensionsloser und normierter Form dargestellt. Basierend auf den numerischen Ergebnissen wird eine einzige normierte Grenzzustandskurve vorgeschlagen, welche auf alle Lastrichtungen und Fundamentabstände für ein gegebenes Verhältnis von Schürzenlänge zu Durchmesser der Gründungskörper anwendbar ist.

Im Erdbau werden zur Verdichtungsprüfung verschiedene Versuche eingesetzt, die dazu dienen, den anstehenden Untergrund oder das bereits vorbereitete Planum hinsichtlich der Verdichtung und der Steifigkeit zu beurteilen. Als Beispiel sei der statische Lastplattendruckversuch genannt, mit dem schnell und einfach durch punktuelle Messungen in situ auf die Steifigkeit des Unterbaus geschlossen werden kann. Die aus dem Versuch abgeleiteten Verformungsmoduln für Erst- und Wiederbelastung des Bodens gehen in die Bemessung von Fahrbahnen oder Rollfeldern von Flughäfen ein. Ein großer Einfluss auf die Versuchsergebnisse, der in der Praxis und auch im bestehenden Normenwerk kaum beachtet wird, ergibt sich aus einer Teilsättigung des Bodens, die in situ oft dem Regelfall entspricht. Aufgrund von Kapillareffekten können die Versuchsergebnisse des Plattendruckversuchs stark beeinflusst sein, was zur Fehleinschätzung der Verformungsmoduln Ev1 und Ev2 führen kann. Im Rahmen dieses Beitrags wird der Einfluss von Sättigungsgrad und Saugspannung auf die Verdichtungsprüfung des Bodens mit dem Plattendruckversuch diskutiert. Dafür werden die Ergebnisse von Lastplattenversuchen im Modellmaßstab an einem teilgesättigten Sand vorgestellt.

On the influence of partial saturation on the plate load test.
Different soil tests for compaction control are used in earthworks in order to assess the compaction degree and the loading stiffness of the subsoil or the prepared planum. An example is the static plate load test, which allows to derive quickly and easily the subsoil stiffness from punctual measurements. The obtained stiffness modules for first loading and reloading of the subsoil are used for the design of pavements of roads and air fields. A large influence, widely disregarded in practice and also by design codes, appears with unsaturated soils, which represent the regular case in the field. Due to capillary effects the results of the plate load test can be strongly influenced, which may lead to misinterpretation of the stiffness modules Ev1 and Ev2. In this contribution the impact of degree of saturation and soil suction on compaction control with the plate load test will be discussed. For this purpose, results of model plate load tests on an unsaturated sand at a model scale will be presented.

In order to study the burial depth of submarine power cables in the German North Sea, the penetration process of ships' anchors in seabed soil was simulated by using the coupled Eulerian-Lagrangian method in Abaqus/Explicit. In the 3D finite element model the sandy seabed was simulated with different densities under both drained and undrained conditions. The resulting penetration mechanism of a ship anchor in sand was verified by field test data. It showed that under specific conditions the penetration depth of a ship's anchor could be more than 1.5 m, which is suggested in “Bundesfachplan Offshore für die deutsche ausschließliche Wirtschaftszone der Nordsee 2012 und Umweltbericht” [8] as the standard burial depth of submarine power cables in the German North Sea by Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH).

Numerische Simulation des Penetrationsprozesses eines Schiffsankers in Sand.
Um die Verlegetiefe von Offshore-Seekabeln in der Nordsee zu untersuchen, wurde der Penetrationsprozess eines Schiffsankers in den Meeresboden mittels der gekoppelten Euler-Lagrangeschen Methode im Abaqus/Explicit modelliert. Im 3D-FE-Modell wird der sandige Meeresboden mit unterschiedlichen Lagerungsdichten unter dränierten sowie undränierten Bedingungen angesetzt. Der berechnete Eindringmechanismus des Schiffsankers im Sand wird durch Feldmessungen in der Nordsee bestätigt. Es zeigt sich, dass die Penetrationstiefe des Ankers unter Umständen größer ist als die im “Bundesfachplan Offshore für die deutsche ausschließliche Wirtschaftszone der Nordsee 2012 und Umweltbericht” [8] vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) vorgegebene Verlegetiefe von 1,5 m.

Bei der Erstellung von Baugruben im Grundwasser ist es sinnvoll, die Verbauwände in eine schwächer durchlässige Bodenschicht einzubinden und eine Restwasserhaltung zu betreiben. Mit der Finiten-Elemente-Methode (FEM) lassen sich dazu sowohl eindringende Wassermengen als auch Potenziale und Porenwasserdrücke bestimmen, die für verschiedene Nachweise der Standsicherheit benötigt werden.
Derartige numerische Berechnungen erfordern jedoch die Wahl eines Modellgebiets sowie den Ansatz von Randbedingungen, deren Einflüsse auf die Berechnungsergebnisse im vorliegenden Beitrag untersucht werden. Eine Optimierung der durchgeführten Parameterstudie für ebene und rotationssymmetrische Zustände mit isotropem und anisotropem Baugrund war möglich, indem das Strömungsproblem zunächst als parametrisiertes Randwertproblem definiert wurde. Eine Auswertung der mathematischen Eigenschaften des Randwertproblems sowie der Dimensionsanalyse ermöglichte die Reduzierung der Anzahl der Parameter. Abschließend werden auf Basis der Parameterstudie Schlussfolgerungen zu erforderlicher Modellgröße und Randbedingungen gezogen und dem Anwender Empfehlungen hierzu gegeben.

Model size and boundary conditions for geohydraulic calculation of a residual-water drainage system using the FEM.
It is rational, in excavations in the subsoil beneath the groundwater table, to embed the pit wall in a less permeable soil stratum and operate a residual-water drainage system. The Finite Element Method (FEM) can be used to determine both the influx of groundwater and the potentials and pore-water pressures relevant for various analyses of stability. Such numerical calculations require the selection of a model size and the assumption of certain boundary conditions, however. The influence of these on the results of the calculation are examined in this paper. A study has been performed for the cases of plane and axis-symmetrical states with isotropic and anisotropic subsoil, and is firstly optimised by formulating the task as a parameterised boundary value problem. Evaluation of the mathematical characteristics of the boundary value problem and dimensional analysis are then used to reduce the number of parameters. Finally, conclusions concerning the necessary model size and boundary conditions are drawn on the basis of the parameter study, and recommendations then provided for the user.

Etwa 35 Jahre nach der ersten Anwendung auf einer Baustelle in Deutschland ist das Düsenstrahlverfahren heute im Spezialtiefbau etabliert und gehört zum Portfolio vieler Unternehmen. Für dessen Anwendung gelten DIN EN 12716 als zentrales technisches Regelwerk sowie DIN 18321 für die Regelung technisch/vertraglicher Belange. Erfahrungen aus Streit- und Schadensfällen machen die Fortschreibung und Ergänzung der Regelwerke erforderlich. Der vorliegende Bericht zeigt anhand wesentlicher verfahrensbedingter Zusammenhänge in Beispielen, dass bei der Befolgung der vorliegenden und zukünftigen Regelwerke auch verfahrensspezifische handwerkliche Gesichtspunkte zu beachten sind.

On the skilled application of jet grouting.
Some 35 years ago jet grouting was introduced on a construction site in Germany for the first time. Ever since then it has become an approved method in special ground engineering and is now being offered and applied by many companies. As to its application DIN EN 12716 refers to the central technical guidelines whereas DIN 18321 deals with the technical and/or contractual issues. Experiences with events of damage and disputes show that the regulations need further updates and supplements. This report explains in examples which process-specific craft aspects have to be observed when applying present and future rules.

34. Baugrundtagung 2016 in Bielefeld
35. Baugrundtagung 2018 in Stuttgart
Fachsektion Kunststoffe in der Geotechnik
Fachsektion Umweltgeotechnik
DGGT-Vorsitzender zum Mitglied der Geotechnischen Gesellschaft von Singapur berufen
ISSMGE International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
ISRM International Society for Rock Mechanics
IGS International Geosynthetics Society (Dr. Kirsten Laackmann)
Aus der DGGT-Nachwuchsförderung (Dipl.-Ing. Isabel M. Wagner, Regionalbeauftragte Süd; Dipl.-Wirtsch.-Ing. Philipp Stein, Regionalbeauftragter Nord)

Rudolf Floss - 80 Jahre (Hans-Georg Kempfert, Peter Schwarz)
Dr.-Ing. Klaus-Jürgen Melzer - 80 Jahre (Tilman Westhaus)

CBTR lädt im Juni zur Baugrunddiskussion nach Wien (Dr. jur. Günther Schalk)
Das aktuelle Urteil: Nachtrag verweigert - darf die Baufirma doch die Leistung verweigern? / Baugrund ist anders als beschrieben: Baufirma bekommt Mehrvergütung! (Dr. jur. Günther Schalk)

14. Altbergbau-Kolloquium in Gelsenkirchen (Günter Meier)

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Berufliche Weiterbildung am BSZ “Julius Weisbach”
Ausgezeichnet: Baugruben zur Erweiterung des Rheinkraftwerks Iffezheim

Zuschrift zum Bericht “Kritische Anmerkungen zu DIN 18321-ATV Düsenstrahlarbeiten” von Bertram Schulze und Holger Jud (geotechnik 3/2014, S. 198-203, DOI: ). (Von Jan Gramer, Geschäftsführer Hauptausschuss Tiefbau im Deutschen Vergabe- und Vertragsausschuss für Bauleistungen e.V., Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, Referat StB 14, Robert-Schuman-Platz 1, 53175 Bonn, und Prof. Dr.-Ing. Kurt-Michael Borchert, GuD Geotechnik und Dynamik Consult GmbH, Darwinstr. 13, 10589 Berlin)
Stellungnahme der Autoren (Dr.-Ing. Bertram Schulze und Dipl.-Ing. Holger Jud, Smoltczyk & Partner GmbH, Untere Waldplätze 14, 70569 Stuttgart)

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