Zum Titelbild:
Vor dem Hintergrund gesellschaftlicher, klimatischer und technologischer Veränderungen ist das geotechnische Ingenieurwesen auf unterschiedlichsten Feldern mit neuen Herausforderungen konfrontiert. Neuartige Fragestellungen an die Forschung in der Geotechnik resultieren insbesondere aus der Umstellung der Energieerzeugung und -speicherung auf erneuerbare Energien, dem Klimawandel und der Digitalisierung. Das vorliegende Heft der Bautechnik greift einige dieser aktuellen Fragestellungen auf. (Foto: Jorn Eriksen/Unsplash)

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Baugrundverfestigungen zur Erhöhung der Tragfähigkeit werden häufig mithilfe von Zementsuspensionen realisiert. Eine Alternative hierzu können polymermodifizierte Verfestigungskörper sein. Sie härten schneller aus als herkömmliche zementbasierte Mischungen. Zudem besitzen sie eine höhere Duktilität. Über die Variation der einzelnen Komponenten lassen sich die Eigenschaften gezielt in viele Richtungen steuern. Die erreichbaren Eigenschaften hängen allerdings teilweise stark von Baugrundbedingungen und Bodenzustand ab. Hierzu wurden weitreichende Untersuchungen an einem Boden-Kunststoffgemisch sowie einem Boden-Zement-Kunststoffgemisch durchgeführt. In Laborversuchen wurde insbesondere die Entwicklung der Druckfestigkeit in Abhängigkeit von der Aushärtezeit und dem Umgebungswassergehalt untersucht. Des Weiteren wurde das volumetrische Verhalten während der Erhärtungsreaktion analysiert. Es hat sich gezeigt, dass der Einsatz von Polymeren einen signifikant positiven Effekt auf die Aushärtegeschwindigkeit und, in Verbindung mit Zement, auf die Festigkeitserhöhung im Vergleich mit Zementsuspensionen hat. Insbesondere die sehr hohe Frühfestigkeit bietet einen Vorteil für bautechnische Zwecke, um bspw. im Havariefall schnell und effektiv in den Baugrund eingreifen zu können.

Soil improvement with rapidely curing polymers
Soil improvement to increase the soil strength is often reached using cement suspensions. An alternative to this can be polymer-modified grouted bodies. They harden faster than conventional cement-based-mixtures. They also have a higher ductility. The properties can be controlled in different ways by varying the individual components. However, the properties that can be achieved depend on the soil conditions and soil state. For this purpose, extensive investigations were carried out on a soil-polymer-mixture and a soil-cement-polymer-mixture. The development of the uniaxial compressive strength depending on the curing time and the surrounding water content was examined in laboratory tests. Furthermore, the volumetric behaviour during the hardening reaction and during the loading was analyzed. It has been shown that the application of polymers has a significantly positive effect on the curing time and, in connection with cement, on the magnitude of compressive strength in comparison with cement grouting. In particular, the very high innitial compressive strength can be useful for structural purposes, e. g. for quick and effective intervention in the building subsoil in case of foundation failure.

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Im Beitrag wird ein Bemessungsansatz für die Verbesserungswirkung organischer Böden durch Sandsäulen basierend auf den Ergebnissen einer Reihe von klein- und mittelmaßstäblichen Modellversuchen vorgestellt. Wesentliches Ziel der Modellversuche war die Antwort auf die Fragestellung nach der formstabilen Herstellbarkeit von nicht ummantelten Sandsäulen in weichen organischen Böden sowie deren resultierendes Last-Verformungsverhalten. Gegenstand der Untersuchungen war, neben dem Einfluss des gewählten Säulenherstellungsverfahrens, der Einfluss des organischen Anteils des Bodens als auch des gewählten Flächenverhältnisses. Die Ergebnisse der Modellversuche wurden in einer Modellfamilie zusammengefasst und auf In-situ-Verhältnisse extrapoliert. Als Grundlage eines Bemessungskonzepts wurde das in der Praxis für Baugrundverbesserungen etablierte Verfahren nach Priebe gewählt, dessen Erweiterung auf der Grundlage der eigenen Untersuchungsergebnisse erfolgte. Die Plausibilität und Validität der vorgeschlagenen Erweiterung konnte mit den Setzungsmessungen eines großmaßstäblichen Modellversuchs als auch anhand eines Bauvorhabens aus dem Straßenbau nachgewiesen werden. Abschließend wird auf die noch offengebliebenen Fragen zu dieser Baugrundverbesserungsmethode eingegangen.

Sand columns for ground improvement of soft organic soils
This paper presents the results of a series of small and medium scale model tests. The aim of the model tests was to investigate whether non-encased sand columns can be produced in soft organic soils and whether they remain dimensionally stable under load and can therefore be assigned to load transfer. In addition to the influence of the chosen column production method, the influence of the organic part of the soil as well as the chosen area ratio should be investigated. The results of the model tests were summarized in a model family and extrapolated to in situ conditions. The comparison with forecasts according to the design concept according to Priebe led to an extension of this design concept. The plausibility of this extension could be verified with the settlement measurements of a large-scale model test as well as of a road construction project. Finally, further necessary research activities within the scope of this question are discussed.

In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die die digitale Dokumentation auf Injektionsbaustellen nutzt, um automatisierte, baubegleitende Bauzeitenvorhersagen zu berechnen. Es wird gezeigt, dass die Genauigkeit der Vorhersagen jener von bisher üblichen händischen Vorhersagemethoden deutlich überlegen sein kann. Hierbei werden traditionelle statistische Methoden und Markow-Ketten innerhalb einer diskreten Ereignissimulation verwendet, um hypothetische Projektverläufe zu berechnen. Diese werden mit einer Monte-Carlo-Simulation in eine Vorhersage für die Gesamtbauzeit überführt. Die Daten wurden von der Renesco GmbH in Zusammenarbeit mit der eguana GmbH erhoben.

Construction time prediction of injections in tunnel construction
This paper presents a method that uses digital documentation on injection construction sites to calculate automated construction time forecasts during construction. It is shown that the accuracy of the prediction can be clearly superior to conventional manual prediction methods. Traditional statistical methods and Markov chains within a discrete event simulation are used to calculate hypothetical project progressions. These are converted into a prediction for the total construction time with a Monte-Carlo simulation. The data were collected by Renesco GmbH in cooperation with eguana GmbH.

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Der folgende Beitrag beschäftigt sich mit dem Einfluss von dynamischen Lasten auf den Reibungswinkel und die Kohäsion von Flüssigboden. Im Fokus der vorgestellten Untersuchungen lag die Beständigkeit der genannten bodenmechanischen Parameter gegenüber simulierten Schienenverkehrslasten, wie sie bspw. für Sohlauffüllungen unter Schienenverkehrswegen in Tunneln anzunehmen sind. Auf diese Zielstellung und auf die beim Tunnelbau überwiegend vorkommenden Bodenarten wurden angepasste Flüssigbodenrezepturen entwickelt. Dynamisch belastete und nicht belastete Probekörper wurden hergestellt und nach einer 28-tägigen Lagerung hinsichtlich ihrer Kohäsion und ihres Reibungswinkels miteinander verglichen. Für die gewählten Randbedingungen konnte dabei kein nachteiliger Einfluss der dynamischen Belastung auf die untersuchten Rezepturen festgestellt werden.

About the behavior of liquid soil under dynamic load
The following article deals with the behaviour of liquid soil under dynamic loading. The focus was on the resistance of the soil-mechanical parameters against simulated rolling loads such as those to be assumed for fillings under railways in tunnels. Liquid soil recipes adapted to the objectives and to the soil types predominantly found in tunnel construction were developed. Specimens that were dynamically loaded and not dynamically loaded were produced and, after 28 days of hermetic storage, compared with each other with regard to their cohesion and their angle of friction. For the selected boundary conditions, no adverse influence of the dynamic load on the investigated formulations could be determined.

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Im Zuge der Baumaßnahme der “B 50 neu” entstand mit der Hochmoselbrücke im Kreis Bernkastel-Wittlich die zweithöchste und längste Straßenbrücke Deutschlands. Im Gründungsbereich auf der Eifelseite ist der Hang tiefgründig verwittert und gestört und aufgrund einer Hangneigung von im Mittel 25° konnte mit den vorliegenden geotechnischen Kennwerten keine normative Standsicherheit nachgewiesen werden. Zusätzlich wurde in einem langjährigen Messprogramm eine langsame, aber stetige, hangabwärts gerichtete Verformung des in geologischen Karten als Rutschhang gekennzeichneten Hangs von 0,6 mm/Jahr gemessen. Um diese Hangverformungen zu verhindern und gleichzeitig die Gesamtstandsicherheit des Hangs auf ein normatives Sicherheitsniveau zu erhöhen, wurde eine konstruktive Hangsicherung in Form von sechs großformatigen Dübelschächten geplant und ausgeführt. Die Stahlbetonschächte reichen bis in eine Tiefe von rd. 40 m und weisen einen Außendurchmesser von 6,6 m bei einer Wandstärke von rd. 1 m auf. Die Dübelschächte wurden in zwei Reihen mit jeweils drei Schächten zwischen den im Steilhang gegründeten Brückenpfeilern hergestellt und am Kopf mit 55 m langen Litzenankern unterhalb der gemessenen Bewegungsfuge rückverankert. Dieser Beitrag hebt einzelne Aspekte dieser Planung, wie bspw. die geführten Standsicherheitsnachweise, hervor und gibt weiterhin einen Einblick in die Bauausführung und die während der Aushubarbeiten angetroffene Geologie.

Planning and construction of large-format dowel shafts at the Hochmosel bridge
In the course of the construction of the B 50 neu, the second tallest and longest road bridge in Germany, the Hochmosel bridge, was built in the district of Bernkastel-Wittlich. In the area of the bridge foundations, the subsoil of the Eifel slope is deeply weathered and disturbed and due to an inclination of 25° in average, the normative stability could not be verified with the present geotechnical parameters. In addition, a long lasting measurement program showed a slow but constant movement of the slope by 0.6 mm per year. To prevent such movements and to increase the overall stability of the slope, a slope protection with six massive dowel shafts was designed and installed. These dowel shafts are made of reinforced concrete, reaching down to about 40 m with an outer diameter of 6.6 m and a wall thickness of about 1 m. Installed in two rows between the bridge foundations on the steep slope they are in addition anchored at the head with 55 m long anchors reaching down below the sliding joint. This article highlights geotechnical aspects of the design and gives insights into the construction works and the geology encountered during the excavation work.

Der rd. 190 m hohe Omniturm wurde in den Jahren 2016-2019 im Zentrum des Bankenviertels in Frankfurt am Main erbaut und ist auf einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung (KPP) gegründet. Das Umfeld der Baumaßnahme ist geprägt durch sehr beengte Platzverhältnisse und die benachbarten Hochhäuser Commerzbank, Japan Center, Garden Tower und Deutsche Bank mit bis zu fünf Untergeschossen. Die rd. 16 m tiefe Baugrube wurde mithilfe einer Teildeckelbaulösung hergestellt, bei der die späteren Untergeschossdecken die horizontale Stützung des Verbaus übernahmen. Zur Gewährleistung der Sicherheit gegen Aufschwimmen der Baugrube wurde eine innen liegende Wasserhaltung zur Entspannung der wasserführenden Kalkstein- und Sandlagen betrieben. Mit dem Beitrag werden die wesentlichen Aspekte des Baugrubenverbaus und des Aussteifungssystems, der Wasserhaltungsmaßnahmen sowie der KPP dargestellt.

High rise building Omniturm - construction pit and foundation under complex urban site conditions
The approximately 190 m high Omniturm was built from 2016 to 2019 in the center of the financial district of Frankfurt am Main, Germany and is founded on a piled raft. The area surrounding the construction project is characterised by very limited space and the neighbouring high rise buildings Commerzbank, Japan Center, Garden Tower and Deutsche Bank with up to five underground levels. The approximately 16 m deep excavation pit was constructed using a top-down solution in which the later basement floors provided the horizontal support for the retaining wall. To ensure the safety against uplift of the excavation pit, a ground water relief of the limestone and sand layers was carried out. Within the scope of this article the main aspects of the retaining construction and the supporting system, the ground water relief measures and the piled raft foundation are presented.

Mit der 151. Sitzung am 30. Januar 2020 in Köln konnte der Arbeitskreis “Baugruben” die Überprüfung und Anpassung aller Kapitel im Rahmen der geplanten 6. Auflage abschließen. Es wurde ein kleines Redaktionsteam gebildet, das nach sieben Webkonferenzen die finalen Versionen der einzelnen Kapitel fertiggestellt und an den Verlag weitergeleitet hat. Im Beitrag werden die wesentlichen Änderungen seit dem Jahresbericht 2019 vorgestellt.

Report of the working group for recommendations on excavations: notes for the 6th edition EAB
The working group “Excavations” of the German Geotechnical Society has completed the revision of all chapters of the designated 6th edition of the Recommendations on Excavations at the 151st meeting on January 30, 2020 in Cologne. A small editorial team was formed, which after seven web conferences completed the final versions of the individual chapters and forwarded them to the publisher. The article presents the main changes since the 2019 annual report.

Nachrichten:
Ohne Architektur keine Baukultur, ohne Ingenieurwesen keine Zivilisation
Carolabrücke: Erster Bauabschnitt im Oktober 2020 fertig
Global denken, lokal handeln - gemeinsam für mehr Klimaschutz durch energetische Sanierung im Quartier
Digitale Planungsmethode BIM: Öffentliche Auftraggebende und Planende lernen in Zukunft nach einheitlichem Standard

Persönliches:
Lamia Messari-Becker in den Club of Rome berufen

Veranstaltungen:
BIM bekommt in der Betriebsphase eine immer wichtigere Rolle zugeschrieben
Digitale Carbon- und Textilbetontage vom 22. bis 23. September 2020

Erratum

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Zum Titelbild:
Die Schwimmdocks im Hamburger Traditionshafen sind täglich den unterschiedlichsten Belastungen ausgesetzt und für Schiffsanleger ist ein einwandfreier Beton unerlässlich. Aufgrund auftretender Risse und einem zu großen Kapillarporengefüge können schädliche Substanzen wie z. B. Chloride in den WU-Betonkörper eindringen. Gerade bei den Schwimmdocks besteht durch das Wasser eine ständige Belastung des Betons. Mit dem von Schomburg entwickelten Betonzusatzmittel der Betocrete-C Serie wird der Beton vor Korrosion geschützt und Risse sowie das Kapillarporengefüge schließen sich durch Kristallbildung nachweislich wieder. Siehe den umfassenden Fachbeitrag zur Wirkweise der Rissheilung Betocrete-C Serie auf den Seiten A24 ff. (Foto: Schomburg)

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Die klassische Betondeckungsmessung wird im Allgemeinen zum Nachweis der Dauerhaftigkeit durchgeführt. Entsprechend der geforderten Mindestbetondeckung der Expositionsklassen von max. 40 mm zuzüglich 15 mm Vorhaltemaß sind Betondeckungen von maximal 60 bis 70 mm relevant. Das deckt sich mit den maximal erzielbaren Detektionstiefen magnetisch induktiver Geräte (in der Regel auf der Basis von Wirbelstrom), die im Allgemeinen in der Praxis zu Betondeckungsmessungen verwendet werden. Größere Betondeckungen sind nur noch aus statischer Sicht von Interesse und unter anderem mit Radar messbar. Das gilt besonders dann, wenn die Tragfähigkeit einer Konstruktion bei tiefer liegender Bewehrung nachgewiesen werden soll und die Messung der Einbautiefen der Bewehrung erforderlich ist, um z. B. den inneren Hebelarm zu bestimmen. Daher zielen die hier veröffentlichten Ergebnisse zur Betondeckungsmessung mit Radar auf die spätere Anwendung zur Nachrechnung von Bauwerken auf der Basis von Ergebnissen der zerstörungsfreien Prüfung (ZfPStatik) ab.
In diesem Artikel geht es um die Bestimmung der Genauigkeit von Radarmessungen und der Möglichkeit, benachbarte Stäbe voneinander getrennt zu detektieren. Daher wird auch auf die Erstellung von Testkörpern und deren Genauigkeit hinsichtlich der realisierten Einbautiefen der Bewehrung eingegangen.

Accuracy of concrete cover measurement and detection limit of close neighboured rebars using Radar
The classic concrete cover measurement is generally carried out to prove durability. According to the required minimum concrete cover of the exposure classes of max. 40 mm and 15 mm tolerance on cover to reinforcement, concrete cover of a maximum of 60 to 70 mm is relevant. This coincides with the maximum achievable detection depth of magnetic inductive devices (usually based on eddy current). Larger concrete covers are only of interest from a static point of view. This is especially applied when the load-bearing capacity of a structure has to be verified with deep reinforcement and the measurement of the installation depth of the reinforcement is necessary in order to, for e.g. to determine the inner lever arm. Therefore, the results published here on concrete cover measurement with radar are aimed at the later application for the recalculation of structures based on the results of the non-destructive testing (NDT-Statics).
This article is about determining the accuracy of radar measurements and the ability to differentiate between adjacent bars. Therefore, the manufacturing of test specimens and their accuracy with regard to the implemented installation depth of the reinforcement is also dealt with.

Das Ultraschallechoverfahren ist das jüngste Verfahren in der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen (ZfPBau), das sich in der Baupraxis durchsetzen konnte. Ob Qualitätssicherung im Neubau oder Istzustanderfassung im Bestand, Ultraschall bietet Möglichkeiten bei der Darstellung tief unter der Betonoberfläche liegender Einbauteile und Grenzflächen - wie Bewehrung, Hüllrohre, Ablösungen/Fehlstellen, Bauteilrückseiten -, die mit anderen Verfahren nicht realisierbar sind.
Dieser Beitrag zeigt anhand von zwei ganz unterschiedlichen Beispielen aus der jüngeren Baupraxis eindrucksvoll das Potenzial und die Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens. An einem Neubau war es möglich, unter Einsatz von Ultraschallecho den durch Einbau einer falschen Betoncharge augenscheinlich beträchtlichen Schadensumfang deutlich einzugrenzen und damit die Beseitigungskosten erheblich zu reduzieren. An einer Bestandsbrücke aus Spannbeton konnten für die Rückbaustatik die Lage sowie der Verpresszustand von Spanngliedern - stichprobenartig endoskopisch verifiziert - sicher festgestellt werden.
Der Beitrag soll dazu dienen, die Praxistauglichkeit des Ultraschallechoverfahrens und dessen Anwendungsmöglichkeiten einer breiteren Öffentlichkeit näherzubringen und einen tieferen Blick auf Anwendungsmöglichkeiten vermitteln.

Ultrasonic examination of structures - examples from real life
The ultrasonic echo method is the latest method in the field of NDT-CE (non-destructive testing in civil engineering) that achieved full applicability on site. Both quality assurance and characterisation on new and existing concrete structures can be performed using ultrasonic echo, especially when components and boundaries deep below the surface need to be investigated, such as reinforcement bars, tendon ducts, delaminations and far sides of structures.
Presenting two examples from real life, this contribution shows impressively how ultrasonic echo can be used for different applications on site. On a new construction with poor workmanship of concrete, it was possible to reduce repair costs significantly using ultrasonic echo. On an existing prestressed bridge, precise localisation of internal tendon ducts and determination of their state of injection successfully supported calculations for deconstruction.
The contribution is supposed to show the practical applicability and the potential of the ultrasound echo method to a wider public.