Bauverfahren
Bauverfahren, ETHZ, D-BAUG FS 2016
Bauverfahren, ETHZ, D-BAUG FS 2016
Ziele und Massnahmen des gebirgsschonenden Sprengen
Ziele:
Genauere Profilkontur
Minimierung der Spannungen und Auflockerung des Gebirges
Minimierung der Spengerschütterungen
Massnahmen:
Geringere Ladung in den Kranzlöchern
Bohrlochabstand der Kranzlöcher veringern(80-90cm)
Anforderungen an die Dichtigkeit nach SIA 270
Dichtigkeitsklassen:
- 1: vollständig trocken
- 2: Trocken bis leicht feucht (kein tropfendes wasser)
- 3: feucht (örtlich begrenzte Feuchtstellen und einzelne Tropfstellen)
- 4: feucht bis nass
Abdichtungskonzepte nach SIA 270:
Abdichtungskonzept: Gesamtheit aller aufeinander abgestimmten Komponenten welche die Abdich-
tungs- und Entwässerungsfunktion umfassen
Abdichtungskonzept richtet sich nach
- Bauwerksnutzung
- Ökologischen, Klimatischen, hydrogeologischen Bedingungen
Ableitkonzept:
- Drainage des Grund-/Bergwasser
-kein zusätzlicher Wasserdruck
Verdrängerkonzept:
-Wasser wird verdrängt -> geringe Störung des Grundwassers
-auf gesamtes bauwerk anordnen
- Wasserdruck!
Abdichtungssysteme SIA 272:(welches wasser wird abgeleitet?; Entwässerungselemente)
- Wasser aus dem Baugrund
- Oberflächenwasser
- Wasser und andere Flüssigkeiten aus der Nutzung
Entwässerungselemente:
- Flächendrainagen
- Einzeldrainagen
- Sickerpackungen
- Roher, Rinnen
- Schächte
Projektphasengerechte Kostenermittlung
Strategische Planung -> Schätzung des Finanzbedarfs
Vorstudie -> Kostengrobschätzung
Vorprojekt -> Kostenschätzung
Bauprojekt -> Kostenvoranschlag
Auschreibung, Realisierung -> Revidierter Kostenvoranschlag, Schlussabrechnung
Bestandteile Direkte Kosten(fix und variabel)
Fixe Kostenbestandteile
o Abschreibung
o Verzinsung
o Versicherung
o Stationierung
o Zusätzliche Versicherungen und Gebühren
- Variable Kostenbestandteile
o Reparatur und Revisionskosten (RR)
o Energie und Schmiermittel (ES)
o Bedienung und Wartung
Bestandteile Indirekte Kosten
- Lohnnebenkosten (LNK)
- Baustellengemeinkosten: Löhne, Material, Inventar, Fremdleistungen
- Kosten für Aufsicht und Führung (Baubüro, Bauführung, Verbessung, Technische bearbeitung)
Varianten der Kostenzurechnung von Aufsicht und Führung
Variante A: Zurechnung auf Element Lohn(Gebrauch: hoher Lohnanteil)
Variante B: Zurechnung auf Kostenelemente(Gebrauch: falls Lohnanteil nicht massgebend)
Variante C: Zurechnung auf Baustelleneinrichtung
Verfahren Preisänderung(Teuerung)
SIA 121 Objektindexverfahren(OIV): Objektspezifischer Index erstellen, der Veränderung gegenüber Stichtag für jeden Monat abbildet
SIA 122 Gleitpreisformel(GPF): Für bestimmte Periode wird die Abweichung zu Stichtag berechnet
SIA 124 Mengennachweisverfahren(MNV): Jede Abrechnungsperiode und für jede Kostenart wird Menge und die Änderung im Detail ausgewiesen
SIA 123 Poroduktionskosten-Index mit NPK-Kapiteln (PKI-NPK): der PKI weist Kostenindizes für die Baugewerbe verwendeten NPK-Kapitel aus Produktionskosten mit Bausparte: der PKI weist Kostenindizes für verschiedene Bausparten
aus
Instandhaltung Gleise
Schotterreinigung
Schienenwechsel
Schwellenwechsel
Schienenschleifen
Gleisstopfungen
Umbau in Intervallen(Vor- und Nachteile)
Vorteile:
- Kurze Betriebsunterbrüche
- Wenig Fahrgäste betroffen
Nachteile:
- Lange Bauzeiten
- Schlechtere Qualität
- Geringe Wirtschaftlichkeit
- Höhere Lärmbelastung in Ruhezeiten
- Ungünstige Arbeitszeiten
Umbau in Totalsperrung(Vor- und Nachteile)
Vorteile:
- Kurze Bauzeit
- Hohe Qualität
- Gute Wirtschaftlichkeit
Nachteile:
- Lange Betriebsunterbrüche
- Einschränkung für viele Fahrgäste
- Verfügbarkeit von Gleisbaumaschinen bedingt
Gleiserneuerung: Gründe für Fliessbandverfahren oder mehrere Arbeitsschritte
Fliessbandverfahren: Erneuerung mit Umbauzug in einem Arbeitsgang
- Grosse Umbaulängen und einheitliches Querprofil
- Ohne seitliche Angriffsmöglichkeit wie Zufahrten oder parallelen Strassen
- Mit oder ohne Unterbauerneuerung
Erneuerung in mehreren Arbeitsgängen:
- Bei kurzen Umbaulängen (Intervallen)
- Bei längeren Totalsperrungen
- Bei wechselnden Querprofilen (Damm, Einschnitt) - Bei vielen Hindernissen (Brücken, Tunnel)
Aufgaben einer Betonschalung
Formgebung
Lagesicherung (Bauteil und Armierung)
Oberflächenstruktur
Kraftableitung
Arbeitsebene für Einbauarbeiten
Bauteile einer Betonschalung:
- Trennmittel (Schalungsöl – «Ratrenn»)
- Schalhaut
- Trägerlage (Rippli)
- Longarine (Verteilträger, Joch, Stahlgurtung)
- Anker (spannstab), Untersützungssysteme
- Elemente der Lagesicherung (RSK, Verschwertung, Ketten)
- Sicherheitseinrichtung (Gerüst Arbeitsbühne, Leiter)
- Hilfsmittel
Bauteile einer Betonschallung
- Trennmittel (Schalungsöl – «Ratrenn»)
- Schalhaut
- Trägerlage (Rippli)
- Longarine (Verteilträger, Joch, Stahlgurtung)
- Anker (spannstab), Untersützungssysteme
- Elemente der Lagesicherung (RSK, Verschwertung, Ketten)
- Sicherheitseinrichtung (Gerüst Arbeitsbühne, Leiter)
- Hilfsmittel
Materialen Schallhaut
- 3S Platte
- Betonsperrholz
o Sperrholz
o OSB/Spanplatte
o Stabsperrholz
- Vollkunststoff
- Schalbretter
- Bretterplatten
- Strukturschalung
o PS, PVC, PU, Glasfaser
Kräfte und Lasten auf Schalung
- Frischbetondruck
- Eigengewicht Beton und Bewehrung
- Eigengewicht Schalung
- Verkehrslasten
- Zusatzlasten (Wind, Gerüste, Auflasten,…)
Tagesleistung Spundwandherstellung [m2/AT]
100-200
Vorteile Spundwand
- Schneller Bauvortschritt
- Mehrfacheinsatz von Spundbohlen
- Weitgehende Dichtigkeit gegen Wasser
- Nicht im Boden verbleibend
Nachteile Spundwand
- Grösseren Hindernissen (z.b. Findling) kann nicht ausgewichen werden
- Bohlen können aus dem Schloss springen
- Lärmbelastung durch Rammen und Vibration
- Mögliche Beschädigung an benachbarten Gebäuden durch Vibrationsbelastung
- Baugrubentiefe < 25 m
- Setzungen
Übliches Ausfachungsmaterial bei Rühlwänden
- Holzbohlen
- Stahlplatten
- Kanaldielen
- Stahlbetonfertigteile
- Ortbeton
- Spritzbeton
Vorteile Rühlwand
- Gute Anpassung an Hindernisse (z.b. Leitungen)
- In fast allen Böden andwendbar
- Nachträgliche Anpassungen an der Verbauwand möglich
- Bauglieder können wiedergewonnen werden
Nachteile Rühlwand
- Einsatz im Grundwasser problematisch (nicht wasserdicht)
- Nichtbindige Feinkörnige Böden können in die Baugrube laufen -> Setzungen um die Baugrube
Eigenschaften und Anwendungsgebiet des Vibrationsrammens
- Kiese und Sande in runder Form geeignet
- Bindige Böden mit hohem Wassergehalt geeignet
- Kantiges, steifes und bindiges Material ungeeignet
- Leichte Träger und Spundbohlen
Eigenschaften und Anwendungsgebiet Einpressen
- Leicht bindige und locker gelagerte Böden
- Spundbohlen mit geringem Spitzenwiederstand
- Leise und Erschütterungsarm
Rammbarkeit und Arbeitsleistung für verschiedene Bodenarten
- Leichter Kies
- Kies-Sand
- Sandig-Kiesig bis lehmig
- Verkittet, Lehmig-kiesig
Wie wird die Abeichung der Bohlen von der Soll-Lage genannt?
Links: Voreilen
Rechts: Nacheilen
Massnahmen gegen Hydraulischen Grundbruch
- Absenken Grundwassespiegel
- Genügendes Einbinden des Baugrubenabschlusses (z.b. bis in Wasserdichte Schicht)
- Erhöhen des Gewichts des Baugrundbodens (z.b. Jet Groutingsäulen)
- Rückverankerung des Baugrundbodens
Herstellungsprozess einer Schlitzwand im kontinuirlichem Verfahren
Eigenschaften der Stützflüssigkeit Bentonit
- Suspension braucht Zeit zum Quellen
- Suspension ist Thixotrop (Ändert Zustand mit zuhnemender Standzeit
- Suspension "lädt" sich mit der Zeit mit Bodenteilchen auf (Reinigung)
- In der Penetrationszone wirkt nicht der ganze hydrostatische Stützdruck
Unterschiedliche Einsatzgebiete von Pfählen
- Setzungsempfindlicher Baugrund
- Hohe Vertikallasten
- Unregelmässiger Schichtverlauf
- Ungleichmässige Lasteinleitung
- Bauwerke im offenen Wasser
Vorteil von Stahlrammpfählen
- Querschnitt flexibel
- Geringe Masse
- Gut verlängerbar
- Einbau durch Rammen oder vibrieren
-
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-
Flashcards
Welche Möglichkeiten zur Baugrundverbesserung durch Verfestigung existieren?
Rüttelstopfverfahren: Einsatz und Herstellung
Erhöhung der Tragfähigkeit, Verminderung der Setzungen
--> unter Flachgründungen oder Einzelfundamenten
Gefrierverfahren: Technologie (geschlossener / offener Kreislauf)
Senkkastenbauweise: Vor- und Nachteile
+ keine GW-Absenkung
+ geringe Lärmemission
+ geringe Erschütterung
- ev. Baugrundverbesserung nötig
- Setzungstrichter
- Sondermassnahmen bei Hindernissen
- Absenkgenauigkeit > 5 cm
Offener Senkkasten: Prinzip
-Wände mit Schneiden betonieren (kontinuierlich)
-Ausheben innerhalb des Senkkastens
-Wasserspiegel in Kasten immer knapp oberhalb GWSp halten
-Sohle erstellen
-Wasser abpumpen
Druckluftsenkkasten: Prinzip
-Erstellung des Senkkastens (Wände mit Schneiden, Druckluftkammer unterhalb des Kastens mithilfe eines Erdmodelles --> Hügel aus verdichtetem Boden)
- Aushub des Erdmodelles
-Aushub in der Druckkammer (Druck an GW-Druck anpassen), Abtransport des Aushubmaterials durch Leitungen oder Materialschleusen
-Verfüllen mit Boden (oberhalb Kasten) und Beton (Arbeitskammer)
Vorteile der Muldenkipper bzw. Dumpertransporte im Tunnelbau
- geringe Investitionskosten
- auch ausserhalb des Tunnels einsetzbar (bessere Gesamtnutzung)
- vielseitiger, nicht ortsgebundener Einsatz
- optimale platzierung, geringer Raumbedarf
- gutes Steigvermögen
- keine Spezielen Auf- und Abladeeinrichtung erforderlich
Nachteile der Muldenkipper bzw. Dumpertransporte im Tunnelbau
- Höherer Energie- und Arbeitsaufwand pro Ladetonne
- Abgasbelastung im Tunnel
- Höhere Anforderung an Tunnelsohle (Belastung)
Verschiedene Arten von Tunnelvortriebsmaschienen
- TBM ohne Schild
- Gripper TBM
- Aufweitungs TBM
- TBM mit Schild
- Einfachschild
- Zweifachschild
- Schildmaschienen
- Vollflächiger Abbau
- Teilflächiger Abbau
Bohrzyklus einer Gripper-TBM
Einsatzbedingungen für Schild TBM
- Nachbrüchiges bis gebräches Gebirge
- Gesteinsfestigkeiten
- Druckfestigkeit
> 50MPa für Verspannbarkeit
< 250MPa für Abbaubarkeit
- Druckfestigkeit
- Sicherungskonzept
- Permanenter Tübbingeinbau
- Abdichtung Tübbingfugen (gegen Wassereinbruch)
Vorteil beim Einsatz einer TBM
- Wirtschaftlich bei langen Tunnel (> 2500m)
- Kürzere Bauzeit (gegenüber Spreng- und TSM-vortrieb)
- Keine merkbaren Erschütterungen
- Personaleinsparung (gegenüber Sprengvortrieb)
- Humanere Arbeitsbedingungen (gegenüber Spreng- und TSM-vortrieb)
- Statisch günstige Profilgestaltung
- Kaum Mehrausbruch
- relativ gebirgsschonender Abbau -> längere Stehzeit
Nachteile beim Einsatz einer TBM
- Kreisförmige QS -> mehr ausbruch
- Störzonen für Gripper-TBM problematisch, da kein Schutz der Maschiene
- Bei kleinen Durchmessern ist die Ausbruchssicherung schwer möglich
- Starke Wasserzutritte können zur Verschlammung der Maschiene führen
- Aufweitungen nur nachträglich möglich
- Hohe Investitionskosten
- Bauprozess nur bedingt Adaptionsfähig
Ortsbruststützsysteme bei Schildmaschienen
- Offene Schneidschuhschilde
- Mechanische Stützschilde
- Druckluftschilde
- Hydroschilde
- Erddruckschilde
Einsatzmöglichkeiten des Pressvortriebs
- Fast alle Lockergesteine mit oder ohne GW
- Besonders geeignet: sandig, kiesige, bindige (tonige) Böden
- Findlinge erschweren den Vortrieb
- Hohe Reibungskräfte im Fels nur schwierig reduzierbar
- Grosse Setzungen in Fliessanden und Mooren durch Injektionen zu stabilisieren
Zwischenpresstation erforderlich im Pressvortrieb falls
Vorpresswiederstand übersteigt
- Rohrdruckfestigkeit
- Wiederlagerwiederstand
- Presskraft der Hauptpressen
~ @100m
Erreichbare Durchmesser mit Microtunneling
0.025 - 4 m
Vorteile Microtunneling
- Minimale Erdbewegung
- Geringe Störung von Verkehr und Anwohner
- Geringe Gefährdung benachbarter Bauten/Leitungen
- Grosse Leitungslängen (bis 150m) mit hoher Zielgenauigkeit
Vortriebsarten Microtunneling
- Bodenverdrängungsverfahren
- Verdrängungshammer
- Rammvortrieb mit geschlossenem Rohr
- Bodenentnahmeverfahren
- Rammvortrieb mit offenem Rohr
- Hammerbohrung
- Pressbohrung mit offenem Rohr
Wie heisst das skizzierte verfahren
Spülbohrverfahren
Rütteldruckverfahren: Einsatz und Herstellung
Bennene die fünf Phasen der Bauplanung gemäss SIA 112
- Strategische Planung
- Vorstudien
- Projektierung
- Vorprojekt
- Bauprojekt
- Bewilligungsverfahren/Auflageprojekt
- Ausschreibung
- Realisierung
- Bewirtschaftung
Welches sind die Erdbauprozesse
- Lösen
- Laden
- Transport
- Abladen
- Wiedereinbau
Nenne Beispiele für Standbagger
Nenne Beispiele für Fahrbagger
Nenne Beispiele für Flachbagger
Ziele und Massnahmen des gebirgsschonenden Sprengen
Ziele:
Genauere Profilkontur
Minimierung der Spannungen und Auflockerung des Gebirges
Minimierung der Spengerschütterungen
Massnahmen:
Geringere Ladung in den Kranzlöchern
Bohrlochabstand der Kranzlöcher veringern(80-90cm)
Anforderungen an die Dichtigkeit nach SIA 270
Dichtigkeitsklassen:
- 1: vollständig trocken
- 2: Trocken bis leicht feucht (kein tropfendes wasser)
- 3: feucht (örtlich begrenzte Feuchtstellen und einzelne Tropfstellen)
- 4: feucht bis nass
Abdichtungskonzepte nach SIA 270:
Abdichtungskonzept: Gesamtheit aller aufeinander abgestimmten Komponenten welche die Abdich-
tungs- und Entwässerungsfunktion umfassen
Abdichtungskonzept richtet sich nach
- Bauwerksnutzung
- Ökologischen, Klimatischen, hydrogeologischen Bedingungen
Ableitkonzept:
- Drainage des Grund-/Bergwasser
-kein zusätzlicher Wasserdruck
Verdrängerkonzept:
-Wasser wird verdrängt -> geringe Störung des Grundwassers
-auf gesamtes bauwerk anordnen
- Wasserdruck!
Abdichtungssysteme SIA 272:(welches wasser wird abgeleitet?; Entwässerungselemente)
- Wasser aus dem Baugrund
- Oberflächenwasser
- Wasser und andere Flüssigkeiten aus der Nutzung
Entwässerungselemente:
- Flächendrainagen
- Einzeldrainagen
- Sickerpackungen
- Roher, Rinnen
- Schächte
Projektphasengerechte Kostenermittlung
Strategische Planung -> Schätzung des Finanzbedarfs
Vorstudie -> Kostengrobschätzung
Vorprojekt -> Kostenschätzung
Bauprojekt -> Kostenvoranschlag
Auschreibung, Realisierung -> Revidierter Kostenvoranschlag, Schlussabrechnung
Bestandteile Direkte Kosten(fix und variabel)
Fixe Kostenbestandteile
o Abschreibung
o Verzinsung
o Versicherung
o Stationierung
o Zusätzliche Versicherungen und Gebühren
- Variable Kostenbestandteile
o Reparatur und Revisionskosten (RR)
o Energie und Schmiermittel (ES)
o Bedienung und Wartung
Bestandteile Indirekte Kosten
- Lohnnebenkosten (LNK)
- Baustellengemeinkosten: Löhne, Material, Inventar, Fremdleistungen
- Kosten für Aufsicht und Führung (Baubüro, Bauführung, Verbessung, Technische bearbeitung)
Varianten der Kostenzurechnung von Aufsicht und Führung
Variante A: Zurechnung auf Element Lohn(Gebrauch: hoher Lohnanteil)
Variante B: Zurechnung auf Kostenelemente(Gebrauch: falls Lohnanteil nicht massgebend)
Variante C: Zurechnung auf Baustelleneinrichtung
Verfahren Preisänderung(Teuerung)
SIA 121 Objektindexverfahren(OIV): Objektspezifischer Index erstellen, der Veränderung gegenüber Stichtag für jeden Monat abbildet
SIA 122 Gleitpreisformel(GPF): Für bestimmte Periode wird die Abweichung zu Stichtag berechnet
SIA 124 Mengennachweisverfahren(MNV): Jede Abrechnungsperiode und für jede Kostenart wird Menge und die Änderung im Detail ausgewiesen
SIA 123 Poroduktionskosten-Index mit NPK-Kapiteln (PKI-NPK): der PKI weist Kostenindizes für die Baugewerbe verwendeten NPK-Kapitel aus Produktionskosten mit Bausparte: der PKI weist Kostenindizes für verschiedene Bausparten
aus
Instandhaltung Gleise
Schotterreinigung
Schienenwechsel
Schwellenwechsel
Schienenschleifen
Gleisstopfungen
Umbau in Intervallen(Vor- und Nachteile)
Vorteile:
- Kurze Betriebsunterbrüche
- Wenig Fahrgäste betroffen
Nachteile:
- Lange Bauzeiten
- Schlechtere Qualität
- Geringe Wirtschaftlichkeit
- Höhere Lärmbelastung in Ruhezeiten
- Ungünstige Arbeitszeiten
