Bauverfahren Prüfung FS2021

Man unterscheidet zwischen Einstellverfahren und Absenkverfahren.

• Definition: 
  • Rühlwände: Baugrubenverkleidung durch ausgefachte Stahlträger (senkrechte Tragglieder). Ausfachung mittels: 
    • Holzbohlen, Stahlplatten, Stahlbetonfertigteile, Spritzbeton und Abschnittsweise betonierte Ortbetonwand 
• Rühlwandträger / Senkrechte Tragglieder: 
  • Eingerammte oder einvibrierte Walzprofile (Doppel-T-Träger, Zwei verlaschte U-Träger)
  • In vorgebohrte Löcher gestelte Walzprofile 

Im Abstand von 2-3 m werden Stahlträger in den Boden gerammt, einvibriert oder in vorgebohrte Löcher eingestellt. Danach wird mit dem Aushube der Baugrube begonnen. Mit zuhemender Tiefe wird die Ausfachung zwischen die Stahlträger geschoben oder in Unterfangungsbauweise betoniert. Zusätzlich werden die senkrechten Stahlträger mit zunehmender Tiefe rückverankert um die Stbilitäte der Rühlwand zu gewährleisten. 

Rühlwandträger können einvibriert oder eingebohrt werden. 

Vorteile: 

• gute Anpassung an Leitungen, Schächte, alte Bauteile oder andere Hindernisse etc. 
• in fast allen Böden anwendbar 
• geometrische flexibel 
• Schmale Verbauwand, da Ausfachung normalsweise zwischen den Trägerflanschen eingebaut 

Nachteile 

• Einsatz im Grundwasser ohne Grundwasserabsenkung nicht möglich, da nicht wasserdicht
• Nichtbindige feinkörnige Böden (rieselfähig) können in die Baugrube laufen => Setzungen um die Baugrube 

Wand aus Stahlspundbohlen, die in den Untergrund gerammt, gerüttelt oder gepresst werden und über ein Schloss nahzu dicht verbunden sind. Die Bohlen werden mit verschiedenen Stahlgüten, Querschnittsformen und Schlossbildungen angeboten. 

Als relevantestes Spundwandsystem gilt das Larssen U-Profil. Man kann sich diese als ineinadergreifende Trapeze die in unterschiedliche Richtungen zeigen vorstellen. 

Zu beachten: 

• Verankerung von Spundwänden 
• Spundwand und FIndlinge (Grosse Steine): 
  • Spundwand nachrammen 
  • Durchbohren der Findlinge
  • Spundwand über Findling stehen lassen und injektionen 
• Dichten von der Luftseite
  • mit Holzkeilen bei Einzellöchern 
  • mit Kunststoffschaum 
• Dichten von der Wasserseite 
  • Einfliessen von Schlackenmehl in die Schlösser 
  • Einstreuen von Sand und Sägemehl ins gefettete Schloss 
  • Dauerhafte Dichtung mittels Schweissbahn 
  • Wasserquellende Produkte in den Schlösser 

Vorteile: 

• Schneller Baufortschritt (abhängig von der Bodenart und Spundbohlenlänge) 
• Baugrubenabschluss mit geringem Platzbedarf bei der Erstellung 
• Rückbaubar 
  • Mehrfacher Einsatz der Spundbohlen möglich 
  • kein im Boden verbleidendes Hindernis 
• Weitgehende Dichtigkeit bei anstehendem Wasser 
• Setzungen abhängig von der Steifigkeit und Abstützung der Spundbohlen sowie Höhe der Grundwasserabsenkung 
• Hohe Qualität (Festigkeit/Widerstand) da industrielle Herstellung

Nachteile: 

• Grössere Hindernisse können nicht beseitigt oder durchschlagen werden 
• Bohlen können aus dem Schloss springen (umfangreiche Verpress- oder Schweissarbeiten erforderlich) 
• Lärmemissionen und Erschütterungen durch Rammen oder Vibration 
• Baugrubentiefe im Allgemeinen <= 25 m 
• Setzungen durch Konsolidation und Verformungen (weicher Verbau) 
• Abstützung durch Aussteifungen: Baubehinderungen 
• Abstützung durch Anker: Ladenerwerb/ Dienstbarkeiten 

Rammenverrfahren 

• alle Bodenarten 
• schwere Stahl- oder Stahlbeton-Fertigpfähle und schwere Spundbohlen 

Einvibrieren: 

• kantiges, steifes und festes bindiges Material ungeeignet 
• Kiese und Sande in runder Kornform geeignet
• bindige Böden mit hohem Wassergehalt (breiig-weich-steif) geeignet 
• leichtere Träger und Spundbohlen 

1.  Aufbau des Bodens - Bodenhorizonte 
2. Abbauklassen 
3. Abbauklassen und Aushubmittel 
4. Abbauklassen und Transport 
5. Abbauklasse und Transport 

• A-Horizont; Belebter, humusreicher, dunkel gefärbter und meist intensiv durchwurzelter Oberboden. In ackerbaulich genutzten Böden meist identisch mit der Bearbeitungstiefe (ca. 30 cm) 
• B-Horizont; Unterboden; Unterboden/Übergangsschicht aus verwittertem Ausgangsmaterial mit der jeweils typischen Gefügeform (Aggregierung) und meist gut schichtbaren Spuren biologischer Aktivität (Wurzeln, Wurmröhren). Diese Schicht fehlt in wenig entwickelten Böden oder ist nur sehr schwach ausgebildet.
• C-Horizont (Ausgangsmaterial): Unverwittertes Ausgangsmaterial wie Lockersedimente oder Fels. Nicht oder nur spärlich durchwurzelt, oft verbunden mit deutlich dichterer Lagerung
• Anstehendes Gestein

"Die Abbauklassen erlauben es, die notwendigen technischen Mittel und/oder Abbaumethoden festzulegen"

• Klasse 1:     Boden der Horizonte A und B 
• Klasse 2:     bindiges Aushubmaterial, weich bis sehr weich, ev. klebrig, wenig durchlässig 
• Klasse 3:     körniges Aushubmaterial mit wenig Feinanteil, locker bis mässig kompakt 
• Klasse 4:     bindiges Aushubmaterial, sehr feste bis harte Konsistenz oder körnig und sehr dicht
• Klasse 5-7:  Fels 

• Prinzipiell erfolgt der Transport 
  • in Einzelfuhren, z.B. Lastwagen, Dumper, Eisenbahn, Schiff oder 
  • in kontinuierlicher Förderung, z.B. Förderband
• Die Transportleistung wird durch folgende Eigenschaften des Aushubmaterials beeinflusst: 
  • Feuchtigkeit 
  • Raumgewicht
  • Kohäsion
  • Korngrösse 
• Die Ladekapazität eines Transportgerätes wird durch den materialspezifischen Auflockerungsgrad beeinflusst 
  • "Der Auflockerungsgrad entspricht der Volumenänderung des Materials beim Aushub" 

Einzelfuhren vs. Bandtransport 

• Standbagger 
  • zyklisch arbeitend
  • kontinuirlich arbeitend
• Fahrbagger 
  • zyklisch arbeitend 
• Flachbagger 
  • kontinuirlich arbeitend 

• Technische Parameter 
  • Lösbarkeit / Abbaufähigkeit 
  • Homogenität / Findlinge 
  • Witterungsempfindlichkeit 
  • Tragfähigkeit 
  • Verdichtbarkeit 
• Geometrische Einflüsse 
  • Platzverhältnisse, Höhen/Tiefen, Neigung 
• Leistung 
  • Kapazität verschiedener Geräte 
  • Leitprozesse 
  • Termine 
  • Umfang der Arbeiten 

• Mit Hochlöffel: 
  • Optimaler Einsatz 
    • Bagger in Tieflage, Fahrzeug in Gleichlage 
    • Ladearbeiten von unten nach oben 
    • Einsätze vorwärtsschreitend für Ladearbeiten notwendig 
• Mit Tieflöffel 
  • Optimaler Einsatz 
    • Bagger in Hochlage, Fahrzeug in Tieflage 
    • Aushub ab Kote (ab Standfläche nach unten) 
    • Einsätze rückschreitend für Gräben und Baugruben 

Tieflöffel; Schaufel eines herkömmlichen Baggers, es wird Material von oben nach unten abgebaut. 

Hochlöffel; Schaufel ähnlich wie bei einem Traktor, Material wird von unten nach oben abgebaut. 

• Günstiges Verhältnis zwischen Ladegefäss (Schaufelinhalt) und Transportgefäss (Grösse der Lademulde) 
  • Grössenordnung von 1:4
• "Ein Fahrzeug soll sein Geld nicht im Stehen, sondern im Fahren verdienen" 
• Zur Leistungsbestimmung sind verschieden Daten des anstehenden Materials und der zu wählenden Geräte notwendig, um eine optimale Arbeitsweise festzulegen
  • Auflockerung des Materials 
  • Füllfaktor je nach Material 
  • Spielzeit des Gerätes 

• Abtrag von Material für Trassen- und Pistenbau sowie flächenhafte Fundationen: 
  • Grössten Teil (je nach Aushub-/Abtragsflächen) mit grösseren Geräten bis auf Kote Rohplanum ausführen 
    • Vermeiden, dass definitives Planum unötigerweise von Grossgeräten zerfahren/ durchfurcht wird (insbes. bei feuchten Verhältnissen) 
• Restabtrag schonend und erst vor der Fertigstellung des definitiven Planums ausführen 
  • Planum in der Ursprünglichen Materialbeschaffenheit

• Das Planum soll dicht sein, den Dammkörper vor Wassereindringung schützen und wasser ableiten
  • Im Gleisbau 
    • Quergefälle Planum 5% 
    • Quergefälle Planie 3-5% 
    • Proctordichte Planum mind. 92%, Mittelwert > 97% 
• Verdichtung und Tragfähigkeit: 
  • Anforderungen an die Verdichtung und Tragfähigkeit der Fundationsschicht gem. VSS 40 585:2020
    • im Strassenbau: Me >= 100 MN/m2
    • im Gleisbau:       Me >= 70-150 MN/m2 
  • Statischer Lastplattenversuch, dynamischer Lastplattenversuch (Fallgewicht) (zufällig verteilt, statistisch ausgewertet) 
  • Flächendeckende dynamische Verdichtungskontrolle in Walzen 
  •  

Bei den Verdichtungsgeeräten unterscheidet man zwischen statisch wirkenden Geräten und vibrierenden Geräten. 

• statisch wirkende Geräte 
  • Glattradwalze 
  • Schaffusswalze 
  • Pneuwalze 
• vibrierende Geräte 
  • Stampfer 
  • Plattenvibratoren 
  • Vibrationswalzen selbstfahrend 
  • Anhänggewalzen 

Zusammenhang zwischen Wassergehalt und Trockendichte 

Verdichtungsdeterminanten und Bedingungen

• Verdichtung bindiger Böden ist stark vom Wassergehalt abhängig 
  • Trockenes Material lässt sich schlecht verdichten 
  • Nasses Material kann nicht oder nur schlecht verdichtet werden 
• Mit gebräuchlichsten Geräten lassen sich nur Schichten von bis zu 30-50 cm verdichten 
  • lagenweise schütten, verteilen und verdichten (Lagen verzahnen) 
• Schichten überbrücken nicht die schlechtere Tragfähigkeit des Untergrundes 

• Vorverdichten des Untergrundes, evtl. Geotextil als Trennlage 
• Grobblockiges Material mit feinerem Material überschütten 
• Anschlüsse an Bauwerke besonders gut verdichten 
• Damit ganze Dammbreite gut verdichtet wird, Damm breiter schütten und anschliessend abtragen 
• Starkregen - Abwalzen der Schüttstellen vor stärkeren Niederschlägen und Arbeitsunterbrüchen mit Glattmantelwalze