Bauverfahren
Bauverfahren, ETHZ, D-BAUG FS 2016
Bauverfahren, ETHZ, D-BAUG FS 2016
Kartei Details
| Karten | 120 |
|---|---|
| Lernende | 250 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Statik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 09.07.2016 / 05.02.2025 |
| Weblink |
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Arbeitsbereiche für Tunnel bei Vortrieben im Fels
L1: Brustbereich (TBM-Vortrieb: Maschienenbereich)
L2: Vortriebsbereich (TBM-Vortrieb: Nachläuferbereich)
L3: Rückwertiger Bereich (TBM-Vortrieb: bis 200 m)
Die Sicherungsklassen (SK) reichen von 1 bis
Einsatzbedingungen für den Vortrieb mittels Teilschnittmaschienen (TSM) im Fels
- Gesteinsfestigkeit (50 - 100 N/mm2)
- Kurze Tunnellänge (< 3 km)
- Tunnel mit Variablem Querschnitt
- Projekte mit schnellem Starttermin
- Erschütterungsarme Tunnelbauten
Art des Schneidekopfes
Links: Querschneidekopf
Rechts: Längsschneidekopf
Vorteil der TSM (Teilschnittmaschiene)
- Erschütterungsarm
- Anpassungsfähig an sich verändernde Querschnitte und Gebirgsverhältnisse
- Zugänglichkeit zur Ortsbrust
- Kontinuierlicher Arbeitszyklus
- Profilgenauer Ausbruch
- Gebirgsschonender Ausbruch
Nachteil der TSM (Teilschnittmaschiene)
- Hoher Verschleiss an Meisseln
- Massnahmen zur entstaubung der Luft
- Langsamer als Sprengvortrieb
- "Verbacken" des Schrämkopfs bei kohäsiven Böden
Abläufe während eines Sprengzyklus
- Bohren
- Laden
- Zünden
- Belüften
- Sichern Ortsbrust
- Abtransport
- ev. Injektion
- ev. Spritzbeton
Unterteilung des Sprengbildes
- Einbruch
- Helfer-, Erweiterungsschüsse
- Kranzsschüsse
- Sohlschüsse
- Paramentschüsse
- Gewölbeschüsse
Vorteil der Tunnelsicherung durch den Einsatz von Spiessen
- Einbau mit normalem Bohrjumbo
- Einsetzbar in gebrächen Gebirge
- Schnell einbaubar
Nachteil der Tunnelsicherung mit Spiessen
- Kurzer Wirkungsbereich
- Nicht im Lockergestein (geringe Kohäsion) anwendbar
Vorteil des Rohrschirmgewölbes
- Kleine Setzungen
- Verfestigen des umliegenden Gesteins
- Vortrieb unterhalb von Fundamenten möglich
Nachteil des Rohrschirmgewölbes
- Nicht für grosse Einzellasten
- Bohren im "Sägezahn" (Geometrie der Ausbruchsicherung)
- Zeitaufwändig
Tragwirkung des HDI-Schirms
- In Tunnelquerrichtung durch Ausbildung eines Druckgewölbes
Düsenabstand beim Spritzbetonieren
~ 1.5 m - 2 m
Vorteil Ausbruchsicherung durch Spritzbeton
- Auftragen und Verdichtung in einem Arbeitsgang
- Ohne Schalung auch über Kopf
- Hoher Haftverbund mit Untergrund
- Verschiedene Schichtstärken in einem Arbeitsgang
- Beliebige Formgebung
- Frühes Aufbringen auch in Teilbereichen
- Biegeweich im Erhärtungsstadium
- Steif im ausgehärteten Zustand
- Kombinierbar mit Anker, Bewehrung, Stahlbögen
Vorteil des Trockenspritzverfahrens
- Spritzpausen ohne Reinigung
- Kleine Mengen dosierbar
- Geringer Platzbedarf
Nachteil des Trockenspritzverfahrens
- w/z-Wert nicht definiert
- Starke Staubentwicklung
- Relativ geringe Spritzleistung
- Hoher Rückprall
Vorteil Nassspritzverfahren
- Hohe Förderleistung
Vorteil Stahlbogeneinbauten (Tunnelbau)
- Vorfertigung
- Sofortige Tragfähigkeit
- Hohe Duktilität
- Flexible Anpassung des Ausbauwiederstands
- Gleitverbindungen: kontrollierte Deformation, ohne Knicken, Beulen
Nachteil Stahlbogeneinbauten (Tunnelbau)
- Schwere Profile
- Schlecht Handhabbar
- Geringe Flexibilität bei Änderung des Ausbruchquerschnitts
- Bestell- und Lieferzeiten
Mögliche Transportsysteme im Tunnelbau
- Förderbänder
- Gleisgebundener Betrieb
- Dumper, LKW, Farhmischer, Traktoren
- Fahrlader (kleine Tunnellängen)
Einsatzmöglichkeiten von Injektionen
-Unterfangung
-Baugrundverbesserung
-Abdichtung
-Fundamentinstandsetzung
-Baugrubenverbau
-Schirminjektion
Welches sind die 3 Hauptinjektionsverfahren
-Manschettenrohrverfahren
-Soil-Fracturing-Verfahren
-HDI-Verfahren/Jet-Grouting/Soilcrete
Grundprinzip und Einsatz der drei Injektionsverfahren
Injektionsmittel und deren Einsatz in entsprechender Bodenart
-Mörtel und Pasten (Wasser, Zement, Sand)
--> Verfüllung Hohlräume und Spalten, Baugrundverdichtung
-Suspension (Wasser, Zement)
--> Abdichten und Verfestigen von Kies und Sand, Klüften und Spalten im Fels
-Lösungen (Wasser, Wasserglas, Härter, Kunstharz)
--> Abdichten und Verfestigen von Sand- und Feinkiesböden
-Emulsion (Wasser, Bitumen, Emulgatoren, Härter)
--> Abdichten von Feinsandböden
Aufbau Manschettenrohr
HDI Verfahren: Einsatz und Ablauf
- Dichte Baugrubensohle
- Unterfangung
- Stützwände
Soil Fracturing: Einsatz und Ablauf
- Grundsätzlich in Lockergesteinsboden
- Setzungsminimierung bei Tunnelarbeiten
- Rückstellung von Gebäudeschiefstellungen
Drei Grundprinzipien zur Baugrundverbesserung
Verdichtung
Bodenaustausch
Verfestigung
Welche Möglichkeiten zur Baugrundverbesserung durch Verdichtung existieren?
Welche Möglichkeiten zur Baugrundverbesserung durch Bodenaustausch existieren?
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)
