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Fräskopf (links) und Bohrwerkzeuge (rechts)
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versenkter Schlitzwandgreifer
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Bauablauf der Einfassungsarbeiten
vertikale Einfassung
Die Einfassung des Baufeldes erfolgt durch zwei unterschiedliche Verfahren. An den Längsseiten des U-Bahntunnels werden betonierte Schlitzwände (d=80 cm) errichtet; an den übrigen Baufeldabgrenzungen wird mit überschnittenen Bohrphahlwänden und Ortbetonschlitzwänden (d=60 cm) eingefasst. Die Tiefe dieser Wände liegt bei durchschnittlich 15 m unter Straßenniveau; die Schlitzwände reichen teilweise noch etwas tiefer ins Erdreich, da sie mehr Last abtragen müssen.
Das Baufeld weist noch einen hohen Bestand an Unterkellerungen der zerstörten Vorkriegsbebauung auf. Der Bereich der Einfassungswände mußte zuerst von dieser bestehenden Bausubstanz freigeschafft werden. Dies wurde mit Hilfe von Großbohrern erreicht. Vor allem aufgrund vorhandener starker Stahlträger stellte sich dies insbesondere bei den Schlitzwandtrassen als eine unerwartet mühsehlige, zeit- und materialintensive Arbeit heraus, in deren Verlauf zahlreiche Bohrköpfe verschlissen wurden.
Nachdem die Bohrungen vorgenommen worden sind, wurden entlang der Schlitzwandtrassen jeweils zwei Leitwände betoniert. Diese besitzen eine nur geringe Tiefe und dienen dem Schlitzwandbagger, der den Bodenaushub bis auf die endgültige Tiefe vollzieht, als Greiferführung.
Der Schlitzwandbagger funktioniert mit einem Seilzug, der an einem Kran befestigt ist. Er besitzt ein hohes Eigengewicht von 11-25 Tonnen, damit der geöffnete Greifer sich von alleine in das wegzugrabende Erdreich gräbt und so möglichst wenig Schaufelschritte nötig sind. Die hier verwendeten Schlitzwandgreifer greifen nur einmal, bevor sie mit dem abgegrabenen Erdreich wieder herausgezogen werden. Es gibt auch Schlitzwandgreifervarianten, die sich mit umlaufenden Schaufeln kontinuierlich in einem Arbeitsgang in das Erdreich bohren.
Zwischen den Leitwänden wird nun die Erde vom Schlitzwandbagger ausgehoben. Während dieses Vorgangs wird als Stützflüssigkeit Bentonit eingefüllt, das den notwendigen Stabilisierungsdruck während des Aushubes erzeugt; also verhindert, dass der Schlitz bevor er letzlich betoniert wird zusammenbricht. Bentonit ist ein breiig-festes Gemisch aus Wasser, Ton und Sand, das leichter als Beton ist, was für die weiteren Arbeitsschritte wichtig ist.
In den fertig ausgehobenen und mit Betonit gestützten Schlitz werden die Bewehrungskörbe mit einem Hilfsbagger eingehoben. Das Betonieren erfolgt mit Hilfe einer Rohrvorrichtung von unten nach oben im so genannten Kontraktorverfahren, d.h. von unten nach oben, so dass der Beton immer unter dem noch vorhandene Bentonit ist und diesen letztendlich verdrängt. Das Bentonit wird dann abgepumpt und mit einem Entsander gereinigt, um neu verwendet werden zu können. Die durchschnittliche Betoniergeschwindigkeit beträgt mindestens 3 m pro Stunde.
Da das Bentonit, bzw. später der flüssige Beton, einen gewissen Druck auf die U-Bahn-Tunnelwand ausübt, wurde für die Dauer der Einfassungsarbeiten eine Baulast auf dem Tunnel errichtet, die dem Druck entgegenwirkt .
Betoniert wird im sogenannten Pilgerschrittverfahren, das heißt die einzelnen Teile der Schlitzwand, die 2.80 m breit sind, werden nicht der direkten Reihe nach hergestellt, sondern versetzt: erst die erste Lamelle, dann die fünfte, dann die zweite, die sechste und so weiter.
Um die so zu unterschiedlichen Zeiten betonierten Nachbarlamellen besser miteinander zu verbinden, stehen in den Fugen zwischen den Lamellen Fugenabschalrohre, die etwa fünf Stunden nach dem Betonieren der Nachbarlamelle gezogen werden. Der so entstandene zylindrische Hohlraum wird dann mit Beton gefüllt.
Durchschnittlich werden auf dieser Baustelle pro Tag zwei Lamellen je Gerät, also 4 Lamellen, betoniert.
In die gebohrten und mit Wasser gefüllten Löcher der Bohrphahlwände werden korrespondierend zylinderförmige Bohrpfahlbewehrungskörbe eingelegt, bevor betoniert wird. Diese Arbeiten waren nicht weiter Bestandteil der Besichtigung.
Im Bereich des U-Bahntunnels werden in die Bewehrungskörbe Verpressschläuche eingeflochten, durch die nach Erhärten des Betons Wasser gepresst wird um die Verpressöffnungen aufzusprengen. Anschliessend erfolgt das Einpressen des Verpressgutes (Zementleim). So werden eventuelle Risse gestopf; gleichzeitig wird der Baugrundverbund erhöht, wodurch eine größere Tragfähigkeit der Schlitzwand gewährleistet werden kann. Dies ist bei den Schlitzwänden vonnöten, da sie den gesamten über der U-Bahn befindlichen Gebäudeteil tragen müssen; das Gebäude besitzt in diesem Teil wie erwähnt keinen Konakt zum Baugrund. Der Druck, mit dem diese Lamellenverpressung vorgenommen wird, wird mit einem Messgerät kontrolliert.
Nach Erhärtung des Betons werden die Wände gekappt, die oberen 50 cm des Betons werden wieder abgestemmt, um diesen Bereich dann nach Vorschrift noch einmal neu betonieren zu können. Die Tragfähigkeit kann hier durch die besonderen Betonierbedingungen sonst nicht garantiert werden.
Die Schlitzwände bzw. Bohrpfahlwände erfüllen also zwei Funktionen: sie sorgen zum Einen für die vertikale Grundwasserabdichtung des Baufeldes. Zum Anderen dienen sie später als Gebäudegründung; vor allem die Schlitzwände tragen den über der U-Bahn liegenden U-Bahn Teil. Darüberhinaus dienen sie als Stützwände zur Baugrubenabsicherung.
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