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Von der Idee zum Patent: Innovation im «Städtli»

Dass Innovation und Baugrube nicht zwingend widersprüchliche Begriffe sein müssen, zeigt die jüngste Planung von ewp.

In der Stadt Sursee entsteht an zentraler Lage, unmittelbar angrenzend an die historische Stadtmauer im Süden und die Suhre im Westen, eine Wohn- und Geschäftsüberbauung, welche künftig das «vierte Tor zur Altstadt» bilden soll. ewp hat sich in der Ausschreibungsphase gemeinsam mit der ARGE Lötscher Tiefbau AG und Meier+Jäggi dank einer innovativen Idee gegenüber der «Amtsvariante» durchgesetzt und die Planung und Realisierung der Baugrube für sich gewonnen. Die Idee ist so innovativ, dass das Patentierungsverfahren bereits läuft.

Mit ca. 4'600m2 Grundrissfläche und einer Aushubtiefe bis zu 6.5m, erfordert die Planung und Ausführung der Baugrube in unmittelbarer Nähe zu der angrenzenden 500-jährigen Stadtmauer besondere Sorgfalt und ein umfassendes Überwachungskonzept. Wegen der beschränkten Platzverhältnisse und des vorherrschenden Grundwassers wurde ein senkrechter Baugrubenabschluss mittels Spundwänden gewählt. Die Geometrie der Baugrube und die Abstände der gegenüberliegenden Verbauwände lassen eine mehrfach vertikal abgestützte Spriessung erforderlich werden. Um das Zentrum der Baugrube für den Aushub und den erforderlichen Maschinenpark freizuhalten, hat ewp in Zusammenarbeit mit den Unternehmern einen «doppelt vorgespannten Spriessring» entwickelt.

Wie darf man sich das Vorgehen vorstellen? In der Vorbereitung auf die Erstellung der Baugrube wurde die historische Stadtmauer provisorisch abgestützt und mittels einer Kombination aus Mikropfählen, (temporären) Spriessen, Ankern und einem etappenweise erstellten Betonfundament gesichert. Die so erstellte permanente Unterfangung dient sowohl als Auflager für die Bodenplatte und den Lastabtrag der geplanten Überbauung, als auch der dauerhaften Sicherung und der Verbesserung der Gesamtstabilität der Stadtmauer.

Nach dem Einbau des Arbeitsplanums und dem Rammen der Träger für die vertikale Abstützung zur Montage der Spriessung, wurden die 18m langen Spundwände abgeteuft. Im Anschluss erfolgt der Voraushub bis kurz unterhalb des Spriesskranzniveaus.

Dem Einbau der Longarinen entlang der Spundwand folgt das Versetzen der Spriesskränze. Diese stützen sich im Montagezustand auf den vorgängig erstellten Vertikalabstützungen ab. Nach Einbau der Spriessung und Zusammenschluss der Knotenpunkte, werden die Spriessringe mittels an definierten Knoten montierten Spannpressen «vorgespannt». Somit trägt sich der Spriesskranz im Endzustand selbst und auf die vertikale Abstützung könnte (theoretisch) verzichtet werden. Im Anschluss kann der Endaushub bis auf die Sohltiefe erfolgen.

Vorteile des Systems

  • Wenig Friktionen innerhalb der Baugrube für die Aushubarbeiten, zentraler Bereich frei von Spriessen
  • Minimierung der Stahltonnage für die Spriessung
  • Minimierung der vertikalen Abstützpunkte (Spriessring durch Vorspannung selbsttragend), dadurch Minimierung der Bodenplattendurchdringungen (weisse Wanne)
  • Begrenzung und Kontrolle der Deformationen des Baugrubenabschlusses durch Vorspannpressen und Kraftmessdosen
  • Massive Kostenersparnis gegenüber der Amtsvariante mit teilweise überschnittener Bohrpfahlwand und «schachbrettartiger Spriessung»
  • Klar abgegrenzte Bauzustände, Voraushub - Einbau Spriessung - Endaushub, keine gewerküberschneidenden Arbeiten, welche «Hand in Hand» erfolgen müssen
  • Vorteile hinsichtlich ökologischer und finanzieller Aspekte durch Rückgewinnung der Baugrubensicherung, verminderte «Grundwassereinschnürung» im Endzustand durch das Zurückziehen der Spundwände

Von der Idee zum Patent
Erfahrungsgemäss ist die Erstellung von Baugruben in anspruchsvollen Baugründen inkl. deren Sicherungen mit einem nicht unerheblichen finanziellen Aufwand verbunden. Diese Kosten ist der Bauherr, resp. der Kunde ungern bereit zu zahlen, lassen sich doch mit dem notwendigen «Übel» keine Einnahmen generieren. ewp konnte gemeinsam mit der ausführenden Unternehmung Meier+Jäggi eine Variante aufzeigen und umsetzen, welche im Vergleich zur ausgeschriebenen «Amtsvariante» erhebliche Vorteile hinsichtlich der Baukosten aufweist. Darüber hinaus lässt sich das eingesetzte System grösstenteils zurückgewinnen. Dies bringt auch hinsichtlich der Ressourcenschonung einen entscheidenden Vorteil. Das gewählte System ist durch die klar abgegrenzten Bauzustände, die Kostenersparnis und die Rückgewinnung der verwendeten Materialien äusserst effizient und bietet grosses Potenzial für künftige Anwendungen. Eine entsprechende Patentierung seitens der ausführenden Unternehmung läuft bereits.

Die statischen Berechnungen stellten eine grosse Herausforderung dar. Durch das gemeinsame Entwickeln und dank der vertrauensvollen Zusammenarbeit wurden die Herausforderungen mit Bravour gemeistert – nicht nur das, es entstand darüber hinaus ein neuartiges und äusserst vielversprechendes System! Dieses Projekt zeigt, dass auch bei Baugruben innovativ geplant und projektiert werden kann.

Projektdetails

Projektdauer: Mitte Februar 2019 bis Anfang August 2019 (Erstellung der Baugrube inkl. Sicherung)
Kubatur Aushub: ca. 27'000 m3
Fläche Spundwände: ca. 5'700 m2
Gewicht Stahl (Spriessung): ca. 350t -> 12 bis13 kg Stahl pro m3 Aushub
Kostenersparnis gegenüber «Amtsvariante»: ca. 20%

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«An meiner Tätigkeit als Verkehrsplaner gefällt mir die Breite des Aufgabenfelds: Von der Verkehrszählung bis zum Gesamtverkehrskonzept, von der Strasse bis zum Veloweg, vom Rhein bis zur Reuss. Jedes Projekt ist einzigartig, so dass ich bei der Arbeit viel Neues lerne. Auch schätze ich den Austausch im Team sehr, menschlich wie fachlich.»


Christoph Suter
Projektleiter