Geotechnische Bauwerke

Die erfolgreiche Realisierung eines geotechnischen Bauwerkes wie z.B. einer innerstädtischen Baugrube oder eines Hochwasser­schutzdeiches, setzt ein hohes Maß an Erfahrung der planenden Ingenieure voraus. Unsere erfahrenen Ingenieure und Geologen können Sie in nahezu allen Bereichen optimal unterstützen oder das Projekt für sie fachlich organisieren und planen.

Die Planung und Errichtung tiefer Baugruben ist insbesondere in innerstädtischer Lage mit erheblichen Kosten sowie Ausführungsrisiken verbunden. Grundlage für eine technisch und wirtschaftlich optimierte Baugrube ist die Berücksichtigung der standortspezifischen Baugrund- und Grundwasserverhältnisse sowie das planerische und technische „Know-how“.

Auf Basis langjähriger Erfahrung mit komplexen Baugruben werden durch BFM optimale Baugrubenlösungen erarbeitet. Dies beinhaltet – soweit erforderlich – auch alle Maßnahmen im Zusammenhang mit der Wasserhaltung, Auftriebssicherung, Sohlabdichtung sowie die umwelttechnische Begleitung.

Da wir Baugrunderkundung und Baugrubenplanung „aus einer Hand“ liefern, profitiert der Bauherr durch eine Kostenersparnis und Risikominimierung. Hierbei übernehmen wir die Objekt- und Tragwerksplanung für alle derzeit am Markt verfügbaren Verbausysteme.

Leistungsspektrum von BFM

  • projektspezifische Baugrubenkonzeption inkl. Rückverankerung und/oder Aussteifung
  • Festlegung aller geotechnischer Entwurfsparameter
  • statische Berechnung des Baugrubenverbaus
  • Genehmigungs- oder Ausführungsplanung einschließlich Schal- und Bewehrungsplänen
  • Durchführung numerischer Verformungsprognosen (FEM)
  • Kostenschätzung auf Basis aktueller Marktpreise
  • Bewertung und Optimierung von existierenden Baugrubenplanungen
  • Erstellung der Ausschreibungsunterlagen inkl. detaillierter Leistungsverzeichnisse
  • Prüfung und Bewertung von Angeboten und Sondervorschlägen
  • Geotechnische Fachbauüberwachung
  • Bauleitung einschließlich Rechnungsprüfung
  • Ausarbeitung des geotechnischen Messprogramms

Weitere Leistungen

  • Erkundung der Baugrund- und Grundwasser­verhältnisse
  • Umwelt- und Abfalltechnische Einstufung der Aushubmassen
  • Durchführung der Objekt- und Tragwerksplanung für das geplante Bauwerk
  • Erstellung von Kostenschätzungen, Terminplanung
  • Erstellung der Ausschreibungs­unterlagen und Begleitung bis hin zum Vergabevorschlag
  • Behörden­management
  • Fachbau­überwachung in der Realisierungs­phase
  • Durchführung baubegleitender geotechnischer Messungen

Damm- und Deichbau

Eine der ältesten Methoden des Hochwasserschutzes ist der Bau von Dämmen und Deichen. Die z.T. extremen Hochwasserereignisse der letzten Jahre und Jahrzehnte (Oderbruch 1997, Elbe 2002, Bad Neuenahr-Ahrweiler 2021) und die damit verbundenen Gefahren für die Menschen, Sachwerte und die Landwirtschaft zeigen, dass der Hochwasserschutz immer ein aktuelles Thema ist und bleiben wird. Hierbei ist zu beachten, dass zukünftig aufgrund der globalen Klimaerwärmung eine Zunahme großer Hochwasserereignisse nicht ausgeschlossen ist.

Die interdisziplinäre Planung von Damm- und Deichbauwerken (Neubau, Sanierung) ist mit zahlreichen Aufgaben­stellungen aus den Bereichen Wasserbau, Hydrologie, Landschafts- und Naturschutz sowie Geotechnik verbunden. Die geotechnischen Aufgaben erstrecken sich hierbei u.a. auf die Beurteilung der Standsicherheit und Gebrauchs­tauglichkeit des Bauwerkes in den unterschiedlichen Phasen des Einstauens sowie Planungs- und baubegleitende Beratungstätigkeit.

Leistungsspektrum von BFM

  • Baugrund­erkundung im Bereich des geplanten Damm- und Deichbauwerkes
  • Durchführung der Feld- und Labor­untersuchungen
  • Durchführung der erforderlichen Standsicherheits- und Gebrauchs­tauglichkeits­nachweise nach DIN 19712 / DIN 19700
  • Bewertung der Filter­stabilität der verschiedenen Einbaumaterialien
  • 2D/3D-Strömungs­berechnungen nach der Finite-Elemente-Methode (FEM)
  • Geotechnische Fachbau­überwachung bei den Erd- und ggf. der Spezialtiefbau­maßnahmen
  • Erstellung und Überwachung des Qualitäts­sicherungsplanes (QSP) für die Erd- und ggf. die Spezialtief­bauarbeiten
  • Umwelt- und abfalltechnische Einstufung des Damm- oder Deichmaterials
  • Wirtschaftlichkeits­bewertung verschiedener Planungsvarianten (Kostenschätzung)

Infrastrukturbau

Die Errichtung und Erhaltung eines modernen Infrastruktur­systems ist Grundlage der wirtschaftlichen Prozesse und Voraussetzung für die hohe Produktivität einer Volkswirtschaft. Hierzu zählen neben Straßen und Bahnverbindungen auch die Start- und Landebahnen unserer Verkehrsflughäfen sowie Verkehrs- und Logistikanlagen. Nur ein qualitativ hochwertiges Infrastruktur­bauwerk stellt eine hohe Verfügbarkeit zu geringen Betriebs- und Unterhaltungskosten sicher. Die Qualität und Dauerhaftigkeit wird hierbei stark von den Baugrund­eigenschaften beeinflusst, so dass die detaillierte Kenntnis des Trag- und Verformungs­verhaltens des Baugrunds technisch wie auch wirtschaftlich von hoher Bedeutung ist.

Leistungsspektrum von BFM

  • Baugrund­erkundung im Bereich des geplanten Infrastruktur­bauwerkes
  • Durchführung der Feld- und Labor­untersuchungen
  • Planung und Bemessung der Infrastruktur­maßnahme basierend auf aktuellen Regelwerken sowie Empfehlungen zur Ausführung
  • Erarbeitung von Kosten­schätzungen und Kosten­vergleichen
  • Durchführung der Standsicherheits- und Gebrauchs­tauglichkeits­berechnungen
  • Geotechnische Fachbau­überwachung der Erdbau­maßnahmen
  • Baubegleitende Feld- und Laborversuche (z.B. Verdichtungs­prüfungen)
  • Erstellung und Überwachung des Qualitäts­sicherungs­planes (QSP)
  • Umwelt- und abfalltechnische Einstufung des potentiellen Aushubmaterials oder Ausbaumaterials, z. B. bei der Straßen­erneuerung

BFM liefert fundierte geotechnische Leistungen zu folgenden Aufgabenstellungen (Auszug)

  • Neubau und Erneuerung von Straßen und Kanälen
  • Neubau und Erneuerung von Flugbetriebs­flächen aller Art
  • Gleis- und Eisenbahnbau
  • Logistikflächen, Häfen, Krananlagen
  • Rohrvortriebsarbeiten, Mikro-Tunneling, Verkehrstunnelbau, Verkehrs- und Leitungsbrücken
  • Schallschutz­bauwerke, Lärmschutzwände, Kläranlagen, Speicherbecken, Rückhaltebecken

Grundwasser­haltungen

Vor der Durchführung von Maßnahmen zur Grundwasserhaltung ist i.d.R. ein Erlaubnisverfahren bei der zuständigen Genehmigungsbehörde zu durchlaufen, wozu eine detaillierte Planung und Dimensionierung der Absenkungsanlage benötigt wird. Hierbei sind u.a. die Förderrate und das Absenkziel zu ermitteln, wobei der Eingriff in den Grundwasserhaushalt generell zu minimieren ist. Darüber hinaus sind die Auswirkungen der Grundwasserhaltung (Absenktrichter) auf die Nachbar-bebauung zu bewerten (Setzungen).

Ist eine Wiederversickerung des Grundwassers auf dem Baufeld oder in der Umgebung nicht möglich, so rücken mit der i.d.R. gebührenpflichtigen Einleitung in den Kanal schnell auch wirtschaftliche Gesichtspunkte in den Vordergrund. Dies gilt verstärkt, wenn das Grundwasser eine anthropogene oder auch geogene Belastung aufweist.

Leistungsspektrum von BFM

  • Ermittlung aller für die hydraulischen Berechnungen erforderlichen Grundwasser­stände und Bodenparameter
  • Planung und Bemessung der Grundwasserhaltung
  • rechnerische Prognose der Förderrate, der Gesamt­fördermenge und der Reichweite (Ausdehnung des „Absenktrichters“)
  • Beurteilung der Auswirkungen der Grundwasser­haltungs­maßnahmen auf die Nachbar­bebauung (Setzungen etc.)
  • Turnusmäßige Messung der Grundwasserstände und Beprobung des Grundwassers (Grundwasser­monitoring) zur Überprüfung des Grundwasser­chemismus
  • Ausarbeitung Technischer Erläuterungsberichte zur Grundwasser­haltung als Grundlage für wasserrechtliche Erlaubnis­verfahren
  • Behörden­management
  • Fachtechnische Begleitung der Grundwasser­haltungs­maßnahmen inkl. des Rückbaus

Spezialtiefbau

Bei der Realisierung von Tiefbau­maßnahmen in dicht bebauten Innenstadt­gebieten werden u.a. wegen der strengen Verformungs­beschränkungen für die umliegende Nachbarbebauung vermehrt Techniken des modernen Spezial­tiefbaus angewandt.

Dies gilt sowohl für Baugruben und Gründungen als auch für unterirdische Bauwerke, z. B. Tunnel für U- und S-Bahnen. Insbesondere die Anwendung der Spezialtief­bauverfahren in deren Grenzbereich führt oft zu Bauverzögerungen und Kosten­steigerungen, so dass hier ein besonders hoher Bedarf an fachtechnisch kompetenter Beratung besteht.

BFM berät auf Basis detaillierter Kenntnisse der Verfahren sowie umfangreicher Praxis­erfahrung beim wirtschaftlich erfolgreichen Einsatz von Spezialtief­bauverfahren.

Durch unser Institut werden u. a. Beratungs- und Planungs­leistungen zu den nachfolgend aufgeführten Spezialtief­bautechniken angeboten:

  • alle Formen von Pfahl­gründungen (z.B. Bohr- und Verdrängungs­pfähle)
  • Verpressanker, Bodennägel etc.
  • Schlitz- und Dichtwände, Spundwände
  • flächige und pfahlartige Baugrund­verbesserungen (Schottersäulen etc.)
  • Injektions­verfahren
  • Düsenstrahl­verfahren
  • Vereisungen
  • Unterfangungen und Sicherungen mittels der o. g. Verfahren

Leistungsspektrum von BFM

  • projektbezogene Bewertung der Notwendigkeit und der Anwendbarkeit des Verfahrens sowie Aufzeigen von Ausführungs- und Kostenrisiken, ggf. Darstellung von Alternativen
  • Kosten­schätzungen und/oder Kosten­vergleich für verschiedene Verfahren
  • Geotechnische Planung der Maßnahme inkl. Durchführung der erforderlichen Standsicherheits­nachweise
  • Aufstellen und Überwachen des Qualitäts­sicherungsplanes (QSP)
  • Erstellung oder Prüfung der Ausschreibungs­unterlagen
  • Unterstützung bei der Vergabe
  • fachtechnische Begleitung des Genehmigungs­prozesses
  • Fachbau­überwachung in der Ausführungsphase

Spezialtiefbau Baugrundverbesserung

Stehen unterhalb eines Bauwerkes (z.B. Gebäude, Deich etc.) in gründungsrelevanter Tiefe gering tragfähige Böden an, so können die lastabhängigen Setzungen und Setzungsdifferenzen zu einem Verlust der Gebrauchstauglichkeit und – in extremen Fällen – der Standsicherheit des Bauwerkes führen. Dies kann durch die vorlaufende Herstellung einer Baugrundverbesserung verhindert werden. Typische Verfahren hierfür sind:

  • Teil- oder Vollbodenaustausch (auch: Bodenersatzverfahren)
  • Tiefenverdichtung (z.B. Rüttelstopf-/Rütteldruckverdichtung)
  • Dynamische Intensivverdichtung (schwere Fallplatten)
  • Injektionstechniken (z.B. Compaction Grouting)
  • Düsenstrahlverfahren
  • Konsolidationsverfahren (Vor- und Überschüttung, Vertikaldräns etc.)

Zu den zentralen Aufgaben der geotechnischen Beratung gehören die geotechnische und wirtschaftliche Bewertung der unterschiedlichen Verfahren (Verfahrensauswahl) sowie die daran anschließende Dimensionierung der Baugrundverbesserung, die häufig auf empirischen Ansätzen in Kombination mit baugrundspezifischen Erfahrungswerten beruht.
Das wirtschaftliche Optimierungspotential ist – da keine normativen Regelungen bestehen – vergleichsweise hoch.

Zu unseren Leistungen zählen:

  • Bewertung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse in Feld und Labor Durchführung der Setzungsberechnungen nach DIN 4019
  • Standortspezifische Verfahrensbewertung verschiedener Planungsvarianten in geotechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht (Kostenschätzung)
  • Computergestützte Dimensionierung der Baugrundverbesserung (z.B. nach Priebe)
  • 2D/3D-Verformungsberechnungen nach der Finite-Element-Methode (FEM)
  • Abfalltechnische Einstufung (LAGA etc.) des ggf. anfallenden Aushubmaterials
  • Messtechnische Beobachtung des Trag- und Verformungsverhaltens von Bauwerk und Gründung
  • Fachtechnische Begleitung des Herstellungsprozesses