Fertigteilrammpfähle ermöglichen Gründungsarbeiten

Fertigteilrammpfähle sorgen für einen sicheren Untergrund in der Elbmarsch beim Neubau des Hochrampenbauwerks K30.

Foto: Rainer Scharrel

Die Autobahn A7 ist eine bedeutende Hauptverkehrsachse im nationalen und europäischen Verkehrsnetz und Bestandteil des Transeuropäischen Netzes (TEN). Im norddeutschen Raum stellt sie neben der A1 eine der wichtigsten Nord-Süd-Fernstraßenverbindungen dar. Die DEGES Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH mit Sitz in Berlin plant im Zuge des 8-streifigen Ausbaus der BAB 7 den Ersatzneubau des Hochrampenbauwerks K30 südlich des Elbtunnels. Der erste Meilenstein der Tiefgründung, die sich über einen Zeitraum von insgesamt zwei Jahren erstreckt, wurde durch Aarsleff Grundbau bereits erfolgreich abgeschlossen. Die Herausforderung des Bauvorhabens: Das tiefgegründete Bestandsbauwerk aus Stahlbeton soll im Zuge der Erweiterung durch eine Dammkonstruktion ersetzt werden und das alles unter Aufrechterhaltung des Autobahnbetriebes von je drei Fahrspuren in beide Fahrtrichtungen. Das Rampenbauwerk wird an der Stelle der Bestandshochstraße errichtet.

Das Probefeld gibt Aufschluss über die Realisierbarkeit des Planungsentwurfs.

Foto: Andreas Vallbracht

Fertigteilrammpfählen mit Messtechnik ausgerüstet

Um die Annahmen der Entwurfsplanung hinsichtlich der anzusetzenden Mantelreibung bei den einzusetzenden Fertigteilrammpfählen zur Bodenverbesserung zu validieren, wurde in Vorfeld ein Probefeld mit 49 Stahlbetonfertigpfählen System Centrum Pfähle hergestellt. Einige der Pfähle sind dafür werkseitig mit entsprechender Messtechnik ausgerüstet worden. Die Pfähle mit einem Querschnitt 35 x 35 cm wurden im September 2017 eingebaut. Nach der erfolgreichen Ausführung des Probefeldes im Jahr 2017 hat Aarsleff Grundbau GmbH den Auftrag von der ARGE Ersatzneubau K30 (Hochtief Infrastructure GmbH/ Fr. Holst GmbH & Co. KG) erhalten.

Einige Pfähle sind auf dem Probefeld mit Messtechnik ausgestattet.

Foto: Andreas Vallbracht

Neuer Aufbau des Hochrampenbauwerks als Dammbauwerk

Der generelle Baugrundaufbau ist gekennzeichnet durch die besondere Lage des Planungsgebiets in der Elbmarsch. Der Ersatzneubau des Hochrampenbauwerks K30 erfolgt als Dammbauwerk. Dazu ist ein geokunststoffbewehrtes Gründungspolster auf vertikalen Traggliedern (Centrum Pfählen) einzubauen. Die Pfähle sind bis in die tragfähigen Sande unterhalb der organischen Weichschichten einzurammen. Die Pfähle sollen mindestens 2,5 m in die tragfähigen Sande einbinden. Zur Aufnahme der Lasten aus dem Geogitter ist eine runde Kopfaufweitung von D = 0,7 m über den Einbau einer Stahlbetonkopfplatte zu gewährleisten. Zur Ausführung kommen dabei insgesamt über 7.000 Pfähle (ca. 100.000 Meter) in drei Bauabschnitten zum Einsatz. Das ist ein echter Rekord in laufenden Metern! Die geplanten Pfahlquerschnitte betragen 35 x 35 cm und 45 x 45 cm. Der erste Bauabschnitt wurde im Juli 2019 mit der Herstellung einer Umfahrung fertiggestellt. Insgesamt wurden in diesem ersten Bauabschnitt ca. 1.000 Fertigteilrammpfählen mit einem Pfahlquerschnitt von 35 x 35 cm und Dabei war die Kooperation mit dem Auftraggeber, der ARGE Ersatzneubau K30 maßgeblich.

Circa 1.000 Fertigteilrammpfähle werden im ersten Bauabschnitt in den Untergrund eingebracht.

Foto: Aarsleff Grundbau GmbH

Bodenverbesserungen im zweiten Bauabschnitt

Und nun geht es weiter. Die Rammarbeiten für die Bodenverbesserung im Bauwerk K30 im Zuge des 8–streifigen Ausbaus der A7 haben begonnen. In dieser Bauphase wird die Gründung für die Richtungsfahrbahn Flensburg-Hannover erstellt. Die Richtungsfahrbahn Hannover-Flensburg folgt dann im nächsten Bauabschnitt im Jahr 2022. Derzeit werden ca. 2.700 Stahlbetonfertigpfähle in den Boden gerammt. Diese verteilen sich hauptsächlich auf 2 Pfahlquerschnitte. Zum Einsatz kommen vorrangig Fertigteilrammpfählen mit einem Querschnitt 35 x 35 cm in Längen von 11 m und 18 m im Bereich der eigentlichen Bodenverbesserung. Hier werden ca. 2.100 Pfähle in einem festgelegten Pfahlraster eingebracht. Diese werden auf eine festgelegte Tiefe nach bestimmten Rammkriterien gerammt. Im Folgegewerk erfolgt der Aufbau des Dammbauwerkes. Zum seitlichen Halt des Dammbauwerkes werden im Randbereich ebenfalls Stahlbetonfertigpfähle für die Tiefgründung einer Winkelstützwand ausgeführt. Zur Ausführung kommen in diesem Bereich ca. 600 Stahlbetonfertigpfähle mit einem Querschnitt 45 x 45 cm mit Pfahllängen von 11 m und 18 m.

Fertigteilrammpfähle finden durch GNSS-System am Rammgerät ihren Bauplatz

Der Einbau der Pfähle erfolgt mit drei Rammgeräten der Firma Junttan der neuesten Generation. Eine besondere Innovation zur perfekten Vermessung: Alle Rammgeräte sind mit einem GNSS-System ausgerüstet. Dieses System bezeichnet ein auf GPS-basierendes System, das am Gerät installiert ist und die Einmessung der Pfahlansatzpunkte übernimmt. Hieraus ergeben sich Vorteile sowohl für die Effizienz der Ausführung als auch für die Vermessung, da die Ist-Lage der Pfähle automatisch geliefert wird. Aufwendige Aufmaßarbeiten sind nicht mehr erforderlich. Ein weiterer und sehr wichtiger Vorteil des GNSS-Systems ist im Bereich Arbeitssicherheit zu finden. Der Aufenthalt des Personals im Gefahrenbereich des Gerätes wird auf ein Minimum reduziert. Diese Situation wurde auch im Vorfeld eingehend mit dem Auftraggeber HochTief abgestimmt, und in ein ganzheitliches Arbeitssicherheitskonzept umgesetzt.

Das GNSS-System sagt den Rammgeräten die Position der Pfähle vor.

Foto: Aarsleff Grundbau GmbH

Vorfertigung ermöglicht schnellen Baufortschritt

Arbeitstäglich werden bis zu 75 Pfähle gerammt. Diese hohe Einbauleistung stellt einige Ansprüche an die Logistik in der Andienung der Baustelle. Die Pfähle werden in einem hochmodernen Pfahlwerk der Centrum Paele A/S in dänischen Vejle produziert und per Lkw zur Baustelle transportiert. In der Nähe der Baustelle werden die Pfähle in ein Zwischenlager entladen, um möglichst von äußeren Umständen unabhängig zu sein und es nicht zu Lieferengpässen kommt. Centrum Pfähle als produzierendes Unternehmen, hat 100% Transparenz bei der Herstellung des Pfahls, jeder Pfahl wird durch einen Code versehen und kann damit selbst noch beim Einbau auf der Baustelle rückverfolgt werden. Im Baufeld werden die Pfähle just-in-time mithilfe eines Raupenkranes verteilt und passgenau in den Bereich der Rammgeräte gelegt, die diese mit Ihrer Hebeeinrichtung aufnehmen können. Bahne Jess, Vertriebsleiter bei Aarsleff Grundbau ist zufrieden mit dem bisherigen Status des Bauvorhabens: „Wir freuen uns sehr darüber, der A7 im Bereich der K30 eine solide und nachhaltige Basis für den 8-streifigen Ausbau und den zukünftigen Betrieb zur Verfügung zu stellen.“

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