Baugrundbedingte Schadensf lle - Praxisbeispiele

1. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele

2. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Inhalt Baugrundrisiko � Definition und Inhalt Ausgew�hlte Fallbeispiele Rohrvortrieb DN 1200 Rohrvortrieb DN 1600 Erfahrungen Einige Schlussgedanken

3. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Baugrundrisiko � Definition und Inhalt Baugrund: Zusammensetzung / Verhalten kann nicht mit absoluter Sicherheit beschrieben und auch nicht vollumf�nglich beherrscht werden (Gegensatz zu technisch hergestellten Baustoffen) Streuung der geotechnischen Parameter, eng begrenzte Inhomogenit�ten Manche Baugrundeigenschaften mit angemessenem Aufwand nicht feststellbar (z.B. Mengenanteil Steine / Bl�cke) Bei jeder Vortriebsma�nahme: Interaktion mit Baugrund Baugrundrisiko: Unvermeidbares Restrisiko hinsichtlich unvorhersehbarer Einwirkungen / Erschwernisse trotz vollst�ndiger Untersuchung und Beschreibung der Baugrund- und GW � Verh�ltnisse durch AG Erf�llung der Pr�f- und Hinweispflicht durch AG / AN

4. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele �Echtes Baugrundrisiko� �... erst dann relevant, wenn trotz bestm�glicher Erkundung des Baugrundes ohne Verschulden von AG oder AN w�hrend der Arbeiten Erschwernisse im Boden- oder Grundwasserbereich auftreten und es dadurch zu ge�nderten Leistungen und Verz�gerungen kommt� [ENGLERT]? unvermeidbar, zu Lasten des AG �Unechtes Baugrundrisiko� M�ngel bspw. infolge nicht ausreichender Baugrunderkundung unzureichender Ausschreibung mangelhafter Leistungsbeschreibung, vom AN nicht ger�gt fehlender erforderlicher Bedenken und Hinweise des AN Bauausf�hrung im Widerspruch zu den Regeln der Technik ? vermeidbar, Haftungs- und Verantwortungsverteilung? kein Baugrundrisiko!

5. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Erg�nzend dazu: �Systemrisiko� �liegt ... dann vor, wenn sich trotz technisch bestm�glicher, d.h. insbesondere nach allen anerkannten Regeln der Technik ausgef�hrter Leistung am Gewerk selbst ein Mangel einstellt oder ... ein Schaden auftritt, ohne dass sich das Baugrundrisiko verwirklicht� [ENGLERT]? unvermeidbar, quasi unvermeidbar oder bedingt vermeidbar, zun�chst beim AN Verbundene negative Auswirkungen seltenst vollumf�nglich vorhersehbar Nicht kalkulierbar Umso wichtiger sorgf�ltige Planung und Verfahrensauswahl in Abstimmung auf die Baugrundverh�ltnisse

6. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Beispiel �Systemrisiko� Rohrvortrieb: Ursache: Rohrvortrieb Auswirkung: Setzungen, Risse an Bauwerken Vermeidbarkeit: �Quasi� unvermeidbar Sch�den vermeidbar wenn: �nderung von Abstand / Trassenlage; Verzicht auf Bauma�nahme Nach DIN 18319 hat der AN unverz�glich die notwendigen Ma�nahmen zur Verh�tung von Sch�den zu treffen und den AG zu verst�ndigen, wenn sich w�hrend der Ausf�hrung die Gefahr von Verbr�chen, Ausflie�en von Boden, Vortriebshebungen, Wassereinbr�chen, Sch�den an Vortriebsrohren oder baulichen Anlagen oder �hnliches ergibt sind weitere Ma�nahmen gemeinsam festzulegen sind die getroffenen / die weiteren Ma�nahmen Besondere Leistungen, soweit die Ursache nicht der AN zu vertreten hat ? Folgen des �Systemrisikos� Rohrvortrieb sind vom AG zu tragen, wenn kein Verschulden des AG vorliegt

7. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Rohrvortrieb DN 1200 Projektbeschreibung Art des Kanals: RW Vortriebsstrecke: L = 135 m (gerade) Gef�lle: 125 o/oo �berdeckung �ber Rohrscheitel: 2 m bis 19 m Vortriebsrohre: StB, L = 2 m bis 3 m Besonderheiten: Baugrundgutachten ? planm��iger Verlauf unmittelbar (> 1 m) unter einer stillgelegten M�lldeponie Durchgef�hrte Baugrunderkundung: Auf Grundlage DN 700 5 BK im Abstand von 19 m bis 54 m (Sch�chte, �ebener� Auff�llungsbereich), 2 DPH Klassifizierende bodenmechanische- und felsmechanische Laborversuche

8. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Lageplanausschnitt mit Bohransatzpunkten

9. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Prognostizierte Baugrundverh�ltnisse: Z.T. 10 m bis 18 m inhomogene Auff�llungen (BK 2 bis BK 4) Lokal bindige Talaueb�den Sandsteine des Stefan B (Karbon) mit bis zu 2,5 m m�chtiger Verwitterungsdecke aus schluffig � tonigen Sanden Vereinzelt stark GW � f�hrende Schichten, keine Angaben zu Wasserlinsen Vortriebsverfahren: Fallend (Ausschreibung: Steigend) TSM Einfacher Hinweis des AN auf m�gliches Durchfahren des Deponiek�rpers ohne �berpr�fung Baugrundgutachten oder konkrete Begr�ndung

10. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Vortriebsverlauf / Schadensfall 80 m Vortrieb ohne gr��ere Komplikationen 20 m Vortrieb in Auff�llung (nicht prognostiziert) Wassereinbruch Ortsbrustbereich, Vortriebsstillstand Bergung / Reparatur der besch�digten Vortriebsmaschine Fortsetzung des Vortriebs �ber rd. 15 m Erneuter Wassereinbruch Ortsbrustbereich, Vortriebsstillstand Erneute Bergung / Reparatur der besch�digten Vortriebsmaschine Geltend gemachte Mehrkosten: Rd. 210.000 � Stillstand, Reparatur Vortriebsmaschine Zus�tzliche Wasserhaltung Gemeinkosten

11. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Ausbruchmaterialien nach Anfahren der Altdeponie

12. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Wasserdurchsetzte Ausbruchmaterialien/wassergef�llte Vortriebsmaschine

13. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Wesentliche Schadensursache(n) Baupraktisch: Anfahren des Deponiek�rpers mit eingelagerten �Wasserlinsen� Mangelhafte Erkundung / Planung Fehlerhaft (zu tief) ber�cksichtigte RS in Baugrundgutachten Keine Adaption Baugrundgutachten an ver�nderte Durchmesser, Trasse / Gradiente Bohrergebnisse ? Einfahren in Deponiek�rper war naheliegend / ableitbar Keine weitergehende Erkundung des Verlaufs UK Deponiek�rper, GW - Verh�ltnisse Ausschreibung unter der falschen Annahme eines Vortriebs im gewachsenen Boden insgesamt vollst�ndig / l�ckenlos, aber nicht immer richtig (bspw. Bodenklassifizierung nach DIN 18300 statt nach DIN 18319)

14. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Umstellung Vortriebsrichtung unter der falschen Annahme eines Vortriebs im gewachsenen Boden ? schadensverst�rkend, in punkto Arbeitssicherheit vorteilhaft Bauliche Ma�nahmen zur Risikominimierung wurden erst nach dem zweiten Wassereinbruch vorgenommen ? �Unechtes Baugrundrisiko� Schadensbehebung / Projektfortschritt Vorauseilende Entw�sserung mittels Dr�nageleitung DN 200 parallel zur Vortriebsstrecke Erfolgreicher Abschluss des Vortriebs

15. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Erfahrungen / Schlussfolgerungen H�here Anzahl von Bohrungen � insbesondere im B�schungsbereich � h�tte zur Erkenntnis gef�hrt, dass die Vortriebsachse teilweise im Deponiek�rper verl�uft ? die Schadensereignisse w�ren vermeidbar gewesen �Wasserlinsen� w�ren dennoch nicht genau zu lokalisieren gewesen Pr�f- und Hinweispflicht durch AG / AN nur unzureichend umgesetzt Zu sp�te gemeinsame Vereinbarung zus�tzlich erforderlicher Ma�nahmen gem. DIN 18319

16. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Rohrvortrieb DN 1600 Projektbeschreibung Art des Kanals: RW Vortriebsstrecke: L = 175 m (gerade) Gef�lle: 5,5 o/oo �berdeckung �ber Rohrscheitel: i.M. 4 m Vortriebsrohre: StB, L = 3,5 m Besonderheiten: Parallellage bzw. Unterfahrung einer Bahnstrecke Durchgef�hrte Baugrunderkundung: 2 � stufig (ge�nderte Planung) 10 BK im Abstand von 5 m bis 39 m, 2 GW � Pegel Boden- und felsmechanische Laborversuche, etc.

17. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Prognostizierte Baugrundverh�ltnisse: N� Teil Schluffe, sandige Kiese (Flussschotter) und Auff�llungen (sandige Schluffe) S�Teil �berwiegend harte, kl�ftige Tonsteine des Mitteldevons mit eingeschalteten Schluff-, Sand- und Kalksteinb�nken; wechselnde Kl�ftigkeit, Verwitterungsgrade GW bis etwa auf H�he Rohrscheitel Vortriebsverfahren: Steigend VSM

18. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Querprofil �Prognostizierte Baugrundverh�ltnisse�

19. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Vortriebsverlauf / Schadensfall Starkes Ansteigen der erforderlichen Vortriebskr�fte nach wenigen AT Kurz darauf Erreichen des Niveaus der zul�ssigen Vortriebskraft Stark variierender Abstand Rohrstirnfl�chen �ber den Umfang an vielen Rohren ? f�r geraden Vortrieb zu starke Kr�mmung des Rohrstrangs Schadensbilder: Auftreten von L�ngsrissen im Scheitel- (1:00 Uhr) und Sohlbereich (7:00 Uhr) der ersten 12 Vortriebsrohre, sobald diese eine bestimmte Stationierung passierten Diagonalrisse im Bereich der Rohrverbindungen �berlastungssch�den an den Rohrstirnfl�chen (Spaltzugrisse, Abplatzungen, Schollenbildung) Relativ starke Verformungen der Vortriebsrohre + Rissposition ? �St�rungsstelle� bei ca. 1:00 Uhr in Vortriebsrichtung?

20. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele L�ngsriss / �berlastungsschaden

21. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Kernbohrungen an der �St�rungsstelle� zeigten Anliegen des Rohrstrangs im Scheitel am Fels; doppelten �berschnitt in der Sohle, voll ausgef�llt mit bindigem und gemischtk�rnigem Bodenmaterial Vorpressung der bereitseingebauten Zwischenpress-station bis zum Problem-bereich unter Zusatzma�-nahmen (Sp�lung �berKernbohrungen im Sohl-bereich) und bei reduzierterVortriebskraft zurFreilegung des �berschnitts

22. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Wesentliche Schadensursache(n) Baupraktisch: Anfahren einer bis dahin unbekannten Bodenauff�llung unmittelbar unter der Bahnstrecke Ungew�hnlich umfangreiche Umlagerung von Auff�llungsmaterial (Nachfall) in den �berschnitt ? Transport und Zerkleinerung �ber Rohrstrang - Reibung? Hohlraum von mehreren Metern L�nge, ca. 0,5 m hoch Sehr harter Fels am Ende des Hohlraums im Scheitelbereich Starke Steuerbewegungen und Abwinkelungen des Rohrstrangs? Klemmwirkung? sprunghafter Anstieg der radialen F�hrungskr�fte, Reibungs- und Vortriebskr�fte Unzureichende Vortriebsdokumentation (manuelle Aufzeichnung von Einzelwerten statt kontinuierlicher Aufzeichnung von Vortriebskr�ften, Abweichungen nach H�he / Seite, Verrollung, Vortriebsl�nge)

23. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele L�ngsrisse Direkter Baugrundkontakt des Rohrstrangs in Scheitel und Sohle ? hohe entgegengesetzt radiale Belastung der Rohre infolge behinderter Vertikalbewegungen und Verdrehungen Infolge starker Steuerbewegungen (Abwinkelungen) hohe Verschieblichkeit der Rohre erforderlich ? erschwerend 2 Effekte durch horizontale Abwinkelung, welche eine Absenkung des Rohres und zu hohe Vertikalkr�fte verursachen: Wenn ein Vortriebsrohr, welches zuvor durch Auftrieb im Scheitel am Baugrund anlag, eine Kurve / Abwinkelung durchf�hrt, kann es nicht mehr im Scheitelbereich anliegen ? behindertes Absenken durch verf�llten �berschnitt verursacht unkontrollierbare Kr�fte, ggf. >> als die f�rStB � Rohre zul�ssigen Kr�fte

24. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Absenkung eines Rohres durch Kurvenfahrt, Krafteffekt (o.M.)

25. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Wenn ein Vortriebsrohr, eine Abwinkelung im Rohrstrang durchf�hrt, erf�hrt es durch die resultierende exzentrische Belastung ein Drehmoment um die vertikale Achse, welches durch seitliche F�hrungskr�fte aufgenommen werden muss ? nur �ber Horizontalkomponente einer Kraft im Kontaktbereich Rohr / Baugrund m�glich ? Rohr muss sich Absenken ? behinderte Absenkung durch verf�llten �berschnitt verursacht sehr gro�e Kontaktkraft, damit Horizontalkomponente F�hrungskr�fte aufnehmen kann

26. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Absenkung der Rohre aufgrund seitl. F�hrungskraft, Krafteffekt (o.M.)

27. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Beide Effekte f�hren zu sehr hoher radialer Belastung des Rohrstrangs knapp unterhalb des Scheitels Im vorliegenden Anwendungsfall Rissbildung durch schlechten Bewehrungsverbund beg�nstigt

28. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Diagonalrisse: Vergleichbare Ursachenkombination Erkl�rung �ber Interaktion zwischen 2 Rohren: Vorlaufendes Rohr muss sich aufgrund vorgenannter Effekte in der Abwinkelung des Rohrstrangs absenken, w�hrend nachlaufendes Rohr Abwinkelung noch nicht erreicht hat Nach Ausnutzung der max. m�glichen Querverschiebung in der Rohrverbindung / max. m�glichem Versatz �bertragung einer erheblichen Querkraft durch Stahlf�hrungsring  ? Einleitung in die Rohrenden ? unkontrollierbar gro�e Schubbeanspruchung, f�r die die Rohre nicht bemessen sind

29. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele �berlastung der Rohrstirnfl�chen: Kombination ungew�hnlich starker Abwinkelungen im Rohrstrang infolge Steuerbewegungen + daf�r zu hoher Vortriebskraft (baugrundbedingt) Risse und Schollenbildung beeintr�chtigen Tragf�higkeit der Rohre und Korrosionsschutz der Bewehrung, bei bis au�en durchgehenden Rissen Dichtheit fraglich Im vorliegenden Anwendungsfall durch Konstruktion des F�gungsbereiches der Rohre beg�nstigt ? Angemessener Untersuchungsaufwand, damit Kombination �echtes� Baugrundrisiko� + �unechtes� Baugrundrisiko

30. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Schadensbehebung / Projektfortschritt Einschneiden von Fenstern in den Stahlmantel der Zwischenpressstation im Scheitel- (12:00 Uhr bis 3:00 Uhr) und Sohlbereich Entnahme von Material aus dem �berschnitt im Sohlbereich bereits vor dem Hohlraum Abtrag von steinig � brockigem Auff�llungsmaterial aus dem Hohlraum im Scheitelbereich Verf�llung / St�tzung des Hohlraums ohne Verschlie�en des �berschnitts in angrenzenden Bereichen ? Aussch�umen mit Silikatharzschaum als bauzeitliche Ma�nahme Entnahme von lockerem Material im Sohlbereich bis zum anstehenden Fels im Problembereich

31. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Zur Ermittlung der Schadensursachen auch Rohrstrang � Vermessung (Fugenspaltvermessung, Nivellements) Pr�fung der Vortriebsrohre und Dr�ck�bertragungsringe Statische Berechnungen parallel und senkrecht zur Rohrachse(hier nicht n�her behandelt) Sanierbarkeit L�ngsrisse z.B. durch Rissinjektion, Diagonalrisse z.B. durch �Selbstheilung� sanierbar Sanierungserfolg bez�glich �berlastungssch�den an den Rohrstirnfl�chen nicht gew�hrleist- bzw. nachweisbar Durchpressung der gesch�digten Rohre, Ersatz durch neue Rohre Abschluss des Vortriebs unter Einhaltung der nunmehr zul�ssigen Vortriebskraft ? keine weiteren Rohrsch�den

32. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Erfahrungen / Schlussfolgerungen Sch�den hervorgerufen durch Zusammentreffen mehrerer Ursachen, einseitige Zuordnung nicht m�glich Verf�llung des �berschnitts mit Umlagerungsmaterial ? wesentliche Verursachung oder Mitverursachung der Schadensformen M�gliches Spiel in den Rohrverbindungen (Vers�tze) ? Diagonalrisse w�ren bei besserer Steuertechnik vermeidbar gewesen Bei regelwerkskonformer Erfassung der aufgefahrenen Trassengeometrie und richtiger Auswertung / Interpretation Rechtzeitige Erkennung der Abwinkelungen Rechtzeitige Einleitung von Gegenma�nahmen (z.B. Reduzierung zul. Vortriebskraft) �berlastungssch�den Rohrstirnfl�chen vollst�ndig vermeidbar

33. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Erfahrungen Die von [GODEHART] getroffenen Feststellungen hinsichtlich allgemeiner Schadensursachen im Grund- und Tunnelbau lassen sich dem Grunde nach auf den Rohrvortrieb �bertragen

34. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Baugrundbedingte Schadensf�lle im Rohrvortrieb Einsparungen an Aufwendungen f�r die Baugrunderkundung erh�hen � insbesondere das �unechte� � Baugrundrisiko und verursachen ggf. einen ungleich h�heren finanziellen Aufwand w�hrend der Bauausf�hrung Schadensf�lle infolge �echten Baugrundrisikos� liegen beim Rohrvortrieb eher weniger vor Es �berwiegen Schadensf�lle im Zusammenhang mit �unechtem Baugrundrisiko� oder mit Kombinationen �echtes Baugrundrisiko� / �unechtes Baugrundrisiko� (bspw. Arbeiten entgegen den Regeln der Technik)

35. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele Einige Schlussgedanken Im Sinne immer enger gefasster Projektbudgets, aber angemessener Leistungshonorierung sollte zur Minimierung baugrundbedingter Sch�den z.B. der Baugrundgutachter einen angemessenen Untersuchungsaufwand realisieren k�nnen

36. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele

37. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele den Baugrund / die Baugrundrisiken angemessen beschreiben �ber alle Planungsphasen in die erforderlichen Abstimmungen eingebunden werden der Planer eine hohe Planungs- und Ausschreibungsqualit�t gew�hrleisten sich gerade bei Sondervorschl�gen / Alternativangeboten mit dem Baugrundgutachter abstimmen der Bauherr das Baugrundrisiko aktiv annehmen eindeutige bauvertragliche Regelungen vornehmen die Preisw�rdigkeit von Angeboten angemessen ber�cksichtigen

38. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele

39. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele die ausf�hrende Firma trotz der zuvor angedeuteten, nicht so seltenen Vergabepraxis die ausgeschriebenen Leistungen unter Ber�cksichtigung des Baugrundes sorgf�ltig pr�fen auf Angebote unter Preis verzichten schon im eigenen Interesse eine den allgemein anerkannten Regeln der Technik folgende Ausf�hrung sicherstellen.

40. S & P Consult GmbH, Bochum Baugrundbedingte Schadensf�lle - Praxisbeispiele