Erfolgreiche Sanierung im alten Hafen von Riesa
Bei Elbe-Kilometer 107,39 liegt der Hafen Riesa, der bereits seit Anfang des 19. Jahrhunderts eine Schlüsselrolle in der Schifffahrt und Logistik einnimmt. Nach einer Lebensdauer von mehr als 100 Jahren wurden die gesamten Uferanlagen des Hafens überholungsbedürftig.
Dipl.-Ing. Thomas Groß, Geschäftsführer der Hülskens Wasserbau GmbH & Co. KG in Wesel
Mit der dringend notwendigen Sanierung und dem Bau der neuen Spundwand im sogenannten „Alten Hafen“ beauftragten die Sächsischen Binnenhäfen Oberelbe nach einer öffentlichen Ausschreibung im Jahr 2012/2013 die Hülskens Wasserbau GmbH aus Wesel. Auf einer Länge von etwa 540 m bauten die Spezialisten eine neue Stahlspundwand vor die bestehende Schwergewichtsmauer. Die neue Kaimauer, die kurz vor der Fertigstellung steht, ermöglicht die umfassende Erschließung des südlichen Hafengebietes „Alter Hafen“. Um dem prognostizierten Containerwachstum im Seehafenhinterland zu entsprechen, ist die Verlagerung und Erweiterung des bestehenden trimodalen Containerterminals geplant.
2550 t Stahl verbaut
Nach der sehr langen Lebensdauer der bestehenden Ufermauern von mehr als 100 Jahren hat Hülskens Wasserbau nun eine neue Stahlspundwand erstellt. Der Ausschreibung lag eine funktionale Leistungsbeschreibung zu Grunde, so dass vor Angebotsabgabe die komplette Wand zur Grundlagenermittlung für die Kalkulation zu planen war. Im Rahmen des an Hülskens Wasserbau vergebenen Auftrags wurde die rund 540 m lange neue Uferwand schlüsselfertig errichtet. Das Investitionsvolume betrug rund fünf Millionen Euro.
Die Hauptarbeiten bestanden aus der Herstellung einer Spundwand, die in einem definierten Abstand vor die alte Schwergewichtswand gesetzt wurde. Alle zu einer ordnungsgemäßen Hafenanlage gehörenden Bauelemente wie Leitern, Treppen und Poller sowie weitere Ausstattungen gehörten ebenso dazu. Insgesamt wurden rund 2550 t Stahl verbaut. Dazu gehören ca. 1450 t Spundwand, hauptsächlich Larssen L607n sowie L606n und L605K in Längen bis zu 21 m, 221 Bohrverpressverpfähle Vollstab 4“ bis 4 ¾ “ in Längen bis 24,30 m und mit Lasten bis zu 2500 kN, neun Treppenanlagen, 18 Steigleitern, 144 Nischenpoller und 36 Kopfpoller. Gemäß den gültigen Vorschriften für die Ausrüstung von Hafenanlagen wurde alle 60 Meter eine einläufige Treppenanlage gebaut. Diese sichert dem Personal den Ein- und Ausstieg von den schwimmenden Geräten und Schiffen, unabhängig vom Wasserstand. Für die Rammarbeiten nutzten die Hülskens Wasserbau Spezialisten einen hochfrequenten Vibrator mit variabler Frequenz und Amplitude des Fabrikats Müller MS-32 HFV. Dieses Gerät verfügt mit einer maximalen Fliehkraft von fast 200 t (1980 kN) und einem maximalen statischen Moment von 32 kgm über eine hohe Leistungsfähigkeit, die einen erschütterungsarmen bzw- reduzierten Einbau in den Boden sicherstellte und so keine Schäden in der Umgebung verursachte. Pro Tag arbeiteten sich die Fachleute mit einer maximalen Leistung von ca. 15 Bohlen, das entspricht etwa 300 m², voran.
Ramm- und Sprengarbeiten im Fels
Richtung Elbe stieg der Felshorizont deutlich an. Hier waren die Spundbohlen zunächst in den Verwitterungsbereich des Felsens einzubringen. Nachdem ein Einbringen der Bohlen imVibrationsverfahren nicht mehr möglich war, wurde auf ein schlagendes Einbringen umgestellt. Hierzu wurde eine Dieselramme Delmag D22 verwendet. Diese Ramme verfügt über ein Kolbengewicht von 2,2 t und eine Schlagenergie von maximal 55 kNm. Damit konnte ein großer Bereich der Uferwand problemlos in den Verwitterungshorizont eingebracht werden.
Im Verlauf der Arbeiten Richtung Elbe stieg der Felshorizont jedoch so stark an, dass die Einbindestrecke der Bohlen im äußerst kompakten Fels mit Festigkeiten von bis zu 200 n/mm² lag. In diesem Fels war naturgemäß weder ein Rammen noch ein Vibrieren möglich. Hier wurde der Fels durch Auflockerungssprengungen in ein „körniges Material“ verwandelt, das sich dann wieder durch Vibration oder Rammung umlagern ließ, und eine Einbringung der Bohlen ermöglichte.
Nach den entsprechenden Sprengungen konnten die Spundbohlen bis auf einen letzten Bereich von ca. 40 m problemlos eingebaut werden. In diesem letzten Bereich wurde der Fels aufgrund einer ungewöhnlichen Klüftung nur in große Stücke gesprengt. Mit Hilfe eines Baggers und Unterwasser-Hydraulikfräse konnten die Hülskens Wasserbau Mitarbeiter aber die Felsbrocken ausräumen und durch Kies ersetzen.
Kreative Lösungen für erschwerte Verhältnisse
Gemäß der Ausschreibung war ein zulässiger Spitzendruck von 1750 kN/m² für die Berechnung der Statik vorgegeben. Dieser recht geringe Spitzendruck hätte die Spundbohlen um über fünf Meter länger gemacht. Um Spundwandmaterial einzusparen, wählten die Wasserbau Spezialisten eine Lösung mit neuartiger Fußverstärkung. Unter dem Fuß der Spundwand wurde ein Metallblock angeschweißt, der die Aufstandsfläche der Spundwand deutlich erhöht hat. Bei diesem Block wurde an der Oberseite ein Schlitz eingefräst, um diesen lagestabiliserend auf die Spundwand aufschieben zu können. Die Unterseite wurde „angespitzt“ um ein Verkannten während des Vibrierens bzw. des Rammens zu minimieren und den Eindringwiderstand etwas zu verringern. Dank der leistungsfähigen Geräte erwies sich das Einbringen der Spundbohlen, trotz der Fußverstärkung als zusätzliche Erschwernis, als problemlos. In zwei Bereichen der Spundwand wurden zudem deutlich ungünstigere Baugrundverhältnisse festgestellt, als sie im Rahmen der Baugrunderkundung festgestellt undbeschrieben wurden. Die Bohlen stießen hier beim Einbringen auf nahezu keinen Widerstand. Ergänzende schwere Rammsondierungen (DPH) erbrachten später nur Schlagzahlen von maximal drei in diesen Bereichen. Das machte eine Verlängerung der Bohlen um bis zu sechs Meter notwendig, um überhaupt tragfähigen Baugrund zu erreichen. Da ein wesentlich höheres Feldmoment durch die größere Feldweite entstand, konnte das Profil L607N die Kräfte nicht mehr aufnehmen. Deshalb wurden die Bohlen mit rund 38 t Lamellen verstärkt.
Hindernisse beseitigen
In einem ca. 70 Meter langen Abschnitt der Wand wurde während der Rammarbeiten überraschend Holz gefunden, das für die Durchführung von Rammungen extrem hinderlich ist. Die Rammenergie wird in der Regel vom Holz als „Feder“ aufgenommen und verpufft. Zum Umfang der Hindernisse aus Holz konnte zunächst keinerlei Aussage gemacht werden, so dass die Hülskens Wasserbau Mitarbeiter die Hindernisse zunächst abschnittsweise ausgegraben und die Hohlräume verfüllt haben. Später stellt sich heraus, dass es sich gemäß alten Bauplänen höchstwahrscheinlich um Gründungselemente der alten Schwergewichtswand gehandelt hat.
Erprobung Rückverankerung
Im Vorfeld der Baumaßnahme wurden Pfahlzugversuche durchgeführt um die zulässigen bzw. möglichen Belastungen der Rückverankerungen zu ermitteln. Dafür stellte Hülskens Wasserbau in drei verschiedenen geologischen Bereich jeweils zwei, also insgesamt sechs Probepfähle her. Die Tragglieder wurden gegenüber den Bauwerkspfählen höher dimensioniert, um eine Prüfung mit der zweifachen Kraft zu ermöglichen. Im Bereich der alten Wand wurden Hüllrohre eingebaut. Für die Pfahlbohrarbeiten nutzte Hülskens Wasserbau das Bohrgerät KR 806–3 von Klemm mit einem Außendurchmesser von 178 mm im Doppelkopf, auch Überlagerungbohrverfahren genannt.
Für die Pfähle wurden Vollstäbe aus S355 verwendet, die mit entsprechenden Gewinden und Profilierungen der Verpreßstrecke versehen wurden um die Kräfte zu übertragen. Als eine der letzten Arbeiten errichtete Hülskens Wasserbau ein Entwässerungsbauwerk. Dieses Bauwerk nimmt später das gesamte Oberflächenwasser auf und leitet es kontrolliert durch die Spundwand in das Hafenbecken ein.
Kontakt
Hülskens Wasserbau GmbH & Co. KG, 46483 Wesel
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