Ufersicherungsarten und deren Erfordernis Dr.-Ing. Martin Pohl

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Gliederung -

Erfordernis von Ufersicherungen Einwirkungen – Widerstände – schützenswerte Güter

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Ufersicherungsarten und deren Ausbildung Randbedingungen: Hydraulik, Bodeneigenschaften, Geometrie, …

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Bemessung Deckwerke aus losen Wasserbausteinen; Spundwände

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Deckwerksbau und Unterhaltung

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Materialanforderungen & Qualitätssicherung

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Weitergehende Informationen

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Erfordernis von Ufersicherungen Einwirkungen am Beispiel der Strömung [durch Schiffe und Tide] EROSION

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Erfordernis von Ufersicherungen Ufer ohne Sicherung

Ufer mit Sicherung

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Erfordernis von Ufersicherungen

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Erfordernis von Ufersicherungen Einwirkungen z. B. Strömung

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Widerstände z. B. anstehender Boden

Schützenswerte Güter ? z. B. Brücken, Winterdeiche, Bebauung, …

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Erfordernis von Ufersicherungen

Schützenswerte Güter ?

 unmittelbare Nähe

Winterdeich Panzerung mit Wellenbrechern

Wasserbausteine lose / vergossen

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Erfordernis von Ufersicherungen

Schützenswerte Güter ?

 weit entfernt natürliche Uferausbildung Querschnittsaufweitung

Beobachtung

ggf. zeitnahe Gegenmaßnahmen

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Einwirkungen Strömung durch Schiffe, Tide Wellen (-schlag) durch Schiffe, Wind Propulsion Porenwasserüberdrücke (durch Schiffswellen) Drückendes Grund- / Schichtenwasser (durch Tide) Ankerwurf / Schiffsanfahrung [See- / Binnenschiff] Eisgang Mensch

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Einwirkungen Eisgang

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Einwirkungen Mensch

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Einwirkungen Mensch

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Ufersicherungsarten (übliche) Widerstände

Einwirkungen

Uferwände: Spundwände, Bohrpfahlwände, Mauern, … gesetzte (Beton-) Steine verklammerte Wasserbausteine lose Wasserbausteine Geotextile Container Lahnungen Begrandungen Biologische Ufersicherungen …

größer

geringer

Indirekt: Buhnen, weiche Strombauwerke Ufersicherungsarten und deren Erfordernis Geotechnik · Referat K1 · Martin Pohl · 29.08.2013

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Ufersicherungsarten (übliche) Schützenswerte Güter vorhanden / Platzverhältnisse weiträumig

beengt

Trapezprofil

Rechteckprofil Spundwand Ufermauer

Bohrpfahl wand

weit entfernt

Wasserbausteine

lose

gesetzte Steine

biologische US

Beobachtung

verkl.

Große Wassertiefen: Sinkstücke

Indirekt: UWA Buhnen

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Ufersicherungsarten und deren Ausbildung (SeeSchStr) Thw

Ufersicherung

Tnw

schiffsinduzierte & natürliche Strömung

bindiger Boden

massiv

rolliger Boden

NHN +2 m

Schiffs- & Windwellen

weich NHN -12 m

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Ufersicherungsarten und deren Ausbildung (BinSchStr) Schiffs- & Windwellen

NHN +40 m

Propulsion

NHN +35 m

Schutz der Sohle durch verklammerte Wasserbausteine

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Ufersicherungsarten und deren Ausbildung (Bsp.) Wasserbausteine

Kornfilter

Boden

MAR (2008)

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Bemessung Deckschicht aus losen Wasserbausteinen: Binnenschifffahrtsstraßen: GBB (2010), MAR (2008) Seeschifffahrtsstraßen: Hansen (1985), EAK (2002) Filter: MAK (1989 / 2013?), MAG (1993), MMB (2014?)

Uferwände: Erdstatiken für Wand und Verankerung keine Bemessung, sondern Erfahrungswerte für: verklammerte Deckwerke (MAV 2008), Lahnungen, … Geotextile Container: Diss. Recio (2007)

Erforderlich:

Kenntnisse über Einwirkungen und Baugrundaufbau

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Bemessung Deckschicht aus losen Wasserbausteinen: Seeschifffahrtsstraßen: Hansen (1985), EAK (2002), im übertragenen Sinne: GBB & MAR

Gemessene Einwirkungen als Eingangsgröße für Bemessung!

Zukünftig: Probabilistische Bemessung (Kayser, Ohde Kolloquium 2012) Numerische individuelle Bemessung (Dissertation Mittelbach 2014?)

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Bemessung Maßgeblich für Widerstandsfähigkeit eines Deckwerks aus losen Wasserbausteinen: -

Steingröße D gemäß den hydraulischen Einwirkungen bei der jeweiligen Rohdichte Gewicht G gemäß der Steingröße bei der jeweiligen Rohdichte Deckschichtdicke dD gemäß der Steingröße Verzahnung der Deckwerksteine untereinander Deckwerksgewicht gemäß den auftretenden Porenwasserüberdrücken

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Bemessung loser Wasserbausteine Einwirkungen (Hydraulische Bemessung): Lang- und kurzperiodische Wellen  Einzelsteinbemessung Strömung  Einzelsteinbemessung

Langperiodische Wellen  Porenwasser(über)drücke  erf. Flächengewicht (Filter + Deckschicht)

aus Einzelsteinbemessung  erf. Deckschichtdicke für Stabilität des Steingerüsts

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Bemessung von Deckwerken Geotechnische Bemessung: -

globale Standsicherheit ggf. mit Kapillarkohäsion oberhalb GW Abgleiten / Abheben

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Lokale Standsicherheit tidebedingter GW-Druck Porenwasserüberdrücke

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Fußsicherung / Sicherung der Übergänge

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Bemessung / Ausbildung -

Unter Berücksichtigung von Erfahrungswissen, Unsicherheiten / Ausbaupläne Filterstabiler Aufbau (Mehrstufenfilter) Geotextile Filter bei Verockerung im Küstenbereich zu vermeiden Bevorzugt offene Deckschichten wegen GW-Druck Kopfvorlage gegen rückströmendes Wasser

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Bemessung Uferwände: Erdstatiken für Wand und Verankerung  Wandlänge, Profil  Ankerlänge & -kräfte

Berücksichtigung von: Korrosion Kolktiefenzuschlag

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Deckwerksbau ausfließende Sande bei Grundwasserpotentialen  erforderliche Neigung  ggf. Arbeiten bei steigendem Tidewasser bei frei liegender Böschung  Erosion durch Einwirkungen  Schiffsgeschwindigkeiten einschränken  kleine & kurzzeitige Arbeitsabschnitte

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Deckwerksbau Filter und Wasserbausteine böschungsnah einbauen, ansonsten Gefahr: - der Entmischung des Kornfilters  umgekehrter Filter - der Steinschädigung - der Schädigung des Filterplanums

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Unterhaltung von Deckwerken - ausreichend dimensionierte Steine einbauen; gemäß Bemessung  ggf. Verifizierung der Einwirkungen über zeitlich begrenzte (repräsentative) Feldmessungen, z. B. mit autarker Sonde - möglichst: Andrücken der losen Wasserbausteine für ausreichende Verzahnung

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Materialanforderungen & Qualitätssicherung Technische Prüfvorschriften: TLW, TLG, RPW, …

http://vzb.baw.de/tr-w

DIN EN 13242: Mineralkornfilter, Anforderungen DIN EN 13383-1: Wasserbausteine, Anforderungen DIN EN 13383-2: Wasserbausteine, Prüfverfahren

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Materialanforderungen & Qualitätssicherung Abschnitt 8.4 im MAR (2008): CE-Kennzeichnungen und Konformitätserklärung WPK: werkseigene Qualitätskontrolle Flächenpeilungen mit Messschiff: Abweichungen max. +/- 10 cm (Lage und Höhe) Abnahmepeilungen an Land: Unterschiede Stangenspitze Kugel / Teller +/- 3-5 cm

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Qualitätssicherung  Bemessung •

Kooperation Universität Rostock

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Luftbildaufnahmen Elbinsel Lühesand

Veränderungen ≥ 5 cm

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Georeferenzierte Orthofotos

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Epochenvergleich

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Detektierung von Veränderungen der Ufersicherung wie z.B. Verlagerungen von Wasserbausteinen

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Weitergehende Informationen - GBB, MAR, MAV, MAK, MAG, MSD (zeitnah: MMB) http://www.baw.de/de/die_baw/publikationen/merkblaetter/index.php.html

- EAK (2002): Empfehlungen für Küstenschutzwerke, Boyens & Co. http://www.kfki.de/de/wissenstransfer/die-kueste

- Biologische Ufersicherungen: http://ufersicherung.baw.de/de/index.html - EAU (2012): Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufereinfassungen“ Häfen und Wasserstraßen, Ernst & Sohn - Hansen (1985): Wasserbausteine im Deckwerksbau – Bemessung und Konstruktion, Boyens & Co. - Pilarczyk (1998): Dikes and Revetments, Balkema Rotterdam - Rock manual (2007): The use of rock in hydraulic engineering, CIRIA C683, London

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In der Pause und zum Grillen Quadrocopter - Verfahrensvorstellung - Befliegungs-Videos - Auswertungen

in Halle 1: FuE – Rinnenversuche & Wechselwirkung Seeschiff-Seeschifffahrtsstraße - Aufbau - Messtechnik - Auswertung - ggf. Fahrt durchs Wasser

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