Bachelorarbeit Lorenz Schefer

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Diplomand
Lorenz Schefer
Betreuer
Michael Stockmeyer, Dr., Dipl. Natw. ETH
Experte
Erwin Beusch, Dipl. Ing. ETH
Disziplin
Grundbau
Jahr
2012
Eine Baugrube planen, um Altlasten zu entfernen
Baugrube für die Sanierung einer Altlast am «Bollschweilerareal» in Dietikon
Durch einen nicht dokumentierten Unfall nahe des Bahnhofs Dietikon ZH vor rund 30 Jahren gelangten chlorierte Kohlenwasserstoffe in den Boden. Diese Altlast in rund 12 m Tiefe soll nun saniert werden. Die besondere Herausforderung dabei stellt das anfallende Wasser durch die nahe Limmat dar.

Südöstlich des Bahnhofs Dietikon ZH liegt unter dem in Betrieb befindlichen S-Bahn-Gleis 22 eine Altlast mit chlorierten Kohlenwasser­stoffen. Die Schadstoffe sind durch ein nicht dokumentiertes Unfallereignis der SBB in den Untergrund eingedrungen. Es wird vermutet, dass ein Zisternenwagen unbemerkt ausgelaufen ist. Der Unfall muss sich vor etwa 25–35 Jahren ­ereignet haben, was man an den untersuchten Abbauprodukten der chlorierten Kohlenwasserstoffe erkennen kann.
Das kontaminierte Material soll in diesem Bereich etappenweise konventionell ausgehoben werden, wobei die zu planenden Arbeiten den Unterbruch des Gleises 22 auf ein Minimum ­beschränkt halten sollen. Der Gefahrenherd liegt ca. 12 m unter dem bestehenden Terrain.
Da die gestaute Limmat in unmittelbarer Nähe liegt, ist der Grundwasserspiegel konstant auf ungefähr –3.60 m unter Terrain anzunehmen. Deshalb ist für die Baugrubenumschliessung mit einem hohen Wasserdruck zu rechnen.
Erarbeitet werden sollen ein Baugrubenmodell, verschiedene Projektvarianten und die Bemessung der ausgewählten Version.

Spundwand und Voraushub
Vor allem das anfallende Wasser stellt bei dieser Aufgabe eine grosse Herausforderung dar. Es fliesst in nördliche Richtung. Der Baugrund im Bereich des Projektparameters besteht vornehmlich aus Limmattalschotter mit einer sehr hohen Durchlässigkeit. Um das Grundwasserregime nicht übermässig und permanent zu ­stören, muss eine rückbaubare Baugrubenumschliessung gewählt werden. Zudem sollte auf Wunsch der Bauherrschaft die Wasserhaltung möglichst akkurat gestaltet sein.
Die Wahl fiel auf eine Spundwand, damit die Rückbaubarkeit gewährleistet ist. Zur getreuen Haltung des Grundwassers muss diese Spundwand bis zum Grundwasserstauer reichen, der an der betreffenden Stelle ca. 32 m unter Terrain liegt und aus glazialen Seeablagerungen besteht. Da die maximal lieferbaren Spundwandlängen in der Schweiz auf 31 m begrenzt sind, ist ein 3 m tiefer Voraushub nötig.
Das Problem des Gleisunterbruchs können die SBB mit einer Hilfsbrücke über die Baugrube bewerkstelligen. So wird die Linie nicht während der gesamten Bauzeit unterbrochen.

Voraushub mit Böschung
Der Voraushub kann mit moderaten Böschungsverhältnissen bewältigt werden. Da die Bau­grube sehr tief ist, wird das Material mit einem Kran transportiert. Dabei gilt es, den Einfluss des Baukrans am Böschungskopf zu beachten – der Kran muss weit vom Rand entfernt aufgestellt werden. Zudem ist zur Sicherung des Nachbargleises eine verankerte Elementwand vorgesehen.

Rückverankerte Spundwand
Die Hauptgrube wird mit einer Spundwand ausgeführt. Für die Bemessung der Spundwand ­inklusive Verankerung sind die Deformationen massgebend. Um die zulässigen Deformationen einzuhalten, müssen sechs Ankerlagen mit zum Teil minimen Ankerabständen bemessen werden – vor allem, weil diese Baugrubenumschliessung nur eine geringe Biegesteifigkeit aufweist. Damit sich die Verankerungskörper im Baugrund nicht gegenseitig beeinflussen, sind sie versetzt anzuordnen.

(Kein) Wasser in der Baugrube
Das Einbinden der Spundwand in den Grundwasserstauer verhindert den hydraulischen Grundbruch. Ein weiter Vorteil dieser Einbindung ist die abschätzbare Wasserhaltung. So muss nur das Regenwasser abgeleitet werden sowie das Wasser, das die Spundwand durchdringt. Ein mitlaufender Pumpensumpf sichert die Wasserhaltung. Zudem ist zur Sicherung des Nachbargleises eine verankerte Elementwand vorgesehen.
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