Spundwand-Flachprofile von ArcelorMittal optimieren den Deich für einen neuen Polder im Hafen von Brest

Beschreibung

Die Behörden der Region Bretagne in Frankreich haben beschlossen, die kommerziellen Aktivitäten im Hafen von Brest auszubauen. Das Projekt zielt darauf ab, zunächst die Zugänglichkeit des Hafens zu verbessern, um größere Schiffe aufnehmen zu können, dann das Gebiet auf dem bestehenden Polder zu erschließen und schließlich für eine künftige Erweiterung neues Land auf dem Wasser zurückzugewinnen. Das Projekt wurde in Ausschreibungen für Land- und Wasserarbeiten unterteilt. Die maritimen Arbeiten umfassten den Bau einer 400 m langen Kaimauer mit einem Tiefgang von 12 m, Plattformen für den Umschlag schwerer Güter (10 t/m2) und einen Deich, der den 14 ha großen Polder umschließt. Das Projekt umfasste auch Baggerarbeiten im Handelshafen, die Auffüllung des Polders mit dem Baggergut und seine Konsolidierung, um ihn für künftige industrielle Zwecke nutzbar zu machen. Der Bau der Kaimauer (M01) und des Deichs (M02) war Teil der ersten Phase des Projekts.

Spundwandkonstruktion mit Kreiszellen als alternative Lösung zu Erddeich

Das Los M02 des Projekts umfasste den Bau eines 860 m langen Deichs zwischen der bestehenden Polderuferlinie und der Kaimauer M01. Die ursprüngliche Lösung war ein Erddeich, der auf einem 105 m breiten Schotterunterbau mit einer Körnung von 10 bis 80 mm errichtet werden sollte. Der Kern des Deichs sollte aus grobem Schüttmaterial mit einer Körnung von 30 bis 500 mm bestehen. Eine Filterschicht aus Gesteinsblöcken von 60 bis 300 kg und eine Abdeckung aus Hartgesteinsblöcken mit einem Gewicht von 1 bis 3 Tonnen sollten die Deichkonstruktion vervollständigen.

Die Oberkante des Deiches liegt bei +13,50 m. Aus Gründen der geotechnischen Stabilität musste der schwache Boden unter dem Unterbau konsolidiert werden. Um diese Konsolidierungsphase zu beschleunigen, wurden vertikale Drainagesäulen bis zum Grundgestein in einer Tiefe zwischen 23,00 und 12,00 m eingebaut.

Das Bauunternehmen Bouygues Travaux Publics Régions France (Bouygues TPRF) leitete das Konsortium, das den Zuschlag erhielt und aus Pigeon Bretagne Sud, Liziard, STPA und Sodraco bestand. Sie schlugen eine alternative Lösung für den Standard-Erdkern vor: eine Kreiszellenkonstruktion aus flachen Stahlspundwandprofilen. Diese Lösung sparte 500 000 m3 Füllmaterial für den Deich und vergrößerte das Volumen innerhalb des Polders um 120 000 m3. Setec International war mit Unterstützung der geotechnischen Experten von Terrasol für den Entwurf verantwortlich. Die Zellenkonstruktion besteht aus 26 kreisförmigen Zellen mit einem Durchmesser von 21,14 m und aus 50 Zwischenbögen mit einem Radius von 6,30 m. Die Zellen und Bögen bestehen aus AS 500-Flachprofilen mit einer Stegdicke von 12,50 mm. In der Stahlsorte S355 GP haben die Spundbohlen eine Schlossfestigkeit von 5500 kN/m. Die Länge der Spundbohlen variierte von 20,60 bis 33,50 m, um sich dem variablen Niveau des Felsuntergrunds anzupassen.

Einbau der Spundwandprofile

Aufgrund der Komplexität des Bauprozesses für eine Zellenkonstruktion hat die technische Abteilung von Bouygues TPRF maßgeschneiderte Einbaurahmen entworfen und gebaut. Diese Gerüste entsprachen den spezifischen Anforderungen des Projekts - insbesondere dem Durchmesser der Zellen - und gewährleisteten das korrekte Einbringen der Flachprofile sowie die Stabilisierung der Zellen während der Einbau- und Verfüllungsarbeiten.

Ein schwimmender Ponton diente zur Lagerung der Ausrüstung und des Materials sowie zum Transport des Krans, mit dem die Gründungspfähle für den provisorischen Pier im Inneren der Zellenstruktur installiert wurden. Die Gründungspfähle stützten auch den Installationsrahmen. Der provisorische Pier diente dann als Arbeitsplattform für den Einbau der Flachprofile und für die Lastwagen und Bagger, die mit den Auffüllarbeiten beauftragt waren. Die Spundbohlen wurden mit einem PTC 24HFV Vibrationsbären (mit hoher Frequenz und variablem Moment) eingebaut, der am Ausleger eines Hitachi Sumitomo SCX-2800-Raupenkrans befestigt war. Mit einer Zentrifugalkraft von 1419 kN war dieser Vibrationsbär gut geeignet, um die Flachprofile, auch die 33,5 m langen, bis in den Felsen bei einer Tiefe von 23,00 m einzutreiben.