Deptford Creek: Hochwasserschutz an der Themse mit Stahlspundwänden von ArcelorMittal

Deptford Creek ist ein Zufluss der Themse in London im Inneren des Sperrwerks Thames Barrier. Um die geschätzen 33.000 Haushalte vor Überschwemmungen zu schützen, hat das Umweltamt entlang des Deptford Creeks 5 Kaimauern identifiziert, die ersetzt werden mussten. Die Untersuchung der bestehenden, verankerten Holzpfahlkonstruktionen ergab, dass diese kurz vor dem Bruch standen. Die 5 betroffenen Stellen waren Kent Wharf, Ash’s Wharf, Thanet Wharf, Hilton’s Wharf und Saxon Wharf. 

Beschreibung

An ihrer höchsten Stelle hat die 109 m lange Hilton’s Wharf eine 7 m hohe Sicherungswand. Zukünftige Entwicklungspläne für den Standort machen permanente Verankerungen zur Stützung der neuen Wand unmöglich, deshalb musste eine innovative Lösung gefunden werden, die in der Errichtung eines Verbundwandsystems  (propped structure) bestand und von den Ingenieuren Jabcobs und Volker Stein geleitet wurde.

Die neue Wand sollte eine Lebensdauer von 100 Jahren haben und die Ziele des "Biodiversity Action Plans" miteinbeziehen. Die Lösung besteht in der Errichtung einer Spundwand aus rund 1 040 Tonnen AZ 41-700 Profilen in der Stahlgüte S 430 GP, mit Längen von 16.5 m bis zu 17.5 m. Diese werden gestützt von einer Reihe 12 m langer 305x223 HP Tragpfähle, die mit einem 10% Neigungswinkel vor der Spundwand in den Boden gerammt und mit einer Holzverkleidung verbunden wurden.

Dann wurde Massivbeton zwischen die Spundbohlen und HP Pfähle in die ausgegrabene Tiefe auf die freigelegte Kiesschicht gegossen, sodass die Konstruktion im Einklang agieren kann. Das obere Ende des Betonblocks lag auf der Höhe des mittleres Nipphochwasser, so konnte der begrünbare Bereich darüber voll ausgenutzt werden.

Der Bau dieser innovativen "Verbund-krag"-Spundwand präsentierte einige Herausforderungen: so war der Arbeitsbereich hinter der alten Konstruktion auf nur 10 m begrenzt. Die existierende Konstruktion war in einem so schlechten Zustand, dass sie der Zusatzbelastung durch die Bauarbeiten nicht standhielt. Außerdem konnten einige Bereiche der alten Wand keinen Vibrationen ausgesetzt werden, was den Einsatz von konventionelle Bautechniken unmöglich machte.

Um sich diesen speziellen Gegebenheiten anzupassen, wurden die AZ 41-700 Spundwandprofile hinter der existierenden Konstruktion mit Hilfe eines ABI Vibrators MRZV-V mit variabler Frequenz eingebaut. Dort, wo die Vibration reduziert werden musste, verwendeten Stent / Giken den Giken Crush Piler ECO 700S mit einer Einpresskraft von 100 Tonnen. Dieses Rammgerät beinhaltet einen Bohrer, der es ermöglicht, vor dem Profilfuss zu bohren, bevor der Druck das Spundwandprofil in Kombination mit Wasserpühlung in den Boden rammt.

Die Spundbohlen wurden dann an einem temporären Betonblock befestigt. Eine spezielle Überbrückungsplatte wurde angebracht, die vom Betonblock zu der Spundwand reichte und somit jegliche Überbelastung des Bodens hinter der Hauptwand verhinderte. Von dieser Platte aus konnte mit dem Bagger die alte Holzkonstruktion entfernt und bis zur Kiesschicht hinuntergegraben werden. Auch die HP Pfähle konnten von dieser Platte aus eingebaut werden. Nachdem die Holzverkleidung zwischen den HP Pfählen angebracht worden war, wurde der Bereich zwischen den beiden Wänden mit Massivbeton gefüllt, der, wenn erhärtet, die Spundwand und die Stützwand aus HP Pfählen zu einer Verbundkonstruktion macht. 

Die Abweichungen, die in der temporären Zwischenphase gemessen wurden, waren geringer als in den Berechnungen der Planungsphase angenommen wurde. Die Kriterien für die Abweichungen in der Endphase liegen bei 200 mm ULS mit einer Überbelastung von 20 kPa hinter der Wand. Eine statische Reserve für Stahlstärke wurde berücksichtigt, um die geplante Lebensdauer zu erreichen. Keine weiteren Oberflächenbehandlungen des Stahls wurden durchgeführt.

Der Zustand der bestehenden Wände, die räumlichen Einschränkung der Baustelle, die Anforderungen der Krag-Lösung und die Verpflichtung, die Natur und ihr Habitat zu berücksichtigen, haben gemeinsam ein nicht unbedeutendes Problem geschaffen. Das Ingenieurbüro Jacobs hat mit Hilfe des Bauunternehmens Volker Stevin durch die Kombination von Stahlspundwänden und Stahlpfählen eine Konstruktion geschaffen, die auf elegante Weise alle technischen und ökonomischen Aspekte dieses Projekts erfüllt.

Projektinformationen:

  • London
  • Großbritannien
  • Auftraggeber:
    Environment Agency
  • Ingenieurbüro:
    Jacobs Engineering Group Inc
  • Bauunternehmen:
    Volker Stevin (und Stent / Giken Joint Venture) Tony Gee & Partners (Berater)
  • Text & Fotos:
    ArcelorMittal Commercial RPS