Tiefwassercontainerterminal Danzig: Kaimauern aus einer kombinierten Spundwandlösung von ArcelorMittal

Beschreibung

DCT Gdańsk - das wichtigste Umladezentrum Polens in der Ostsee

Der neue Terminal mit einer Fläche von 40 ha und einer 650 m langen Umladekai verwandelt Gdańsk (Danzig) in DAS Umladezentrum Osteuropas. Nach dem Abschluss der ersten Etappe hat der Terminal eine Containerumsatzleistung von 500.000 TEU pro Jahr.
Im ersten Jahr (2008) hat der Terminal 106 356 TEU bedient. Gemäß den Projektvoraussetzungen soll der Terminal eine Jahresumladeleistung von 2 Mio. TEU erreichen.

Im Auftrag von Deepwater Container Terminal (DCT) hat der Baukonzern Hochtief die Projektabgabe und dessen Realisierung auf sich genommen. Das wichtigste Bauelement ist eine künstlich aufgeschüttete Halbinsel – eine rechteckige Pier mit den Ausmaßen 800 x 315 m und einer Fläche von ca. 40,0 ha.

Die Pierlänge hängt von der geforderten Länge der Halteleine ab, die Breite – von der Kapazität des Lagerplatzes – 22.000 Zwanzig-Fuß-Container. Die Pier verbindet sich mit dem Ufer durch einen Manöverplatz, der auf einem landwärts breiter werdenden Gelände angeordnet ist.

Der am weitesten ins Meer gerichtete Punkt der Pier ist ca. 900 m von der natürlichen Uferlinie entfernt. Wegen der Skala und des Komplikationsgrades, sind die angenommenen Lösungen und Technologien angesichts polnischer Voraussetzungen als bahnbrechend anzusehen. Dies ist eine Bauinvestition, die neue Standards setzt. Man hat die früher von der Firma Hochtief bearbeiteten Lösungen für den europaweit größten Terminalbau in Bremerhaven eingesetzt, verbessert und an die lokalen Verhältnisse angepasst.

Geotechnische Untersuchtung, Testen und Vorbereitungsarbeiten

Der Entwurf, der Bau und später die Wartung der Pier sind zweifellos schwierige ingenieurtechnische Voraussetzungen, sowohl vom Standpunkt der Geotechnik, als auch des Seebaus aus. Bevor man die Entwurfsarbeiten begonnen hatte, machte man eine geotechnische Erkundung.

Die erste Untersuchungsetappe wurde im Auftrag des Bauherrn zu Zwecken des Bauprojekts durchgeführt. Es wurden einundvierzig Aufschlüsse von einer Tiefe bis zu 30 m unter dem Meeresspiegel gemacht. Die Bohrarbeiten wurden von Bohrpontons aus durchgeführt, mit dem Einsatz von klassischer Schlagbohrsystem-Bohrausrüstung, die mit Hilfe eines Stativs und einer Verbrennungsmotorwinde in Tauchrohren mit einem Durchmesser von 133 und 160 mm abgesenkt wurde.

Die zweite Etappe der geotechnischen Forschung des Meeresgrundes im Bereich der geplanten Pier wurde im Auftrag des Bauunternehmens durchgeführt. Deren Ziel war die Lieferung genauerer Daten, die zur besseren Erkundung und zu Entscheidungen bezüglich der optimalen Konstruktion führen sollte.

Die Anfangs vorgeschlagene Lösung sollte einen eventuellen Verzicht auf die Realisierung des Pierumbaus in Form eines Fangdamms zugunsten einer einzelnen verankerten Spundwand führen. Man hat an siebzehn Stellen den Konsolidierungsgrad bis zur Kote - 25 m mit Hilfe einer superschweren Rammsonde (DPSH) erörtert. Es wurde auch der Zustand des bindigen Bodens untersucht und es wurden an zwölf Stellen Proben mit Hilfe einer SPT-Sonde entnommen. Als nächstes hat man in 19 Aufschlüssen die Bodenschubfestigkeit ohne Wasserableitung mit Hilfe einer FVT-Kreuzsonde gemessen.

Infolge der durchgeführten Untersuchungen hat man die geologische Lagerung festgestellt. Es hat sich herausgestellt, dass direkt unter dem Meeresgrund eine organische Bodenschicht (Ton und Schlamm) mit einer Mächtigkeit von 1 bis 7 m und einer durchschnittlichen Sohlenkote von ca. - 12 m zum Meeresspiegel liegt. Diese Schicht zeichnet sich durch niedrige Druckfestigkeit, Schubfestigkeit und einen Plastizitätsgrad von ca. 0,42 aus. Sie wurde als ungeeignet aus der Sicht der eventuellen Aufstellung einer Spundwand beurteilt. Die Spundwand könnte nur in tieferen Schichten gegründet werden, in den Lehms und Sand entsprechend locker oder mittelverdichtet liegen.

Optimierte Lösung: HZ-AZ kombinierte Spundwand und Sand in der Pierkonstruktion

Letztendlich hat man sich für die alternative Lösung entschieden: der nördliche und östliche Wellenbrecher auf der Basis einer stählernen Spundwand, eine Plattenkai gegründet auf Tragelementen der verknüpften Spundwand und drei Pfahlreihen mit einer Neigung von 20:1. Die erwähnte Kaispundwand wurde aus Tragelementen – HZ 775B-26 Doppelprofilen und AZ25 Füllelementen mit einer Länge bis zu 28,3m, aus ASTM-A690 Stahl, der Firma ArcelorMittal gefertigt. Gleich nach dem Einführen der Füllelemente wurden die Tragwände mit Hilfe von geneigten Pfählen aus mit Verankerungsplatten abgeschlossenen HP 400x122 Profilen mit einer Länge von 26 m verankert, was das Beschädigungsrisiko der gebauten Konstruktion infolge der Seegangs bedeutend verminderte.

Zur Versenkung der Wandelemente und zu deren Verankerung wurde die Hebeplattform Odin verwendet. Die Senkung von Füll- und Verankerungselementen erfolgte ausschließlich mit dem Einsatz eines Rammbären. Die erste Senkungsphase der Tragelemente wurde auch mit Einsatz der Vibrationstechnik durchgeführt, jedoch erfolgte die Versenkung der letzten vier Meter mit dem Einsatz eines Hydraulikhammers. Ziel der Änderung der Senkungsmethode war die Feststellung der Tragfähigkeitsparameter dieser Elemente.

Nach einem entsprechenden Baufortschritt des Pierumbaus begann man mit dem Einspülen. Anfangs hat der oberschlächtige Schwimmbagger, um den Bereich direkt hinter der Spundwand zu decken, in Richtung Pier eine Mischung aus Sand und Wasser auf hohem Bogen ausgeworfen, die dann im Inneren der Pier landete (sog. Rainbowing). Weiterhin wurden wegen der beschränkten Reichweite des ausgeworfenen Aushubes Rohrleitungen eingesetzt, die einen Transport des Aushubes ins Innere der Pier ermöglichten. In einem Zyklus werden ca. 6000 m3 Sand befördert. Diese Menge entspricht der Ladung von ca. 700 LKW’s. Die zur völligen Füllung der Pier erforderliche Sandmenge wurde auf 2,22 Mio. m3 eingeschätzt.

Belastungen

Die Pieroberfläche wird vor allem von Containern belastet, die in vier Schichten gelagert werden, was eine Platzbelastung von 50kN/m2 ergibt. Die einzelnen Containerstapel werden von 16-Rad-Portalkränen RTG (Rubber Tired Gantry) auf pneumatischem Fahrgestell mit einer maximalen Druckkraft von 159 kN/Rad bedient. Schlepper und Trailer mit einer maximalen Druckkraft von 115kN/Achse werden eingesetzt, um die Container auf den Lagerplatz zu befördern. Die zulässigen Absenkungen der einzelnen Pierelemente infolge von sowohl konstanten als auch variierenden Belastungen sind genau in der technischen Kundenspezifierung bestimmt.

Die Absenkungsüberwachung wurde bereits während der Bauphase begonnen. Ihr Ziel ist es den gebauten und zu Land verschütteten Bereich zu kontrollieren und die angenommenen Projektvoraussetzungen und -lösungen zu verifizieren. Die bisherigen Untersuchungs- und Messergebnisse während der Bauphase haben die Richtigkeit der Projektvoraussetzungen und der Konstruktionslösungen bestätigt.