Geotechnik

Das 5. geotechnische Praktikum für Studierende der Helmut-Schmidt-Universität (2023 / 2024)

Julia Sorgatz
5. März 2024
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Traditionell und inzwischen aus Sicht des Geotechnischen Labors Hamburg durchaus routiniert wurde in den vergangenen Monaten das inzwischen fünfte geotechnische Praktikum für Studierende des Bauingenieurwesens der Helmut-Schmidt-Universität (HSU) ausgerichtet. Neben Studierenden der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) waren erneut (in deutlicher Mehrzahl) Studierende der Autobahn GmbH und der Bundeswehr dabei. Aus organisatorischen Gründen wurde das Praktikum dieses Mal über zwei Trimester verteilt.

Bereits im Oktober 2023 wurden die Bodenansprache und die Bodenklassifikation an einem Praktikumstag thematisiert. Nach einer kurzen Einführung durch Christian Puscher erläuterte Anne Heeling die fachgerechte Beschreibung des Bodens im Bohrkern. Anschließend konnten die Studierenden die Ansprache an Bohrkernen aus verschiedenen WSV-Projekten aus dem norddeutschen Raum selbst üben und das Material normgerecht visuell, mit Handversuchen oder dem Taschenpenetrometer untersuchen.

Anne Heeling erläutert die Aufschlussplanung
Studierende bei der Baugrundansprache

Im zweiten Teil dieses Praktikumstages wurden verschiedene Klassifikationsversuche in Kleingruppen stationsweise vorgestellt und von den Studierenden selbst durchgeführt. Die Sieb- und Schlämmanalyse wurde von Femke Behrens angeleitet, die für diesen Tag dankenswerter Weise vom WSA Rhein an die BAW „verliehen“ wurde. Dirk Augner betreute den Versuchsstand zum Kalk- und Glühverlust sowie der Feuchtdichte. Simone Loritz aus dem Geotechnischen Labor Karlsruhe zeigte zusammen mit Julia Sorgatz, wie die Konsistenzgrenzen ermittelt werden. An einer vierten Station wurden die Probenentnahme im Feld mit dem BAW-eigenen Bohrgerät durch Björn Mettig sowie die Bauwerksmessung von Andre Frauendorf vorgestellt.

Gruppenfoto beim Klassifikationspraktikum vor dem Bohrgerät

Der zweite Praktikumsteil mit Fokus auf Versuche zur Bestimmung von Festigkeitseigenschaften fand an zwei Tagen in zwei Kleingruppen im Februar 2024 statt. Martin Pohl erläuterte zum Einstieg die Bedeutung der höherwertigen bodenmechanischen Versuche für die geotechnische Praxis. Anschließend arbeiteten die Studierenden an der Herstellung eines Prüfkörpers für einen Einaxialen Druckversuch oder Triaxialversuch. Hierbei wurde der Schwierigkeitsgrad in diesem Jahr erhöht. Nach einer kurzen Übungsphase an künstlichem Probenmaterial wurde auf Probenmaterial aus einem WSV-Projekt umgestellt.

Die so gewonnenen Prüfkörper wurden anschließend im Einaxialen Druckversuch untersucht, um Eingangswerte für den Geotechnischen Bericht zu generieren. Neben dem Einaxialen Druckversuch wurde an dieser Station mit Julia Sorgatz auch die Laborflügelsonde vorgestellt. Beide Versuche dienen der Bestimmung der undränierten Scherfestigkeit. An einer zweiten Station, die von Dirk Augner betreut wurde, lernten die Studierenden den Triaxialversuch als „Goldstandard“ zur Bestimmung der Scherfestigkeit und des Spannungs-Verformungsverhaltens von Boden kennen. Da der Triaxialversuch mit einer Versuchsdauer zwischen ein bis drei Wochen den Praktikumsnachmittag gesprengt hätte, übten die Studierenden primär den Probeneinbau am Versuchsstand. Die verschiedenen Arten und Phasen des Triaxialversuchs wurden erläutert.

Studierende beim Probeneinbau am isotropen Triaxialversuchsstand

An der letzten Station des Tages wurde der Ödometerversuch kurz vorgestellt und der eigens in der BAW entwickelte Versuchsstand gezeigt. Verschiedene Arbeitsblätter zur Auswertung der Versuche sowie ein kurzes Lehrvideo zum Triaxialversuch ergänzten das praktische Lehrangebot der BAW.

Dem Laborteam der BAW haben die Praktika wieder viel Spaß bereitet. Wir hoffen, dass es den Studierenden ähnlich ging. Besonders bedanken, liebe Simone und Femke, möchten wir uns für eure „externe“ Unterstützung aus Karlsruhe und Bingen. Ohne euch wäre das Praktikum für uns Hamburger Kolleg:innen deutlich schwieriger zu realisieren gewesen.

Verfasst von Julia Sorgatz

Über‘s Arbeiten und (noch) nicht Fertigsein: Forschung und Erlebnisse an der KTH / Work in progress: Research and experiences at the KTH

Julia Sorgatz
2. Januar 2024
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In diesem Blogbeitrag berichte ich über meinen Forschungsaufenthalt an der Kungliga Tekniska Högskolan (Königlich Technischen Hochschule, KTH) in Stockholm, der nicht nur von bahnbrechenden Erkenntnissen in der Bodenmechanik 😉, sondern auch von sportlichen Herausforderungen und Weihnachtsstimmung geprägt war.

In this blog post, I will share some impressions from my research stay at the Kungliga Tekniska Högskolan (Royal Institute of Technology, KTH) in Stockholm, which was not only packed with ground-breaking research in soil mechanics 😉, but also with sportive challenges and Christmas spirit.

Das Institutsgebäude im winterlichen Kleid / The institute building in its winter dress

Forschung zur Variabilität von Baugrundeigenschaften / Research about the variability of ground properties

Die übliche Annahme von homogenen Bodeneigenschaften in einer Bodenschicht ist eine Vereinfachung einer oftmals viel komplexeren räumlich heterogenen Bodenrealität. Wir müssen davon ausgehen, dass die Baugrundeigenschaften streuen und mit Unsicherheiten belegt sind. Sieben Wochen durfte ich in der Gruppe Soil and Rock Mechanics an der KTH bei Prof. Stefan Larsson und Dr. Johan Spross zu Gast sein, um mich mit diesem Phänomen und speziell der Quantifizierung von Unsicherheiten zu beschäftigen.

The common concept of homogeneous ground properties in a geotechnical unit is a simplification of an often more complex, spatially heterogeneous ground reality. We have to assume that ground properties are scattered and subject to uncertainty. I was invited to spend seven weeks as a guest researcher working with Dr. Johan Spross in the Division Soil and Rock Mechanics headed by Prof. Stefan Larsson to investigate these uncertainties and methods for their quantification.

Ziel des Forschungsaufenthalts war es, einen in der Arbeitsgruppe entwickelten Ansatz zur multivariaten Datenanalyse weiterzuentwickeln und auf unseren eigenen Datensatz anzuwenden. Die Ergebnisse sollen unter anderem bei der Anwendung des neuen Eurocode 7 helfen. Die Arbeit wurde durch Diskussionen und Austausch sowohl an der KTH als auch mit Kolleg*innen in der BAW unterstützt. Auch die regelmäßige Teilnahme an den Seminaren der Arbeitsgruppe und das Arbeiten in einem internationalen Team waren wichtige Erfahrungen, von denen ich profitieren konnte.

The aim of the research stay was to continue working on an approach to multivariate data analysis developed in the division and apply it to our own data set. Among other things, the results are intended to assist with the application of the new Eurocode 7. The work was supported by discussions and exchanges both within the group at the KTH and with colleagues at BAW. Regular participation in the group’s seminars and working in an international team were also important experiences from which I could benefit.

Mein Arbeitsplatz in Schweden, wo wie auch in Deutschland, das Standardbuch für Zuverlässigkeitsberechungen von ANG & TANG (2007) einen festen Platz hatte / My Swedish workplace that, as in Germany, features the standard workbook for probabilistic engineering by ANG & TANG (2007)

Internationaler Austausch, Shuffleboard und mehr / International exchange, shuffleboard and more

In der Arbeitsgruppe traf ich unter anderem mit Promovierenden und Postdocs aus Schweden, Spanien, Italien, China und dem Iran zusammen. Die Vielfalt der Perspektiven bereicherte nicht nur die wissenschaftlichen Diskussionen, sondern schuf auch eine offene und anregende Atmosphäre. Insgesamt war ich beeindruckt von dem wertschätzenden Umgang miteinander, der auch einen sehr guten wissenschaftlichen Output zu liefern scheint. Ein fester Bestandteil meines Alltags an der KTH war die traditionelle schwedische Kaffeepause, auch Fika genannt, welche immer donnerstags stattfand. Hier trafen sich Kollege*innen, um bei einer Tasse Kaffee und einem süßen Gebäckstück zu plaudern. Diese informellen Treffen boten eine gute Gelegenheit, mehr über die Forschung der anderen zu erfahren und sich in entspannter Atmosphäre auszutauschen.

In the division, I met with PhDs and Postdocs from Sweden, Spain, Italy, China and Iran, among others. The diversity of perspectives not only contributed to the academic discussions, but also created an open and stimulating atmosphere. Overall, I was impressed by the respectful interaction with each other, which also seems to deliver a very good scientific output. An integral part of working at KTH was the traditional Swedish coffee break, also known as Fika, which always took place on Thursdays. Colleagues would meet here to chat over a cup of coffee and a sweet pastry. These informal meetings offered a great opportunity to learn more about the research of other colleagues and to exchange ideas in a relaxed atmosphere.

Fika in diesem Fall mit schwedischen „Geburtstagsflaggen“ anstelle von Geburtstagskerzen / Fika in this case with Swedish „birthday flags“ instead of birthday candles

Neben der Forschung kam auch der Spaß nicht zu kurz. Eine besondere sportliche Herausforderung war ein Shuffleboard-Spielabend, was für Nicht-Schweden gleichbedeutend mit Curling auf einem langen, mit künstlichem Sand bedeckten Küchentisch ist. Mit den Kolleg*innen teamweise im Wettbewerb sorgte insbesondere die Qualifikation der internationalen Spieler*innen für zahlreiche Lacher. Ein weiterer Höhepunkt war der Kulturnachmittag, bei dem jeder sein Heimatland vorstellte, z.B. durch traditionelle Speisen, Filme und Bilder aus der Heimat. Das Luciafest und die Institutsweihnachtsfeier rundete meinen Aufenthalt ab. Bei beiden Veranstaltungen gab es traditionelle schwedische Küche zusammen mit schwedischem Gesang.

In addition to research, there was also plenty of fun. One particular sportive challenge was the shuffleboard evening which for Non-Swedes translates into curling on a long kitchen table that is slightly covered by arteficial sand. Competing in teams with colleagues, the qualification of the international players in particular provided plenty of laughs. Another highlight was the afternoon of cultural exchange, where everyone presented their home country, e.g. through traditional dishes, films and pictures. The Lucia Festival and the institute’s Christmas party completed my stay. Both events featured traditional Swedish cuisine together with Swedish singing.

Fazit / Bottom line

Wie so oft in der Forschung fängt die Arbeit nach dem Forschungsaufenthalt erst richtig an. In den nächsten Monaten müssen die Ergebnisse der sieben Wochen in Publikationen verpackt werden und es gibt viele neue interessante Fragen, die beantwortet werden wollen. Ich bin dankbar, dass die BAW den Aufenthalt unterstützt hat. Auch möchte ich mich bei der Arbeitsgruppe in Schweden bedanken, die mich sehr herzlich aufgenommen hat. Die Zeit an der KTH prägte nicht nur meinen wissenschaftlichen Blickwinkel, sondern auch mein persönliches Wachstum. Ich freue mich auf die weitere Zusammenarbeit.

As often the case in research, the actual work begins after the research stay. Over the next few months, the results of these seven weeks have to be turnded into publications and there are many new interesting questions that need to be answered. I am grateful that the BAW supported my stay. I would also like to express my sincere graditude to the division in Sweden, who gave me a very warm welcome. The stay at KTH not only contributed to my scientific perspective, but also to my personal growth. I look forward to our collaboration in the future.

Verfasst von Julia Sorgatz

‚HUET‘ – Unterwasser-Abenteuer in Cuxhaven

Caroline Wolff
10. März 2022
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Hinter der Abkürzung HUET verbirgt sich das „Helicopter Underwater Escape Training“.
Wir vier Mitarbeitende der BAW aus dem Bereich Geotechnik, einer sonst sehr erdverbundenen Disziplin des Bauingenieurwesens, sollten im Offshore Safety-Trainingscenter Cuxhaven lernen, wie man sich in Notsituationen aus einem Helikopter (hoffentlich) retten kann.

Nach einem Theorie-Teil am Vormittag ging es mit Pommes im Bauch über zum Praxis-Teil. Netterweise fand dieser in einem Schwimmbecken statt und nicht in der kalten Nordsee. Wir haben dennoch sogenannte Arbeitsüberlebensanzüge angezogen, bevor wir im Becken dann den Umgang mit einem Notatemsystem (CAEBS – „Compressed Air Emergency Breathing System“) geübt haben. Unsere Ausrüstung sah folgendermaßen aus:

links Arbeitsüberlebensanzug mit Schwimmweste, rechts CAEBS (Bildquelle)

Nach einigen Vorübungen, stets angefeuert durch ein motivierendes „Atme, atme, atme!“ unseres Trainers, kam der unter der Schwimmbadhalle schwebende Helikopter-Dummy zum Einsatz. Unsere Aufgabe war es nun, in 4 Übungen mit steigendem Schwierigkeitsgrad uns jeweils von unseren Sitzen loszuschnallen und aus dem Helikopter zu entkommen (im Bild unten skizziert).

Die vier verschiedenen Situationen, in denen wir uns aus dem Helikopter retten sollten

Am Anfang war es noch einfach: Tür aufziehen, Rettungsinsel hinausschmeißen und hinterherspringen, bevor der Helikopter unter Wasser ist.
Ab der zweiten Übung kam dann das Atemsystem zum Einsatz. Zunächst wurde der Dummy gerade heruntergelassen, kurz vor der Wasseroberfläche wurden die Fenster und Türen geöffnet, sodass wir anschließend unter Wasser ohne Hindernis hinaustauchen konnten.
In der dritten Übung wurde der Helikopter-Dummy zunächst mit uns versenkt und dann um 180° gedreht. Das war der Moment, in dem wir alle verstanden, warum die Trainer uns zuvor Anweisungen gegeben haben wie „greif zu deinem Fuß“ und nicht „greif nach unten“.
Vor der letzten Übung wurden die Fenster- und Türöffnungen wieder verschlossen und wir mussten sie unter Wasser auf dem Kopf stehend öffnen, bevor wir in Richtung rettender Wasseroberfläche schwimmen konnten. Ziemlich k. o. und glücklich, die Übungen gemeistert zu haben, gab es dann noch ein Abschieds-Gruppenbild vor dem Helikopter-Dummy:

Doch was war der Grund für unser Unterwasser-Abenteuer während der Arbeitszeit?

Seit 2 Jahren erkundet das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) Flächen in der Nord- und Ostsee, auf denen anschließend offshore-Windparks gebaut werden sollen. Wer auf diesen Flächen die Windenergie nutzen darf, wird in einer Auktion der Bundesnetzagentur festgelegt. Und damit die Bietenden ihre Kosten für den Windparkbau abschätzen können, wird zuvor ein umfangreiches Informationspaket geschnürt und öffentlich zur Verfügung gestellt (https://pinta.bsh.de/).

Neben Untersuchungen zur Tier- und Pflanzenwelt, sowie den Windverhältnissen auf der Fläche, spielen Informationen über den Baugrund eine tragende Rolle. Wenn dazu Bohrungen und Drucksondierungen bis in eine Tiefe von 80 m durchgeführt werden, sind „offshore client representatives“ für das BSH an Bord der Bohrschiffe. Diese Aufgabe teilen sich Mitarbeitende des BSH, des Ingenieurbüros Ramboll sowie der BAW. Im 2 x 12-Stunden-Schichtbetrieb begleiten und überwachen wir die Arbeiten auf dem Schiff, nach 2 Wochen werden wir dann abgelöst. Damit für diesen Personalwechsel das Bohrschiff seine Arbeit nicht unterbrechen und zurück in den Hafen fahren muss, ist der Transport via Helikopter vorgesehen. Auf der folgenden Karte kann man erkennen, dass der Weg zurück an Land kein Katzensprung ist: die Fläche N-9, die dieses Jahr untersucht wird, liegt mehr als 100 km von der Küste entfernt.

Mit einem roten Punkt an Land markiert: ein möglicher Abflugort des Helikopters: Eemshaven in den Niederlanden; rot umkringelt: Fläche N-9 (Bildquelle)

Wo die BAW im Bereich offshore noch aktiv ist, kann im neusten BAW Geschäftsbericht nachgelesen werden.

Verfasst von Caroline Wolff

Das bodenmechanische Praktikum für die Studierenden der HSU 2021

Julia Sorgatz
20. Januar 2022
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Im November und Dezember 2021 wurde inzwischen fast traditionsgemäß das bodenmechanische Praktikum für Studierende der Helmut-Schmidt-Universität (HSU) in der BAW ausgerichtet. Das geotechnische Labor in Hamburg unterstützt mit diesen jährlich stattfindenden Praktika die HSU beim Studiengang Bauingenieurwesen. Neben Studierenden der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) waren in diesem Jahr auch erstmals Studierende der Autobahn GmbH dabei.

Sowohl mit Blick auf die Praktikumsinhalte als auch bei den Hygienemaßahmen waren die Mitarbeiter:innen auf BAW-Seite beim dritten Praktikumsjahrgang, dem zweiten unter Corona-Bedingungen, gut vorbereitet. 2G und AHA+L+C – Regeln ermöglichten eine sichere Durchführung des Praktikums.

Inhaltlich wurden wie bereits in den vergangenen Jahren am ersten Praktikumstag die Bodenklassifikation und Bodenansprache thematisiert. Von Anne Heeling wurde die fachgerechte Beschreibung des Bodens im Bohrkern und in Sonderproben erläutert. Anschließend konnten die Studierenden die Ansprache selbst üben. Auch bei Versuchen zur Ermittlung der Siebkurve, den Konsistenzgrenzen, Kalkgehalt und Glühverlust war die Mitarbeit der Studierenden gefragt, die an den einzelnen Versuchsständen von Melanie Schwab, Femke Behrens und Dirk Augner in Kleingruppen angeleitet wurden.

Studierende bei der Bodenanprache an Kern- und Sonderproben (links) und bei der Ermittlung der Konsistenzgrenzen (rechts).

Am zweiten Praktikumstag lag der Fokus auf den höherwertigen Versuchen der Bodenmechanik. Die Studierenden der Gruppe 1 mussten einen Probenkörper für einen Triaxialversuch aus einer älteren, stark organischen Sonderprobe von der Kleinen Schleuse Kiel herstellen. Hierbei zeigten sich die Tücken der Probenherstellung. Sagen wir mal so: Nach der entsprechenden DIN EN ISO 17892-9:2018-07 für Triaxialversuche dürfen „Furchen oder Löcher, die nicht größer als 1/6 des Probekörperdurchmessers sind, mit aufgearbeitetem Probematerial gefüllt“ werden, um einen akzeptablen Probenkörper zu erhalten. Gruppe 2 hatte da ein wenig mehr Glück, denn sie durfte die Probenherstellung an einer im Labor homogenisierten, konsolidierten Kleiprobe üben.

Anschließend führten die Studierenden den Einaxialen Druckversuch und Untersuchungen mit der Laborflügelsonde selbstständig durch. Da der Ödometerversuch und der Triaxialversuch mit einer Versuchsdauer zwischen ein bis drei Wochen einen Praktikumstag sprengen würde, gab es hierfür nur Trockenübungen zum Einbau und Erläuterungen zur Versuchsdurchführung. Verschiedene Arbeitsblätter zur Auswertung der Versuche ergänzten das praktische Lehrangebot der BAW.

Dem Laborteam der BAW haben die Praktikumstage wieder viel Spaß bereitet. Wir hoffen, den Studierenden ging es ähnlich und etwaige Klausurfragen zu Laborversuchen können nun gut beantwortet werden.

Verfasst von Julia Sorgatz

Schmutzige Finger auf Abstand – Das bodenmechanische Praktikum für HSU-Studierende 2020

Julia Sorgatz
20. Januar 2021
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Im November und Dezember 2020 wurden für Studierende der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) an der Helmut-Schmidt-Universität (HSU) mehrere Praktika vom geotechnischen Labor der BAW in Hamburg ausgerichtet. Die BAW unterstützt mit diesen jährlich stattfindenden Praktika die HSU beim Studiengang Bauingenieurwesen.

Besonders im Bereich Baugrunderkundung ist es für den Wissenserwerb wichtig, Boden (und, wenn man nicht gerade in Norddeutschland ist, auch Fels) anzufassen, zu riechen, naja, und in sehr, sehr seltenen Fällen vermutlich auch zu schmecken. Ein strenges Hygienekonzept und die Durchführung in Kleingruppen erlaubten den Studierenden hierfür eine kleine Pause vom in Pandemiezeiten überwiegend digital geprägten Studienalltag.

Am ersten Praktikumstag wurden primär die Bodenklassifikation und Bodenansprache thematisiert. Die fachgerechte Beschreibung des in einem Bohrkern befindlichen Bodens wurde erläutert. Anschließend konnten sich die Studierenden an Bohrkernen aus dem Projekt Brunsbüttel selbst ausprobieren. Und auch bei Versuchen zur Ermittlung der Siebkurve, den Konsistenzgrenzen, Kalkgehalt und Glühverlust war die Mitarbeit der Studierenden am Objekt gefragt.

Studierende bei der Schlämmanalyse und Bodenansprache

Am zweiten Praktikumstag lag der Fokus auf höherwertigen Versuchen der Bodenmechanik (Ödometerversuch, Einaxialer Druckversuch und Triaxialversuch), die das physikalische Bodenverhalten unter Be- und Entlastung ermitteln und die Bodenkennwerte für Stand- und Gebrauchstauglichkeitsbetrachtungen liefern. Bei der Herstellung eines typischen Versuchskörpers lernten die Studierenden die Tücken der Probenherstellung kennen. Mit einer Mischung aus Feingefühl, Kraft und der Unterstützung des erfahrenen Laborleiters der BAW gelang es jedoch allen Gruppen einen versuchsreifen Probekörper herzustellen, der anschließend für den Einaxialen Druckversuch verwendet werden konnte. Da Ödometerversuch und Triaxialversuch mit einer bis drei Wochen Versuchsdauer deutlich zu lang für einen Praktikumstag dauern würden, erfolgten hierfür nur Trockenübungen zu Einbau und Versuchsdurchführung. Verschiedene Arbeitsblätter zur Auswertung der Versuche, welche primär im Anschluss an die Praktikumstage in Heimarbeit zu lösen waren, ergänzten das praktische Lehrangebot der BAW.

Bodenmechanische Versuche: Triaxialversuch (links), Einaxialer Druckversuch (mittig) und Probenkörper nach Ende des Einaxialen Druckversuchs (rechts)

Dem Laborteam der BAW haben die Praktika viel Spaß bereitet. Wir hoffen, dass es den Studierenden ähnlich ging und freuen uns auf die nächsten Praktika im Jahr 2021.

Verfasst von Julia Sorgatz

„Bietje Anners“ – Bohrtechniktage 2020 in Bad Zwischenahn

Julia Sorgatz
8. Oktober 2020
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Unter dem plattdeutschen Motto „bietje anners“, also ein „bisschen anders als sonst“ fanden in diesem Jahr vom 23.09. bis 25.09.2020 die Bohrtechniktage in Bad Zwischenahn statt. Begleitet von einer umfangreichen Fachausstellung bieten die Bohrtechniktage alle drei Jahre eine Plattform für den Austausch von Planern, Behörden, Herstellern und Anwendern zum Brunnenbau und artverwandten Themen.

as Veranstaltungsgelände aus der Vogelperspektive. Blickfang waren sicherlich die Fachaussteller mit ihren Großgeräten
Das Veranstaltungsgelände aus der Vogelperspektive. Blickfang waren sicherlich die Fachaussteller mit ihren Großgeräten (Foto: Bau-ABC Rostrup)

In zwei parallellaufenden Vortrags- und Diskussions-Sessions wurden Themen wie die normgerechte Bodenansprache, aktuelle Entwicklungen bei Bohrverfahren, Ankerherstellung, Spezialtiefbaugerätschaften und Baugrundrisiko erörtert. Die BAW war mit einem Messestand und Informationen zu gängigen geotechnischen Baugrunduntersuchungen, zwei Vorträgen und bei der Moderation der Vortrags- und Diskussionsblöcke vertreten.

Dr.-Ing. Jan Kayser hielt den Eröffnungsvortrag. Er präsentierte die Aufgaben des geotechnischen Sachverständigen für technisch anspruchsvolle Ingenieurbauwerke und verwies abschließend auf die zunehmende Bedeutung der Digitalisierung in der Geotechnik. Dr.-Ing. Martin Pohl stellte die umfangreichen Baugrunderkundungen und Planungsmaßnahmen für den Neubau der Schleuse Lüneburg vor. Alexander Franck und Andreas Janzen übernahmen die Moderation ausgewählter Vortragssessions am Donnerstag. Am Messestand wurden von den Kolleg:innen des geotechnischen Labors Hamburg neben den herkömmlichen Mitteln zur Beschreibung des Bodens, also z. B. die Ansprache am Kern, der Versuch nach Casagrande und eine Triaxialzelle, auch moderne Hilfsmittel wie der Partikelanalysator erklärt. Besonderes Interesse beim Publikum weckte die „neue“ Kernscheidemaschine der BAW, die erst vor Kurzem mit einer Einfassung aufgerüstet wurde, um den Arbeitsschutz der Mitarbeiter:innen zu verbessern.

Messestand der BAW mit Triaxialzellen, KD-Stand, Camsizer, Bohrkern und Proben
Messestand der BAW u.a. mit Triaxialzelle, KD-Stand, Partikelanalysator, Mikroskop und Bohrkern
(Foto: Martin Pohl)

Dank eines umfangreichen Hygienekonzeptes mit Maßnahmen wie Temperaturmessung am Eingang, ein Einbahnstraßensystem, Mund-Nasenschutz-Pflicht und Abstandsregeln konnte die Veranstaltung auch in schwierigen Corona-Zeiten ausgerichtet werden. Ein großes Lob an die Organisator:innen, die damit zeigen konnten, dass auch in der derzeitigen Situation nicht gänzlich auf einen persönlichen fachlichen Austausch verzichtet werden muss.

Vortragssaal mit corona-konformer Sitzordnung
Vortragssaal mit corona-konformer Sitzordnung (Foto: Dirk Augner)

Verfasst von Julia Sorgatz

Bodenmechanisches Praktikum für die WSV-Student*innen der HSU

Martin Pohl
6. Dezember 2019
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Im November wurden vom geotechnischen Labor der BAW in Hamburg zwei Praktika für die Student*innen der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) an der Helmut-Schmidt-Universität (HSU) ausgerichtet. Die HSU wird beim Studiengang Bauingenieurwesen von der BAW unterstützt.

Beim ersten Termin wurden die Inhalte vermittelt, die dazu dienen, den Baugrundaufbau zutreffend zu beschreiben und zu klassifizieren. So wurde die Bodenansprache, d.h. die fachgerechte Beschreibung des in einem Bohrkern befindlichen Bodens beigebracht, indem dies einmal erläutert sowie vorgeführt wurde und dann die Student*innen selber ran durften. Die ausgewählten Bohrkerne stammten von den Projekten Schleuse Lüneburg, 5. Schleusenkammer Brunsbüttel, Kleine Schleuse Kiel und Westmauer Helgoland. Die WSV-Student*innen hatten also direkten Kontakt zu aktuellen WSV-Projekten.

Ausgewählte Bohrkerne bei der Bodenansprache

Danach wurden die Klassifikationsversuche in Kleingruppen durchgegangen: Labortechnische Ermittlung der Kornverteilung mittels Sieb- und Schlämmanalyse, Bestimmung der Zustandsgrenzen (Plastizität) sowie die Ermittlung des Wassergehalts, Kalkgehalts, des Organischen Anteils und der Dichte. Nach der Versuchserklärung durch die jeweiligen Laborkolleg*innen erfolgte die eigene Versuchsdurchführung und -auswertung durch die Student*innen.  Somit haben die Student*innen praxisnah das Vorgehen und die Versuche kennengelernt und selber ausgeführt, die die Daten liefern, welche zur qualitativen und quantitativen Beschreibung der Baugrundeigenschaften führen. Diese bilden die Grundlage für die Herleitung von Baugrundprofilen zur Bemessung von Bauwerken sowie für die Einsatzmöglichkeiten von Herstellverfahren für unterschiedliche Bauprozesse.

Kleingruppe bei der Kalkgehalt-Bestimmung

Beim zweiten Termin wurden die sog. höherwertigen Versuche durchgenommen, die das physikalische Bodenverhalten unter Be- und Entlastung ermitteln und die Bodenkennwerte liefern, mit denen die WSV-Bauwerke bemessen werden. Dies sind: der Ödometerversuch und der Einaxiale Druckversuch sowie die Königsklasse der geotechnischen Versuche: der Triaxialversuch. Hierbei durften die Student*innen selber die spezifischen Probekörper aus den besonders entnommenen Bohrkernen herausarbeiten, für die unterschiedlichen Versuchsgeräte vorbereiten und diese anschließend auch in die Versuchsgeräte einbauen.

Vorbereitung von Probekörpern für die Triaxialversuche

Lediglich den Einaxialen Druckversuch konnten die Student*innen jedoch selber durchführen und auswerten. Die beiden anderen Versuche dauern mit einer bis drei Wochen Versuchsdauer sehr viel länger, so dass vom geotechnischen Laborleiter hierfür Versuchsdaten zur Verfügung gestellt wurden, die die Student*innen unter Anleitung aus- und die Ergebnisse bewerteten. So wurde u.a. das physikalische Spannungs-Dehnungs-Verhalten unter dränierter Belastung im Triaxialversuch ermittelt, um hieraus einen Satz an maßgeblichen Bodenkennwerten zur Bemessung von Bauwerken herzuleiten.

Durch die Praktika ist den Student*innen deutlich geworden, dass die Untersuchungen mitunter recht lange dauern und viel Erfahrung dazu gehört die Versuche fachgerecht auszuführen und auch die Ergebnisse richtig zu bewerten. Dem Laborteam der BAW haben die beiden Praktika viel Spaß bereitet, weil die Student*innen sehr engagiert waren, egal ob es darum ging sich die Hände dreckig zu machen oder auch analytische Berechnungen und physikalische Zusammenhänge nachzuvollziehen.

Verfasst von Martin Pohl

Iceland & ECSMGE – TC201 & red lava

Martin Pohl
9. September 2019
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Anfang September fand auf Island die European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ECSMGE) statt. Das Technical Committee (TC201) “Dykes and Levees”, in dem ich (Martin Pohl) Sekretär bin, hatte einige Aktivitäten über die kurz berichtet werden soll.

Konferenzzentrum HARPA

Beginnen möchte ich jedoch mit den Reden von der Opening Ceremony. Nahezu alle Redner wiesen auf die Bedrohung durch den Klimawandel eindringlich hin. In den arktischen Regionen sind die Auswirkungen seit längerem sehr deutlich zu spüren. Betroffen sind jedoch alle Gegenden der Erde. Die Delegierten wurden daher aufgefordert dem Klimawandel entgegenzutreten „to win the battle“ … „and not to destroy the earth“.
In der letzten Session vor der Closing Ceremony wurde das Thema wieder aufgegriffen und es wurden erfolgreich praktizierte Beiträge der Geotechnik gezeigt, um Energie einzusparen, wie z.B. Energie-Pfähle, bzw. Versuche gezeigt, um CO2 im Erdreich zu speichern oder umzuwandeln.

Nun zu den Aktivitäten des TC201 auf der ECSMGE:
Durch den Klimawandel mit einem prognostizierten Anstieg des Meeresspiegels sowie bereits zu beobachtenden weltweit vorkommenden Überflutungen gewinnen Deiche und Dämme an Wichtigkeit, was man am gesteigerten Interesse in der Internationalen Community gegenüber der letzten Konferenz in Seoul 2017 deutlich merkte.

Workshop mit Vorträgen aus den Niederlanden, Frankreich und Großbritannien:
Durch den Klimawandel nehmen die Belastungen auf Deiche und Dämme zu. Bisher weniger erforschte mögliche Versagensmechanismen, die unter den geänderten Bedingungen an Relevanz gewinnen, wie z.B. Piping, werden daher aufwändig untersucht sowie Präventionsmaßnahmen / Optimierungen gesucht. Interessant ist, dass in den Niederlanden hierfür ein beträchtliches Forschungsbudget von 5 Mio € pro Jahr zur Verfügung steht. Neben großmaßstäblichen Modellversuchen werden bei den Forschungen sogar full-scale-tests ausgeführt. Weitere Modellversuche in Zentrifugen zum Prozessverständnis der inneren Erosion wurden vorgestellt und diskutiert ebenso wie die aktuellen Entwicklungen im europäischen Forschungsprojekt ICOLD/EUCOLD.

Ausschusstreffen mit Vertretern aus den Niederlanden, Frankreich, Großbritannien, Belgien, Portugal, Mexiko und Deutschland:
Um den Stand des Wissens und der Technik international abzugleichen, wurden die zukünftigen Aktivitäten des Ausschusses diskutiert. Workshops und Sessions werden daher auf der PanAmerikanischen Konferenz in Mexiko 2019 stattfinden sowie auf der ICSMGE 2021 in Australien. Des Weiteren wird es Joined-Sessions mit anderen TCs (TC106 Unsaturated Soils , TC210 Dams) auf Konferenzen geben. Webinare (Video-Vorlesungen) sollen auf der ISSMGE-homepage (www.issmge.org) veröffentlicht werden, damit jede Person mit einem Internetzugang die Informationen erlangen kann. Eine gemeinsame Veröffentlichung über mögliche Versagensmechnismen soll erarbeitet werden, um Forschungsbedarf zu ermitteln und Aktivitäten in diesem Bereich (auch unter dem Zeichen des Klimawandels) voranzutreiben. Die erheblichen und erstmalig beobachteten Auswirkungen auf Deiche und Dämme durch lang anhaltende Trockenperioden, wie in Europa 2018, wurden diskutiert.

Session mit Vorträgen aus den Niederlanden, Frankreich, Großbritannien, Belgien, Deutschland, Italien, Mexiko und den USA:
Neben ähnlichen Aspekten wie im Workshop, wurden probabilistische Verfahren sowie Vorgehensweisen für eine Risikoabschätzung diskutiert. Ein weiteres wichtiges Thema war die Bestandsaufnahme von Deichen und Dämmen sowie die Erstellung eines Katasters mit allen Einfluss- und Zustandsgrößen für eine real-time Bewertung. Dieses auf nationaler Ebene aber auch im internationalen Vergleich.

Zum Abschluss der Konferenz unternahm ich noch eine private geologische Exkursion zu Pferd. Landestypisch auf einem Islandpferd sowie bei 10°C und Nieselregen. Wir ritten auf schwarzen Lavapfaden zu einer einmaligen Stelle auf Island, wo rote Lava im Anschnitt zu sehen ist; entstanden dadurch, dass Lava vor langer Zeit aus einem Vulkan unter Wasser ausgetreten ist und mit Eisen versetzt wurde. Diese Schicht wurde anschließend durch die Plattentektonik über die Geländeoberfläche gedrückt; so die isländische Reitführerin. Für einen norddeutschen Geotechniker eine ehrfurchtsvolle Vorstellung.

Verfasst von Martin Pohl

BAW besucht die Baustelle am Hauptbahnhof beim Projekt Stuttgart 21

Markus Herten
13. Februar 2019
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Für das Referat Grundbau der BAW ergab sich am 8. Februar die Möglichkeit, bei bestem Wetter den Umbau des Stuttgarter Hauptbahnhofs vom Kopfbahnhof zum Durchgangsbahnhof als Teilprojekt der Baumaßnahme „Stuttgart 21“ zu besichtigen.

Blick vom Turm auf die Baustelle

Zur Einstimmung wurde ein Blick von ganz oben auf die Baustelle geworfen, bevor es dann in die Tiefe ging. Die Aussichtsplattform auf dem Bahnhofsturm ist zusammen mit der Ausstellung des Turmforums kostenlos zugänglich und bietet eine sehr gute Übersicht über die Baustelle mit den einzelnen Bauabschnitten des zukünftigen Tiefbahnhofs.

Besuchergruppe der BAW

Auf der Baustelle  vermittelte Herr Hammerschmidt von der Firma Züblin, die den neuen Bahnhof baut, zunächst eine Vorstellung vom Gesamtprojekt. Ergänzt wurden die Ausführungen von Herrn Dipl.-Ing. Holger Jud vom Ingenierbüro Smoltczyk & Partner und dem ehemaligen Kollegen Prof. Benz von der Firma Wechselwirkung um die geotechnischen Aspekte. Nachdem die PSA angelegt war, ging es dann in medias res und es konnten zusammen die Arbeiten des Spezialtiefbaus besichtigt werden.

Aufständerung der ehemaligen Bahndirektion

Auch wenn bei jedem einzelnen Bauabschnitt viele technische Herausforderungen zu meistern waren bzw. sind, bildet die Aufständerung der unter Denkmalschutz stehenden ehemaligen Bahnhofsdirektion ein absolutes Highlight. Hier muss das Gebäude auf verschiedenen Tiefgründungen, Kleinverpresspfählen und anschließend Großbohrpfählen nacheinander temporär gesichert werden, bevor es dann abschließend auf dem Deckel des Bahnhofs zu liegen kommt.

Architektonisch und aus Sicht eines Betonbauers ist sicherlich die erste betonierte Kelchstütze (Titelbild) der Höhepunkt der Exkursion. Die Bewehrung besteht aus 11.000 einzelnen Positionen und die Anforderungen an die Schalung und den vom Architekten geforderten Weißbeton sind enorm und können nur mit BIM-Methoden bewältigt werden.

Nesenbachdüker

Der Geotechniker jedoch interessiert sich eher für die Tiefe, weshalb zum Abschluss noch der Abstieg in den schon fertiggestellten Nesenbachdüker erfolgte. Dieser soll bei Starkregenereignissen dafür sorgen, dass das Regenwasser aus der Mischwasserkanalisation Stuttgarts ungehindert in Richtung Neckar fließen kann. Damit war der tiefste begehbare Punkt der Baustelle erreicht und es galt mit vielen Informationen, die bei den Baumaßnahmen der WSV am Neckar aufgrund ähnlicher Geologie hilfreich sein werden, den Heimweg anzutreten.

 

Verfasst von Markus Herten

PILE 2017 – International Conference on Advancement of Pile Technology and Pile Case Histories

Mussie Kidane
30. April 2018
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Im September 2017 wurde die Veranstaltung „International Conference on Advancement of Pile Technology and Pile Case Histories“ – kurz PILE 2017 – auf Bali in Indonesien abgehalten, an der auch die BAW mit Beiträgen aus den Referaten K5 und K6 vertreten war. Die Tagung bot den ca. 300 Teilnehmern ein hoch spezialisiertes Themenfeld rund um theoretische und praktische Fragestellungen des Bauens mit Pfählen. Die hochkarätig vertretenen Keynotespeaker wie Prof. Bengt Fellenius  (seit über 50 Jahren international tätiger Pfahlexperte) oder Sergej Terzaghi (Chefgeotechniker im Bereich Asien/Australien eines international tätigen Ingenieurbüros mit ca. 10.000 Mitarbeitern und Enkel des Begründers der modernen, wissenschaftlichen Bodenmechanik, Karl Terzaghi) waren ebenso beteiligt wie der scheidende Präsident der Internationalen Gesellschaft für Bodenmechanik und Geotechnik (ISSMGE) Prof. Roger Frank (Paris) und sein Nachfolger Prof. Charles W. W. Ng. (Hong Kong).

Der erste Tag der Veranstaltung war geprägt von Workshops zu den Themen Pfahlbemessung und Pfahlprobebelastungen. Hier wurden unterschiedlichste Projekte aus der ganzen Welt vorgestellt in denen u. a. auf das Lastsetzungsverhalten von Pfählen und den Einsatz faseroptischer Messinstrumente bei Pfahlprobebelastungen eingegangen wurde.

Die folgenden Tage waren geprägt von sehr interessanten Vorträgen international renommierter Redner wie Prof. Ikhuo Towhata (ehemaliger Professor der Universität Tokio) u. a. zu Modellversuchen an Pfählen oder Prof. Hesham El Naggar von der Western University aus Kanada zur Bemessung von Schraubpfählen.

Rückblickend bleiben jedoch nicht nur die fachlichen Highlights in Erinnerung, sondern auch, dass große Teile der Insel zu dieser Zeit evakuiert werden mussten, da der Vulkan Agung auszubrechen drohte, was schließlich zwischen November 2017 und Februar 2018 mit mehreren Eruptionen geschah.

Hier können Sie sich die BAW-Präsentationsfolien zum Vortrag „Axial Bearing Capacity of Large Diameter Pipe Piles“ ansehen.

Verfasst von Mussie Kidane

Als wissenschaftlicher Angestellter des Referats K6 beschäftige ich mich vorwiegend mit geotechnischen Fragestellungen im maritimen sowie küstennahen Bereich.

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