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Die Autobahn GmbH des Bundes Niederlassung Westfalen Abteilung Vermessung
Verbolzung/Vermarkung bewehrte Erde
Für die Bauweise „bewehrte Erde“ ergänzt dieses Dokument die Anweisung „Verbolzung-Vermarkung am Bauwerk“ der Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Westfalen in seiner aktuellen Fassung.
Stand: September 2024
Hinweise des Auftraggebers
Installation von Vermessungsmarken und Sensoren für die Durchführung von Überwachungsmessungen im Rahmen der Bauwerksprüfung gemäß DIN 1076 an Bauwerken bei der Bauweise „bewehrte Erde“
Die Aufgabe des Fachbereichs Vermessung im Rahmen der Bauwerksprüfung gemäß DIN 1076 besteht in der Untersuchung des Bauwerks auf geometrische Veränderungen wie Setzungen, Neigungen, Verschiebungen, Kippungen usw. Dies erfolgt durch Vergleich mit den Ergebnissen zurückliegender Vermessungen. Dabei kommt in ganz überwiegender Zahl das Nivellement zum Einsatz. Das Nivellement hat mehrere erhebliche Vorteile gegenüber anderen Messverfahren. Es ist ohne großen technischen Aufwand oder technische Hilfsmittel mit vergleichsweise hoher Genauigkeit auszuführen. Dabei sind die Messmarken in Form von Metallbolzen extrem robust und langlebig. Ergänzt wird das Nivellement durch Lotungsmessungen, tachymetrische 3D-Messungen und auch durch Laserscanning. Die Lage der Vermessungspunkte am Bauwerk erfolgt in Abstimmung zwischen Statiker und Vermessung. Oft ist eine Abstimmung entbehrlich, weil bei der Festlegung der Lage von Vermessungspunkten auf Erfahrungswerte und Richtzeichnungen Bezug genommen wird. Bei Bauwerken, deren Pfeiler und Widerlager aus Beton hergestellt werden, erfolgt eine endgültige Festlegung der Lage der Vermessungspunkte zum Teil auch erst mit Fertigstellung des Bauwerks.
Die Bauweise „bewehrte Erde“ stellt jedoch im Vergleich zu der zuvor angesprochenen Vorgehensweise besondere Anforderungen an die Lage und Montage notwendiger Vermessungsmarken. Auch sind die zuvor genannten Messverfahren nicht mehr ausreichend, um Bauwerke vollständig auf geometrische Veränderungen zu untersuchen. Nach bisheriger Erfahrung kommt die Bauweise bewehrte Erde bei der Errichtung von Widerlagern zu Einsatz.
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Die Autobahn GmbH des Bundes Niederlassung Westfalen Abteilung Vermessung
Bei der Bauweise „bewehrte Erde“ wird auf einem Fundament durch lagenweisen Erdeinbau in Stahlgitterelemente, lagenweise Verdichtung und Trennung der Schichten durch Geogitter ein (fast) senkrechter Erdblock errichtet, auf den die Auflagerbank auf einer Sauberkeitsschicht aufgelegt wird. Der Erdblock wird anschließend mit Vorsatzschalen verkleidet, die einen Luftspalt zum Erdkörper aufweisen.
Laserscanning
Monitoringprisma
Nivellement- bolzen
Aufgrund der vielfältigen Ausführungen der Bewehrte-Erde-Konstruktionen ist es nicht möglich, eine allgemein gültige Vorgabe zu Art und Ort von geodätischen Vermessungsmarken zu machen. Daher ist es zwingend erforderlich, bereits im Rahmen der Ausführungsplanung auch die Anforderungen an die betriebliche vermessungstechnische Bauwerksprüfung gemäß DIN 1076 zu berücksichtigen. Die Art und Lage der Vermessungsmarken und die zum Einsatz kommenden Sensoren sind bereits in der Ausführungsplanung abschließend zu bestimmen, um ggf. konstruktiv notwendige Anpassungen vorzunehmen. Im Rahmen der Ausführungsplanung ist ein geodätisches Messkonzept vorzulegen und durch die Abteilung Vermessung der Niederlassung Westfalen der Autobahn GmbH des Bundes zu genehmigen. Die Erfahrung zeigt, dass andernfalls keine dauerhaften und durchgreifenden Kontrollmessungen mit vertretbarem wirtschaftlichem Aufwand möglich sind.
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Die Konzeptionierung, Beschaffung, Installation und Inbetriebnahme der Sensorik für die Bauwerksüberwachung sind im Leistungsverzeichnis des Bauvertrags zu berücksichtigen. Grundlage ist das zuvor genannte Messkonzept.
Die besonderen Anforderungen an die Überwachung geometrischer Veränderungen des Bauwerks entstehen unter anderem durch folgende Sachverhalte:
- Zwischen Vorsatzschale und Erdkörper besteht keine schlüssige Verbindung. Geometrische Veränderungen der Vorsatzschale lassen keine Rückschlüsse auf das Verhalten des Erdkörpers zu.
- Die Vorsatzschalen verhindern eine Beobachtung von Vermessungsmarken am Erdkörper mit geodätischen/optischen Messverfahren. Hier müssen automatisiert messende Sensoren vorgesehen werden.
- Anders als bei Widerlagern und Pfeilern aus Beton ist eine Montage von Vermessungsmarken an den Stahlgitterkörben oder in anderer Weise am Erdkörper unmöglich.
Empfehlungen für geodätische Messungen
- Eine Sohlplatte, auf die der Erdkörper der bewehrten Erde aufgebaut wird, sollte so ausgebildet werden, dass Vermessungsbolzen (in der Abbildung in gelb) für Überwachungsmessungen mittels Nivellement zur Kontrolle von Setzungen an den Außenkanten eingebaut werden können.
- An der Auflagerbank und anderen Bauteilen sollten zur Kontrolle auf Setzungen und Horizontalverschiebungen Monitoringprismen (in der Abbildung in orange) installiert werden, die ohne Hubsteiger o.ä. mittels Tachymeter beobachtet werden können. Weitere Verkleidungen z. B. gegen Tauben sollten die Sichtbarkeit nicht behindern.
- Die überführende Fahrbahn sollte vor und hinter der Brückenplatte mittels Laserscanning erfasst werden, um flächenhafte Senkungen der Hinterfüllungsbereiche zu kontrollieren (orangener Strich in der Abbildung).
- Das gesamte Bauwerk sollte nach seiner Fertigstellung vollständig gescannt werden. Damit werden unter anderem die Vorsatzschalen vollständig in die Überwachung einbezogen und es kann zu jeder Zeit ein Vergleich mit dem ursprünglichen Bauwerkszustand nach Fertigstellung hergestellt werden.
- Weitere Vermessungspunkte z. B. am Überbau sind mit der Abteilung Vermessung der Niederlassung Westfalen der Autobahn GmbH des Bundes abzustimmen.
Zur Überwachung des Erdkörpers erscheinen automatisiert messenden Sensoren sinnvoll. Das können zum Beispiel Erddruckmessdosen, Geogitterwegaufnehmer, Inklinometer oder Dehnungsmessstreifen sein. Bei der Auswahl der Sensoren ist neben den technischen Anforderungen die Dauerhaftigkeit und Wartungsmöglichkeit während der gesamten Betriebszeit des Bauwerks sicherzustellen. Die erhobenen Messdaten sollten in einem Schaltkasten zusammenlaufen und ggf. per Mobilfunk abrufbar sein.