BETONROHRE

UHPC-Rohre in GOBKaserne Sonthofen

Seit mehreren Jahren wird auf dem Gelände der Generaloberst-BeckKaserne gebaut. Mit dem Umbau der gesamten unterirdischen Infrastruktur auf dem Gelände des zukünftigen ABC- und Selbstschutzschul-Stützpunktes hat das Staatliche Bauamt Kempten die Max Wild GmbH für diverse Tiefbauabschnitte beauftragt.

Aufgrund der außergewöhnlichen Rahmenbedingungen, zu den die Erstellung mehrerer Haltungen in einer Tiefenlage von bis zu 13 m gehörten, setzte das ausführende Unternehmen unter anderem Stahlbetonrohre ein, die bei der Hans Rinninger u. Sohn GmbH & Co. KG aus Ultra-High-Performance-Conrete hergestellt wurden. Die so genannten UHPC-Rohre werden nach den Qualitätsrichtlinien der Fachvereinigung Beton- und Stahlbetonrohre e. V. (FBS) gefertigt und sind aufgrund ihrer extremen Schlagfestigkeit und Tragfähigkeit für praktisch alle Lastfälle geeignet. Ein entscheidender Vorteil: Die bei herkömmlichen Stahlbetonrohren statisch erforderliche Betonummantelung bei Einbautiefen bis 13 m konnte bei der Verlegung der „schweren Geschütze“ von Rinninger komplett entfallen.

Umbau auf historischem Grund

Bei der Generaloberst-Beck-Kaserne handelt es sich um einen geschichtsträchtigen Standort: Im Herbst 1934 wurde die NSDAP-Ordensburg Sonthofen nach Plänen des Architekten Hermann Giesler errichtet. Die wuchtige Anlage erstreckt sich über 160 m vom Turm an der Westseite bis zur östlichen Ecke des Hauptgebäudes. Die Seitenflügel sind rund 85 m lang. Nach Kriegsende richteten die US-Streitkräfte zunächst eine zentrale Schulungsstätte ein, 1956 ging die Burg in den Besitz der neu gegründeten Bundeswehr über. Die nach dem Widerstandskämpfer und ehemaligen Chef des Generalstabs des Heeres, Generaloberst Ludwig Beck, benannte Kaserne diente bis Juli 2009 der Aus- und Fortbildung. Nach ersten Überlegungen des Bundesverteidigungsministeriums, den Standort aufzugeben und für eine neue, zivile Nutzung zu veräußern, fiel 2008 die Entscheidung für eine weitere Nutzung durch die Bundeswehr. Nach den aufwändigen Umbau- und Sanierungsarbeiten sollen zwei innerstädtische Kasernen in dem im Volksmund Burg genannten Gebäudekomplex zusammengefasst werden. Die hierfür notwendigen Umbaumaßnahmen betreffen sowohl die Archtitektur der unter Denkmalschutz stehenden Gebäude, als auch die gesamte unterirdische Infrastruktur des Geländes.

Insbesondere die tiefbaulichen Rahmenbedingungen stellten die beteiligten Baupartner bei Planung und Ausführung vor enorme Herausforderungen. Das gesamte Gelände ist in weiten Teilen von alten Versorgungstunneln und unterirdischen Schießanlagen durchzogen, welche heute aber keiner Nutzung mehr unterliegen. Hinzu kommt: Statt tiefgründige Fundamente bis auf tragende Schichten auszuheben, wurde bei der Errichtung einiger Gebäude das Erdreich bis zu den tragfähigen Lagen abgetragen und mehrere Kellergeschosse errichtet. Die hieraus resultierenden extremen Tiefenlagen der alten Kanalisation bewogen den heutigen Bauherrn zur Planung eines komplett neuen Kanalsystems, bei dem Schmutz- und Regenwasser zukünftig in einer üblichen Tiefenlage von 2 bis 3 m getrennt gesammelt und abgeleitet werden.

Vorteile ausgespielt

Lediglich auf einem rund 80 m langen Teilstück verläuft der neue Regenwasserkanal noch bis in Tiefen von rund 13 m. „An dieser im nördliche Teil des Geländes gelegenen Stelle wurde die alte tieferliegende Leitung an das neue Leitungsnetz angeschlossen“, erläutert Josef Strobel, Max Wild GmbH. Die Anbindung war nötig geworden, da sich in den alten Leitungen nach wie vor Fremdwasser sammelt, das unter anderem aus einem nicht verrohrten Bachlauf stammt. „Schon die Aushubarbeiten waren erschwert, da dicht gelagerte Felsschichten teilweise mit dem Felsmeißel gelöst werden mussten“, erinnert sich Strobel. Da die außergewöhnliche Tiefenlage den Einsatz eines leistungsstarken Rohrwerkstoffes nötig machte, entschied sich das ausführende Unternehmen für den Einsatz von so genannten UHPC- Stahlbetonrohren von Rinninger. Im weiteren Bauablauf haben die Rohre ihre fertigungsbedingten Vorteil gegenüber herkömmlichen Stahlbetonrohren voll ausgespielt. „Unter anderem konnte die in diesen Tiefen für Stahlbetonrohren statisch erforderliche Betonummantelung komplett entfallen“, so Strobel. Nach Herstellervorgaben wurden die gewählten UHPC-Betonrohre bei der vorgegebenen Tiefenlage auf ein normales Kiesauflager gesetzt und mit einer Kiesumhüllung verfüllt.

Neue Rohr-Generation

„Die ultrahochfesten Stahlbetonrohre mit der Festigkeitsklasse C 80/95 werden bei uns in Nennweiten von DN 300 bis DN 2500 gefertigt“, erläutert Hans-Peter Lohner, Hans Rinninger u. Sohn GmbH u. Co. KG. Die 3 m langen Rohre sind mit einer Glockenmuffe ausgestattet, in der eine Kompressions-Gleitringdichtung aus Elastomeren fest eingebaut ist. Auch die „Stahlbetonrohre der neuen Generation“ entsprechen den erhöhten Anforderungen der FBS-Qualitätsrichtlinie Teil 1-1. „Die Betonfestigkeit beträgt 120 N/mm2, die Betonbiegezugfestigkeit liegt bei ≥ 16 N/mm2 und die Lastklasse liegt über LC 250“, nennt Lohner weitere Werkstoffeigenschaften. Zudem erfüllen sie die Anforderungen der Expositionsklassen XC4, XD3, XF4, XA2 und XM2.  Im laufenden Baubetrieb hat sich der Einsatz der UHPC-Stahlbetonrohre bewährt. Nicht nur unter statischen sondern auch unter zeitlichen Gesichtspunkten, da die Verlegung komplett unabhängig von Betonlieferungen mit entsprechenden Wartezeiten verlief. Inzwischen hat Rinninger noch weitere „schwere Geschütze“ auf dem Kasernengelände aufgefahren. Unter anderem gehörten vierteilige Stahlbeton-Schachtbauwerke zum Lieferumfang, die als Abwinkelungsschächte ebenfalls der Zusammenführung der tiefliegen den Leitungen dienen. Aufgrund ihrer Übergröße und der Einzelgewichte von 25 bis 35 t konnten sie nur mit Spezialfahrzeugen zur Einbaustelle transportiert werden. Die Bauwerke wurden als individuelle Sonderanfertigung von Rinninger anstelle einer aufwändigen Ortbetonkonstruktion pass- genau geplant, statisch bemessen und fix und fertig mit allen Einbauteilen auf die Baustelle geliefert.

FBS Fachverreinigung Betonrohre und Stahlbetonrohre e.V.

www.fbsrohre.de

Ultra-Hochleistungsbeton (Ultra High Performance Concrete, UHPC)
Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) zeichnet sich in erster Linie durch seine extrem hohe Druckfestigkeit aus. Als ultra-hochfest gelten Betone dann, wenn sie Druckfestigkeiten zwischen 150 und 250 MPa aufweisen. Bei der Herstellung von UHPC kann durch die Verwendung von hochwirksamen Nano-Materialien (Fließmittel, Feinstfüller, reaktive Zusatzstoffe) eine dicht gepackte und fehlstellenarme Matrix erreicht werden. Ein solches Gefüge führt neben der hohen Festigkeit auch zu einem hohen E-Modul und einem nahezu linear elastischen Verformungsverhalten bis zum Bruch. Neben der hohen Festigkeit ist insbesondere die hohe Dauerhaftigkeit ein wesentliches Merkmal von UHPC. Bedingt durch das dichte Gefüge ist bei UHPC im Vergleich zu einem herkömmlichen Beton z. B. das Eindringen von Chloriden, Sulfaten und anderen aggressiven Stoffen deutlich reduziert. Schädigungen werden dadurch minimiert, wenn nicht sogar unterbunden.
(Quelle: BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung)
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