Düsenstrahlpfähle für die Schleuse Brunsbüttel unter besonderer Berücksichtigung der GW-Verhältnisse

Bei Europas derzeit größter Wasserbaustelle, dem Neubau der fünften Schleusenkammer in Brunsbüttel, kommen zur Rückverankerung der Schleusenkammerwände und -sohle sog. Düsenstrahlpfähle zum Einsatz. Der Einsatz dieser Elemente wurde aufgrund mehrerer Aspekte erforderlich: im Nahbereich der über 100 Jahre alten Schleusen darf nicht gerammt werden, das Grundwasser (GW) weist erhöhte Konzentrationen an Ammonium und Sulfat im Lastabtragungsbereich der geplanten Rückverankerung auf, zudem müssen vergleichsweise hohe Lasten bis zu 2600 kN abgetragen werden.
Die Düsenstrahlpfähle bestehen aus einer Düsenstrahlsäule mit einem Durchmesser von 1,0 m und Längen bis zu 7,5 m, in die ein Stahlzugglied (Durchmesser bis 14 cm) eingestellt wird. Da für derartige Düsenstrahlpfähle keine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung existiert, wurde nach umfangreichen Untersuchungen und theoretischen Betrachtungen eine Zustimmung im Einzelfall erteilt.
Die Düsenstrahlpfähle wurden gewählt, weil beim Aufdüsen des Baugrunds durch unterschiedliche Erosionswiderstände eine Verzahnung der Düsenstrahlsäule mit dem Baugrund entsteht. Somit wird, unter Einsatz eines Zements mit einem geringen w/z-Wert von 0,6, eine dauerhafte Lastabtragung, selbst bei Betonangriff, gewährleistet. Die Düsenstrahlpfähle kommen in Tiefen ab 25 m u. GOK (in den tragfähigen Sanden) zum Einsatz. Umfassende Betrachtungen zu den Grundwasserverhältnissen und zur -beschaffenheit konnten den Einsatz der Düsenstrahlpfähle optimieren.

Jet grouted piles for the Brunsbüttel lock with special consideration of the GW-conditions
At Europe's currently largest water engineering construction site, the construction of the fifth lock chamber in Brunsbüttel, so-called jet grouted piles are used to anchor back the lock chamber walls and lock base. The use of these elements became necessary for several reasons: in the vicinity of the locks, which are over 100 years old, driving is not permitted, groundwater that attacks concrete (ammonium and sulphate) occurs in relevant proportions in the load transfer area and comparatively high loads of up to 2600 kN must be transferred.
The jet grouted piles consist of a jet column with a diameter of 1.0 m and lengths up to 7.5 m, into which a steel tension member (diameter up to 14 cm) is inserted. As there is no general approval by the building authorities for such jet grouted piles, the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure (BMVI) granted approval in individual cases (ZiE) after extensive investigations and theoretical considerations.
The jet grouted piles were chosen because the jet grouting of the subsoil creates an interlocking of the jet grout column with the subsoil due to different erosion resistances. Thus, using a cement with a low w/c-value of 0.6, a permanent load transfer is guaranteed, even if the concrete is attacked. The jet grouted piles are used at depths from 25 m below ground level (in the load-bearing sands). Comprehensive observations of the groundwater conditions and the nature of the groundwater were utilized to optimise the use of the jet grouted piles.