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Brasil
Publicações Técnicas
Alexiew, Dr.-Ing. D. | Moormann, Ch. | Jud, H.

Optimierter Einsatz von Geokunststoffen für die Gründung eines 380.000 m² großen Rohstofflagers in Brasilien

Resumo

Die ThyssenKrupp Steel AG errichtet derzeit auf einem 9 km" großen Baufeld, einem Schwemmland in der Bucht von Sepetiba im Bundesstaat Rio de Janeiro, ein neues Hüttenwerk mit einer Jahresproduktion von 5 Mio. t Rohstahlbrammen. Die tiefreichenden bindigen Sedimentböden breiiger bis weicher Konsistenz und ein in Höhe der Geländeoberfläche liegender Grundwasserspiegel sind !Ur Anforderungen der Schwerindustrie denkbar ungünstig. Neben anderen hoch belasteten Bauwerken war auch die Gründung der Lagerflächen für Kohle, Koks, Erz und Additive (Rohstofflager, Stock Yard) eine besondere geotechnische Herausforderung.

Die Fläche des Rohstofflagers beträgt ca. 380.000 m2 und beinhaltet auch die empfindlichen Gleiswege (Runways) für die sogenannten Stacker/Reclaimer, große Aufnahme- und Absetzgeräte, die im Tagebau eingesetzten Großbaggern ähneln. Die aus den Halden resultierenden Flächenlasten liegen zwischen 100 kN/m² und 340 kN/m2 und ließen auf Grund der sehr ungünstigen

Baugrundverhältnisse ohne Bodenverbesserungsmaßnahmen rechnerisch Setzungen von bis zu 4 m erwarten.

Das entwickelte Gründungskonzept besteht aus Bodenverbesserungskomponenten (Geokunststoffummantelte Sandsäulen (GEC), Schottersäulen, Streifendräns) und zweilagig, orthogonal vertagter, hochfester dehnsteiler Horizontalbewahrung in den Tragschichten unter den Halden und den Runways. Das entwickelte Lösungskonzept berücksichtigt nicht nur theoretische Überlegungen und Ansätze zur technischen und ökonomischen Optimierung, sondern auch den extrem engen Zeitrahmen und die bautechnischen Möglichkeiten in Brasilien.

Der Beitrag behandelt schwerpunktmäßig die große Lagerfläche für Kohle/Koks. Die Stabilitätsberechnungen und die Verformungsabschätzungen erfolgten mit analytischen und numerischen Ansätzen. Dabei mussten zum Teil neue oder modifizierte analytische Verfahren entwickelt werden, um spezifische Belastungssituationen oder Bruchmodi zu erlassen. Es wird Ober die geotechnischen Rahmenbedingungen, Lagergeometrien, Belastungen und projektspezifische Besonderheiten berichtet Lösungsansätze, Rechenverfahren und Ergebnisse werden ebenso kurz dargestellt, wie die endgültige Wahl von Lösungen und korrespondierenden Geokunststoffen. Schließlich wird kurz Ober die bis jetzt vorliegenden Ausführungserfahrungen und erste Messungen berichtet.

Conclusão


Die Gründung jeglicher Bauwerke - von den Straßen bis zu den Hochöfen - des neuen Hüllenwerkes von ThyssenKrupp an der brasilianischen Küste bei Sepetiba stellt eine große Herausforderung dar. Die bodenmechanischen Verhältnisse sind wegen der mächtigen wassergesättigten Weichbodenschichten geringster Tragfähigkeit äußerst ungünstig. Dazu kamen enge Planungs- und Bauzeilen sowie eine Reihe ökonomischer, logistischer und bautechnischer Anforderunge11. Diese komplexen Bedingungen prägten auch das für das 380.000 m2 große Rohstofflagerfläche samt Runways (Stock Yard) zu entwickelnde Gründungskonzept. Es konnte dazu eine optimierte Lösung unter verstärktem Einsatz von Geokunststoffen erarbeitet und umgesetzt werden (horizontale Basisbewehrungen hoher Dehnsteifigkeit und Festigkeit sowie geokunststoffummantelte Säulen). Insbesondere die Bemessung, aber auch die Ausführung erforderte zahlreiche innovative Ansätze von denen einige in diesem Beitrag beschrieben wurden. Vor kurzem gestartete Messungen bestätigen insoweit die Korrektheit und Effizienz der gewahrten Konzepte und Materialien. Ober die Langzeiterfahrungen nach vollständiger Inbetriebnahme des Stock Yards soll zu gegebener Zeit separat berichtet werden. Komplexe Projekte wie das hier beschriebene mit engstem Zeitrahmen sind ohne die intensive Zusammenarbeit aller Beteiligten nicht machbar. Die Verfasser danken allen, die durch Kompetenz, Engagement, Verständnis und Innovationswillen dazu beigetragen haben, insbesondere den Verantwortlichen bei ThyssenKrupp CSA.