Neubau Heißwasserspeicher Potsdam (power-to-heat Anlage)

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Baustelle zur Herstellung der Gründungskonstruktion im Juni 2015

Die Energie- und Wasser Postdam GmbH (EWP) realisiert ein in seinen Dimensionen deutschlandweit bislang einmaliges "power-to-heat" Projekt in Potsdam. Der geplante Heißwasserspeicher (HWS) mit einer Höhe von 48 m und einem Innendurchmesser von 36 m soll im November 2015 in Betrieb gehen.

Unser geotechnisches Ingenieurbüro war bei diesem Projekt für die Tragwerksplanung der Gründung verantwortlich. Diese wurde als kombinierte Pfahl-Platten-Gründung (KPP) mit 211 Bohrpfählen und einer 2,50 m dicken Pfahlkopfplatte realisiert. Im Vorfeld der Planung wurden dynamische und statische Pfahlprobelastungen durchgeführt, um realistische Pfahlwiderstände für die Bemessung zu erhalten.

Konzeption der Gründung

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Im Stadium der Vorplanung wurde eine technische und wirtschaftliche Variantenuntersuchung zur Ermittlung der optimalen Gründung für den HWS durchgeführt. Im Ergebnis dieser Analyse wurde nach Abwägung der technischen Risiken und Kosten eine Kombinierte Pfahl-Platten-Gründung (KPP) als Vorzugsvariante festgelegt.

Für die Vorzugsvariante wurden folgende Planungsleistungen erbracht:

  • Detaillierte Ausarbeitung des Gründungskonzepts inkl. Kostenberechnung
  • Geotechnische Nachweise der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit
  • Festlegung von Vorkehrungen für den gesicherten Betrieb von Schalthaus und Heizöltank
  • Festlegung eines Monitoring-Systems für den Zeitraum während und nach Herstellung der Gründung

Bemessung der Gründung

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Mit dem KPP-Gründungskonzept werden durch das Bauwerk und die Wasserfüllung auftretende Lasten durch eine geotechnische Verbundkonstruktion, bestehend aus einer Fundamentplatte und darunter angeordneten Pfählen, in den Baugrund abgeleitet. Für die Bemessung der Gründung wurde die Tragwirkung der Gründungselemente unter Berücksichtigung der Boden-Bauwerk-Interaktion ermittelt.

Die Verformungen der KPP wurden gemäß der empfohlenen Vorgehensweise der KPP-Richtlinie mit dem Programm PLAXIS 2012 unter Anwendung des numerischen Berechnungsverfahrens der Methode der Finiten Elemente (FEM) ermittelt. Hierbei wurden sowohl Gründungskörper als auch das Bodenkontinuum geometrisch als eine 2-dimensionale rotationssymmetrische Struktur diskretisiert.

Optimierte Planung der Gründungselemente

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Im Ergebnis einer Vielzahl von Berechnungen zur Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit der Gründungskonstruktion unter Berücksichtigung verschiedener Lastansätze und der benachbarten Gebäude wurde die KKP hinsichtlich der Pfahllänge, Pfahlanzahl- und abstand (Gruppenwirkung) und der Plattensteifigkeit optimiert. Insgesamt wurden 211 Bohrpfähle und eine Pfahlkopfplatte mit folgenden Geometrieparametern angeordnet:

  • Plattendurchmesser DPlatte = 44 m
  • Plattendicke dPlatte = 2,5 m
  • Pfahldurchmesser DPfahl = 0,9 m
  • Pfahllänge lPfahl = 19,0 m
  • mittlerer Pfahlabstand ~ 3,0 m > 3 ∙ DPfahl
 

Pfahlprobebelastungen

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Gründungsherstellung

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