Perugia: Stadtturm mit URETEK Deep Injections®-Technik gerettet

Das Problem:

Der Stadtturm von Città di Castello (Italien) ist ca. 70 cm aus dem Lot. Diese Situation ist für das Gleichgewicht des Turmes sehr nahe am höchst zulässigen Wert. Hinzu kommt, dass ein Erdbebenschwarm im März 2007 zu einer weiteren Verschlechterung des Zustands führte.

Die Lösung:

Es war ein grösserer und in mancher Hinsicht heikler Eingriff notwendig. Der mittelalterliche Stadtturm steht in der Altstadt. Das Bauwerk ist 40 Meter hoch und hat eine quadratische Grundfläche von rund 7 Metern Seitenlänge.

Um das Problem mit Expansionsharz (URETEK Deep lnjections®) zu lösen, mussten die URETEK-Techniker zur Bestimmung der optimalen Methode zunächst eine eingehende Analyse durchführen: Mit dem URETEK-Berechnungssystem wurden die Ausgangsdaten ermittelt, die in ein 3D-Finite-Element-Modell übertragen wurden. Anhand verschiedener Berechnungen konnte so das Verhalten des Gebäudes während der verschiedenen geplanten Injektionsphasen beurteilt werden. Das einfache Betonfundament des Turms besteht aus Zementmörtel mit Kalkarenit-, Sandstein- und Geröllfragmenten. Das Fundament (1.4 breit und 2.8 Meter tief) ruht auf einem Baugrund mit Lehm und schlickigem Sand.

Nach der Verschlimmerung der Situation durch den Erdbebenschwarm war der Turm Spannungen ausgesetzt.

Durch die Eingabe der Daten ins Berechnungssystem konnte beziffert werden, inwieweit sich die Eigenschaften des Gebäudes unter Einsatz der URETEK Deep Injections®-Technik und der Injektion von Expansionsharz verbessern würden. Das Modell erwies sich als äusserst nützlich, um die zu injizierende Harzmenge zu bestimmen und die Sequenzen der Injektion sowie die Verteilung des Materials und die Tiefe im Baugrund zu bestimmen.

Anschliessend erfolgte der Einsatz: In etwa die Hälfte der Fläche, auf die der Turm abgestützt ist, wurden bis 4.5 Meter unter die Fundamentsohle Löcher gebohrt, um das Harz injizieren zu können.

Das Ergebnis:

Das injizierte Harz expandierte und kompaktierte den Baugrund des Stadtturms, wodurch die Gefahr einer weiteren Setzung verringert wurde. Die Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen und Penetrometertests bestätigen den Erfolg des Eingriffs. Die Sicherheit und die Widerstandsfähigkeit konnten erheblich verbessert werden.

Das Ergebnis entspricht ganz den Vorausberechnungen des Projekts.

In der Folge einige Diagramme der tridimensionalen Analysen im Rahmen der Konsolidierungseingriffe im Bauuntergrund des Turmes.

Analysen

Die Darstellung zeigt die Ausgangsdaten, die dem Modell für die hier beschriebene Injektionsbehandlung ­zugrunde ­lagen: Schichtung des Baugrundes und Neigung des ­Turmes.

Eingriff

Verteilung der Injektionen und der Kontrollpunkte im Grundriss.

Vor dem Eingriff

Druckzwiebel, Längsschnitt des Turmes vor dem Eingriff.

Nach dem Eingriff

Druckzwiebel, Längsschnitt des Turmes nach dem Eingriff. (Hier ist festzustellen, dass der Eingriff zu einer Verbesserung der Belastungsverhältnisse führte. Die Bezugsvariable relativer Schnitt hat gegenüber den Bedingungen vor dem fraglichen Eingriff eine Reduktion um ca. 40% erfahren.)

Ergebnis

Ergebnis Diagramm relative Senkungen/Zeit. Die Grafik zeigt die relativen Senkungen ab ­ei­nem Datum vor der Injektion bis Mai 2008.
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