Das HZ®-M Spundwand-System

Neue Norm DIN EN 10248 – Teil 1: 2023

Die Entwicklung des HZ®-M Spundwandsystems

Die Nachfrage nach tieferen Anlegeplätzen aufgrund größerer Schiffe hat zur Entwicklung von kombinierten Spundwänden geführt, die primäre (Tragbohle) und sekundäre (Zwischenbohle) Elemente integrieren. ArcelorMittal leistete in den 1970er Jahren mit dem HZ-ZH System Pionierarbeit und verbesserte es später durch das weltweit verbreitete HZ/AZ System. Mit dem Aufkommen der Megahäfen stellte sich ArcelorMittal der Herausforderung und entwickelte das HZ®-M Spundwandkonzept, das tiefere Profile mit dickeren Flanschen für eine höhere Kapazität und Produktivität bietet. Diese innovative Lösung, die 2008 eingeführt wurde, hat sich seither bei Großprojekten bewährt und zeigt das Engagement des Unternehmens für kontinuierliche Verbesserung und abteilungsübergreifende Zusammenarbeit.

Das im Jahr 2021 eingeführte Label EcoSheetPile™ Plus bescheinigt, dass die Stahlspundbohlen zu 100 % aus recyceltem Stahl und zu 100 % aus zertifiziertem erneuerbarem Strom hergestellt werden. 

Dies wird durch eine Umweltproduktdeklaration (EPD) abgedeckt, die auf einer speziellen Ökobilanz basiert. EcoSheetPile™ Plus ist ein wesentlicher Bestandteil von ArcelorMittals XCarb™-Initiative für recycelte und erneuerbare Produkte, die bis 2050 Kohlenstoffneutralität erreichen soll.

The HZM Steel Wall System
Properties per meter of wall
Durability The HZM Steel Wall System
Characteristic values of water pressure
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Das HZ®-M Spundwandsystem

Das HZ-M Spundwandsystem ist eine der bevorzugten Lösungen für Hafenanlagen und andere tiefe Baugruben. Es handelt sich um ein kombiniertes Spundwandsystem HZ/AZ, das sich aus folgenden Elementen zusammensetzt:

  •  HZ-M Tragbohlen-Elemente, die zwei unterschiedliche statische Funktionen erfüllen: Boden- und Wasserdruck aufnehmen sowie Vertikallasten tragen;
  • ein Paar AZ-Spundbohlen als Zwischenelement, das eine bodenstützende und lastabtragende Funktion hat und in der Regel kürzer ist als die HZ-M Tragbohlen;
  • spezielle warmgewalzte Schlossprofile (RH, RZD, RZU), die Zwischenbohlen und HZ-M Tragbohlen verbinden, um eine durchgehende Wand zu gewährleisten.

Definition des HZ®-M Spundwandsystems

Das herausragende Merkmal des kombinierten Spundwandsystems HZ/AZ ist die umfangreiche Sammlung von Kombinationsmöglichkeiten mit der gesamten AZ-Spundbohlen-Reihe (6 Lösungen je HZ-M Profil; AZ-Reihe mit allen auf- und abgerollten AZ-Profilen). 

Die Kombinationen basieren auf dem gleichen Prinzip: Strukturträger aus 1 oder 2 HZ-M Tragbohlen im Wechsel mit AZ-Doppelbohlen oder alternativ ohne Zwischenbohlen. 

Dauerhaftigkeit

Bei vorübergehend bestehenden Bauwerken ist Korrosion in der Regel kein Thema, aber bei dauerhaften Bauwerken ist es wichtig, ihre Einwirkung während der Nutzungsdauer zu bewerten. Während Stahl in der Regel der atmosphärischen Korrosion gut standhält, stellen Meeresumgebungen eine größere Herausforderung dar. Die Analyse der Restquerschnittseigenschaften nach der Korrosion in HZ-M Spundwandsystemen erfordert aufgrund des höheren Korrosionsniveaus auf der Wasserseite eine sorgfältige Betrachtung. 

ArcelorMittal bietet zusätzliche Schutzmethoden wie Oberflächenbeschichtungen, kathodischen Schutz und Betonholmabdeckungen. ArcelorMittal hat ebenfalls eine korrosionsbeständige Stahlsorte entwickelt, AMLoCor®, die für alle HZ-M Systemelemente mit unterschiedlichen Streckgrenzen erhältlich ist. 

Widerstand gegen Wasserdruck

Das HZ-M System weist einen bemerkenswerten Widerstand gegen hohe hydraulische Drücke auf, wodurch es sich für Anwendungen wie den Bau von Kofferdämmen in Flüssen eignet. Umfassende Prüfungen, einschließlich mechanischer Labortests und Finite-Elemente-Simulationen, bewerteten die Leistung des Systems unter Wasserdruck. 

Prüfungen, die an der Universität Stuttgart durchgeführt wurden, untersuchten verschiedene AZ-Spundwandprofile und bestätigten die Fähigkeit des Systems, Wasserdruckdifferenzen von bis zu 13 m für AZ-700 Profile und bis zu 10 m für AZ-800 Profile zu widerstehen. Die Ergebnisse unterstreichen die Zuverlässigkeit der Schlossprofile und Schlösser, denn während der Prüfungen wurden keine Fälle von Schlosssprung beobachtet.