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  • Gesellschaft für Grundbau und Umwelttechnik mbH

    GGU · Spitalhof, Altstadt 36 · 74613 Öhringen

    Baugrunderkundung Bodenmechanisches Labor Gründungsgutachten und Gründungsberatung Altlastenuntersuchung Damm- und Deichbau Grundwasserhydraulik Deponietechnik Software für Grundbau und Grundwasser Telefon 07941 / 924112 Telefax 07941 / 924130 www.ggu.de E-mail: [email protected]

    Beratende Ingenieure BDB, VBI, AIV, DVWK, DGGT, ITVA, BWK Sachverständige für Erd- und Grundbau Vereidigte Sachverständige

    Amtsgericht Schwäbisch Hall HRB 581080 Geschäftsführer: Prof. Dr.-Ing. Johann Buß Dr.-Ing. Peter Grubert Dr.-Ing. Joachim Schmidt

    DAP-PL-3239.99 DAP-IS -3276.00

    Stadtverwaltung Neuenstein Schlossstraße 20 74632 Neuenstein

    05.03.2009 Sei/Id

    Stadt Neuenstein, Erweiterung Gewerbegebiet Lange Klinge - Baugrunderkundung, geotechnische Beratung -

    Bericht: 09 / 315 Verteiler: Stadtverwaltung Neuenstein,

    Neuenstein 2-fach

    Inhalt: siehe Verzeichnis auf der folgenden Seite

    Ausfertigung:

  • 2

    Inhaltsverzeichnis

    1 Vorbemerkung ............................................................................................... 3 2 Bauvorhaben .................................................................................. ................ 3 3 Untergrundverhältnisse ................................................................................... 5 3.1 Erkundung .............................................................................................. .. 5 3.2 Bodenverhältnisse .................................................................................. .. 5 3.3 Grundwasser ............................................................................................. 7 3.4 Bodenklassen .......................................................................................... . 8 3.5 Bodenkennwerte ..................................................................................... 10 4 Bodenmechanische Laborversuche .................................................. ............ 11 5 Verlauf des Alten Hohlweges ........................................................................11 6 Grundbautechnische Auswertung und Maßnahmen ................................... .12 6.1 Allgemeine Bebaubarkeit ........................................................................ 12 6.2 Feuchteschutz der Gebäude ..................................................................... 13 6.3 Erdbebeneinstufung ............................................................................... . 13 6.4 Regenrückhaltebecken ................................................................... ......... 14 6.5 Wiedereinbau der Aushubböden .......................................................... ... 14 6.6 Baugrubensohlen und Wasserhaltung.......................................................14 6.7 Straßenbau................................................................................................ 15 6.8 Planum .................................................................................................. .. 16 6.9 Maßnahmen ............................................................................................. 17 6.10 Kanalleitungen .............................................................................. .......... 17 7 Versickerungsmöglichkeit des Regenwassers .............................................18 8 Zusammenfassung ...................................................................................... 19 9 Anlagen

    Anlagen 1 Lagepläne

    Anlage 1.1 Lageplan I Anlage 1.2 Lageplan II Anlagen 2 Bodenprofile Anlage 2.1 Bodenprofil I Anlage 2.2 Bodenprofil II Anlage 2.3 Bodenprofil III Anlage 2.4 Bodenprofil IV Anlagen 3 Bodenmechanische Laborversuche Anlage 3.1 Körnungslinien

    Anlage 3.2 Wassergehalte Anlage 3.2 Zustandsgrenzen Anlagen 4 Fundamentdiagramme

    Anlage 4.1 Streifenfundamente Anlage 4.2 Einzelfundamente Anlagen 5 Standardbauweisen nach RStO 01

    Anlage 5.1 Standardbauweise mit bituminöser Decke Anlage 5.2 Standardbauweise mit Pflasterdecke

  • 3

    1 Vorbemerkung Die Stadt Neuenstein plant die Erweiterung des Gewerbegebiets Lange Klinge im 3. Bauabschnitt. Die GGU wurde mit der Erkundung und Beurteilung der Unter-grundverhältnisse im Baubereich beauftragt. Des Weiteren soll der Verlauf eines ehemaligen landwirtschaftlichen Weges erkundet werden. Im vorliegenden Bericht werden die Ergebnisse der Feld- und Laboruntersuchun-gen beschrieben und ausgewertet. Die erforderlichen grundbautechnischen Maß-nahmen werden angegeben. Zur Bearbeitung wurde von Mörgenthaler Ingenieure, Öhringen, ein Lageplan zur Verfügung gestellt. Des Weiteren liegt ein „Geologisches Gutachten zu Versicke-rungsversuchen im Gewerbegebiet ’Lange Klinge’, Neuenstein“ des Geologischen Büros G. Weid-Lachs, Fichtenau (04.04.1998) vor.

    2 Bauvorhaben Das Baugelände befindet sich nordöstlich des Stadtzentrums von Neuenstein. Es schließt sich im Osten an die mittlerweile erschlossenen Bauabschnitte 1 und 2 des Gewerbegebietes (Lange Klinge I und II) an. Das Baugebiet wird von der Kreis-straße K 2356 sowie von landwirtschaftlichen begrenzt (siehe Lageplan, Anlage 1.2). Die Gebietsfläche ist insgesamt etwa 244.000 m² groß. Die Flächen werden derzeit als Acker genutzt (siehe Foto 1). Das Gebiet steigt von Westen nach Osten von minimal 315,23 mNN auf maximal 321,55 mNN an. Im Rahmen der geplanten Erschließung sollen Gebäude und Straßen neu gebaut sowie Versorgungsleitungen verlegt werden. Im südwestlichen Teil des Baugebie-tes soll ein neues Regenrückhaltebecken entstehen. Die Fläche befindet sich am tiefsten Punkt in der Langen Klinge III und schließt sich an bestehende Bebauung in der Max-Eyth-Straße an (siehe Foto 2).

  • 4

    Foto 1: Das Baugelände in der Langen Klinge III

    Foto 2: Die Baufläche für das geplante Regenrückhaltebecken

  • 5

    3 Untergrundverhältnisse

    3.1 Erkundung Zur Erkundung der Bodenverhältnisse im geplanten Gewerbegebiet Lange Klinge III wurden am 28.01.09 sowie am 09.02.09 und am 10.02.09 insgesamt

    2 Baggerschürfe

    und

    6 Rammkernsondierungen bis maximal 7,0 m Tiefe

    niedergebracht. Zur Erkundung der Bodenverhältnisse im Bereich des ehemaligen landwirtschaftli-chen Weges (Alter Hohlweg) wurden am 10.02.09 insgesamt

    3 Rammkernsondierungen bis maximal 1,0 m Tiefe

    niedergebracht. Die Lage der Sondieransatzpunkte und Schürfe wurde mit der Stadt Neuenstein abgestimmt. Die genaue Lage ist den Lageplänen (Anlagen 1) zu entnehmen. Die Bodenverhältnisse im Bereich des bereits erschlossenen Bauabschnittes 1 und 2 wurden durch Schürfe erkundet und sind im „Geologischen Gutachten zu Versicke-rungsversuchen im Gewerbegebiet ‚Lange Klinge’ Neuenstein“ des Geologischen Büros G. Weid-Lachs, Fichtenau (04.04.1998) erläutert. Diese Erkundungen wer-den mit ausgewertet. Die Bodenansprache erfolgte vor Ort durch Fingerprobe. Die Sondierlöcher wurden mit Kunststoffrohren zu temporären Grundwassermess-stellen ausgebaut. Nach Abschluss der Sondierungen wurden in den Sondierlöchern mit einem Lichtlot die Wasserstände gemessen. Die Sondierung RKS 1 im Bereich des geplanten Regenrückhaltebeckens wurde mit einem 1,5-Zoll-Rammpegel aus-gebaut. Die Sondieransatzpunkte wurden höhenmäßig eingemessen. Als Höhenbezugs-punkt diente ein Kanaldeckel im Weg am Rand des bestehenden Gewerbegebietes. Die Höhe wurde dem vorliegenden Lageplan mit 316,75 mNN entnommen. 3.2 Bodenverhältnisse Nach der geologischen Karte Blatt (6723 Öhringen) sind im Untersuchungsgebiet Bildungen des Lettenkeupers (Tonstein / Mergelstein / Sandstein / Dolomitstein)

  • 6

    unter einer unterschiedlich mächtigen Lößlehm- /Verwitterungslehmdecke zu er-warten. Die im Gelände angetroffenen Bodenverhältnisse stimmen im Wesentlichen mit den Angaben in der geologischen Karte überein. Im Einzelnen wurde folgender Bodenaufbau festgestellt (siehe Anlagen 2): Im geplanten Gewerbegebiet Lange Klinge III wurde unter einer maximal 40 cm mächtigen

    Mutterbodenschicht

    aus humosen, sandigen, tonigen Schluffen bis maximal 5,4 m unter GOK

    feinsandiger, toniger Schluff

    (Lösslehm/Verwitterungslehm) angetroffen. Der Schluff liegt überwiegend in steifer, stellenweise in steifer bis halbfester Konsistenz vor. Bis 0,5 m unter GOK liegt der Schluff stellenweise in weicher bis steifer Konsistenz vor. In der RKS 2 wurde unter dem Mutterboden bis 2,0 m unter GOK Schluff in breiiger bis weicher Konsistenz erbohrt. In der RKS 4 wurde unter dem Schluff eine 30 cm mächtige

    Auffüllung

    vorgefunden. Sie besteht überwiegend aus Schluff, Sand und Kalksteinbruchstü-cken. In der RKS 6 wurde zwischen 3,3 und 3,9 m unter GOK

    schluffiger Sand

    vorgefunden. Unter dem Lösslehm folgt in den Rammkernsondierungen bis maxi-mal 7,0 m unter GOK

    schluffiger, feinsandiger Ton

    Der Ton liegt überwiegend in steifer, stellenweise in steifer bis halbfester Konsis-tenz vor. In der RKS 3 wurde Ton in weicher Konsistenz erbohrt. Unter dem Ton folgt bis zur Endteufe

    verwitterter Tonstein / Tonmergelstein

    Nach dem Geologischen Gutachten des Büros Weid-Lachs sind im Tonstein und im darüber gelegenen Ton Gipsauslaugungsrückstände festgestellt worden. Diese Schichten werden in den Gipskeuper eingestuft.

  • 7

    In der RKS 1 folgt unter dem Tonstein angewitterter Sandstein

    (Bildungen des Lettenkeupers)

    Nach dem Geologischen Gutachten (siehe oben) steht unter dem Gipskeuper

    angewitterter Dolomitstein

    an. Im Ton und im verwitterten Tonstein war zum Teil ab 4,0 m unter GOK kein Son-dierfortschritt mehr zu erzielen. Im Bereich des „Alten Hohlweges“ (siehe Anlage 2.4) steht unter einer 30 cm mächtigen

    Mutterbodenschicht

    aus humosen, feinsandigen Schluffen bis 1,0 m unter GOK

    sandiger, toniger Schluff

    (Lösslehm) in steifer Konsistenz an. Der Schluff enthält einen geringen Anteil an Steinen. Im gesamten Baugebiet steht bis 7,0 m unter GOK kein unverwittertes Festgestein an.

    3.3 Grundwasser In der RKS 3 wurde während der Bohrarbeiten sowie nach Abschluß der Gelände-arbeiten Grundwasser festgestellt. Im Bereich des geplanten Regenrückhaltebe-ckens (RKS 1) sowie in den übrigen Bohrungen und in den Schürfen im Baugebiet wurden keine direkten Wasserzutritte festgestellt. Nach Abschluß der Geländearbeiten wurde in der RKS 1 an drei Terminen der Grundwasserstand gemessen. Die folgende Tabelle zeigt die Werte.

    Sondierung Datum der Messung

    Grundwasser unter Gelände [m]

    Grundwasser über NN

    RKS 3 09.02.09 1,90 316,57

    02.02.09 2,98 312,25

    24.02.09 0,02 (Regen) 315,21 RKS 1 (Rammpegel)

    03.03.09 0,90 314,33

  • 8

    Die Grundwasserstände sind in der Anlage 2.1 an die entsprechende Bohrung ange-tragen. Die Messung am 24.02.09 fand an einem niederschlagsreichen Tag statt. Im westlichen Randbereich der Langen Klinge III wurden nach dem vorliegenden Geologischen Gutachten in den Schürfgruben zwischen 3,3 und 3,9 m unter GOK Wasserzutritte beobachtet. Die Untersuchungen fanden in einer niederschlagsarmen Zeit im März und April statt. Grundwasserstände unterliegen jahreszeitlichen und klimatischen Schwankungen. Maximale Grundwasserstände werden generell zu Beginn der Vegetationsperiode im April/Mai gemessen. Gegen Ende der Vegetationsperiode fallen diese ab und erreichen im Oktober/November die Tiefstwerte. Die jährlichen Unterschiede wer-den durch langjährigen Schwankungen überlagert. Die Messungen durch die GGU wurden in einer Zeit allgemein tiefer Grundwasser-stände durchgeführt. Der Grundwasserleiter befindet sich in den klüftigen Zonen des Lettenkeupers (verwitterter Dolomitstein) direkt unterhalb des Tonhorizontes. Im Bereich des ge-planten Regenrückhaltebeckens liegt der Druckspiegel des Grundwassers nahezu gleich der Geländeoberkante im Lösslehmhorizont (gespannte Verhältnisse). Hier sowie im gesamten übrigen Baugebiet ist aufgrund der geringen Durchlässigkeit der oberflächennah anstehenden Böden mit zeitlich begrenzten witterungsabhängigen

    geländenahen Grundwasserständen zu rechnen (Schichten- und Stauwasser). 3.4 Bodenklassen Die im Untersuchungsgebiet angetroffenen Böden werden nach

    • DIN 18196 Erdbau, Bodenklassifizierung für bautechnische Zwecke

    • DIN 18300 Erdarbeiten, Allgemeine Technische Vertrags- bedingungen für Bauleistungen (VOB Teil C)

    • ZTVE-StB 94 Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau

    wie folgt klassifiziert:

  • 9

    BODENART BODENGRUPPE

    NACH

    DIN 18196

    BODENKLASSE

    NACH

    DIN 18300

    FROSTEMPFIND-

    LICHKEIT NACH

    ZTVE-STB 94

    Mutterboden OU 1 --- Auffüllung [GW] / [GU*] 4 – 5 (2) inhomogen Lösslehm/ Verwitterungslehm

    UL/UM 4 (2) F 3

    Ton TM/TA 4 – 5 (2) F 3 schluffiger Sand SU* 4 (2) F 2 verwitterter Tonstein

    TM 4 - 5 F 3

    Tonmergelstein/ Sandstein Dolomitstein

    Fels 6 ---

    Die bindigen Böden sind wasserempfindlich und neigen bei Wasserzutritt zum Fließen. Diese Böden sind bei hohen Wassergehalten und breiiger Konsistenz in die Bodenklasse 2 einzuordnen. Erläuterung der Bodengruppen nach DIN 18196

    • OU feinkörnige Böden mit humosen Beimengungen • [ ] Auffüllung aus natürlichen Böden • GW weit gestufte Kies-Sand-Gemische • GU* Sand-Schluff-Gemische über 15 % Schluffanteil • UL leicht plastische Schluffe • UM mittelplastische Schluffe • TM mittelplastischer Ton • TA ausgeprägt plastischer Ton • SU* Sand-Schluff-Gemische über 15 % Schluffanteil

    Erläuterung der Bodenklassen nach DIN 18300

    • Bodenklasse 1: Oberboden • Bodenklasse 2: Fließende Bodenarten • Bodenklasse 4: Mittelschwer lösbare Bodenarten • Bodenklasse 5: Schwer lösbare Bodenarten • Bodenklasse 6: Leicht lösbarer Fels

    Klassifikation der Frostempfindlichkeit nach ZTVE-StB 94

    • F 2 gering bis mittel frostempfindlich • F 3 sehr frostempfindlich

  • 10

    3.5 Bodenkennwerte Nach den durchgeführten Untersuchungen können für grundbautechnische Berech-nungen die folgenden Bodenkennwerte angesetzt werden:

    • Lösslehm/Verwitterungslehm Reibungswinkel ϕ' = 27,5 ° Kohäsion c' = 2 kN/m² Wichten γ/γ' = 18/10 kN/m³ Steifemodul ES = 5 - 10 MN/m² Wasserdurchlässigkeit k = 1*10-7 - 1*10-9 m/s • Auffüllung Reibungswinkel ϕ' = 27,5 ° Kohäsion c' = 0 kN/m² Wichten γ/γ' = 20/10 kN/m³ Steifemodul ES = 5 - 20 MN/m² Wasserdurchlässigkeit k = 1*10-6 - 1*10-7 m/s • schluffiger Ton

    Reibungswinkel ϕ' = 20 ° Kohäsion c' = 10 kN/m² Wichten γ/γ' = 19/10 kN/m³ Steifemodul ES = 5-10 MN/m² Wasserdurchlässigkeit k = 1*10-7 - 1*10-9 m/s • schluffiger Sand

    Reibungswinkel ϕ' = 30 ° Kohäsion c' = 0 kN/m² Wichten γ/γ' = 18/10 kN/m³ Steifemodul ES = 20 – 25 MN/m² Wasserdurchlässigkeit k = 1*10-5 - 1*10-7 m/s • verwitterter Tonstein

    Reibungswinkel ϕ' = 30 ° Kohäsion c' = 5 kN/m² Wichten γ/γ' = 20/10 kN/m³ Steifemodul ES = 20 - 40 MN/m² Wasserdurchlässigkeit k = 1*10-5 - 1*10-6 m/s

  • 11

    • Tonmergelstein/Dolomitstein

    Reibungswinkel ϕ' = 30 ° Kohäsion c' = 15 kN/m² Wichten γ/γ' = 20/10 kN/m³ Steifemodul ES = 80 -120 MN/m² Wasserdurchlässigkeit k = 1*10-5 - 1*10-6 m/s

    4 Bodenmechanische Laborversuche Zur Dokumentation wurde von ausgewählten Bodenproben (RKS 2, Tiefe 1,7 – 2,0 m sowie RKS 6, Tiefe 3,3–3,9 m) Körnungslinien im bodenmechanischen Labor ermittelt. Diese sind in der Anlage 3.1 dargestellt. Der Lösslehm ist demnach als ein toniger, schwach feinsandiger Schluff mit ei-nem Tongehalt von 15 % und einem Feinsandgehalt von 12 % anzusprechen. Die Körnungslinie der Bodenprobe aus der RKS 6 zeigt einen Sand mit einem Schluffgehalt von 24 % und einen Tongehalt von 9 %. Von ausgewählten Bodenproben (siehe oben) wurden natürliche Wassergehalte bestimmt (siehe Anlage 3.2). Es ergeben sich Werte von wnat = 17,4 % (Sand) und 33,4 % (Lösslehm). Von der RKS 2 (Tiefe 1,7 – 2,0 m) wurde eine Bestimmung der Zustandsgrenzen durchgeführt (siehe Anlage 3.3). Folgende Werte wurden ermittelt: Fließgrenze: wL = 36,6 % Ausrollgrenze: wp = 29,9 % Plastizitätszahl: Ip= 6,7 % Bei einem natürlichen Wassergehalt von 33,4 % entspricht dies der Konsistenz breiig.

    5 Verlauf des Alten Hohlweges Nach Mitteilung der Stadt Neuenstein verläuft im bereits erschlossenen Teil des Gewerbegebietes Lange Klinge sowie in den Ackerflächen nördlich der Max-Eyth-Straße ein ehemaliger landwirtschaftlicher Weg („Alter Hohlweg“). Sein Verlauf ist im Lageplan (Anlage 1.2) skizziert. Charakteristisch für diesen Weg sind Auffül-lungen. Ihre Mächtigkeit beträgt bis zu 2 m und nimmt Richtung Osten ab. In den im Bereich der eingezeichneten Trasse durchgeführten Erkundungen (RKS 7, RKS 8 und RKS 9) wurden bis 1,0 m unter GOK keine Auffüllungen angetrof-fen.

  • 12

    6 Grundbautechnische Auswertung und Maßnahmen 6.1 Allgemeine Bebaubarkeit Da die Verhältnisse im geplanten Gewerbegebiet Lange Klinge III nicht einheitlich sind, sind vor der Bebauung gesonderte Einzeluntersuchungen für die Gebäude zu empfehlen. In den angetroffenen ausreichend tragfähigen Lösslehmböden kann die Lastabtra-gung über Einzel- und Streifenfundamente flach erfolgen. Lokal auftretende aufge-weichte Bereiche sind nicht ausreichend tragfähig und sollten gegen Schotter ausgetauscht werden. Die Vorbemessung der Fundamente erfolgt durch Berechnung der Grundbruchsi-cherheit nach DIN 4017 und der Setzungen nach DIN 4019. Die zulässigen Boden-pressungen in Abhängigkeit von der Fundamentbreite sind für eine mittige Belas-tung in der Anlage 4.1 für Streifenfundamente unter Berücksichtigung der Unter-grundverhältnisse angegeben. Es wird von einer frostsicheren Einbindetiefe von 0,8 m unter GOK ausgegangen. Es errechnet sich z. B. bei einer Fundamentbreite von 0.5 m eine zulässige Boden-pressung von

    zul σσσσ = 150 kN/m² (Streifenfundamente)

    Bei voller Ausnutzung der zulässigen Bodenpressung ergeben sich Setzungen von 1,5 cm. Beim Nachweis der Einzelfundamente ergeben sich bei mittiger Belastung in Ab-hängigkeit von den Fundamentmaßen die in der Anlage 4.2 dargestellten zulässigen Bodenpressungen. Es errechnet sich z. B. bei einer Fundamentgröße von 1.0 m * 1.0 m eine zulässige Bodenpressung von

    zul σσσσ = 200 kN/m² (Einzelfundamente)

    Bei voller Ausnutzung der zulässigen Bodenpressung ergeben sich Setzungen von 0,9 cm. Der Baugrubenaushub sollte mit einer glatten Baggerschaufel erfolgen, um Auflo-ckerungen zu verhindern. Es ist damit zu rechnen, dass in den Gründungssohlen aufgeweichte Bereiche angetroffen werden. Diese müssen gegen Schotter (z.B. Körnung 0/32 mm oder vergleichbar) ausgetauscht werden. Unter der Sohlplatte muss ein Flächendrän (≥ 0,2 m) aus kapillarbrechendem Material eingebaut wer-den. Da der Boden witterungsempfindlich ist, ist beim Bodenaushub sicherzustellen, dass die Sohlen nicht aufweichen. Andernfalls muss auch hier örtlich tiefer ausge-

  • 13

    tauscht werden. Ein Befahren der Baugrubensohle mit gummibereiften Fahrzeugen muss auf jeden Fall vermieden werden.

    6.2 Feuchteschutz der Gebäude

    Die Außenwände der Gebäude sind zum Schutz gegen Bodenfeuchte und Sicker-wasser mit einem Dränsystem nach DIN 4095 zu versehen.

    Für Gebäude ohne Keller im bindigen Boden, der in diesen Bereichen ansteht, ist eine kapillarbrechende Sohlfilterschicht erforderlich (s. Systemskizze). In den Fun-damenten sind Durchbrüche zur Ableitung des Wassers vorzusehen.

    Abb. 1: Plattengründung nichtunterkellerter Gebäude auf schluffigem Boden

    Unter der Bodenplatte ist umgehend die kapillarbrechende Schicht einzubauen. Nach dem Einbringen ist eine möglichst statische Verdichtung mit leichtem Gerät erforderlich. Der Einsatz schwerer Verdichtungsgeräte würde den tieferen Unter-grund dynamisch anregen und im Fall bindiger Schichten zu weiteren Aufweichun-gen führen.

    Die Bodenplatte ist gemäss DIN 18195, Teil 4 gegen Feuchtigkeit zu schützen. Das Geländegefälle muss vom Gebäude weg hergestellt werden.

    Zur Trockenhaltung des Gebäudes mit Keller ist die Ausführung der Keller als wasserdichte Wanne gemäß DIN 18195, Teil 6 zu empfehlen. Da die Einleitung von Dränagen in das Kanalnetz der Stadt Neuenstein seitens der Behörden unter-sagt ist, ist die wasserdichte Wanne erforderlich, um den Feuchteschutz des Kellers zu gewährleisten.

    6.3 Erdbebeneinstufung Nach der geowissenschaftlichen Übersichtskarte, Erdbebenzonen für Baden-Württemberg, ist das Gebiet in Neuenstein in die

    =0

    ,8m

    Kapillarbrechende SchichtKörnung 0 - 32 mmSchluffanteil < 3 %

    Fundamentfrostfrei

    Platte

  • 14

    Erdbebenzone 0

    einzuordnen. Maßnahmen ergeben sich somit nicht. 6.4 Regenrückhaltebecken Im Bereich des geplanten Regenrückhaltebeckens steht unter der Mutterbodendecke Lösslehm und Ton an. Diese Böden sind als gering durchlässig einzustufen. Wenn die Dichtung des Beckens mineralisch mit den Aushubmassen erfolgen soll, ist eine mindestens 25 cm starke, homogenisierte Schicht verdichtet einzubauen. Dabei ist ein Verdichtungsgrad von mindestens 95% der einfachen Proctordichte nachzuwei-sen. Mit dem Aushub im Bereich des Regenrückhaltebeckens lassen sich dann Durchlässigkeiten von 1*10-9 erreichen. Im Bereich von Dammschüttungen kann der Aushubboden verdichtet eingebaut werden. Für eventuelle Standsicherheitsnachweise können die vorn angesetzten Bodenkennwerte angesetzt werden. Im Baubereich ist mit hohem Druckspiegel des Grundwassers zu rechnen (siehe Kapitel 3.3). Um ein Aufbrechen der Beckensohle zu verhindern, muss das Grund-wasser entspannt werden. Dies kann mittels Anlage von Entspannungsbrunnen durchgeführt werden. 6.5 Wiedereinbau der Aushubböden Die bindigen Böden sind nur bei geeigneten Wassergehalten wiedereinbaufähig (Verdichtbarkeitsklasse V2 bzw. V3). Somit ist ein Einbau bei ungünstigen Witte-rungslagen nicht möglich. Die Menge des geeigneten Bodens lässt sich durch Maß-nahmen zur Bodenverbesserung beziehungsweise –stabilisierung erhöhen. Es ist aber davon auszugehen, dass Fremdmaterial (geschätzt ca. 70%) erforderlich wird. Der Einsatz kann nur in der Verfüllzone der Leitungsgräben erfolgen.

    6.6 Baugrubensohlen und Wasserhaltung

    Wegen der hohen Wasserempfindlichkeit der bindigen Böden ist ständig für eine geordnete Ableitung des Wassers (insbesondere von Niederschlägen) zu sorgen. Baugruben dürfen nur kurzzeitig offen liegen. Vorhandene oder während des Aus-hubs auftretende aufgeweichte Bereiche sind vollständig auszutauschen. Zur Fest-legung dieser Bereiche sollte eine Abnahme der Aushubsohlen erfolgen. Eine um-gehende Versiegelung (Herstellung einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton oder Abdecken mit Schotter) ist durchzuführen.

    Es sollte eine offene Wasserhaltung zur Aufnahme von Tag- und Schichtenwasser vorgehalten werden. Der Schichtenwasserandrang kann witterungs- und jahreszeit-

  • 15

    lich bedingt erheblich sein. Dann sind zusätzliche Dränstränge zur Ableitung des Wassers vorzusehen.

    6.7 Straßenbau

    Für die Planung der Straßen gelten die Angaben der RStO 01, die in Abhängigkeit von Bauklassen und anstehenden Böden unterschiedliche Angaben zu Straßenauf-bauten macht. Maßgebend für die Einteilung ist die durchschnittliche Verkehrsstär-ke es Schwerverkehrs. Die zur Festlegung erforderlichen Bodenklassen und die Frostempfindlichkeit der anstehenden Böden sind in Abschnitt 3.4 angegeben.

    In der Tabelle ist die Mindestdicke für den frostsicheren Straßenaufbau in Abhän-gigkeit von der Frostempfindlichkeitsklasse aufgeführt.

    Dicke in cm bei Bauklasse Zeile Frostempfindlichkeitsklasse

    SV / I / II III / IV V / VI

    1 F2 55 50 40

    2 F3 65 60 50

    Tabelle 1: Ausgangswerte für die Bestimmung der Mindestdicke des

    frostsicheren Straßenaufbaus

    Die erkundeten Böden werden in die Frostempfindlichkeitsklasse F 2/F 3 eingeord-net (siehe vorn). Für eine Straße der Bauklasse III ergibt sich bei Böden der Frostempfindlichkeitsklasse F 3 eine Mindestdicke des frostsicheren Straßenauf-baus von 60 cm. Eine „Mehrdicke“ infolge örtlicher Verhältnisse ergibt sich gemäß der Zeilen 1.2, 2.2, 3.2 und 4.2 der folgenden Tabelle nicht.

  • 16

    Zeile Örtliche Verhältnisse A B C D

    1.1 Zone I ± 0 cm

    1.2 Zone II + 5 cm

    1.3

    Frosteinwir-kung

    Zone III +15 cm

    2.1 Einschnitt, Anschnitt, Damm ≤ 2,0 m (ausgenommen Ziffer 2.2)

    + 5 cm

    2.2 In geschlossener Ortslage etwa in Geländehöhe

    ± 0 cm

    2.3

    Lage der Gradiente

    Damm > 2,0 m - 5 cm

    3.1 Günstig ± 0 cm

    3.2

    Wasser-verhältnisse Ungünstig gemäß ZTV E-StB + 5 cm

    4.1 Außerhalb geschlossener Ortslage sowie in geschlossener Ortslage mit wasserdurchlässigen Randbereichen

    ± 0 cm

    4.2 In geschlossener Ortslage mit teil-weise wasserdurchlässigen Randbe-reichen sowie mit Entwässerungsein-richtungen

    - 5 cm

    4.3

    Ausführung der Rand-bereiche (z.B.Seiten-streifen, Radwege, Gehwege)

    In geschlossener Ortslage mit wasse-rundurchlässigen Randbereichen und geschlossener seitlicher Bebauung sowie mit Entwässerungseinrichtun-gen

    -10 cm

    Tabelle 2: Mehr- oder Minderdicken infolge örtlicher Verhältnisse

    Baustraßen sollten so angelegt werden, dass sie nach Abschluss der Nutzung schad-los im Straßenkörper verbleiben können. 6.8 Planum Auf dem Planum ist gemäß RStO 01 (Anlagen 4) ein Verformungsmodul Ev2 > 45 MN/m² erforderlich. Bei den angetroffenen Lösslehmböden auf Planums-ebene wird dieser Wert nur bei sehr günstigen Verhältnissen erreicht werden. Daher ist eine Verbesserung des Planums durch eine größere Aufbaustärke einzuplanen. Maßgebend ist der Verformungsmodul, der auf der Tragschicht erreicht werden muss (siehe Anlagen 4). Als Materialien für einen Bodenaustausch eignen sich z.B. Schotter, Recyclingmaterial oder Mineralgemisch. Um einen ordnungsgemä-ßen Einbau des Austauschmaterials zu gewährleisten, ist ein Vlies als Trennschicht unterhalb des Austauschbodens zu verlegen. Durch das Anlegen von Probefeldern und die Auswertung der darauf durchgeführten Versuche kann der Umfang der Austauschmaßnahmen optimiert werden. In der Ausschreibung sollte ein zusätzli-cher Aufbau von erfahrungsgemäß etwa 0,25 m vorgesehen werden. Alternativ ist eine Bodenverbesserung mit Zement oder Kalk möglich. Durch den Einbau von Kalk wird der Wassergehalt der Böden herabgesetzt und die Ver-dichtbarkeit des Bodens begünstigt. Bei Bodenverbesserungen durch Kalk tritt auch als Langzeitwirkung eine merkbare Bodenverfestigung auf. Anforderungen an eine Bodenverbesserung mit Bindemitteln wie Kalk gibt die ZTVE-StB vor. Aus bau-

  • 17

    technischen Gründen ist eine Dicke der zu verfestigenden Schicht von mindestens 15 cm vorzusehen. Bei einer Bodenverbesserung mit Kalk ist je nach angetroffe-nem Wassergehalt des Bodens (abhängig von der Bauzeit und der Witterung) von einem Kalkanteil von geschätzt 2 bis 5 % auszugehen. Für eine genaue Bestim-mung des nötigen Kalkanteils ist eine Eignungsprüfung erforderlich. Ist eine Verbesserung des Planums durch Bodenaustausch oder Bodenverbesserung mit Bindemitteln gemäß ZTVE-StB erfolgt, kann der verfestigte Untergrund gege-benenfalls mit einer Dicke von bis zu 20 cm auf die Mindestdicke des frostsicheren Oberbaus angerechnet werden. Maßgebend ist dann der Verformungsmodul, der auf der Tragschicht erreicht werden muss (siehe Anlage 4). 6.9 Maßnahmen In feuchten Jahreszeiten kommt es zu geländenahen Stauwasserständen und Ver-nässungen. Das anfallende Wasser kann den Straßenkörper gefährden und muss durch Sickeranlagen so gefasst werden, dass es schadlos abgeleitet wird. Hierbei sind die Angaben der RAS-Ew (Richtlinien für die Anlage von Straßen – Entwässe-rung) zu beachten. Danach erfüllt die Frostschutzschicht neben der Frostsicherung und Lastverteilung die Funktion einer Sickerschicht (= Planumssickerschicht). Die-se gilt als gewährleistet, wenn das Mineralstoffgemisch im eingebauten Zustand eine vertikale Durchlässigkeit von k ≥ 1 · 10-5 m/s aufweist. Weiterhin ist das anfal-lende Wasser durch ein Dränagesystem abzuleiten, damit es sich nicht im Straßen-körper einstaut. Aufgrund der Wasserempfindlichkeit der gering durchlässigen Böden ist ein Befah-ren des Planums vor allem mit gummibereiften Fahrzeugen zu vermeiden, um Aufweichungen zu verhindern. Das Planum ist unverzüglich zu versiegeln und so-mit vor Witterungseinflüssen zu schützen. Während der Baumaßnahmen ist das Planum wasserfrei zu halten. Das Planum ist mit einem ausreichenden Querneigungsgefälle zur Ableitung von Niederschlags-wasser während der Bauphase bzw. von Sickerwasser nach Fertigstellung der Stra-ße herzustellen. Das Querneigungsgefälle ist abhängig von der Ausführung der Randbereiche und muss steiler als 2,5 % sein.

    6.10 Kanalleitungen

    Die zu erwartenden Sohltiefen der Kanäle (nähere Angaben liegen bisher nicht vor) liegen überwiegend im Bereich der ausreichend tragfähigen Böden. Für die Herstel-lung eines ordnungsgemäßen Auflagers sind die Angaben in DIN EN 1610 (Verle-gung und Prüfung von Abwasserleitungen und –kanälen) zu beachten. Zusätzliche Maßnahmen sind nur bei Wasserzutritt und den damit verbundenen Aufweichungen erforderlich. Dies kann durch eine ordnungsgemäße Tagwasserhaltung minimiert werden. Die aufgeweichten Bereiche sind nur gering tragfähig und sollten gegen Schotter ausgetauscht werden.

  • 18

    Für die Herstellung der Gräben ist eine offene Wasserhaltung vorzuhalten. Dazu sind Pumpensümpfe in ausreichendem Abstand und im Bedarfsfall Dränleitungen vorzusehen. Bei Kanaltiefen ab 1,25 m sind die Baugruben zu verbauen; dabei ist die DIN 4124 (Baugruben und Gräben) zu beachten. Alternativ kann eine Abböschung erfolgen. Bei dem anstehenden bindigen Böden sollte ein Böschungswinkel von maximal 60° eingehalten werden.

    7 Versickerungsmöglichkeit des Regenwassers Voraussetzung für die Versickerung von Niederschlagswasser ist die Durchlässig-keit (hydraulische Leitfähigkeit) der oberflächennah anstehenden Lockergesteine sowie ein ausreichender Abstand von der Grundwasseroberfläche (Grundwasser-flurabstand). Für Versickerungsanlagen kommen nach dem Abwassertechnischen Verein (ATV), Arbeitsblatt A 138 (Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Ver-sickerung von Niederschlagswasser), Ausgabe April 2005, Lockergesteine in Frage, die eine Durchlässigkeit im Bereich von k = 1 ·10-3 bis 1 ·10-6 m/s besitzen. Die Mächtigkeit des Sickerraums sollte, bezogen auf den mittleren höchsten Grundwas-serstand, grundsätzlich mindestens 1 m betragen, um eine ausreichende Sickerstre-cke für eingeleitete Niederschlagsabflüsse zu gewährleisten. Der höchste Grund-wasserstand ist definiert als das arithmetische Mittel der Jahreshöchstwerte mehre-rer Jahre mit Angabe des Zeitraums. Für die angetroffenen bindigen Böden kann eine mittlere Durchlässigkeit von

    k < 1* 10-6

    m/s

    angenommen werden. Der höchste Grundwasserstand kann gleich der Gelände-oberkante angesetzt werden. Im Baugebiet ist eine Versickerung von Nieder-schlagswasser im Sinne der ATV daher nicht möglich. Da die direkte ungedrosselte Ableitung des Regenwassers in Kanalsystemen aus ökologischer Sicht insbesondere hinsichtlich der Grundwasserneubildungsrate je-doch sehr ungünstig zu bewerten ist, sollte versucht werden, den Regenwasserab-fluss zu vermindern und zu dämpfen. Auch auf Standorten mit geringer Durchlässigkeit kann ein Teil der Jahresnieder-schläge versickern oder verdunsten. Hier empfehlen sich Mulden oder Teichflä-chen. In extremen Witterungsperioden werden die Versickerungselemente jedoch nicht ausreichend leistungsfähig sein. Daher sollten die Versickerungselemente mit einem Notüberlauf („Hochwasserentlastung“) zu den öffentlichen Abwasseranlagen versehen werden.

  • 19

    8 Zusammenfassung

    Die Stadt Neuenstein plant die Erschließung des Gewerbegebietes Lange Klinge III. Die GGU ist mit der Erkundung und Beurteilung der Untergrundverhältnisse beauftragt.

    Es stehen unter dem Oberboden Lösslehmböden über Ton, stellenweise über Schluff und Feinsand an. Zur Tiefe steht verwitterter Tonstein und Tonmergelstein über Dolomitstein an. Stellenweise wurden Auffüllungen vorgefunden.

    Grundsätzlich muss mit Stau- und Schichtenwasser in unterschiedlichen Höhenla-gen bis zur Geländeoberkante gerechnet werden.

    Die Bodenklassen und Bodenkennwerten werden angegeben.

    Die Gründung der Gebäude kann flach über Einzel- und Streifenfundamente erfol-gen.

    Zur Herstellung der Erschließungsstraßen sind Untergrund verbessernde Maßnah-men erforderlich.

    Eine Versickerung von Regenwasser im Sinne der ATV 138 ist nicht möglich.

    Dipl.-Ing. A. Seilkopf Dipl.-Geol. A. Idzik

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