14-13744 Bericht.pdf

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Ingenieurgesellschaft

Dr.-Ing. Michael Beuße

mbH Beratende Ingenieure Büro Tostedt

´ Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH

Bericht Nr. 14 - 13744

Projekt: Hochwasserschutzmaßnahmen am

Klosterbach und der Varreler Bäke in der

Gemeinde Stuhr

Auftraggeber: INGENIEUR-DIENST-NORD

Dr. Lange - Dr. Anselm GmbH

Industriestraße 32

28876 Oyten

Auftrag: Ergänzende Baugrunduntersuchung,

-beurteilung und Gründungsberatung für die

geänderte Planung und unter

Berücksichtigung der neuen Normen

erteilt am: 10. Juni 2014

vom

8. Oktober 2014

Geschäftsf. Gesellschafter: Elsterbogen 18 Bremer Heerstraße 122 Opitzstraße 17 Wilkensweg 6 Dr.-Ing. Michael Beuße 21255 Tostedt 26135 Oldenburg 28755 Bremen 21149 Hamburg Dipl.-Geol. Jens Schmitz Tel.: 0 41 82 / 28 77 0 Tel.: 0 44 1 / 30 93 801 Tel.: 0 42 1 / 89 81 37 24 Tel.: 0 40 / 70 38 23 56 AG Tostedt HRB 4060 Fax.: 0 41 82 / 28 77 28 Fax.: 0 44 1 / 30 93 802 Fax.: 0 42 1 / 89 81 37 25 Fax.: 0 40 / 70 38 23 57 www.dr-beusse.de tostedt@dr-beusse.de oldenburg@dr-beusse.de bremen@dr-beusse.de hamburg@dr-beusse.de

Kreissparkasse Stade Postbank Dortmund Finanzamt Buchholz in der Nordheide  Ust-ID:DE180892056 BIC-/SWIFT-Code: NOLADE21STK BIC-/SWIFT-Code: PBNKDEFF Verbandsmitgliedschaften: DGGT, BWK, DWA, VSVI, Ingenieurkammer Niedersachsen IBAN: DE87241511160000420422 IBAN: DE024401004603253824655

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Vorangegangene Berichte:

10 - 12501 Neubau eines Hochwasser- Baugrunduntersuchung, -beurteilung schutzdeiches an dem Klos- und geotechnischer Bericht nach DIN terbach / der Varreler Bäke in 4 020 unter Berücksichtigung des Merk- der Gemeinde Stuhr blatts DWA-M 507 sowie Nachweis des Deichkörpers

10 - 12501.2 Neubau eines Hochwasser- Erdstatische Nachweis der Dichtwand schutzdeiches an dem Klos- terbach / der Varreler Bäke in der Gemeinde Stuhr

I Inhaltsverzeichnis Seite II Anlagenverzeichnis 3 III Tabellenverzeichnis 4 1 Auftrag und Vorgang 5 2 Bearbeitungsunterlagen 6 3 Örtliche Situation und Bauwerk 8 3.1 Deichtrasse 8 3.2 Deichquerschnitt 9 3.3 Hochwasserschutzwand 10 4 Baugrund 11 4.1 Erkundung 11 4.2 Aufbau 12 4.3 Wasser 14 4.4 Laborversuche 15 4.5 Tragfähigkeit 17 4.6 Bodengruppen, -klassen und -kennwerte 18

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5 Nachweise der Tragsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit 19 5.1 Allgemeines 19 5.2 Schnitt bei Deich km 5 +180 (Bentonitdichtung und DVW) 22 5.3 Schnitt bei Deich km 7 +750 (Bentonitdichtung, ohne DVW) 23 5.4 Schnitt bei Deich km 9 +300 (Mineralische Dichtung und DVW) 25 5.5 Hochwasserschutzwand 26 5.6 Weitere Nachweise 28 6 Hinweise zur Bauausführung 29 7 Umweltgefährdung 33 8 Zusammenfassung 33

II Anlagenverzeichnis

1 1 Blatt Übersichtslageplan, Maßstab 1 : 10.000 2 4 Blatt Lagepläne Abschnitt 1 bis 4, Maßstab 1 : 2.000 3 248 Blatt Säulen- und Rammdiagramme 4 4 Blatt Profilschnitte I-I‘ bis IV-IV‘ 5 9 Blatt Wassergehaltsbestimmung nach DIN 18 121 6 10 Blatt Kornverteilung nach DIN 18 123 7 3 Blatt Glühverlust nach DIN 18 128 8 2 Blatt Durchlässigkeitsbeiwert nach DIN 18 130 9 3 Blatt Untergrundhydraulische Berechnungen und Standsicherheits- nachweise bei Deichquerschnitt km 5 +180 10 3 Blatt Untergrundhydraulische Berechnungen und Standsicherheits- nachweise bei Deichquerschnitt km 7 + 750 11 3 Blatt Untergrundhydraulische Berechnungen und Standsicherheits- nachweise bei Deichquerschnitt km 9 +300 12 1 Blatt Vorbemessung der Hochwasserschutzwand (Spundwandprofil: Larssen 603) BS-P

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III Tabellenverzeichnis

Seite Tabelle 4-1: Ergebnisse der Sieb- und Sieb-Schlämm-Analyse 16 Tabelle 4-3: Bodenklassen, -gruppen und -kennwerte (charakteristische Werte) 18 Tabelle 5-1: Verwendete Teilsicherheitsbeiwerte gemäß DIN EN 1 997-1 (GEO-3) 20 Tabelle 5-2: Ergebnisse der Sickerlinienberechnung bei Deich km 5 +180 22 Tabelle 5-3: Gesamtstandsicherheit des Deichkörpers bei km 5 +180 22 Tabelle 5-4: Ergebnisse der Sickerlinienberechnung bei Deich km 7 +750 23 Tabelle 5-5: Gesamtstandsicherheit des Deichkörpers bei km 7 +750 24 Tabelle 5-6: Ergebnisse der Sickerlinienberechnung bei Deich km 9 +300 25 Tabelle 5-7: Gesamtstandsicherheit des Deichkörpers bei km 9 +300 25 Tabelle 5-8: Ansätze und Ergebnisse für die Berechnung der HW-Schutzwand 27 Tabelle 5-9: Mindesteinbindelängen der HW-Schutzwand 27

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1 Auftrag und Vorgang

Im Zuge von Hochwasserschutzmaßnahmen plant der Ochtumverband an den Fluss- läufen des Klosterbachs und der Varreler Bäke in der Gemeinde Stuhr den Neubau einer Deichtrasse, die Errichtung von Hochwasserschutzwänden sowie den Neubau von Entlastungs- und Überführungsbauwerken innerhalb der Deichtrassen.

Die Planungen sowie die Projektierung der Hochwasserschutzmaßnahmen werden durch die IDN, Ingenieur-Dienst-Nord Dr. Lange -Dr. Anselm GmbH, aus Oyten durchgeführt.

Im Jahr 2011 wurden bereits umfangreiche Baugrunderkundungen durch das aufstel- lende Büro im Bereich der damals festgelegten Deichtrasse ausgeführt. In diesem Zusammenhang ist die Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH aus Tostedt mit einer Baugrunduntersuchung, -beurteilung und der Erstellung eines geotechnischen Berichts nach DIN 4 020 unter Berücksichtigung des Merkblatts DWA-M 507 sowie mit den rechnerischen Nachweisen des geplanten Deichkörpers beauftragt worden. Der dazugehörige Bericht ist der IDN GmbH am 30. Juni 2011 unter der Berichtsnummer 10 - 12501 übergeben worden.

Im Zuge einer Umplanung des Deichkörpers im Hinblick auf eine Innendichtung wurde das aufstellende Büro ergänzend mit den erdstatischen Nachweisen für eine Dichtwand beauftragt. Der Bericht wurde dem Auftraggeber unter der Berichtsnum- mer 10 - 12501.2 am 08. Mai 2013 übergeben. Diese Variante kommt allerdings aufgrund der geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse vor Ort sowie aus wirtschaftlichen Gründen nicht zum Tragen.

Aufgrund einer Überplanung der gesamten Deichtrasse, sowie infolge der Normenänderungen im Zuge des Eurocodes 7: „Entwurf, Bemessung und Berech- nung in der Geotechnik“ wurde die Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH, Elsterbogen 18, 21255 Tostedt, am 10. Juni 2014 durch die IDN GmbH aus Oyten mit einer ergänzenden Baugrunduntersuchung und -beurteilung sowie einer Gründungsberatung beauftragt.

Die vorliegende Bericht 10 - 12501 bildet dabei die Grundlage für die Erstellung die- ses Gutachtens. Bereits ausgeführte Baugrundaufschlüsse, die im Bereich der über- planten Deichtrasse liegen, ergänzen die nachfolgenden Bewertungen.

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Planungstechnisch wurde die neue Deichtrasse in insgesamt vier Abschnitte aufge- teilt. Diese Systematik wird in dem nachfolgenden Bericht beibehalten.

Für die im Bereich der Deichtrasse geplanten Bauwerke wurden entsprechende Baugrundaufschlüsse mit ausgeführt. Eine gesonderte Gründungsberatung für diese Bauwerke wird mit diesem Bericht allerdings nicht vorgelegt.

In dem nachfolgenden Gutachten werden die durchgeführten Feld- und Laboruntersuchungen beschrieben und bewertet. Die geohydraulischen und erdstati- schen Berechnungen für die Deichquerschnittsvarianten sowie die Hochwasser- schutzwände erfolgt auf Grundlage der Untersuchungen und Bewertungen.

2 Bearbeitungsunterlagen

Zur Bearbeitung standen uns folgende Unterlagen zur Verfügung:

a) Bericht Nr. 10 - 12501 vom 30. Juni 2011, Unterlagen des aufstellenden Büros

b) Übersichtskarte vom 26. April 2013, Maßstab 1 : 25.000, Unterlagen der IDN GmbH aus Oyten, bereitgestellt in digitaler Form

c) Übersichtslagepläne Bestand (Stand: 26. April 2013) und Planung (Stand: 04. September 2013), Maßstab 5.000, Unterlagen der IDN GmbH aus Oyten, be- reitgestellt in digitaler Form

d) Lagepläne Abschnitt 1 bis 4 vom 04. September 2013, Maßstab 1 : 2.000, Unter- lagen der IDN GmbH aus Oyten, bereitgestellt in digitaler Form

e) Diverse Detailpläne (Gewässerverlegung, Deichrampe, Hochwasserschutzwand) vom 26. April und 04. September 2013, Maßstab 1 : 500, Unterlagen der IDN GmbH aus Oyten, bereitgestellt in digitaler Form

f) Längsschnitt (Varreler Bäke mit Deich) vom 26. April 2013, Maßstab 1 : 50.000 / 100, Unterlagen der IDN GmbH aus Oyten, bereitgestellt in digitaler Form

g) Diverse Querprofile der Abschnitte 1 bis 4 vom 26. April 2013, Maßstab 1 : 250, Unterlagen der IDN GmbH aus Oyten, bereitgestellt in digitaler Form

h) Regeldarstellung Deich, Bauweise Bentonit, Stand: 26. April 2013, Maßstab 1 : 50, Unterlagen der IDN GmbH aus Oyten, bereitgestellt in digitaler Form

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i) Regeldarstellung Deich, Bauweise Bentonit, ohne Deichverteidigungsweg, Stand: 26. April 2014, Maßstab 1 : 50, Unterlagen der IDN GmbH aus Oyten, bereitge- stellt in digitaler Form

j) Regeldarstellung Deich, Bauweise „Klei“, Stand: 26. April 2014, Maßstab 1 : 50, Unterlagen der IDN GmbH aus Oyten, bereitgestellt in digitaler Form

k) Regeldarstellung Hochwasserschutzwand, Stand: 26. April 2014, Maßstab 1 : 50, Unterlagen der IDN GmbH aus Oyten, bereitgestellt in digitaler Form

l) Merkblatt DWA-M 507-1 - Deiche an Fließgewässern Teil 1: Planung, Bau und Betrieb, Auflage Dezember 2011, Hrsg. DWA e.V., DGGT e.V., DTK e.V.

m) Merkblatt DWA-M 512-1 - Deiche an Fließgewässern Teil 1: Erdbauwerke, Auflage Februar 2012, Hrsg. DWA e.V., DGGT e.V., HTG e.V.

n) Geologische Übersichtskarte, Maßstab 1 : 500.000, eingesehen am 26. August 2014 auf dem Kartenserver des Landesamtes für Bergbau, Energie und Geolo- gie, Hannover (Permalink: http://nibis.lbeg.de/cardomap3/?permalink=nCI1tnJ)

o) Hydrogeologische Karte, Maßstab 1 : 200.000, eingesehen am 26. August 2014 auf dem Kartenserver des Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie, Hannover (Permalink: http://nibis.lbeg.de/cardomap3/?permalink=19vUoFd7)

p) EAU 2012 - Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufereinfassungen“ Häfen und Wasserstraßen, 11. Auflage 2012, Hrsg. DGGT e. V., HTG e. V.

q) Leitungspläne diverser Versorgungsträger

r) DIN-Normen DIN 1 054 Baugrund - Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau DIN 1 055 Einwirkung auf Tragwerke - Teil 2 Bodenkenngrößen DIN 4 020 Geotechnische Untersuchungen DIN 4 084 Gelände- und Böschungsbruchberechnungen DIN 18 196 Erd- und Grundbau - Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke DIN EN ISO 14 688 Geotechnische Erkundung und Untersuchung - Benennung Beschreibung und Klassifizierung von Böden (ersetzt DIN 4 022 und DIN 4 023) DIN 18 121-1 Wassergehaltsbestimmung durch Ofentrocknung DIN 18 123-4 bis -6 Bestimmung der Korngrößenverteilung DIN 18 128 Bestimmung des Glühverlusts

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DIN 18 130 Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts DIN 18 300 VOB - Teil C: ATV - Erdarbeiten DIN EN ISO 22 475 Geotechnische Erkundung und Untersuchung (ersetzt DIN 4 021) DIN EN ISO 22 476 Baugrund, Feldversuche (ersetzt DIN 4 094) DIN EN 1 997 Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik

3 Örtliche Situation und Bauwerk

3.1 Deichtrasse

Gemäß der Bearbeitungsunterlage a) erstreckt sich das Untersuchungsgebiet von von der Ortschaft „Groß Mackenstedt“ bis zum Bremer Stadtteil „Huchtingen“. Der „Klosterbach“ fließt hier von Süden nach Norden. Ab der Ortschaft „Tölkenbrück“ wird der Flußlauf „Varreler Bäke“ genannt. Im Bereich der Planungen verläuft die „Varreler Bäke“ bzw. der „Klosterbach“ gemäß der Bearbeitungsunterlage f) im Bereich der Kilometrierungen km 4+075,00 bis km 10+478,00.

Zurzeit verläuft entlang des Flusslaufs noch eine anthropogene Verwallung, die auf- grund des Aufbaus sowie den Anforderungen an den Hochwasserschutz nicht mehr ausreicht und daher durch den neuen Deichkörper überbaut oder vollständig rückge- baut werden muss.

Die überplante Hochwasserschutztrasse erstreckt sich entsprechend der Bearbeitungsunterlage d) über die Abschnitte 1 bis 4, die von Baukilometer km 0+000,00 (Norden) bis km 6+384,29 (Süden) verlaufen.

Ausweislich der Bearbeitungsunterlage f) fällt die Gewässersohle der „Varreler Bäke“ bzw. des „Klosterbachs“ von Süden nach Osten ab. Dabei wurde auf der Strecke von etwa 6.400 m ein Gefälle von ca. 5,00 m gemessen.

Eine Übersicht des Planungsgebiets ist dem Übersichtslageplan aus der Anlage 1 zu entnehmen.

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3.2 Deichquerschnitt

Anhand der vorliegenden Bearbeitungsunterlagen h) bis j) soll der Deichquerschnitt als 3-Zonen-Deich (vgl. Bearbeitungsunterlage l)) ausgeführt werden. Demnach er- hält der Deichkörper neben dem Stützkörper (St) eine wasserseitige Dichtung (Di) sowie landseitig ein Dränageprisma (Dr).

Die Deichkrone soll in einer Breite von 3,00 m ausgeführt werden. Zur Wasserseite ist die Deichkrone mit einem Verhältnis von 1 : 30 geneigt, um eine ausreichende Entwässerung (Quergefälle ~ 3%) zu gewährleisten. Aufgrund der Ausbildung der Deichkrone wird vorerst davon ausgegangen, dass die Deichkrone nicht oder nur durch leichte Fahrzeuge des Unterhaltungsdienstes befahrbar ist. Die Deichbö- schungen werden sowohl wasser- als auch luftseitig mit einem Böschungsverhältnis von 1 : 3 hergestellt. Die Freibordhöhe ist gemäß den Bearbeitungsunterlagen h) bis j) mit ≥ 0,50 m angegeben.

Der Deichstützkörper wird aus einem rolligen Bodenmaterial hergestellt. Oberflä- chennah wird der Deich mit einer Oberbodenschicht von d = 0,20 m Mächtigkeit angedeckt. Insgesamt sollen für die wasserseitige Dichtung zwei Varianten unter- sucht werden:

a) Oberflächendichtung, ausgeführt als Dichtungsteppich (DT). Diese sog. unvoll- kommene Dichtung wird horizontal soweit in das Deichvorland geführt, dass die auftretenden Umläufigkeiten schadlos durch den Baugrund in das Deichhinterland geleitet, dort im Bereich des Dränageprismas gesammelt und in einen Entwässe- rungssystem eingeleitet werden. Diese Variante ist in den Örtlichkeiten empfeh- lenswert, bei denen der Baugrund überwiegend aus rolligen, mäßig bis gut durch- lässigen Böden besteht. Als Material eignen sich hier in der Regel geosyntheti- sche Tondichtungsbahnen (Bentonit). Die Tondichtungsbahn ist hinsichtlich der Tau- und Frostperioden mindestens in einer Mächtigkeit von 0,80 m zu überde- cken.

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b) Wasserseitige Oberflächendichtung (Di). Dabei wird die Dichtung aus einem natürlich gewachsenen Boden (Lehm, Ton), der Durchlässigkeitsbeiwerte von k ≤ 1,0 · 10-9 m/s aufweist, hergestellt. Aufgrund der Empfindlichkeit dieser Böden f gegenüber Frost- und Tauwechseln sowie der Beanspruchung durch Wasserein- wirkungen muss die Dichtungsschicht in ausreichender Mächtigkeit hergestellt und überdeckt werden. Gemäß dem DWA Merkblatt M 507 sind bei einer Mäch- tigkeit der Dichtung von 1,00 m sowie einer Überdeckung von mindestens 0,80 m keine Beeinträchtigungen zu erwarten.

Anmerkung: Entsprechend der Bearbeitungsunterlage j) ist die Mächtigkeit der Dich- tungsschicht mit 0,60 m angegeben und eine Überdeckung durch Oberboden nur in einer Stärke von 0,20 m geplant worden. Bei Wahl dieser Variante ist die Überde- ckung zu erhöhen. Für die Berechnungen wird die Mächtigkeit der Dichtung angesetzt und die Überdeckung entsprechend angepasst (d ≥ 0,80 m).

Landseitig wird am Deichfuss ein Dränageprisma mit innen liegendem Dränagerohr ausgebildet, welches das gesammelte Wasser aus dem Deichkörper in einen Ent- wässerungsgraben leitet. Je nach Lage der Deichtrasse, wird das Dränageprisma in den Böschungsfuss oder in den Deichverteidigungsweg eingebaut.

Der Deichverteidigungsweg (DVW) wird in einer Breite von 3,00 m bei einem Quer- gefälle von 2 % ausgebildet. Um ein Befahren mit schwerem Gerät zu ermöglichen, erhält der DVW eine Gesamtmächtigkeit von 0,90 m bei folgendem Aufbau:

• Frostschutzschicht d = 0,40 m, min

• Schottertragschicht d = 0,45 m, min

• Schotterrasen d = 0,05 m. min

3.3 Hochwasserschutzwand

An Teilbereichen der Deichtrasse sind Hochwasserschutzwände geplant. Gemäß der Bearbeitungsunterlagen k) sind insgesamt drei verschiedene Varianten (beziehen sich hauptsächlich auf die Abdeckung) geplant. Die Hochwasserschutzwand soll demnach als Spundwand mit Einbindelängen zwischen 3,00 m bis 4,00 m hergestellt werden. Als Spundwandprofil ist der Typ LARSSEN 603 geplant.

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Die rechnerische Einbindelänge bestimmt sich nachfolgend über den erforderlichen Sickerweg. Darüber hinaus muss landseitig ein entsprechendes Dränageprisma sowie eine Ableitungsmöglichkeit mit berücksichtigt werden (auf der vorliegenden Planunterlage nicht ersichtlich).

4 Baugrund

4.1 Erkundung

Die zusätzlichen Felduntersuchungen sind durch das aufstellende Büro in dem Zeit- raum von Mitte Juli 2014 bis Ende August 2014 durchgeführt worden. Insgesamt wurden 176 direkte Aufschlüsse mittels Kleinbohrungen nach DIN EN ISO 22 475 (NW 80 mm) im Bereich der Deichtrasse sowie in den Bereichen der geplanten Bauwerke bis zu einer Endteufe von maximal 6,00 m ausgeführt. Davon sind 124 Bohrungen zur Erkundung des Deichvor- bzw. Deichhinterlandes bis zur Endteufe von maximal 2,00 m niedergebracht worden.

Als indirekte Feldversuche wurden zur Bestimmung der Lagerungsdichte bei rolligen Böden bzw. zur Abschätzung der Konsistenz bei bindigen Böden zusätzlich vier schwere Rammsondierungen nach DIN EN ISO 22 476 bis zu einer Tiefe von maximal 6,00 m ausgeführt.

Die Ansatzpunkte der ausgeführten Feldarbeiten sind den Lageplänen in der Anlage 2 zu entnehmen.

Hinweis: Im nachfolgenden Bericht werden die aktuell ausgeführten Baugrundauf- schlüsse durch die Bestandaufschlüsse aus dem Bericht Bericht Nr. 10 - 12501 vom 30. Juni 2011 ergänzt und zusammenhängend beschrieben. Die vorangegangenen Aufschlüsse sind auf den Lageplänen (vgl. Anlage 2) eingetragen und liegen diesem Gutachten ebenfalls in der Anlage 3 bei.

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4.2 Aufbau

Das in den Bohrungen gewonnene Bohrgut wurde vor Ort durch den betreuenden Ingenieurgeologen angesprochen und beschrieben. Die entsprechenden Boden- schichten sind in Form von Säulen- und Rammdiagrammen aufgetragen und dem Gutachten als Anlagen 3 und teilweise als Bodenprofile als Anlagen 4 beigefügt.

Gemäß der Bearbeitungsunterlage n) befindet sich die geplante Deichtrasse überwiegend im Gebiet weichsel-kaltzeitlicher Sandablagerungen und schneidet nach Süden verlaufend teilweise Gebiete mit holozänen Flussablagerungen (Auen- lehm, Ton, Sand, Schluff, organisch).

Abschnitt 1:

Zur Bewertung der Baugrundverhältnisse des Abschnitts 1 stehen insgesamt 60 Baugrundaufschlüsse (Anlagen 3.1 bis 3.60) zur Verfügung.

Oberflächennah wurde der humose Oberboden in Mächtigkeiten von bis zu 0,70 m aber überwiegend in Mächtigkeiten bis 0,40 m gemessen.

Lokal sind im Bereich der vorhandenen Verwallung sowie in weiteren Flächen anthropogene Auffüllungen in Mächtigkeiten bis maximal 2,00 m erkundet worden. Die Auffüllungen weisen eine heterogene Zusammensetzung auf. Bodenmechanisch sind die Auffüllungen als Sande mit humosen sowie schluffigen Beimengungen an- zusprechen, die vereinzelt auch Anteile von Bauschuttresten führen. An einigen Ansatzpunkten überlagern die Auffüllungen die Oberbodenschichten.

Bis zur Endteufe von maximal 6,00 m wurden überwiegend Sande in unterschiedli- chen Kornabstufungen erkundet. Lokal sind in den Sanden auch lagenweise organi- sche Anteile (muddig, humos) erbohrt worden.

Schichten aus organogenen Böden wie Mudde oder schwach bis stark zersetzter Torf unterbrechen die anstehenden Sande in Mächtigkeiten bis maximal 0,60 m. Je nach Lage ist die Mudde bodenmechanisch als Sand mit schluffigen, tonigen und organischen Beimengungen bzw. als Schluff mit sandigen, tonigen und organischen Anteilen anzusprechen.

Untergeordnet wurden auch bis zu 0,20 m mächtige Lagen aus Auenlehm, der bodenmechanisch als toniger, feinsandiger und organischer Schluff angesprochen wird, sowie Schluff erbohrt.

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Abschnitt 2:

Im Bereich des Abschnitts 2 wurden etwa 90 Baugrundaufschlüsse ausgeführt (Anlagen 3.61 bis 3.153).

Der humose Oberboden wurde in Mächtigkeiten bis 0,70 m erkundet.

Die anthropogenen Auffüllungen sind nur untergeordnet erkundet worden. Die Mächtigkeiten der Auffüllungen sind mit bis zu 1,00 m anzugeben.

Die überwiegend anstehenden Sande wurden bis zur Endteufe von maximal 6,00 m erbohrt.

Die organogene Mudde wurde lokal in Mächtigkeiten bis maximal 1,00 m erbohrt.

Der Auenlehm ist oberflächennah mit Schichtmächtigkeiten bis zu 0,60 m erkundet worden.

Abschnitt 3:

Der Baugrund im Abschnitt 3 wurde mit insgesamt 70 Aufschlüssen erkundet (Anlagen 3.154 bis 3.225).

Wie in den vorangegangenen Abschnitten ist der Baugrund im Bereich des Abschnitts 3 oberflächennah geprägt von dem humosen Oberboden, der hier auch lokal in Mächtigkeiten mit bis zu 1,00 m erbohrt wurde und im Liegenden bis zur Endteufe von maximal 6,00 m durch die Sande in unterschiedlichen Kornabstufun- gen.

Die anthropogenen Auffüllungen sind nur untergeordnet oberflächennah erbohrt worden.

Feinsandiger und toniger Schluff konnte vereinzelt in Schichtmächtigkeiten bis zu 4,00 m erkundet. werden. Dabei wird der anstehende Sand auf Tiefen von etwa 3,00 m bis 4,00 m durch den Schluff unterbrochen.

Die Mudde bzw. der Torf wurden lokal mit bis zu 1,20 m mächtigen Schichten, überwiegend oberflächennah, erkundet. Etwa bei Deichkilometer km 3+300,00 konn- te im Liegenden bis zur Endteufe von 5,00 m konnte die Mudde in Mächtigkeiten von bis zu 2,00 m erbohrt werden.

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Abschnitt 4:

Die Erkundungsarbeiten im Bereich des Abschnitts 4 umfassen insgesamt etwa 20 Bohrungen (Anlagen 3.226 bis 3.248).

Die anthropogenen Auffüllungen weisen oberflächennah Mächtigkeiten von bis zu 1,70 m auf.

Der organogene Torf ist überwiegend oberflächennah in Schichtmächtigkeiten von bis zu 0,50 m erkundet worden.

Die Mudde steht im südlichen Bereich des Abschnitts 4 unterhalb des Oberbodens mit bis zu 2,00 m mächtigen Schichten an.

Lokal konnte auch Schluff in Mächtigkeiten von bis zu 0,80 m erbohrt werden.

Bis zur Endteufe ist übergeordnet der Sand in unterschiedlichen Kornabstufungen erkundet worden.

Die Angabe eines vereinfachten Baugrundaufbaus für die einzelnen Abschnitte ist aufgrund der zum Teil heterogenen Baugrundschichtung nicht sinnvoll. Für die weiteren, untergrundhydraulischen Berechnungen und erdstatischen Nachweise ist für jeden Abschnitt ein idealisiertes Bodenprofil erstellt worden, welche diesem Gut- achten als Anlagen 4 beiliegen.

4.3 Wasser

Gemäß der Bearbeitungsunterlage o) verläuft die Oberfläche des 1. Grundwasser- stockwerks von „Südwesten“ nach „Nordosten“ auf einem Niveau von >10,00 m NN bis >1,00 m NN. Die gemessenen Wasserstände konnten zum Zeitpunkt der Feldar- beiten in diesen Bereichen gemessen werden.

Nach den Bohrarbeiten wurden die Bohrlöcher kurzfristig mit Peilrohren versehen. Mit Ausnahme der Bohrungen BS 102, BS 103, BS 105, BS 148, BS 166, BS 174, BS 185, BS 186, BS 187, BS 189, BS 190, BS 193 sowie BS 205 und BS 257 konnte in jedem Bohrloch ein Grundwasserstand gemessen werden. Die Wasserstände sind dabei bis zu Tiefen von maximal etwa 3,00 m unterhalb der Geländeoberkante gemessen worden. Dieses entspricht Höhenkoten zwischen 3,00 m NN bis 8,00 m NN.

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Bei dem gemessenen Grundwasser handelt es sich allerdings um noch nicht beru- higte Wasserstände, die jahreszeitlich und witterungsbedingt sowie infolge von Wasserstandschwankungen der „Varreler Bäke“ bzw. „des Klosterbachs“ auch höher oder niedriger ausfallen können.

4.4 Laborversuche

In Ergänzung zu den Felduntersuchungen wurden an ausgewählten Bodenproben bodenmechanische Laborversuche durchgeführt.

Wassergehalt nach DIN 18 121

An 43 Proben aus den angetroffenen Böden wurde der natürliche Wassergehalt durch Ofentrocknung ermittelt. Die daraus gewonnen Werte dienen als Hilfsgröße zur Auswertung weiterer Laborversuche.

Die Wassergehalte der erbohrten Böden schwanken je nach Bodenart und Tiefen- lage zwischen

w = 4,18 % und 160,35 %.

Die Ergebnisse der Wassergehaltsbestimmung sind dem Gutachten als Anlagen 5 beigefügt.

Korngrößenverteilung nach DIN 18 123

Die aus der Siebanalyse gewonnene Körnungslinie gibt Aufschluss über die genaue Benennung und Klassifizierung der Böden. Des Weiteren dient sie als Grundlage für Beurteilungs- und Anwendungskriterien der erkundeten Böden.

An ausgewählten Bodenschichten wurden die Kornverteilungen und die Durchlässig- keitsbeiwerte nach Beyer ermittelt. Insgesamt wurden an 10 Proben Körnungslinien mittels Nasssiebung oder kombinierter Sieb-Schlämmanalyse bestimmt, die dem Gutachten als Anlage 6 beigefügt sind. die zusammengefassten Ergebnisse können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden:

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*) k-Werte wurden abgeschätzt. Eine Ermittlung nach Beyer waren hier aufgrund des hohen Feinkornanteils bzw. f des fehlenden Schlämmasts nicht möglich. Tabelle 4-1: Ergebnisse der Sieb- und Sieb-Schlämm-Analyse

Glühverlust nach DIN 18 128

Zur Ermittlung von organischen Bestandteilen im Boden wurde an drei Proben die Bestimmung des Glühverlusts durchgeführt.

Der organische Anteil der lokal erkundeten, organogenen Schichten (Mudde, Auen- lehm) schwankt zwischen 4,63 % und 14,09 % in der Trockenmasse. Diese Böden sind als schwach organisch bis mittel organisch einzustufen. Die genauen Ergebnis- se liegen dem Gutachten als Anlagen 7 bei.

Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts nach DIN 18 130

Zur Ermittlung von Wasserdurchlässigkeitsbeiwerten an den erkundeten Sanden sind Standrohrversuche mit fallender Druckhöhe an zwei Proben durchgeführt worden.

Bei den untersuchten Proben P 012 und P 21 handelt es sich jeweils um zum Teil schwach schluffige Sande. Es konnten Durchlässigkeitsbeiwerte von k = 1,1 · 10-5 m/s und 3,1 · 10-5 m/s f

gemessen werden. Die Ergebnisprotokolle der Versuchsdurchführung sind diesem Gutachten in der Anlage 8 beigefügt.

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4.5 Tragfähigkeit

Der Oberboden ist aufgrund seiner Kornverteilung und humosen Bestandteile für einen Lastabtrag ungeeignet.

Die hauptsächlich im Bereich der Bestandsverwallung erkundeten Auffüllungen wurden in lockerer bis mitteldichter Lagerung erkundet. Bei heterogener Zusammen- setzung und lockerer Lagerung sind die Auffüllungen ohne weitere Maßnahmen nicht als Baugrund geeignet. In mitteldichter Lagerung können die Auffüllungen als mäßig gut tragfähig bewertet werden.

Die überwiegend erkundeten Sande sind in lockerer bis mitteldichter Lagerung, in tieferen Lagen ausschließlich in mitteldichter Lagerung sowie lokal auch in dichter Lagerung erkundet worden. Je nach Kornverteilung sind die Sande in lockerer Lage- rung mäßig gut bis gut für einen Lastabtrag geeignet. In dichter Lagerung sind die Sande als sehr gut tragfähig zu bewerten.

Der vereinzelt erbohrte, teilweise tonige Schluff liegt in weicher bis steifer Konsistenz und lokal ausschließlich in steifer Konsistenz vor. Der Schluff ist in steifer Konsistenz, sofern er nicht durch Wassereinwirkung aufweicht, als bedingt tragfähig einzustufen. Bei weicher bis steifer Konsistenz ist ein Schluff für einen Abtrag der Bauwerkslasten ohne weitere Maßnahmen nicht geeignet.

Die lokal erkundeten Torf- und Muddeschichten sind in weicher und in größeren Tiefen mit steifer Konsistenz erkundet worden. Torf und Mudde sind organogene Böden, die unter Lasteinwirkung zu einem unkontrollierten Setzungsverhalten neigen und daher ohne weiterführende Maßnahmen als Baugrund ungeeignet sind.

Der nur teilweise oberflächennah erkundete Auenlehm steht in weicher Konsistenz an. Aufgrund der bodenmechanischen Zusammensetzung und organischen Anteile sowie infolge der weichen Konsistenz ist der Auenlehm für einen Lastabtrag unge- eignet.

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4.6 Bodengruppen, -klassen und -kennwerte

Anhand der Schichtansprache durch den Bodengutachter erfolgt die Einstufung der Bodenschichtungen in Bodengruppen nach DIN 18 196 für erd- und grundbautechni- sche Zwecke und nach Bodenklassen gemäß DIN 18 300 für die VOB-Erdarbeiten. Die Zuordnung der Bodenschichten erfolgt entsprechend dem Aufbau in den Anlagen 2.

Aufgrund uns vorliegenden Versuchsergebnissen aus vergleichbaren Bodenarten sowie den Ergebnissen aus den durchgeführten Laborversuchen sind für erdstatische Berechnungen und Planungen folgende Werte anzusetzen:

Tabelle 4-2: Bodenklassen, -gruppen und -kennwerte (charakteristische Werte)

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5 Nachweise der Tragsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit

5.1 Allgemeines

Die nachfolgenden, untergrundhydraulischen Modellrechnungen wurden an drei ausgewählten, vertikal ebenen Schnitten senkrecht zur geplanten Deichtrasse durchgeführt. Die Berechnung der Sickerlinie sowie des Potentialliniennetzes wurde dabei im zweidimensionalen System berechnet. Hierfür wurde das GGU - Programm GW 2, Version 7, verwendet. Das Programm ermöglicht die Berechnung von statio- nären Grundwasserströmungen in horizontalen, vertikalen und rotations- symmetrischen Grundwassersystemen nach der Finiten-Element-Methode. Für die Berechnungen wurden je nach Bodenschichtung Modelle mit 7.168 bis 10.432 Dreiecksflächen aufgebaut.

Anschließend wurden mit den errechneten Porenwasserdrucknetzen Standsicher- heitsberechnungen mit den Verfahren der Kreisgleitflächen nach Bishop, den polygonale Gleitflächen nach Janbu, der Blockgleitmethode sowie der Methode der Starrkörperbruchmechanismen durchgeführt. Die Standsicherheitsberechnungen erfolgten an den drei Schnitten mit dem Programm GGU - Stability, Version 9. Das Programm erfüllt die Anforderungen gemäß dem Eurocode 7.

Entsprechend dem Merkblatt DWA-M 507-1 (vgl. Bearbeitungsunterlage l)) sind die folgenden, zeitlich und örtlich veränderlichen, Einwirkungen als Versagensfälle be- rücksichtigt worden:

• Beanspruchungen aus dem Bemessungshochwasser (BHW),

• Beanspruchungen infolge eines schnell fallenden Wasserspiegels (SFWS).

Der Versagensfall „SFWS“ entwickelt sich gemäß dem Merkblatt DWA-M 507-1 vereinfacht über den Ansatz W/3. Allerdings wurde für die Berechnungen hier der ungünstigere Fall „Abfall des Wasserspiegels auf Mittelwasserniveau“ angesetzt.

Zusätzlich wurden entsprechend den Hinweisen der Bearbeitungsunterlage l) bei allen Nachweisen zur Standsicherheit auf der Deichkrone sowie dem Deich- verteidigungsweg folgende Verkehrslasten berücksichtigt:

• Deichkrone / Berme (Annahme: nicht befahrbar) = 5,00 kN/m²,

• Deichverteidigungsweg = 33,00 kN/m².

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Gemäß der DIN 4 084 (neu) ist die Standsicherheit für die Versagensfälle „Bemes- sungshochwasser“ sowie für den Versagensfall „Schnell fallender Wasserspiegel“ er- füllt, wenn der errechnete Ausnutzungsgrad μ ≤ 1,0 eingehalten wird.

Die betrachteten Versagensfälle sind entsprechend der Bearbeitungsunterlage l) für die ständige Bemessungssituation BS-P zu führen. Hierzu sind entsprechend der DIN EN 1 997-1 (GEO-3) die folgenden Teilsicherheitsbeiwerte anzusetzen:

Tabelle 5-1: Verwendete Teilsicherheitsbeiwerte gemäß DIN EN 1 997-1 (GEO-3)

Die Standsicherheitsnachweise wurden jeweils an allen ausgewählten Schnitten mit den vier genannten Bruchverfahren gemäß DIN 4 084 für jeden Versagensfall iterativ durchgeführt. Dabei sind die höchsten Ausnutzungsgrade insbesondere im Versagensfall „BHW“ im Bereich des landseitigen Entwässerungsgrabens festgestellt worden. Da es hier teilweise zu einem Ausbrechen der errechneten Sickerlinie und somit zu einem Versagen der deichseitigen Böschung des Entwässe- rungsgrabens kommt (µ > 1,00), wurden die Vorgaben durch die Regelquerschnitte angepasst.

Zur Erhöhung der Gesamtstandsicherheit ist der Entwässerungsgraben für die Berechnungen durch eine Entwässerungsleitung (z. B. DN 200) zur Sammlung des Drängewassers angesetzt worden. Somit ist im Bereich des landseitigen Deichfußes ein ausreichender Erdkörper vorhanden, um die Standsicherheit zu gewährleisten.

Nachweise, bei denen der Ausnutzungsgrad lokal innerhalb des Oberbodens µ > 1,00 betrug, wurden vernachlässigt, da die lokale Standsicherheit des Oberbo- dens erst nach einem Anwachsen der Einsaat gewährleistet werden kann. Darüber hinaus ist die Gesamtstandsicherheit des Deichkörpers infolge eines Erodierens des Oberbodens nicht gefährdet.

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Setzungen:

Eine erneute Setzungsberechnung an den betrachteten Querschnitten wurde nicht durchgeführt. Da im Zuge der nachträglichen Erkundungsarbeiten gut tragfähigen Sande im oberen Baugrundhorizont hauptsächlich erkundet wurden, kann auch bei dem Vorhandensein von geringmächtigen Schichten aus setzungsempfindlichen Böden davon ausgegangen werden, dass die auftretenden Setzungen die Gebrauchstauglichkeit des geplanten Deichkörpers nicht beeinträchtigen.

Es muss allerdings vorausgesetzt werden, dass organogene Böden sowie aufge- weichte Bereich bei der Herstellung des Deichauflagers vollständig ausgetauscht o- der die Tragfähigkeit anderweitig gewährleistet werden kann (z. B. qualifizierte Bo- denverbesserung).

Für die weitere Planung des Deichkörpers können in Anlehnung an die vorangegan- genen Berechnungen (vgl. Bearbeitungsunterlage a)) sowie auf Grundlage der nach- träglichen Baugrunduntersuchungen die folgenden Setzungsbeträge berücksichtigt werden:

• im Bereich von durchgehender Sandschichtung oder Sandschichtung mit Unterbrechung durch geringmächtige, mindestens steifen bindigen Böden s ≤ 1,5 cm, max

• im Bereich von weichen und weichen bis steifen bindigen Schichten innerhalb der Sande s ≤ 3,5 cm, max

• im Bereich von tieferliegenden Torf- oder Muddeschichten innerhalb der Sande s ≤ 5,5 cm. max

Die Ergebnisse der untergrundhydraulischen Berechnungen sowie die Ergebnisse der Standsicherheitsnachweise werden nachfolgend für jeden Schnitt differenziert dargestellt.

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5.2 Schnitt bei Deich km 5 +180 (Bentonitdichtung und DVW)

Der Aufbau des Systemschnitts erfolgte unter Berücksichtigung der Bearbeitungs- unterlage g) und h) sowie dem Baugrundschnitt Profil I - I‘ aus der Anlage 4.1. In diesem Bereich stehen ausweislich der durchgeführten Erkundungsarbeiten bis zur Tiefe von ca. 6,00 m unterhalb des Deichauflagers Sande in lockerer und mittel- dichter Lagerung an.

Untergrundhydraulik:

Tabelle 5-2: Ergebnisse der Sickerlinienberechnung bei Deich km 5 +180

Die Grafik der untergrundhydraulischen Berechnungen (Isolinien mit Potentialen) liegt dem Gutachten als Anlage 9.1 bei.

Ausnutzungsgrade µ der Standsicherheitsnachweise:

Tabelle 5-3: Gesamtstandsicherheit des Deichkörpers bei km 5 +180

Die Ergebnisse der höchsten Ausnutzungsgrade für beide Versagensfälle sind den Ergebnisausdrücken in den Anlagen 9.2 und 9.3 zu entnehmen.

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Die Gesamtstandsicherheit bei dem Versagensfall „BHW“ ist gewährleistet.

Die Gesamtstandsicherheit der wasserseitigen Böschung im Versagensfall „SFWS“ unterschreitet den Ausnutzungsgrad von 1,00 erheblich. Es sind ausreichende Si- cherheiten vorhanden. Allerdings muss darauf hingewiesen werden, dass die Böschung im Uferbereich zum Gewässer (Annahme m : n = 1 : 1) in diesem Fall eine Überschreitung von der errechneten Sicherheit aufweist. Die Gesamtstandsi- cherheit des Deichkörpers wird dadurch allerdings nicht beeinträchtigt.

Die Setzungen in diesem Bereich können mit s ≤ 1,5 cm berücksichtigt werden. max

5.3 Schnitt bei Deich km 7 +750 (Bentonitdichtung, ohne DVW)

Der Aufbau des Systemschnitts erfolgte unter Berücksichtigung der Bearbeitungs- unterlage g) und i) sowie dem Baugrundschnitt Profil II - II‘ aus der Anlage 4.2. Die Baugrundschichtung weist bis zur Endteufe mitteldicht gelagerte Sande auf, die auf einer Tiefe von ca. 4,00 m durch eine bis zu 0,70 m mächtige Schicht aus steifem Schluff unterbrochen werden. Die untergrundhydraulischen Berechnungen an die- sem Schnitt ergaben die folgenden Werte:

Untergrundhydraulik:

*) im Bereich des Dränageprismas Tabelle 5-4: Ergebnisse der Sickerlinienberechnung bei Deich km 7 +750

Die Grafik der untergrundhydraulischen Berechnungen (Isolinien mit Potentialen) liegt dem Gutachten als Anlage 10.1 bei.

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Ausnutzungsgrade µ der Standsicherheitsnachweise:

Tabelle 5-5: Gesamtstandsicherheit des Deichkörpers bei km 7 +750

Die Ergebnisse der höchsten Ausnutzungsgrade für beide Versagensfälle sind den Ergebnisausdrücken in den Anlagen 10.2 und 10.3 zu entnehmen.

Die Ausnutzungsgrade für beide Versagensfälle sind mit µ < 1,0 errechnet worden. Somit gilt die Gesamtstandsicherheit der Deichböschungen als eingehalten.

Auch in diesem Bereich weist die Uferböschung zum Gewässer (Annahme m : n = 1 : 1) eine Überschreitung des Ausnutzungsgrades von 1,0 auf. Die Gesamtstand- sicherheit des Deichkörpers wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Die Setzungen an diesem Schnitt liegen im Bereich von s = 1,5 cm bis 3,0 cm. max

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5.4 Schnitt bei Deich km 9 +300 (Mineralische Dichtung und DVW)

Der Aufbau des Systemschnitts erfolgte unter Berücksichtigung der Bearbeitungs- unterlage g) und j) sowie dem Baugrundschnitt Profil IV - IV‘ aus der Anlage 4.4. Im Bereich des voraussichtlichen Deichlagers stehen organogene Böden an, die voll- ständig auszutauschen sind. Auf einer Tiefe von etwa 3,50 m werden die Sande durch eine 0,60 m mächtige Schicht aus zersetztem Torf unterbrochen. Bis zur End- teufe von 8,00 m wurden die Sande erkundet.

Untergrundhydraulik:

Tabelle 5-6: Ergebnisse der Sickerlinienberechnung bei Deich km 9 +300

Die Grafik der untergrundhydraulischen Berechnungen (Isolinien mit Potentialen) liegt dem Gutachten als Anlage 11.1 bei.

Ausnutzungsgrade µ der Standsicherheitsnachweise:

Tabelle 5-7: Gesamtstandsicherheit des Deichkörpers bei km 9 +300

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Die Ergebnisse der höchsten Ausnutzungsgrade für beide Versagensfälle sind den Ergebnisausdrücken in den Anlagen 13.2 und 13.3 zu entnehmen.

Die Gesamtstandsicherheit unter Berücksichtigung der betrachteten Versagensfälle ist für den Deichkörper gewährleistet.

Die Setzungen in diesem Bereich können mit s ≤ 5,50 cm berücksichtigt werden. max

5.5 Hochwasserschutzwand

Gemäß der Bearbeitungsunterlage k) sind für die Hochwasserschutzwand drei verschiedene Varianten geplant, wobei sich die verschiedenen Varianten auf die Ab- deckung der Hochwasserschutzwand beziehen. Das maßgebende Traggerüst der Hochwasserschutzwände soll aus einem Spundwandprofil LARSSEN 603 (Annah- me: Stahlgüte S 355 GP) hergestellt werden. Als maßgebende Belastung ist hier ein Bemessungshochwasserstand von HQ = 7,60 m NN anzusetzen. Diese Vorgaben 100 sind bei den Berechnungen berücksichtigt worden.

Die Berechnung und der Aufbau des Geländesystems erfolgten EDV-gestützt mit dem Programm GGU-Retain, Version 7.34, 2012 (Hrsg. Prof. Buß). Als maßgebende Baugrundschichtung ist hier die Bohrung BS 278 (vgl. Anlage 3.44) angesetzt wor- den, die im Bereich der Hochwasserschutzwand bei Gewässerkilometer 5 +280 liegt.

Die rechte Systemoberkante sowie der Wasserstand wurden entsprechend auf 7,60 m NN festgelegt. Die Geländeoberkante landseitig ist auf 4,65 m NN gesetzt worden.

Unter Berücksichtigung einer landseitig einzubauenden Dränage an der Spundwand wurde hier der Wasserstand auf 4,15 m NN festgelegt, der die Lage der Entwässe- rungseinrichtung simuliert.

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Die Berechnung erfolgte unter Berücksichtigung der Teilsicherheitsbeiwerte für die ständige Bemessungssituation BS-P. Bei einer hydrostatischen Druckhöhe von ca. 3,00 m sowie der angesetzten Baugrundschichtung stellen sich die Berechnungser- gebnisse wie folgt dar:

Tabelle 5-8: Ansätze und Ergebnisse für die Berechnung der HW-Schutzwand

Die Ergebnisse der Berechnung liegen diesem Gutachten als Grafikausdruck in der Anlage 12 bei.

Die errechnete Kopfauslenkung von w = 5,60 cm ist gegebenenfalls durch konstrukti- ve Maßnahmen (Gurtung, Stahlgüte etc.) zu verringern.

Für die weitere Planung der Hochwasserschutzwand empfehlen wir folgende Einbin- delängen zu berücksichtigen:

Hinweis: Der Spundwandfuß darf nicht in weiche bindige Schichten oder organogene Böden einbinden. Sodann ist die betroffene Schicht zu durchteufen.

Tabelle 5-9: Mindesteinbindelängen der HW-Schutzwand

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5.6 Weitere Nachweise

Nachweis der Auftriebssicherheit:

In dem Erkundungsgebiet konnte im Bereich der geplanten Deichtrasse oberflächen- nah keine durchgehenden, bindigen Deckschichten, gefolgt von stark durchlässigen Bodenschichtungen (Sand, Kies) erkundet werden. Es kann daher nicht davon ausgegangen werden, dass sich ein artesischer Druck einstellt. Eine ausreichende Auftriebssicherheit des geplanten Deichkörpers ist gewährleistet. Ein Nachweis der Auftriebssicherheit ist ausweislich der uns vorliegenden Erkundungsdaten nicht notwendig.

Nachweis der Sicherheit gegen Kontakterosion:

Bei der Verwendung von Tondichtungsbahnen kann ein Nachweis der Kontakterosi- on an der wasserseitigen Böschung i.d.R. entfallen sofern die Tondichtungsbahn aus einem filterstabilen, geosynthetischen Mantelstoff mit innen liegendem Bentonitkern besteht. Sollte sich im Zuge der Planung für eine Dichtung aus einem natürlichen, mineralischen Material entschieden werden, so sind hier weitere Nachweise zwingend erforderlich. Gleiches gilt für den Übergangsbereich zwischen dem Stützkörper und dem Dränagekörper.

Diese Nachweise können allerdings erst nach einer endgültigen Festlegung der ver- wendeten Materialien mittels der Vorlage bodenmechanischer Kenngrößen oder der Durchführung von Laborversuchen erfolgen.

Nachweis der Sicherheit gegen Suffosion:

Unter Zugrundelegung der Ergebnisse aus den Korngrößenverteilungen (vgl. Anlagen 6) besteht die Gefahr der Suffosion bei den vorhandenen Untergrund- verhältnissen nicht. Eine ungleichförmige bzw. intermittierend gestufte Körnung konnte bei den erstellten Kornverteilungslinien nicht festgestellt werden.

Auch hier gilt, sofern ein entsprechend abgestuftes Material eingebaut wird, muss ein Nachweis geführt werden.

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Nachweis der Sicherheit gegen Erosionsgrundbruch:

Um ein Austritt des Sickerwassers im Bereich des Hinterlandes zu verhindern, wur- den bei der vorangegangenen Planung bereits ein Dränkörper sowie ein Entwässe- rungsgraben am Deichfuß geplant und in den Berechnungen berücksichtigt. Damit wird erreicht, dass die Sickerlinie im Deichkörper verbleibt und im Deichhinterland nicht über die Geländeoberkante steigt. Bei dieser konstruktiven Lösung muss jedoch zwingend gewährleistet werden, dass die Dränageleitung entsprechend dimensioniert und filterstabil eingebaut wird.

Sollte die Funktion der Dränage in dem Falle eines Hochwasserereignisses ausfal- len, kann ein Austritt des Sickerwassers an der Geländeoberkante nicht mehr ausge- schlossen werden.

6 Hinweise zur Bauausführung

Für die Herstellung der Deichaufstandsfläche und des Deichkörpers ergeben sich folgende Maßnahmen:

• Der im Bereich der Deichtrasse anstehende Oberboden sowie die oberflächen- nah anstehenden, organogenen Böden und die erkundeten, humosen Auffüllun- gen sind zu Beginn der Baumaßnahme vollständig unter Berücksichtigung einer Lastausbreitung von 45° auszukoffern,

• die Deichaufstandsfläche ist eben herzustellen. Steine sowie Wurzelreste sind vollständig zu entfernen,

• die Sande im Bereich des Deichauflagers sind mindestens auf eine mitteldichte Lagerung nachzuverdichten. Eine mitteldichte Lagerung gilt bei einer Proctordich- te von D ≥ 100 % als nachgewiesen, Pr

• oberflächennah anstehende, nicht tragfähige Böden im Bereich der Deichauf- standsfläche sind auszukoffern und durch ein tragfähiges, grobkörniges Material mit einem Feinkornanteil von ≤ 5,0 Gew-% auszutauschen, gleiches gilt für Fehlstellen,

• die Deichaufstandsfläche ist profilgerecht mit einem Gefälle von mindestens 1,0 % zur Landseite hin herzustellen,

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• zur Überprüfung des Verdichtungsgrades empfiehlt sich die Bestimmung der Proctordichte D mittels Zylinderentnahme oder dem Bodenersatzverfahren Pr (Densitometer) nach DIN 18 125,

• für die Herstellung des Deichstützkörpers (St) eignen sich die im Zuge der Felduntersuchungen überwiegend erkundeten Sande, sofern sie einen Feinkornanteil von ≤ 5,0 % aufweisen,

• sollten die für den Deichbau benötigten Erdmassen aus einer entsprechenden Abbaustätte gewonnen werden, sind laufende Eignungsprüfungen erforderlich,

• der Aufbau des Stützkörpers hat in Schichtstärken von ≤ 0,25 m mit lagenweiser Verdichtung zu erfolgen,

• Art, Anzahl und Umfang der Prüfungen hat in Anlehnung an hierfür gültigen Regelwerke (z.B. ZTV E-StB 09) zu erfolgen,

• die in der alten Verwallung erbohrten schluffigen, humosen Sande eignen sich zum Wiedereinbau in den neuen Deichstützkörper sofern dem Sand weniger als 4,0 Gew.-% an organischen Anteilen und weniger als 5,0 Gew.-% an schluffigen Bestandteilen nachgewiesen wurde,

• als wasserseitige Deichabdichtung empfiehlt sich aufgrund des nicht Vorkommens eines natürlichen, mineralischem Dichtungsstoffes vor Ort eine künstliche Tondichtungsbahn,

• als Tondichtungsbahn eignet sich beispielsweise die Bentonitmatte Bentofix® B 4000 der Firma NAUE oder gleichwertig,

• bei Verwendung einer Bentonitmatte sind die Bahnen um mindestens 0,30 m zu überlappen,

• die Verlegung der Bahnen darf nur in Böschungsfallrichtung und flussaufwärts erfolgen,

• die Matte ist in horizontaler Lage um mindestens 2,00 m in das Deichvorland zu verlegen,

• um einen entsprechenden Witterungsschutz und Anpressdruck zu gewährleisten ist die Tondichtungsbahn mit Boden in einer Stärke von mindestens 0,80 m zu überdecken,

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• als Überdeckung empfiehlt sich ein Aufbau aus 0,60 m Sand und einer 0,20 m dicken Andeckung aus Mutterboden,

• die im Erkundungsgebiet angetroffenen, schluffigen Sande (Bodengruppe SU) eignen sich als Überdeckung der Bentonitmatte,

• der Einbau der schluffigen Sande sollte lagenweise im Vorkopfeinbau erfolgen und entsprechend verdichtet werden,

• als Andeckung eignen sich die vor Ort erkundeten Mutterböden und humosen Auffüllungen,

• alternativ zu einer Tondichtungsbahn kann ein natürlicher, bindiger Boden als wasserseitige Dichtung verwendet werden,

• es ist darauf zu achten, dass der zu verwendende Boden einen Tonanteil von mindestens 10,0 Gew.-% aufweist, um eine ausreichend geringe Wasserdurch- lässigkeit zu besitzen,

• die mineralische Dichtung ist in einer Stärke von mindestens 0,60 m in Lagen von maximal 0,30 m einzubauen und lagenweise mit einem geeigneten Gerät zu verdichten (bsp. Schaffußwalze),

• da in den tieferen Lagen des Baugrunds keine bindigen Deckschichten vorliegen, empfiehlt es sich, die mineralische Dichtung ebenfalls in horizontaler Lage um mindestens 2,00 m Länge in das Deichvorland einzubauen,

• bei dem Einbau einer mineralischen Dichtung ist es zwingend erforderlich, das einzubauende Material vorab und während des Einbaus einer entsprechenden Qualitätskontrolle nach den gültigen Regelwerken durchzuführen um eine entsprechende Dichtigkeit zu gewährleisten,

• die mineralische Dichtung ist analog zur Bentonitmatte in einer Mächtigkeit von 0,80 m anzudecken (0,60 m schluffiger Sand / 0,20 m Oberboden),

• die Oberkante des Deichverteidigungsweges muss hierbei mindestens 0,50 m über der Oberkante Deichhinterland liegen, damit die hydraulische Standsicher- heit des Deiches gewährleistet ist,

• unterhalb des Deichverteidigungsweges ist ein Dränkörper aus stark durchlässi- gem Material in einer Stärke von mindestens 0,40 m herzustellen,

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• als Dränmaterial eignen sich hier natürliche Baustoffe der Bodengruppen GI und GW oder künstliche Recycling Baustoffe gemäß den Vorgaben der TL BUB E-StB 09,

• das Dränmaterial sollte mindestens einen Wasserdurchlässigkeitswert von k ≥ 5,0 · 10-3 aufweisen, f

• das Dränmaterial ist lagenweise und unter Berücksichtigung eines Lastausbrei- tungswinkels von 45° einzubauen,

• um die Sickerlinie im Deichkörper und unterhalb des Deichverteidigungsweges zu halten, ist der Einbau einer Dränageleitung im Dränkörper zwingend erforderlich,

• die Dränageleitung muss filterstabil eingebaut werden und es sollte gewährleistet sein, dass die Leitung nicht durch das Einspülen von Feinanteilen versandet und verstopft,

• das Material für den Deichverteidigungsweg kann beispielsweise aus einem Schotterrasensubstrat mit einer Körnung 0/32 bis 0/64 bestehen,

• für die Verdichtungsprüfung des Dränagekörpers sowie des Schotterrasens eignen sich Densitometerversuche nach DIN 18 125,

• alternativ kann auch hier ein statischer Lastplattendruckversuch nach DIN 18 134 zur Bestimmung des Verformungsmoduls E durchgeführt werden, V2

• generell gilt, dass für alle Erdarbeiten die notwendigen, bodenmechanischen Kennwerte (z. B. Verdichtungsgrad) stichprobenartig gemäß den gültigen Regel- werken zu prüfen sind,

• herzustellende Baugruben sind unter 45° abzuböschen,

• sofern das anstehende Grundwasser bei Aushubarbeiten oberhalb der Aushubsohle ansteht, kann anfallendes Tagewasser mit einer offenen Wasserhal- tung gesammelt und abgeleitet werden,

• bei einer Absenkung des anstehenden Grundwassers sind gesondert Nachweise über die Menge und den Einflussradius der Absenkung zu führen, damit an der teilweise angrenzenden Bebauung Schäden vermieden werden,

• die Einleitung von gesammeltem Wasser in das öffentliche Kanalnetz ist geneh- migungspflichtig,

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• die Aushubsohlen sowie die Deichaufstandsflächen sind gemäß DIN 4 020 durch den aufstellenden Gutachter abzunehmen.

7 Umweltgefährdung

Während der im Zuge des Gutachtens durchgeführten Geländearbeiten wurden an dem Bohrgut keine sensorisch wahrnehmbaren Auffälligkeiten festgestellt. Weiterge- hende Arbeiten im Hinblick auf das Erfassen umweltgefährdender Stoffe erscheinen daher bei dem jetzigen Kenntnisstand nicht notwendig.

Grundsätzlich gilt jedoch, dass sich das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein umweltgefährdender Schadstoffe nur durch weiterführende Untersuchungen wie z. B. historische Erkundung, evtl. eine erneute Probenahme und durch chemische Analysen nachweisen lässt. Die hierfür notwendigen Arbeiten sind aber nicht Be- standteil unseres Auftrags.

8 Zusammenfassung

Für die Umplanung der Hochwasserschutzmaßnahmen an dem Klosterbach und der Varreler Bäke in der Gemeinde Stuhr sollte der Untergrund erkundet und gemäß dem Merkblatt DWA-M 507 sowie unter Berücksichtigung der neuen Normierung im Zuge des Eurocodes bewertet und angepasst werden. Hierfür erhielt die Ingenieurgesellschaft Dr. -Ing. Michael Beuße mbH aus Tostedt am 10. Juni 2014 durch das planende Büro, die IDN GmbH aus Oyten, den Auftrag.

Die Feldversuche wurden von Mitte Juli bis zum Ende August 2014 ausgeführt. Insgesamt sind 176 Kleinbohrungen nach DIN EN ISO 22 475 (NW 80 mm) sowie vier schwere Rammsondierungen nach DIN EN ISO 22 476 durchgeführt bis zu einer Tiefe von maximal 6,00 m niedergebracht worden.

Aus den vorangegangenen Untersuchungen wurden weitere Aufschlüsse für die Baugrundbeurteilung herangezogen.

Der geologische Untergrund besteht überwiegend aus weichselzeitlichen Sanden. Ein Grundwasserstand wurde in nahezu allen Bohrlöchern gemessen.

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Zur genauen Einstufung und Klassifizierung der vorhandenen Böden sowie zur Ermittlung von spezifischen, bodenmechanischen Parametern wurden an ausge- wählten Proben Laborversuche durchgeführt.

Als Deichprofil wurde ein 3-Zonen-Deich gewählt, der wasserseitig mit einer Tondich- tungsbahn abgedichtet ist. Alternativ kann auch eine mineralische Dichtung nach entsprechender Eignungsprüfung eingebaut werden. Der Deichverteidigungsweg verläuft aus Gründen der hydraulischen Standsicherheit auf einer landseitigen, 0,50 m hohen Berme. Unterhalb des Deichverteidigungswegs gewährleistet eine Schicht aus einem stark durchlässigen Material mit innenliegender Dränageleitung für ein sicheres Ableiten des Sickerwassers.

Insgesamt wurden an drei vertikal ebenen Schnitten untergrundhydraulische Berech- nungen für den ermittelten Regelquerschnitt durchgeführt. Zusätzlich sind verschie- dene Standsicherheitsnachweise unter Berücksichtigung der zu erwartenden und von den Regelwerken vorgegebenen Versagensfällen für die Bemessungssituation BS-P geführt worden.

Eine Auftriebssicherheit ist aufgrund der herrschenden Bodenschichtung gegeben. Sofern die Randbedingungen, die dem Deichquerschnitt und den Berechnungen zugrunde gelegt sind, eingehalten werden, ist im Untergrund sowie in dem Deich- körper eine ausreichende Sicherheit gegen Suffosion und Erosion vorhanden.

Hinweise zur Herstellung des Deichauflagers und des Deichkörpers wurden angege- ben.

Um nicht das Risiko von unkontrollierten Setzungen entstehen zu lassen, sind die Gründungsarbeiten sorgfältig nach Anweisung des Gutachters durchzuführen.

Entsprechend den vielfältigen Wechselbeziehungen zwischen Baugrund und Bau- werk ist das Gutachten nur in seiner Gesamtheit verbindlich. Änderungen in den Be- arbeitungsunterlagen und vom Gutachten abweichende Bauausführungen bedürfen deshalb stets der Überprüfung und der Zustimmung des Gutachters.

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Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH Beratende Ingenieure

Baugrundaufschlüsse basieren auch bei Einhaltung der nach den gültigen Vorschrif- ten vorgegebenen Rasterabstände zwangsläufig auf punktförmigen Aufschlüssen, so dass Abweichungen von den vorstehend beschriebenen Verhältnissen zwischen den Ansatzpunkten nicht völlig ausgeschlossen werden können. Die Ingenieurgesell- schaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH behält sich daher eine Überprüfung der Grün- dungssituation im Zuge einer förmlichen Abnahme der Aushub- und Gründungssoh- len (nach DIN 4 020 gefordert), gegebenenfalls auch ergänzende Ausführungshin- weise vor.

Wird im Zuge der Auskofferungsarbeiten ein anderer als im Gutachten dargestellter Aufbau des Untergrunds angetroffen, ist unser Büro unverzüglich zu benachrichtigen und durch den Gutachter eine Bestandsaufnahme vor Ort durchzuführen.

Das Baugrundgutachten gilt für das in Abschnitt 3 angegebene Objekt im Zusam- menhang mit den Projektdaten. Eine Übertragung der Untersuchungsergebnisse auf andere Projekte ist ohne Zustimmung des Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH nicht zulässig.

Für Rückfragen im Zusammenhang mit unseren Untersuchungen und der Erstellung dieses Gutachten stehen wir jederzeit zur Verfügung.

Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH

Dr.-Ing. Michael Beuße Ing. (B. Eng.) Lars Pahl

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Herr Simon Kollhoff, IDN GmbH, Oyten 1-fach digital als pdf 2 -fach in Berichtsform

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