Unterlage 10.1 Geotechnischer_Bericht_Cracau.pdf

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Ingenieurbüro Kashani

Tragwerksplanung: Hochbau / Tiefbau / Wasserbau / Sonderlösungen Spezialtiefbau Geotechnik: Gründungen / Altlasten / Abdichtungen / Tunnel- und Wasserbau / Kashani · Holzstraße 1 · D - 04509 Delitzsch Straßen- und Dammbau / Wasserhaltung

Holzstraße 1 · D - 04509 Delitzsch Tel: +49(0)17624388516 Fax: +49(0)32121391604 E-Mail: info@kashani-ingenieure.de Web: www.kashani-ingenieure.de

01.06.2020

Hochwasserschadensbeseitigung Elbdeich rechts MD-Cracau km 40,4 - 42,1

Geotechnischer Bericht

Bauherr: Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft Otto-von-Guericke-Str. 5 39104 Magdeburg

Aufsteller: Dipl.-Ing. (FH) M. Kashani

Bericht G256

Dipl.-Ing. (FH) M. Kashani

Ingenieurbüro Kashani Dipl.-Ing.(FH) M. Kashani – Holzstraße 1· D - 04409 Delitzsch Tel: +49(0)17624388516 – Fax: +49(0)32121391604 Hypovereinsbank – Konto 15355700 – BLZ 86020086 IBAN: DE70860200860015355700 – BIC: HYVEDEMM495 Steuernummer: 237/237/01902

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Inhaltsverzeichnis Seite

1. Veranlassung 4

2. Unterlagen 5

3. Baugrunduntersuchung 6

3.1 Geologische Situation 6

3.2 Erkundung des Baugrundes 6

3.2.1 Geoelektrik 6

3.2.2 Geotechnische Felduntersuchungen 7

3.2.3 Geotechnische Laboruntersuchungen 8

3.3 Grundwassersituation 8

4. Baugrundverhältnisse 11

4.1 Schichtenmodell 11

4.2 Bodenkennwerte / Klassifikation 13

4.3 Homogenbereiche 23

5. Beurteilung der Baugrundverhältnisse 25

6. Bautechnische Hinweise 26

6.1 Deichbau 26

6.2 Ufermauer 27

6.3 Wiederverwendung Rückbaumaterial 29

6.4 Straßenbau / Arbeitsplanum 30

7. Baugrundrisiko 30

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Anlagenverzeichnis Seiten 1 Übersichtslageplan 1

2 Lageplan der Aufschlüsse, M 1:500 6

3 Bohrprofile / Rammdiagramme 118

4 Baugrundquerprofile 23

5 Baugrundlängsprofile 2

6 Laboruntersuchungen 6.1 Bestimmung des Wassergehaltes 2 6.2 Bestimmung des Glühverlustes 6 6.3 Bestimmung der Korngrößenverteilung 12 6.4 Bestimmung der Konsistenzgrenzen 7 6.5 Bestimmung der Beton- und Stahlaggressivität 10

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1. Veranlassung

Das Ingenieurbüro Kashani wurde durch den Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft beauftragt, für die geplante Hochwasserschadensbeseitigung "Elbdeich rechts MD-Cracau km 40,4 - 42,1" ein Konzept zur Baugrunduntersu- chung aufzustellen und einen geotechnischen Bericht zu erstellen. Das Bauvorha- ben ist nach DIN 1054 in die geotechnische Kategorie 2 einzustufen.

Der Bestand schließt, am Bauanfang, auf Höhe der Leuschnerstraße an den noch zu sanierenden Nachbarabschnitt "Prester". Dieser verläuft westlich von Cracau und wird bei Seestraße (km 41+057) noch ca. 132 m bis zum Hochufer fortgeführt. Im Westen befinden sich die Elbe und der Prester See. Nach einer Unterbrechung, bis ca. km 41+175 (Burchardstraße), wird der zu sanierende Bereich bis südöstlich der Anna-Ebert-Brücke gelegene Ufermauer, bei ca. km 42+125, geführt. Wasserseitig ist das Untersuchungsgebiet überwiegend als FFH-Gebiet deklariert. Landseitig liegt eine urbane Prägung, in Form von Gebäuden und Anlagen, vor.

Durch das Hochwasser von 2013 und zukünftige Prognosen wurden folgende Defi- zite festgestellt:  Unterschreitung der geforderten Deichhöhe  nicht DIN-gerechte Deichgeometrie  starke Setzungsschäden und Risse in der Asphaltbefestigung des Deichkro- nenweges

Aufgrund Belange des Naturschutzes sind zusätzliche Eingriffe im Bereich der was- serseitigen Böschung zu beschränken.

Gem. vorhandener Unterlagen wurde bereits 2003 eine konstruktive Ertüchtigung durch Einbau von Spundwänden (L601) mit Längen zwischen 4,7m und 6,2 m bis ca. km 41+050 ausgeführt. Leider fehlen hierzu fundierte Unterlagen. Ausgehend von Profil, Länge und Oberkante der Spundwände kann davon ausgegangen wer- den, dass die Bestandspundwände nicht die Standsicherheit des Deiches gewähr- leisten.

Die bevorzugte Sanierungsvariante sieht die Ausführung von konstruktiven Elemen- ten (Spundwände oder Bohrpfahlwände) vor. Hierdurch werden die mangelnden Platzverhältnisse ausgeglichen. Bereichsweise soll der Deichverteidigungsweg, bei Bedarf, mittels Winkelstützwänden abgefangen werden.

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2. Unterlagen

U 1.1 Lagepläne / Regelprofile, M 1:000/100, Stand Vorplanung/Entwurfsplanung, 12.08.2016, aufgestellt durch WSTC GmbH

U 1.2 Lage- und Höhenplan mit Eintragung der Spundwandachse, M 1:500, 22.01.2007, aufgestellt durch GEO-Metrik Ingenieurgesellschaft mbH Magdeburg

U 1.3 Längsschnitt bis km 41+135 mit Eintragung der Spundwände, M 1:000/100, 17.12.2003, aufgestellt durch ARGE Bauer Spezialtiefbau / Schachtbau Nordhau- sen GmbH

U 1.4 Mengentabelle Spundwände km 32+00 bis 39+00, Excel, zur Verfügung gestellt durch Bauer Spezialtiefbau GmbH

U 1.5 Bestandsunterlagen (Baugrundgutachten/Bestandsübersichtsplan/Schalplan Wider- lager Achse 10) Fußgängerbrücke Cracau Stadtpark Rotehorn bei ca. km 41+150, 1996, zur Verfügung gestellt durch Tiefbauamt Magdeburg

U 1.6 Planunterlagen (Baugrundgutachten/Bauwerkspläne) Ufermauer südöstlich der An- na-Ebert-Brücke, 2017/2018, zur Verfügung gestellt durch Auftraggeber

U 1.7 Ergebnisbericht Geoelektrische Erkundung, 11.09.2018, Aufgestellt durch Gesell- schaft für Geowissenschaftliche Dienste mbH

U 1.8 Bohr- und Rammsondierprotokolle, 10.12.2019, BGN Bohr- und Geotechnik Nowak GmbH

U 1.9 Ergebnisse geotechnische und chemische Laboruntersuchungen, (bis) 04.12.2019, aufgestellt durch DMT GmbH & Co. KG / Analysen Service GmbH

U 1.10 Auskunft zu Grundwasserverhältnissen, LHW Sachbereich Regionale Wasserbe- wirtschaftung, 07.08.2018

U 1.11 Geotechnischer Bericht Elbdeich rechts MD-Prester km 38,4 - 40,4, 11.02.2020, aufgestellt durch Ingenieurbüro Kashani

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3. Baugrunduntersuchung

3.1 Geologische Situation

Der Standort liegt direkt in der Flussaue der Elbe. Hier sind oberflächennah, neben Auffüllungen, hauptsächlich holozäne fluviatil sedimentierte Böden (Auelehm und Auesand) zu erwarten, die von mächtigen quartären Deckschichten (Sande und Kiese) unterlagert werden.

Im Liegenden der Quartärdecke können tertiäre Sande bzw. Kiese auftreten. Die Mächtigkeit dieser Horizonte schwankt im Gebiet stark. Unterhalb dieser Schichten sind mächtige triassische Formationen mit Ton-, Sand- und Schluffstein zu erwar- ten.

Eine Gefährdung durch untertägige Hohlraumbildung infolge Auslaugung / Karstbil- dung ist nicht zu erwarten. Der Standort gehört, gem. DIN EN 1998-1/NA, zu keiner Erdbebenzone.

3.2 Erkundung des Baugrundes

3.2.1 Geoelektrik

Zur Vorerkundung sowie der Optimierung und Extrapolation der Ergebnisse punktu- eller direkter Aufschlüsse wurden geoelektrische Messungen des Deiches, des Deichuntergrundes sowie des angrenzenden Deichvor- und –hinterlandes ausge- führt [U.1.7]. Aufgrund der bestehenden Spundwände, Zugänglichkeit, nahliegende Bebauung und z. T. hoher Wassersättigung konnten die Messungen nicht überall ausgeführt werden. Desweiteren sind hier mit Abweichungen in der Interpretation zu rechnen. Als Ergebnis liegen Vertikalschnitte des spezifischen elektrischen Wider- standes für 2 bis 4 deichparallele Messprofile bis in Tiefen von 6 bis 8 m unter GOK vor.

Es lässt sich anhand der Widerstandswerte erkennen, dass im südlichen Abschnitt große Bereiche des Deichkörpers aus gemischtkörnigem Material bestehen. Im Be- reich des wasserseitigen Deichfußes dominieren hier rollige Sedimente. Entlang der Deichkrone wurde eine Spundwand bis ca. km 41+040 nachgewiesen.

Im nördlichen Teil des Messgebietes besteht der Deichkörper bis etwa Deich-km 41+350 aus rolligem Material. Anschließend folgen etwa 400 m mit gemischtkörni- gem Material, wobei im Profilschnitt der Deichkrone eine bindige Zwischenschicht erkennbar ist. Im nördlichen sind im Deichkörper größtenteils söhlig gelagerte Se- dimente vorhanden. Der Bereich des Deichfußes auf der Wasserseite zeigt rollige Sedimente über den gesamten Abschnitt.

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Seite 7 Elbdeich rechts MD-Cracau

3.2.2 Geotechnische Felduntersuchungen

Im Bereich der Baumaßnahme wurden, ohne Berücksichtigung der Aufschlüsse bei km 40+395 [U 1.11], folgende Aufschlüsse nach DIN EN ISO 22475-1 und DIN EN ISO 22476-2 ausgeführt:

 4 Bohrungen  100 Bohrsondierungen/Kleinrammbohrungen  10 Schürfe  25 Schwere Rammsondierungen

Die Ansatzpunkte der Aufschlüsse wurden lagemäßig eingemessen. Die Lage der Aufschlüsse ist im Lageplan, Anlage 2, eingetragen. Die Schichtenprofile und die Rammdiagramme sind der Anlage 3 zu entnehmen.

Deichfüße Der Untergrund des wasserseitigen Deichfußes zeigt mehrere Wechsel zwischen sandigem, gemischtkörnigem und bindigem Material, wobei die Abschnitte mit san- digem und gemischtkörnigem Material deutlich überwiegen. Landseitig wurden, mit Ausnahme der Abschnitte zwischen 0+063 und 41+400 bindige Böden (Auelehm) durchgehend in Mächtigkeiten zwischen 0,2 und 1,9 m angetroffen. Die natürliche Bodenfolge ist durch die urbane Beeinflussung durch anthropogene Auffüllung teil- weise ersetzt worden.

Deich Die Asphaltdecke des Deichkronenweges wurde mit Mächtigkeiten zwischen 9 und 13 cm und der Unterbau der Oberflächenbefestigung mit 0,1 bis 0,5 m erkundet. Als Deichmaterial wurden hauptsächlich sandige und gemischtkörnige Böden verwen- det. Eine bindige Teilausbildung des Deiches liegen zwischen km 40+395 und 40+600 bzw. 41+450 und 41+900 vor. Landseitig liegen überwiegend Auffüllungen vor welche z. T. mit Fremdbeimengungen (Bauschutt) vermengt sind. Die meist ge- ringen Schlagzahlen der Rammsondierungen, im Bereich des Deiches, deuten da- rauf hin, dass hier keine bzw. nur eine geringe Verdichtung vorliegt.

Die Deichbasis wird z. T. von Auelehm/Auesand und z. T. von Flussanden und- Kiesen gebildet. Der Auelehm wurde überwiegend in weicher bis halbfester Konsis- tenz und untergeordnet in breiiger Konsistenz angetroffen. Der Auesand weist eine lockere bis mitteldichte Lagerung auf, wobei dicht gelagerte Abschnitte nicht auszu- schließen sind. Die quartären Flusssande und -kiese weisen im Hangenden eine lo- ckere bis mitteldichte Lagerung auf. Im Liegenden ist mit einer mitteldichten bis dichten Lagerung zu rechnen.

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3.2.3 Geotechnische Laboruntersuchungen

An allen Proben erfolgte neben der organoleptischen Ansprache durch einfache Handprüfungen die Einschätzung der Klassifikations- und Zustandskennzahlen nach DIN 18196 und DIN 4022/1. Zur Ergänzung dieser Ergebnisse wurden an aus- gewählten Proben zusätzliche Laboruntersuchungen durchgeführt. Insgesamt wur- den folgende Laboruntersuchungen ausgeführt:

 2x Bestimmung des Wassergehaltes nach DIN EN ISO 17892-1  6x Bestimmung des Glühverlustes nach DIN 18128  12x Bestimmung der Korngrößenverteilung nach DIN EN ISO 17892-4  7x Bestimmung der Konsistenzgrenzen nach DIN 18122

Die Ergebnisse der geotechnischen Laboruntersuchungen gehen aus den Anlagen 6.1 bis 6.4 hervor.

Die Ergebnisse der chemischen Untersuchungen werden in einem separaten Be- richt (Abfalltechnische Untersuchung) ausgewertet.

3.3 Grundwassersituation

Im Untersuchungsgebiet bilden die quartären Sande und Kiese den bestimmenden Grundwasserleiter. Es ist von einer Korrespondenz zwischen dem Grundwasser und der Wasserführung der Elbe auszugehen. Im Rahmen der Baugrunderkundung wurden folgende Grundwasserstände in Deichmitte erkundet:

Tabelle 1: Messungen des Grundwasserstandes

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1. nicht messbar

Aufgrund der geringen Durchlässigkeit der Deckschichten sowie verfestigte Sand- und Kiesschichten ist bei deren Vorhandensein von gespannten Grundwasserver- hältnissen und Schichtenwasserbildung auszugehen. So wurden in Bereich der Deichflanken bis ca. 2,0 m höhere Grundwasserstände eingemessen (siehe Anlage 4).

Die Nachfrage bei der Behörde [U.1.10] ergab, dass hier keine umfangreichen Grundwasserbeobachtungen und abgeleiteten Hydroisohypsenpläne vorliegen. Grundsätzlich ist von einem geringen GW-Fließgefälle in Richtung Elbe auszuge- hen.

Aufgrund der großen Ausdehnung des Bauwerkes und unter Beachtung der techni- schen Funktion des Deiches ist eine einheitliche Angabe der Grundwasserverhält- nisse nicht möglich. Generell kann davon ausgegangen werden, dass die erkunde- ten Grundwasserstände etwa den mittleren Grundwasserständen entsprechen. Im Hochwasserfall werden diese entsprechend bis GOK steigen. Für Standsicherheits- untersuchungen ist je nach Lastfall und Richtung, der maßgebende Wasserstand zu wählen.

Nach den Aufschlussergebnissen, Datentabelle der Grundwassermessstelle 38350112 und unter Berücksichtigung der Grundwasserschwankungen wurden fol- gende Wasserstände für den Deichstandort abgeleitet:

mittlerer Grundwasserstand: 42,3-43,3 m DHHN 92 / angetr. Grundwasserstand Höchstgrundwasserstand: entsprechend HQ / Geländeniveau Deichhinterland

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Die aus dem Bohrloch der Bohrungen BK 40+395/1 [U 1.11] und BK 42+075/1-A entnommene Wasserprobe wurde nach DIN 4030 auf Betonaggressivität unter- sucht. Danach ist das Grundwasser bei BK 40+395/1 aufgrund der erhöhten Sulfat- konzentration (334 mg/l) schwach betonangreifend (XA1). Bei Bohrung BK 42+075/1-A wurde keine Grenzüberschreitungen festgestellt, somit ist das Wasser als nicht betonangreifend einzustufen (XA0).

Weiterhin wurden die Wasserproben nach DIN 50929 zur Abschätzung der Korrosi- onswahrscheinlichkeit gegenüber Stahl untersucht. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse zusammengefasst. Das Prüfprotokoll der Wasseranalysen ist als Anlage 6.5 beigefügt.

Tabelle 2: Beurteilung der Korrosionswahrscheinlichkeit

UWB … Unterwasserbereich 1 … sehr gut bzw. sehr gering

WLG … Wasser/Luft-Grenze 2 … gut bzw. gering

MLK … Mulden- und Lochkorrosion 3 … befriedigend bzw. mittel

FK … Flächenkorrosion 4 … nicht ausreichend bzw. hoch

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4. Baugrundverhältnisse

4.1 Schichtenmodell

Anhand der Aufschlüsse und Erfahrungen können folgende Baugrundschichten (BGS) unterschieden werden:

Asphaltbefestigung (-) Wegbefestigung aus Asphalt, Dicke 9 bis 13 cm

Mutterboden (Mu) Schluff-Sand-Gemisch, z. T. mit Kiesanteilen, bereichsweise mit Wegeaufbau und Auffüllung vermengt, durchwurzelt, humos, erdfeucht, dunkelbraun bis schwarz- braun

Auffüllung (A) Sand und Kies, z. T. steinig, schwach humos, schwach tonig, schwach schluffig, Bauschuttreste (Beton, Ziegel, Schlacke, Schotter), als Wegaufbau und Boden mit Fremdbeimengung angetroffen, z. T. im Deichquerschnitt vorliegend, locker bis mit- teldicht gelagert, erdfeucht, braun, grau, rot

Deich, sandig (DS) Fein- bis Mittelsand, schwach schluffig bis schluffig, bereichsweise wechselnde Sand- und Schlufflagen, Kiesanteile, z. T. schwach humos, z. T. mit Bauschuttres- ten (Schicht A) vermengt, überwiegend locker gelagert, örtlich mitteldicht bis dicht gelagert, hellbraun bis dunkelbraun

Deich, gemischtkörnig (DG) Wechselnde Sand- und Schluffanteile, schwach tonig bis tonig, locker gelagert, ört- lich mitteldicht gelagert, leichte bis mittlere Plastizität, weich bis steif, steif bis halb- fest, hellbraun bis graubraun

Deich, bindig (DB) Ton und Schluff, schwach sandig bis sandig, schwach feinkiesig, leichte bis ausge- prägte Plastizität, weich bis steif, steif bis halbfest, braun bis dunkelbraun

Auelehm (AL) Schluff und Ton mit schwankenden Sandanteilen, schwach organisch bis organisch, leichte bis ausgeprägte Plastizität, überwiegend weich bis halbfest, untergeordnet weich bis breiig, hellbraun bis graubraun

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Seite 12 Elbdeich rechts MD-Cracau

Auesand (AS) Fein- und Mittelsand, schwach schluffig bis schluffig, schwach kiesig, locker bis mit- teldicht gelagert, hellbraun bis graubraun

Flusssand (FS) Mittelsand, fein- grobsandig, schwach schluffig, schwach kiesig bis kiesig, im Han- genden überwiegend locker bis mitteldicht gelagert, im liegenden mitteldicht bis sehr dicht gelagert, wasserführend, hellbraun bis rotbraun

Flusskies (FG) Fein- bis Mittelkies, Grobkiesanteile, sandig, z. T. Schlufflagen, locker bis sehr dicht gelagert, wasserführend, hellgrau bis hellbraun

Tertiärsand (TS) Feinsand, mittelsandig, schluffig bis stark schluffig, schwach organisch bis orga- nisch, kohliger Geruch, mitteldicht bis sehr dicht gelagert, dunkelgrün bis schwarz- grau

Idealisierte Baugrundquer- und Baugrundlängsschnitte sind als Anlagen 4 / 5 beige- fügt. Die Schichtgrenzen wurden anhand der Bohrprofile festgelegt, hierbei sind Abweichungen möglich.

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Seite 13 Elbdeich rechts MD-Cracau

4.2 Bodenkennwerte / Klassifikation

Die für die Maßnahme relevanten Böden werden, anhand der Laborergebnisse, Feldansprachen und Erfahrungswerten, klassifiziert. Desweiteren erfolgt die Festle- gung von charakteristischen Bodenkennwerte für erdstatische Berechnungen.

Schicht Mu Mutterboden

Bodengruppe DIN 18196 OH / OU humose Sande / org. Schluffe

Bodenklasse DIN 18300 (alt)

bis 0,3 m u.GOK 1 Oberboden

0,3 m u.GOK 3/4 leicht bis mittelschwer lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G4 bindige Böden

Frostempfindlichkeit ZTVE F2/3 mittel bis sehr frostempfindlich

Wichte  18,0/8,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  25,0° k´

Kohäsion c 0 bis 5,0 kN/m² k´

Steifemodul E 2,0 bis 4,0 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 10-4 bis 10-6 m/s f

Körnungsband:

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Seite 14 Elbdeich rechts MD-Cracau

Schicht A Auffüllung

Bodengruppe DIN 18196 [SU / SW] schwach schluffige / weitgestufte Sande

[GU / GW] schwach schluffige / weitgestufte Kiese

[GE / GI] eng gestufte / intermittierend ge- stufte Kiese

Bodenklasse DIN 18300 (alt) 3/5 leicht / mittelschwer lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G1/2 nicht bindige / schwach bindige Böden

Frostempfindlichkeit ZTVE F1/2 nicht bis mittel frostempfindlich

Wichte  21,0/11,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  32,5° k´

Kohäsion c 0 k´

Steifemodul E 10 bis 15 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 10-3 bis 5x10-5 m/s f

Körnungsband:

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Seite 15 Elbdeich rechts MD-Cracau

Schicht DS Deich, sandig

Bodengruppe DIN 18196 [SU / SE] schwach schluffige / eng gestufte Sande

[SI / SU*] intermittierend gestufte Sande / untergeordnet stark schluffige Sande

[SW] weit gestufte Sande

Bodenklasse DIN 18300 (alt) 3/4 leicht bis mittelschwer lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G1/2/3 nicht bindige / schwach bindige Böden /untergeordnet bindige Mischböden

Frostempfindlichkeit ZTVE F1/2/3 nicht bis mittel frostempfindlich, untergeordnet stark frostempfind- lich

Wichte  19,0/9,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  30,0° k´

Kohäsion c 0 k´

Steifemodul E 10 bis 15 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 5x10-4 bis 5x10-6 m/s f

Körnungsband:

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Seite 16 Elbdeich rechts MD-Cracau

Schicht DG Deich, gemischtkörnig

Bodengruppe DIN 18196 [SU / SU*] untergeordnet schwach schluffige / stark schluffige Sande

[TL / TM] leichte / mittelplastische Tone

[UL / UM] leichte / mittelplastische Schluffe

Bodenklasse DIN 18300 (alt) 4 mittelschwer lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G3/4 bindige Mischböden / bindige Bö- den

Frostempfindlichkeit ZTVE F3 stark frostempfindlich

Wichte  19,0/9,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  27,5° k´

Kohäsion c 5,0 bis 10,0 kN/m² k´

Kohäsion, undräniert c 15,0 bis 40,0 kN/m² u

Steifemodul E 8,0 bis 15 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 5x10-6 bis 5x10-8 m/s f

Körnungsband:

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Seite 17 Elbdeich rechts MD-Cracau

Schicht DB Deich, bindig

Bodengruppe DIN 18196 [TL / TM] leichte / mittel plastische Tone

[TA] ausgeprägt plastische Tone

[UL] / [UM] leichte / mittel plastische Schluffe

Bodenklasse DIN 18300 (alt) 4/5 mittelschwer / schwer lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G3/4 bindige Mischböden / bindige Bö- den

Frostempfindlichkeit ZTVE F3 stark frostempfindlich

Wichte  20,0/10,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  25,0° k´

Kohäsion c 8,0 bis 12,0 kN/m² k´

Kohäsion, undräniert c 20,0 bis 60,0 kN/m² u

Steifemodul E 8 bis 12 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 10-7 bis 10-9 m/s f

Körnungsband:

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Seite 18 Elbdeich rechts MD-Cracau

Schicht AL Auelehm

Bodengruppe DIN 18196 TL / TM / TA leicht / mittel / ausgeprägt plasti- sche Tone

UL / UM leicht / mittel plastische Schluffe

OT / OU organische Tone / Schluffe

SU* / ST* stark schluffige / tonige Sande

Bodenklasse DIN 18300 (alt) 2/4/5 fließend / mittelschwer bis schwer lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G3/4 bindige Mischböden / bindige Bö- den

Frostempfindlichkeit ZTVE F3 stark frostempfindlich

Wichte  20,0/10,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  25,0° k´

Kohäsion c 10,0 kN/m² k´

bei Ic ≤ 0,5 c 3,0 kN/m² k´

Kohäsion, undräniert c 20,0 bis 40,0 kN/m² u

bei Ic ≤ 0,5 c 10 bis 30 kN/m² u

Steifemodul E 5,0 bis 10,0 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 10-7 bis 10-9 m/s f

Körnungsband:

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Seite 19 Elbdeich rechts MD-Cracau

Schicht AS Auesand

Bodengruppe DIN 18196 SU / SU* schwach schluffige / untergeord- net stark schluffige Sande

Bodengruppe DIN 18196 SI / SE intermittierend gestufte / eng ge- stufte Sande

Bodenklasse DIN 18300 (alt) 3/4 leicht bis mittelschwer lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G1/2/3 nicht bindige / schwach bindige Böden /untergeordnet bindige Mischböden

Frostempfindlichkeit ZTVE F1/2/ nicht bis mittel frostempfindlich, untergeordnet stark frostempfind- lich

Wichte  19,0/9,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  30,0° k´

Kohäsion c 0 k´

Steifemodul E 10 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 10-4 bis 10-5 m/s f

Körnungsband:

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Seite 20 Elbdeich rechts MD-Cracau

Schicht FS Flusssand

Bodengruppe DIN 18196 SE/SI eng/intermittierend gestufte Sande

SU schwach schluffige Sande

Bodenklasse DIN 18300 (alt) 3 leicht lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G1/2 nicht bindige / schwach bindige Böden

Frostempfindlichkeit ZTVE F1/2 nicht bis gering frostempfindlich

Wichte  18,0/9,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  32,5° k´

Kohäsion c 0 k´

Steifemodul E 20 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 5x10-4 bis 5x10-5 m/s f

Körnungsband:

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Seite 21 Elbdeich rechts MD-Cracau

Schicht FG Flusskies

Bodengruppe DIN 18196 GW/GI weit/intermittierend gestufte Kiese

GU untergeordnet schwach schluffige Kiese

Bodenklasse DIN 18300 (alt) 3 leicht lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G1/2 nicht/schwach bindige Böden

Frostempfindlichkeit ZTVE F1/2 nicht bis gering frostempfindlich

Wichte  20,0/10,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  35° k´

Kohäsion c 0 k´

Steifemodul E 30 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 10-3 bis 5x10-5 m/s f

Körnungsband:

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Seite 22 Elbdeich rechts MD-Cracau

Schicht TS Tertiärsand

Bodengruppe DIN 18196 SU / SU* schwach schluffige / stark schluffi- ge Sande

SE eng gestufte Sande

OU untergeordnet organische Schluffe

Bodenklasse DIN 18300 (alt) 3/4 leicht bis mittelschwer lösbar

Bodengruppe ATV A 127 G2/3/4 schwach bindige Böden bis bindi- ge Böden

Frostempfindlichkeit ZTVE F2/3 mittel bis stark frostempfindlich

Wichte  21,0/11,0 kN/m³ k

Reibungswinkel  30 kN/m² k´

Kohäsion c 2 kN/m² k´

Steifemodul E 40 MN/m² S,k

Durchlässigkeit k 10-4 bis 10-6 m/s f

Körnungsband:

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Seite 23 Elbdeich rechts MD-Cracau

4.3 Homogenbereiche

Gemäß VOB Teil C sind die Baugrundschichten anhand der Eigenschaften für un- terschiedliche Gewerke in Homogenbereiche zusammenzufassen. Nachfolgend er- folgt die Einteilung in Homogenbereiche, hinsichtlich der vermuteten Technologie, für die Bauausführung:

Tabelle 3: Übersicht der Homogenbereiche

Für die empfohlenen Homogenbereiche werden die zugehörigen Parameter sowie deren Bandbreiten in der nachfolgenden Tabelle auf Basis der Untersuchungser- gebnisse und von Erfahrungswerten abgeschätzt:

Tabelle 4: Baugrundeigenschaften Homogenbereiche

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Seite 24 Elbdeich rechts MD-Cracau

Körnungsband H1

Körnungsband H2

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Seite 25 Elbdeich rechts MD-Cracau

Körnungsband H3

Körnungsband H4

5. Beurteilung der Baugrundverhältnisse

Deich Nach den Erkundungsergebnissen besteht der Deich, mit Ausnahme der Abschnitte (Teilquerschnitte) zwischen km 40+395 und 40+600 bzw. 41+450 und 41+900 aus sandigen und gemischtkörnigen Böden. Unter Berücksichtigung der erkundeten Schichteigenschaften und deren Verteilung kann davon ausgegangen werden, dass die Deichbaustoffe keine ausreichende Dichtungsbarriere beim Hochwasser darstel- len. Desweiteren weist der Deichquerschnitt Setzungen und Sackungen auf, welche auf eine geringe Verdichtung hindeuten. Hierdurch werden Durchsickerungen (Pi- pings) und Standsicherheitsdefizite beim Wassereinstau und bei der Wiederabsen- kung begünstigt. Es kann unterstellt werden, dass der Bestandsdeich, über die ge- samte Länge, die baustofflichen Erfordernisse hinsichtlich Bodeneigenschaften und geometrischer Ausbildung nicht aufweist.

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Untergrund Es kann davon ausgegangen werden, dass der anstehende Deckstauer aus Aue- lehm (AL) im Bereich der Deichaufstandsfläche des Bestandes bereits konsolidiert ist. Der Auelehm liegt jedoch nicht flächenhaft vor. Es ist daher mit Qualmwasserbil- dungen zu rechnen. Bei Fehlen bzw. zu geringen Tiefen einer Innendichtung kön- nen sogar Unterströmungen nicht ausgeschlossen werden. Nach Rücksprache mit den Anwohnern wurden nach dem Hochwasser von 2013 großflächige Qualmwas- serbildungen beobachtet. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass das Risiko von Wasseraufbrüchen, im Hinterland, nur mit erheblichem Aufwand reduziert wer- den kann (tiefreichende Innendichtungen + Flächendrainagen).

Alle weiteren liegenden Schichten (AS, FS, FG, TS) zeigen eine ausreichende Trag- fähigkeit für die Baumaßnahme.

6. Bautechnische Hinweise

6.1 Deichbau

Eine erdbautechnische Sanierung ist bisher nicht vorgesehen. Falls eine teilweise DIN-gerechte Sanierung trotzdem ausgeführt wird, wird folgende Vorgehensweise empfohlen:  Oberbodenabtrag  Beim Antreffen breiiger und weicher Schichten in der Deichaufstandsfläche und im Deich infolge Querschnittserweiterungen, sind diese einem Boden- austausch zu unterziehen. Nach den Baugrundergebnissen ist mit einer wechselnden Konsistenz des Auelehms zu rechnen, so dass eine Abgren- zung dieser Schicht aufgrund der lokalen Schwankungen und stichprobenar- tiger Aufschlüsse nicht möglich ist. Als Bodenaustausch (unter GOK) ist ein verdichtungsfähiger Boden der Bodengruppe GU* (> 35% Feinkornanteil < 0,06mm) oder TL / TM einzusetzen. Der Bodenaustausch sollte einen k- f Wert < 5x10-7 m/s aufweisen. Es ist über die gesamte Mächtigkeit des Bo- denaustausches ein Verdichtungsgrad von D  98 % der einfachen Proc- Pr tordichte nachzuweisen.  Abtreppung Bestandsdeich, intensive Verdichtung des Bestandes, Aufbau wasserseitige Dichtung und Erweiterung Stützkörper.  Einbau Auflastfilter zum Schutz des wasserseitigen Deichfußes gegen hyd- raulischen Grundbruch und zur Herstellung des Deichverteidigungsweges. Der Filterkörper sollte möglichst frei von Schlämmkornfraktionen sein. Zur Vermeidung einer Infiltration und Suffusion sollte das Material filterstabil sein oder mit Geotextil ummantelt werden Genauere Materialangaben können anhand der Sickerlinienbestimmung und Stand- sicherheitsuntersuchungen festgelegt werden.

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6.2 Ufermauer

Gemäß Vorplanung ist aufgrund von geringen Platzverhältnissen, die Ausführung einer Ufermauer vorgesehen, wobei der landseitige Geländesprung, Bei Bedarf, durch eine Winkelstützwand abgefangen wird.

Bild 1: Herstellung Ufermauer [1.1]

Im Bereich der Gründung der Winkelstützwand sind breiige und weiche Schichten auszutauschen. Es ist über die gesamte Mächtigkeit des Bodenaustausches und Hinterfüllung ein Verdichtungsgrad von D  98 % der einfachen Proctordichte Pr nachzuweisen.

Bei einer Ausführung der Ufermauer als aufgelöste Bohrpfahlwand mit aufgesetztem Kopfbalken können für die Bemessung der Pfähle folgender Pfahlspitzenwiderstand q und Mantelreibung q zum Ansatz gebracht werden. b,k s,k

Baugrundschicht FS/FG, locker bis mitteldicht q = 40 kN/m² s,k q = 440 kN/m² (s/D = 0,02) / 560 kN/m² (s/D = 0,03) / 1.280 kN/m² (s/D = 0,1) b,k

Baugrundschicht FS/FG/TS mitteldicht bis sehr dicht gelagert q = 60 kN/m² s,k q = 800 kN/m² (s/D = 0,02) / 1.050 kN/m² (s/D = 0,03) / 2.300 kN/m² (s/D = 0,1) b,k

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Die Bohrungen sind unter Wasserauflast herzustellen. Da Bohrungen erschütte- rungsarm sind, kann eine Beeinflussung der Nachbarbebauung ausgeschlossen werden.

Für den Vertikalkraftnachweis der Spundwände können folgende Spitzenwiderstand q und Mantelreibung q zum Ansatz gebracht. Werden die Spundwände einge- b,k s,k rüttelt bzw. einvibriert sind die Werte auf 75% abzumindern.

Baugrundschicht FS/FG, locker bis mitteldicht q = 10 kN/m² s,k q = 1 MN/m² b,k

Baugrundschicht FS/FG/TS mitteldicht bis sehr dicht gelagert q = 20 kN/m² s,k q = 7,5 MN/m² b,k

Bei einer Ausführung der Ufermauer aus Spundwänden, sind diese durch resonanz- freie Hochfrequenzrüttler und unter Schwingungsbegleitmessungen einzubringen. Um eine Anregung des Bestandes auszuschließen, ist das Raster von Auflocke- rungsbohrungen und die Gerätekonfiguration ständig anzupassen. Ein weiteres Problem bei Einbau von Spundwänden sind Nachverdichtungseffekte, welche durch die Schwingungen verursacht werden. Nach DIN 4150-3 sollten in wassergesättig- ten nicht bindigen Böden, zwischen Erschütterungsquelle und Gebäudefundament, ein Winkel von 45° zur Vertikalen eingehalten werden.

Bild 2: Abstände Gebäude/SPW, DIN 4150-3

Für die gebäudenahen Abschnitten sollte die Möglichkeit der Umstellung auf Press- verfahren vorgesehen werden. Die Gerätschaften (Pressgerät / Einbringhilfen) hier- für sollten hinsichtlich Spundwandlängen und anstehenden Böden abgestimmt wer- den.

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Bei großen Spundwandlängen sind diese, zur Vermeidung von Grundwasserrück- stau, gefenstert auszuführen.

Etwa bei km 41+150 nähert sich die HWS-Wand der bestehenden Fußgängerbrü- cke. Der betroffene Widerlager verfügt über eine Tiefgründung. In den Planungsun- terlagen werden Ortbeton-Rammrohrpfähle sowie Stahlbeton-Fertigrammpfähle an- gegeben.

Bild 3: Teilauszug Widerlager Achse 10 [U 1.5]

Generell können Erschütterungen eine tragfähigkeitsreduzierende Wirkung auf eine Tiefgründung haben. Es wird empfohlen im Einflussbereich des Bauwerkes Press- verfahren für den Einbau von Spundwänden anzuwenden.

Anschlüsse an Bestand (Ufermauer südöstlich der Anna-Ebert-Brücke) können je nach örtliche Verhältnisse durch Offenlegung und Einbau von Dichtungen bzw. dich- tende Materialien andernfalls durch Düsenstrahlplombe erfolgen.

6.3 Wiederverwendung Rückbaumaterial

Generell sind die Aushubmassen je nach Beschaffenheit zu separieren. Im Rahmen der Standsicherheitsuntersuchungen erfolgt eine detaillierte Materialangabe. So können die Aushubmassen bei entsprechende Eignung wieder verwendet werden.

Die Eignung der Baustoffe ist nach der Gewinnung durch einen geotechnischen Sachverständigen zu bestätigen. Hierzu sind die erforderlichen Laboruntersuchun- gen (Bestimmung der Korngrößenverteilung, der Wasserdurchlässigkeit usw.) durchzuführen.

Für eine erste Orientierung wird eine Verwendung wie folgt empfohlen:

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Mutterboden (Mu) Der Mutterboden kann zur Wiederandeckung verwendet werden. Im Bereich von Fußfiltern und Gräben sind diese mit Stützkorn (Sand/Kies), zur Erhöhung der Durchlässigkeit, zu mischen.

Altdeichmaterial (A, DS, DG, DB) A/DS: wasserseitige/landseitige Böschung (Bei Ufermauer) Hinterfüllung Winkelstützwand

DG: wasserseitige/landseitige Böschung (Bei Ufermauer) Hinterfüllung Winkelstützwand Stützkörper bei Deichbau (siehe Standsicherheitsuntersuchung) nur bei mind. steifer Konsistenz (I > 0,75), Materialvorgaben der c Standsicherheitsuntersuchung beachten

DB: wasserseitige/landseitige Böschung (Bei Ufermauer) Hinterfüllung Winkelstützwand Stützkörper bei Deichbau (siehe Standsicherheitsuntersuchung) nur bei mind. steifer Konsistenz (I > 0,75), ohne TA Böden, Materi- c alvorgaben der Standsicherheitsuntersuchung beachten

Auelehm (AL) AL: nicht geeignet

Bei Wiederverwendung von Erdstoffen sind zusätzlich die abfalltechnischen Anfor- derungen (separater Bericht) zu beachten.

6.4 Straßenbau / Arbeitsplanum

Sofern das Planum der Wege und Arbeitsebenen direkt auf anstehenden Böden ausgebildet werden, so ist nichtbindiges Planum intensiv nachzuverdichten. Beim Antreffen bindiger Böden wird eine Planumsverbesserung durch 40 cm Bodenaus- tausch empfohlen. Weiche und breiige Schichten sind auszutauschen

7. Baugrundrisiko

Die durchgeführten Baugrunduntersuchungen geben lediglich einen stichprobenar- tigen Einblick in die geologische Situation im Untersuchungsgebiet. Abweichungen hinsichtlich Baugrundeigenschaften können nicht ausgeschlossen werden.

Für die Aushub- und Gründungssohle ist gemäß DIN 1054 eine Abnahme durch den geotechnischen Sachverständigen erforderlich.

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Projekt-Nr. Anlage: 5

Ingenieurbüro Kashani Projekt: HWSB Elbdeich rechts MD-Cracau km 40+400 - 42+100 - idealisiertes Baugrundprofil von km 40+395 bis km 0+350

MdL: 1:1000, MdH 1:100 S 256 Seite: 1

m DHHN 92

48,0

46,0

44,0

42,0

40,0

38,0

36,0

34,0

32,0

BS 40+900/3 DPH 40+900/1 BS 41+000/3 DPH 41+000/1 BS 41+050/2 DPH 41+050/1 BS 0+063/3 DPH 0+063/1 BS 0+132/2 DPH 0+132/1 48,36 m DHHN 0 92 5 10 15 20 48,50 m DHHN 0 92 5 10 15 20 48,27 m DHHN 0 92 5 10 15 20 48,27 m DHHN 0 92 5 10 15 20 48,46 m DHHN 0 92 5 10 15 20 4 B 8, S 09 0 m + D 3 H 5 H 0 N / 2 92 DPH 0+350/1 0 5 10 15 20 48,0

46,0

44,0

180

42,0 6,3 m 6,8 m 7,1 m 7,3 m

40,0 Legende 8,7 m 8,4 m Mutterboden 9,6 m Auffüllung 38,0 22 Deich - sandig 25 25 Deich - gemischtkörnig 21 24 24 22 Deich - bindig 25 26 35 26 27 27 35 Deich - sandig bis gemischtkörnig 27 25 30 36,0 2 2 3 6 2 3 7 2 2 2 1 2 2 2 8 1 Auelehm - Holozän 3 3 1 1 30 23 35 3 3 4 2 , , 0 0 3 4 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 2 1 5 1 3 8 0 0 0 3 1 2 0 0 0 0 0 5 3 5 5 5 2 2 2 2 3 3 3 2 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 3 2 6 8 1 5 3 9 6 2 1 8 1 0 2 9 2 6 4 5 6 5 2 2 3 2 3 3 2 2 2 3 3 3 3 2 2 3 3 3 3 3 3 4 5 8 0 6 0 0 3 1 4 0 0 0 2 6 9 7 3 5 6 5 8 0 A F T F e l l u u u r e s t s i s s ä s a k s rs n i a e a d n s n d - d - H - Q Q o u l u o a a z rt r ä ä t n ä r r 3 3 3 3 3 3 3 4 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 5 4 5 5 5 5 4 7 7 9 6 5 0 1 8 6 5 6 6 7 3 0 7 1 9 3 6 2 Ingenieurbüro Kashani Dipl.-Ing. (FH) M. Kashani Am Sportforum 3 D-04105 Leipzig Tel.: +49(0)17624388516 Fax: +49(0)32121391605 E-mail: info@kashani-ingenieure.de Web: www.kashani-ingenieure.de

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Projekt-Nr. Anlage: 5

Ingenieurbüro Kashani Projekt: HWSB Elbdeich rechts MD-Cracau km 40+400 - 42+100 - idealisiertes Baugrundprofil von km 0+350 bis km 42+125

MdL: 1:1000, MdH 1:100 S 256 Seite: 2

m DHHN 92

BS 0+350/2 0+350/1 BS 41+215/3 DPH 41+215/1 BS 41+300/3a DPH 41+300/1 BS 41+400/3 DPH 41+400/1 BS 41+450/1 BS 41+500/3 DPH 41+500/1 BS 41+600/3 DPH 41+600/1 BS 41+650/1 48,09 m DHHN 92 48,10 m DHHN 92 48,16 m DHHN 92 48,14 m DHHN 92 48,23 m DHHN 92 48,18 m DHHN 92 48,11 m DHHN 92 48,14 m DHHN 92 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 48,0

46,0

36

44,0

32

42,0

21

21 23 7,3 m 7,4 m

40,0 8,4 m 8,4 m 8,4 m 8,5 m

23 22

38,0

21 21 22 21

24 3 3 3 4 6 2 , , , 0 0 0 2 2 2 2 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 5 4 5 5 5 6 6 7 7 0 7 2 1 1 5 5 4 7 7 9 6 5 0 1 8 6 5 6 6 7 3 0 7 1 9 3 6 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 4 6 5 7 2 1 7 5 8 7 6 5 8 2 2 2 2 3 3 3 2 3 3 3 3 4 5 7 2 0 4 5 8 4 5 7 5 2 2 2 2 2 2 3 3 2 3 3 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 2 2 3 3 3 2 2 5 3 6 6 3 0 7 6 5 7 7 9 1 0 2 2 6 4 3 4 2 6 0 1 2 4 8 9 2 1 4 3 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 5 11 1 6 5 4 4 3 0 8 2 6 4 4 3 1 1 3 6 5 6 2 4 3 4 7 2 5 3 5 BS 41+650/1 BS 41+700/3 DPH 41+700/1 BS 41+800/3 DPH 41+800/1 BS 41+900/3 DPH 41+900/1 BS 42+000/3 DPH 42+000/1 BK 42+100/3 48,14 m DHHN 92 48,17 m DHHN 0 92 5 10 15 20 48,19 m DHHN 0 92 5 10 15 20 48,28 m DHHN 0 92 5 10 15 20 48,32 m DHHN 0 92 5 10 15 20 BK 42+075/1-A DPH 4 4 8 2 ,1 + 1 0 m 7 D 5 H /1 HN 92 4 B 7 S ,9 6 4 m 2 + DH 1 H 2 N 5 / 9 1 2 DPH 42+125/1 48,0 47,62 m DHHN 92 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20

25 46,0

21

22 32 23

40 44,0

21 23 24 24 26 42,0 22 2 2 1 2 22 2 3 1 8 2 2 2 2 2 2 5 4 1 6 3 7 6,3 m 3 3 4 5 5 4 4 3 0 1 4 6 5 3 7,0 m 7,4 m 2 2 2 5 1 1 7,6 m 7,6 m 7,7 m 7,0 m 3 3 3 4 2 6 8 4 7,3 m 51 40,0 3 2 8 6 8,4 m 21 23 21 21 21 23

21

38,0

32 70 94 100 36,0 2 4 2 2 1 2 3 4 2 2 2 3 4 5 7 1 1 1 2 0 6 4 1 00 Legende D M A e u u i f t c f t ü e h l r l - b u o n sa d g n e d n ig A F A l u u u e e s l s s e a s h n a m d n d - - H - H Q o o l l u o o a z z r ä ä t n ä n r 2 3 3 3 3 3 4 3 3 3 5 4 6 1 1 0 2 0 0 2 4 9 6 7 0 8 3 00 2 2 3 3 3 4 3 3 3 2 3 4 4 3 3 5 7 1 3 5 0 3 5 4 9 6 4 0 8 2 34,0 2 2 3 4 4 4 4 5 2 2 3 3 Deich - gemischtkörnig Flusskies - Quartär 4 4 4 1 21 23 38 23 25 45 28 26 50 27 37 Deich - bindig 70 26 44 78 28 33 91 30 3 2 3 9 Deich - vermutlich gemischtkörnig 3 3 5 6 29 35 29 32,0 Ingenieurbüro Kashani Dipl.-Ing. (FH) M. Kashani Am Sportforum 3 D-04105 Leipzig Tel.: +49(0)17624388516 Fax: +49(0)32121391605 E-mail: info@kashani-ingenieure.de Web: www.kashani-ingenieure.de

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