22.627 Erweiterung OBS Mitte GUA 29.11.2022.pdf

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Allgemeine Projektdaten:

Projekt Nr.: 22.627

Projekt: Erweiterung OBS Wilhelmshaven

Art der Ausarbeitung: Geotechnischer Bericht

Untersuchungsobjekt: Tom-Brook-Straße 15 Wilhelmshaven

Auftraggeber: GGS Wilhelmshaven

Bericht Nr.: 01

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augrund mmerland GmbH

Ingenieurbüro für Bodenmechanik, Erd- und Grundbau

1. Methodik

1.1 Bauvorhaben und Aufgabenstellung

Das geplante Baufeld liegt an der Tom-Brook-Straße Nr. 15 in Wilhelmshaven.

Für das Bauvorhaben wurden wir mit der Ausführung von geotechnischen Erkundungen beauftragt.

Wir wurden beauftragt eine Gründungsempfehlungen für die geplanten Erweiterungsbauten auszuarbeiten. Die Bauteile binden unmittelbar an einen Bestand an.

Angaben zur Gründung des Bestands liegen nicht vor.

1.2 Beschreibung der geplanten Baumaßnahme

Nach den uns zur Verfügung gestellten Unterlagen sollen zwei nicht unterkellerte Gebäudeteile errichtet werden. Detailangaben liegen der Berichterstellung nicht zu Grunde.

3. Erkundungsergebnisse, Geologie

Ausgehend von Geländeoberkante liegen bis in eine Tiefe zwischen t = 1,5 m und t = 3,0 m heterogene Auffüllungshorizonte vor. Diese bestehen aus organischen Böden, durchsetzt mit Bauschutt. Stellenweise liegt auch massiver Bauschutt und sogar Müll vor.

Unterlagernd folgt eine sedimentäre Weichschicht in Form von einem Klei, der sich aus Schluff mit wechselnden organischen, tonigen und feinsandigen Bestandteilen zusammensetzt.

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Die Konsistenz dieses bindigen Bodens ist mit steif und als weich einzustufen. Diese Schichten beinhalten zudem Torflagen.

Die durchgeführten Drucksondierungen weisen diese Weichschichten bis in eine Tiefe von rd. 12,0 m unter Geländeoberkante auf.

Unterlagernd folgen dann nichtbindige Sande, die eine mitteldichte und dichte Lagerungsdichte aufweisen.

Definition und Ausdehnung des vorliegenden Klei- und Torfbodens:

Als Klei bezeichnet man ein feines, marines Sediment, dessen Körnung bis in den tonigen Bereich reichen kann. Das Wort Klei stammt aus dem Mittelniederdeutschen und leitet sich von kleben ab.

An der Küste ist der Ursprung des Kleibodens die Sedimentation von Watt, in den Ästuaren (der Flut ausgesetzte Flussmündungen, und Flussbereiche) kann Klei auch durch Schlickfall und nachfolgende Entwässerung des Sediments entstehen. Hier wird er dann auch als Auelehm (Klei des Binnenlandes) gekennzeichnet. Der Boden setzt sich aus ca. 50 % Sand zusammen, die Bodenart ist demnach tonig bis schluffig. Darüber hinaus beinhalten diese Böden entstehungsgeschichtlich bedingt organische Beimengungen und Torf- /Schilflagen. Stark bindige Marschböden werden in Norddeutschland als Kleimarsch, Knickmarsch oder Dwogmarsch bezeichnet. In manchen Gegenden bezeichnet man auch bindige Böden anderer Herkunft als Klei. Dieser Boden ist u. a. auch ein wichtiger Rohstoff für den Küstenschutz und ist für den Bau von Deichen unentbehrlich. Die erkundete Baugrundschichtung ist kein lokal oder auf das Planungsgebiet beschränktes Vorkommnis.

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Die Ausdehnung der Kleiböden ist in Norddeutschland sehr groß und nicht unmittelbar auf die unmittelbare Küstennähe beschränkt.

Die Geologische Karte des LBEG Niedersachen verdeutlicht die definitive Ausdehnung dieser Böden.

(Die Ausdehnung setzt sich nach Schleswig-Holstein, die Niederlande usw. fort; die vorliegenden Karten beziehen sich nur auf Niedersachsen)

Das Bauvorhaben wird in die Geotechnische Kategorie GK 2 eingestuft.

Der Bemessungswasserstand ist auf Grundlage der bindigen Böden und der geografischen Lage mit Geländeoberkante anzusetzen.

Durch den Einbau von objektspezifischen Drainagen kann der Bemessungswasserstand bis 0,2 m über dem Rohrscheitel abgesenkt werden.

3.1 Ergebnisse der Chemischen Analytik.

Die Messwerte der entnommenen Wasserprobe liegen unterhalb der Grenzwerte für einen schwachen Betonangriff (< XA 1).

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Gemäß dem Probenahmeproto koll wurde die Mischprobe MP 1 zusammengestellt.

Nach der LAGA Mitteilung 20, TR- Boden ist dieser Boden mit dem Zuordnungswert > Z2 zu beurteilen. Das Material stellt somit einen gefährlichen und entsorgungspflichtigen Abfall dar.

Für die Entsorgung sind ergänzende Analysen gemäß Deponieverordnung erforderlich.

4. Gründungsbeurteilung

Ein vollständiger Bodenaustausch der setzungsrelevanten Schichten ist wirtschaftlich und technisch nicht realisierbar.

Bei einem teilweisen Bodenaustausch sind Setzungen zum Erhalt der Gebrauchstauglichkeit des Hochbauwerkes nicht zu gewährleisten.

Hierfür ist eine Tiefgründung auf Pfählen auszuführen.

Spurbildungen und Setzungen innerhalb des Oberbaus von Park- und Verkehrsflächen sind nicht gänzlich und nicht dauerhaft auszuschließen.

Beton- und Asphaltbefestigungen sind im Vergleich zu Pflasterbauweisen noch setzungsunempfindlicher.

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Die Baugrundschichtung wu rde nach den vorliegenden Bodenkennwerten des Geotechnischen Berichts angesetzt:

Grundsätzlich beinhalten die Bodenkennwerte Sicherheiten, welche u. a. auch auf die Erkundungsverfahren zurückzuführen sind. Bei den Erkundungen werden die Bodengefüge gestört. Durch Ramm- und Bohrvorgänge wird Porenwasser aktiviert. Bildlich dargestellt ist die Konsistenz der bindigen Böden im Liegenden um einiges positiver zu bewerten, als die geförderten Aufschlussproben.

4.1 Ver- und Entsorgungsleitungen

Die erforderlichen Ver- und Entsorgungsleitungen liegen vermutlich durchgängig innerhalb der anstehenden Kleiböden.

Das Gewicht eines verlegten Rohres (im gefüllten Zustand) weist in Bezug auf die verdrängte Bodenmasse nur das Mehrgewicht auf, welches das Eigengewicht des Rohres hervorruft.

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Der Anspruch an die zu verwende nden Materialien sollte daher bei einer „Flachgründung“ sein, ein möglichst geringes Eigengewicht aufzuweisen. Auf Betonschächte und Leitungen soll daher nicht zurückgegriffen werden. Anschlüsse und Übergänge sollen möglichst flexibel ausgestaltet werden.

Während der Bauarbeiten ist besondere Sorgfalt geboten. Die anstehenden Böden dürfen durch die Arbeiten nicht aufgeweicht werden.

Abhängig der Witterungsverhältnisse und Tiefenlage wird eine temporäre Bauwasserhaltung erforderlich. Diese kann als offene Haltung oder mittels Drainagen erfolgen, die innerhalb bindiger Schichten verfiltert (Verfüllung mit Kies) werden müssen.

Die DIN 1610 enthält Mindestgrabenbreiten, die als Mindestarbeitsraum einzuhalten sind. Diese Mindestbreiten berücksichtigen nicht die erforderlichen Verdichtungsarbeiten. Wenn eine Bodenverdichtung innerhalb der Leitungszone vorgesehen ist und maschinelle Geräte eingesetzt werden, ist ein Mindestarbeitsraum von 0,4 m, besser 0,5 m empfehlenswert. Mindestdicken von Bettungsschichten und die an die Schüttgüter gestellten Anforderungen können u. a. der DIN EN 1610 entnommen werden.

Bei einem Bodenaustausch ist auch hier ein Lastausbreitungswinkel von 45° einzuhalten.

Nach DIN EN 1610 muss, in Übereinstimmung mit dem Rohrberechnungsverfahren nach DIN EN 1295-1, die Verdichtung der Bettung und der Seitenverfüllung (Leitungszone) eingehalten werden. Die obere Begrenzung der Leitungszone ist i. d. R. mit 150 mm über dem Rohrschaft, bzw. 100 mm über Rohrverbindungen angegeben. Bei dem Einbau der Abdeckung und der darüber liegenden Bodenschichten ist

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sicherzustellen, dass dem Rohr du rch das Einfüllen und Verdichten kein Schaden zugefügt werden kann. Als Baustoffe sind Materialien zu verwenden, die den Planungsanforderungen in vollem Umfang gerecht werden.

Unterhalb der Rohre ist ein Lastverteilungspolster aus einem Sand oder einem Sand- Kies- Gemisch anzuordnen (d > 0,2 m).

Alternativ können auch Sandmatten verwendet werden. Die Rohrgrabenverfüllung ist anschließend fachgerecht bis zur Unterkante der Schotterschicht vorzunehmen.

Unterhalb von Schachtbauwerken ist ein Lastverteilungspolster analog zu den Rohren anzuordnen. Ersatzweise kann auch eine Magerbetonschicht erstellt werden.

Ortsüblich wird bei „größeren“ Schächten auf Holzpfähle zurückgegriffen, die unterhalb der Schächte eingedrückt/eingerammt werden. Durch die Mantelreibung werden die Lasten dann in den Baugrund abgeleitet. Diese Ausführung ist grundsätzlich rechnerisch nicht anhand der gültigen Normung nachweisbar, aber altbewährt.

4.3 Erdarbeiten

Die Auskofferungsebenen und der Austauschkörper sind vor dem Fortführen der Arbeiten durch einen Baugrundgutachter oder einen fachkundigen Vertreter des Bauherrn abzunehmen.

Der Baugrund ist vor Einflüssen, die zu einer Verringerung seiner Tragfähigkeit führen, zu schützen. Die anstehenden Böden dürfen nicht aufgeweicht werden. Ansonsten sind sie entsprechend auszutauschen.

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Die Aushubarbeiten dürfen dahe r nur im Vor- Kopf- Verfahren mit einer Baggerschaufel mit Schneide durchgeführt werden. Die Aushubebene darf nicht unmittelbar befahren werden. Sie ist unmittelbar abzudecken.

Für die zur Anwendung kommenden Baustoffe ist ein entsprechender Eignungsnachweis zu erbringen. Außerdem ist die umwelttechnische Verwertbarkeit gemäß LAGA (Mitteilung 20) nachzuweisen, beziehungsweise von der zuständigen Behörde bestätigen zu lassen. Vegetationsschichten (Mutterboden) können bauseits gelagert und anschließend in Grünanlagen verwertet werden.

Die anstehenden Kleiböden, die dauerhaft wassergesättigt sind (Tiefe > 0,8 m unter Geländeoberkante) können bei einem Aushub versauern (vgl. Geofakten 25, potentiell sulfatsaure Böden). Hierzu wären ergänzende Analysen erforderlich. Oberhalb des Wasserspiegels ist dieses Potential nicht gegeben.

Baugruben können durch Böschungen mit einem Winkel von 45° gesichert werden.

Austauschböden sind mit einem Lastausstrahlungswinkel von 45° auszuführen.

Wir empfehlen den Einbau einer Planumsdrainage zur Fangung von Stau- und Schichtenwasser.

5. Gründungsbemessung

Aufgrund der organischen Weichschichten und der Torfe stellt die gebotene Gründungsvariante eine Tiefgründung auf Pfählen dar.

Es können hier grundsätzlich Rammpfähle oder Bohrpfähle verwendet werden. Bei Rammpfählen sind Erschütterungen zu erwarten. Durch

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diese können Gebäude ohne Tiefgründung nachteilig beeinflusst werden.

Die Pfahlabsetzeben liegt bei t = 14 m unter Geländeoberkante.

Bei klassischen Holzrammpfählen mit Betonaufsatz ist der Bemessungswert des charakteristischen Pfahlwiderstands auf rd. 280 kN zu begrenzen.

Bei Stahlbetonrammpfählen 29 / 29 liegt dieser Wert bei rd. 400 kN.

Der Nachweis der äußeren Pfahltragfähigkeit ist auf Grundlage der o. a. bodenmechanischen Kennwerte zu führen. Daraus ergeben sich dann entsprechend auch die zulässigen Pfahllasten des definierten Pfahlsystems und deren Abmessungen.

Aufgrund der Vorbelastung des Geländes, und unter der Annahme, dass keine weitere Auffüllung zur Geländeerhöhung erfolgen soll, ist eine negative Mantelreibung zu vernachlässigen.

Gemäß gültiger Normung ist bei der Herstellung von Pfählen unter anderem eine Mindestlänge von l = 5 m, eine Mindesteinbindetiefe in tragfähige Böden, kein Wechsel zwischen bindigen und nicht bindigen Böden im Einflussbereich des Spitzendrucks, usw., einzuhalten.

Die anstehenden Weichschichten liefern keine maßgebliche seitliche Bettung. Horizontalbeanspruchungen können entsprechend nicht maßgeblich aufgenommen werden. Hier sind dann entsprechende Aussteifungen oder Schrägpfähle vorzusehen.

Bei der Planung und Ausführung der Pfahlgründung sind die Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Pfähle“ zu beachten.

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Eventuell erforderlich werdend e Anpassungen an die örtlichen Baugrundverhältnisse sind nicht auszuschließen und sollten Beachtung finden.

Entsprechend muss die erreichte Einbindetiefe anhand der Pfahlherstellungsprotokolle nachgewiesen werden.

Die Herstellungsgeräte benötigen eine ausreichend standsichere Arbeitsebene. Dies ist vor Auftragsvergabe abzustimmen.

Bei Ortbetonpfählen kann es durch die Herstellungsverfahren, der Arbeitsweise und den vorliegenden Böden zu Mehrmengen des Betonverbrauchs kommen. Hierfür sollten im Vorfeld entsprechende Vereinbarungen getroffen werden.

6. Sonstige Hinweise und Empfehlungen

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei der Baugrunderkundung nur um punktuelle Aufschlüsse handelt. Abweichungen von den beschriebenen Baugrundverhältnissen sind daher generell möglich.

Aufschlüsse und Erkundungen treffen grundsätzlich eine exakte Aussage der Bodenschichten für den jeweiligen Untersuchungspunkt. Die Sicherheit der Aussagen nimmt mit dem Untersuchungsumfang zu. Die Wahrscheinlichkeit nimmt mit der Wechselhaftigkeit der Baugrundschichtung ab. Es verbleibt ein gewisses Restrisiko. Dieses Baugrundrisiko kann trotz bestmöglicher und normenkonformer Untersuchungen unvorhersehbare Erschwernisse hervorrufen. Das Baugrundrisiko implementiert auch unerwartet anzutreffende Fundamentreste, Pfähle, Stollen, Reste früherer Kulturen, Tanks,

Leitungen oder mit bodenfremden Stoffen behaftete Bodenbereiche. Die geotechnischen Erkundungen und deren Auswertung dienen der

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Einschränkung des Baugrundrisiko s mit Blick auf die Aufgabenstellung des Projektes.

Die zugrunde gelegten Bemessungswerte sind entsprechend zu prüfen und anzupassen.

Die Berechnungen und Angaben sind ausgehend von OK- Gelände.

Es gelten nur die zum Zeitpunkt der Gutachtenerstellung gültigen Normen und Richtlinien. Bei Planungsänderungen, abweichenden Baugrundverhältnissen oder Auffälligkeiten im Zuge der Erd- und Gründungsarbeiten, sind wir umgehend zu informieren.

Der Geotechnische Bericht bezieht sich ausschließlich auf den Auftragsgegenstand. Er ist nur zusammenhängend inklusive der Anlagen zu verwenden. Eine auszugsweise Bearbeitung und / oder Weitergabe sind nicht statthaft. Die Veröffentlichung bedarf der Zustimmung des Unterzeichners.

Für Rückfragen stehen wir gerne zur Verfügung.

Dipl.-Ing. (FH) N. Jongebloed Saterland, den 29.11.2022

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