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Dimensionierung einer Grundwasserabsenkungsanlage
Bauvorhaben: Neubau Eisenbahnüberführung (EÜ) Bahnhofstraße in Bönen
Bauherr: DB InfraGO AG Unionstr. 5 59067 Hamm
Bauort: 59199 Bönen Bahnhofstraße
Auftraggeber: DB InfraGO AG Unionstr. 5 59067 Hamm
Aufsteller: GEOlogik Wilbers & Oeder GmbH
Feldstiege 98 48161 Münster
Telefon: 02533 93433-0 Telefax: 02533 93433-90 Web: www.geologik.de
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Projekt : 24-5284 [24.01.2025 - 14:43:45] ProAqua 4.4
Dokument : P:..\DE9R81R\VLPQUSV.pad
Inhaltsverzeichnis 1 Berechnungsgrundlagen 1.1 Allgemeines 1.2 Berechnungsverfahren 1.3 Höhensystem 2 Hydrogeologische Verhältnisse 2.1 Angaben zu den k-Werten 3 Brunnenanlage 4 Baugrube und Brunnenanordnung 5 Festlegung der Bemessungswassermenge 5.1 Zuschläge zum Wasserandrang 6 Darstellung des Absenktrichters im Beharrungszustand 7 Entspannungstiefe entlang von Schnittlinien 8 Entspannung in den Dimensionierungspunkten 9 Wasserstand in den Brunnen
1 Berechnungsgrundlagen 1.1 Allgemeines Der folgenden Berechnung liegen zugrunde:
- W. Herth, E. Arndts, Theorie und Praxis der Grundwasserabsenkung, Berlin 1994
- Baugrundgutachten vom 05.November 2024 (Grundbauinstitut Biedenbach).
- Zeichnungen des Auftraggebers (Vorabzüge der w + b ingenieure gmbh)
1.2 Berechnungsverfahren Grundlage der folgenden hydraulischen Nachweise sind die klassischen Brunnenformeln von Dupuit und Thiem. Die Berechnungen unterliegen damit den für sie angegebenen Einschränkungen und Gültigkeitsgrenzen. Die Ermittlung des Wasserandrangs für den Pseudobeharrungszustand sowie die Darstellung des Absenktrichters erfolgt auf der Grundlage der Mehrbrunnenformeln nach Forchheimer für den jeweiligen Typ des Grundwasserleiters. Die Absenkungsreichweite wird nach der empirischen Gleichung von Sichardt ermittelt und kann nach Weber korrigiert werden. Bei großen Baugruben- abmessungen mit relativ geringen Reichweiten erfolgt die Wassermengenermittlung auf der Grundlage der von Weyrauch entwickelten Näherungsfomel.
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1.3 Höhensystem Höhensystem: m NHN (DHHN2016)
2 Hydrogeologische Verhältnisse Art der Spiegelfläche gespannt Oberkante Gelände OkG = 67,8 m NHN Tiefe ruhender GW-Spiegel tw = 66,5 m NHN Tiefe Wasserstauer T = 38,8 m NHN k-Wert durchlässige Schicht k = 1.0 E-5 m/s Oberkante durchlässige Schicht m = 65,00 m NHN Speicherkoeffizient p = 0,00255
2.1 Angaben zu den k-Werten Boden: stark schluffiger Feinsand fSu4
3 Brunnenanlage Die Entspannung erfolgt mit Tiefbrunnen n = 12 Stück Brunnenunterkante H = 47,8 m NHN Bohrstrecke Bs = 20,00 m Bohrlochdurchmesser DB = 0,32 m Filterdurchmesser DF = 0,15 m Wirksamer Brunnendurchmesser DW = 0,32 m Mittlerer Brunnenabstand dB = 21,21 m
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4 Baugrube und Brunnenanordnung
Baugrubeneckpunkte Nr x y Tiefe m m m NHN 1 -115,51 98,67 59,50 2 -100,78 105,06 59,50 3 -79,23 63,53 59,50 4 -74,05 54,06 59,50 5 -68,87 45,63 59,50 6 -64,44 38,68 59,50 7 -57,78 31,14 59,50 8 -49,50 24,63 59,50 9 -41,36 20,19 59,50 10 -30,27 16,49 59,50 11 -31,01 0,82 59,50 12 -42,69 3,92 59,50 13 -52,90 8,06 59,50 14 -62,66 13,39 59,50 15 -72,28 20,78 59,50 16 -78,63 29,51 59,50 17 -84,26 38,68 59,50
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Sicherheitszuschlag zur Baugrubentiefe c = 0,5 m Einheitliche Enstpannungstiefe s = 59,00 m NHN
Lage der Brunnen Nr x y Tiefe m m m NHN 1 -98,25 100,19 47,80 2 -89,11 82,58 47,80 3 -78,37 61,97 47,80 4 -66,61 42,09 47,80 5 -51,67 26,33 47,80 6 -35,71 18,31 47,80 7 -42,99 4,00 47,80 8 -59,75 11,80 47,80 9 -75,92 25,79 47,80 10 -88,33 46,49 47,80 11 -104,23 77,02 47,80 12 -112,67 93,22 47,80
5 Festlegung der Bemessungswassermenge Im Folgenden wird die Wassermenge unter Berücksichtigung der tatsächlichen geometrischen Verhältnisse und Lage der Brunnen ermittelt. Dazu werden Nachweispunkte (Dimensionierungs- punkte genannt) definiert, für die auf Grundlage der Forchheimerschen Mehrbrunnenformel die Wassermenge ermittelt wird, die gefördert werden muss, um bei der gewählten Brunnenanordnung das Absenkziel im jeweiligen Punkt zu erreichen.
5.1 Zuschläge zum Wasserandrang Zuschläge zum Wasserandrang wurden nicht festgelegt.
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Dimensionierungspunkte Nr x y Absenkziel m m m NHN 1 -115,51 98,67 59,00 2 -100,78 105,06 59,00 3 -79,23 63,53 59,00 4 -74,05 54,06 59,00 5 -68,87 45,63 59,00 6 -64,44 38,68 59,00 7 -57,78 31,14 59,00 8 -49,50 24,63 59,00 9 -41,36 20,19 59,00 10 -30,27 16,49 59,00 11 -31,02 0,82 59,00 12 -42,69 3,92 59,00 13 -52,90 8,06 59,00 14 -62,66 13,39 59,00 15 -72,28 20,78 59,00 16 -78,63 29,51 59,00 17 -84,26 38,68 59,00
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Der für jeden Punkt angegebene Wert Are entspricht dem Ersatzradius für die Baugrube unter Berücksichtigung der Brunnenanordnung ( = exp(1/n ∙ Σxi). Der "ungünstigste Punkt" ist der Dimen- sionierungspunkt mit dem größten ausgewiesenen Wasserandrang. Die Berechnung der Absenk- maße für den Beharrungszustand erfolgt aufgrund der gewählten Bemessungswassermenge. Die angegebenen Wassermengen enthalten alle Zuschläge. Für die Berechnung der Absenkmaße werden die Zuschläge nicht berücksichtigt.
Entspannungstiefe für Reichweitenberechnung sRw = 7,5 m Bemessungsreichweite nach Sichardt R = 71,15 m Ersatzradius der Baugrube (Maximaler Wert) ARe = 53,61 m Bemessungsentspannung sBem = 59,00 m NHN
Hinweis: Wegen R ≤ ARe ist eine Berechnung von Q nicht möglich.
Wasserandrang Nr ARe R Entspannung ln(R/ARe)<1 Q m m m NHN m³/h 1 49,29 71,15 59,00 (cid:0) 47,73 2 47,62 71,15 59,00 (cid:0) 46,36 3 29,35 71,15 59,00 (cid:0) 31,37 4 31,63 71,15 59,00 (cid:0) 33,23 5 29,83 71,15 59,00 (cid:0) 31,76 6 29,70 71,15 59,00 (cid:0) 31,65 7 31,75 71,15 59,00 (cid:0) 33,34 8 31,35 71,15 59,00 (cid:0) 33,01 9 36,46 71,15 59,00 (cid:0) 37,20 10 44,84 71,15 59,00 (cid:0) 44,07 11 53,61 71,15 59,00 (cid:0) 51,27 12 33,26 71,15 59,00 (cid:0) 34,58 13 37,50 71,15 59,00 (cid:0) 38,06 14 33,33 71,15 59,00 (cid:0) 34,64 15 33,52 71,15 59,00 (cid:0) 34,79 16 31,81 71,15 59,00 (cid:0) 33,39 17 32,81 71,15 59,00 (cid:0) 34,20
Bemessungswassermenge (nach Punkt 1) QBem = 47,73 m³/h Die Bemessungswassermenge enthält keine Zuschläge.
Brunneneinzelleistung = 3,98 m³/h
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6 Darstellung des Entspannungstrichters im Beharrungszustand
Linie Entspannung Linie Entspannung 1 66,50 2 65,55 3 64,60 4 63,70 5 62,75 6 61,80 7 60,85 8 59,95 9 59,00 10 57,40 11 55,80 12 54,20 13 52,60 14 51,00 15 49,40 16 47,80
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7 Entspannungstiefe entlang von Schnittlinie 1-1 im Beharrungszustand
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7.1 Entspannungstiefe entlang von Schnittlinie 2-2 im Beharrungszustand
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8 Entspannung in den Dimensionierungspunkten vhd. Nr x y Ziel Entspannung Δ m m m NHN m NHN m 1 -115,51 98,67 59,00 57,97 1,03 2 -100,78 105,06 59,00 57,55 1,45 3 -79,23 63,53 59,00 51,61 7,39 4 -74,05 54,06 59,00 52,53 6,47 5 -68,87 45,63 59,00 51,81 7,19 6 -64,44 38,68 59,00 51,75 7,25 7 -57,78 31,14 59,00 52,57 6,43 8 -49,50 24,63 59,00 52,42 6,58 9 -41,36 20,19 59,00 54,27 4,73 10 -30,27 16,49 59,00 56,81 2,19 11 -31,02 0,82 59,00 59,00 0,00 12 -42,69 3,92 59,00 53,14 5,86 13 -52,90 8,06 59,00 54,62 4,38 14 -62,66 13,39 59,00 53,17 5,83 15 -72,28 20,78 59,00 53,24 5,76 16 -78,63 29,51 59,00 52,60 6,40 17 -84,26 38,68 59,00 52,98 6,02
9 Wasserstand in den Brunnen Brunnenunterkante H = 47,8 m NHN
Filterstrecke Nr x y h' erf. h' vhd. Δ m m m m m 1 -98,25 100,19 5,15 5,09 -0,07 2 -89,11 82,58 5,15 2,55 -2,61 3 -78,37 61,97 5,15 1,28 -3,87 4 -66,61 42,09 5,15 0,72 -4,44 5 -51,67 26,33 5,15 1,53 -3,62 6 -35,71 18,31 5,15 4,13 -1,03 7 -42,99 4,00 5,15 4,66 -0,50 8 -59,75 11,80 5,15 2,49 -2,66 9 -75,92 25,79 5,15 1,56 -3,60 10 -88,33 46,49 5,15 1,43 -3,73 11 -104,23 77,02 5,15 2,94 -2,22 12 -112,67 93,22 5,15 5,26 0,11
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