Anlage 5_1 - Geotechnischer Bericht 2011.pdf

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GmbH Beratender Ingenieur für Geotechnik GeotechnischeGutachten Baugrunduntersuchungen u.Gründungsberatung QualitätssicherungimErd-, Grund-,Wasser-und Straßenbau Bauüberwachung

Geotechnischer Untersuchungsbericht

zurBaugrunduntersuchungfürdenNeubau

HochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna

Auftraggeber: IngenieurbüroPROWAGmbH

HochheimerStraße47

99094Erfurt

Auftrags-Nr.: 06/10/011

PDFAusfertigung

Anschrift: Geschäftsführer: Bankverbindung: AmBrühl8 Dipl.-Ing.TorstenSpillmann Commerzbank 06526Sangerhausen HRB215339 BLZ80080000 Tel.:03464-579937 AmtsgerichtStendal Konto0843744000 Fax:03464-278626 e-mail:Spillmann-sgh@t-online.de

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 2 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

Inhalt Seite

0 Unterlagen 4

1 Veranlassung,Bauvorhaben 5

2 Baugrund 5

2.1 Morphologie,Bebauung,Bewuchs 5

2.2 Geologie 6

2.3 Hydrologie 6

2.4 Besonderheiten 6

3 DurchgeführteUntersuchungen 7

4 ErgebnissederUntersuchungen 7

4.1 Baugrundstruktur 7

4.2 LithologischeundgeotechnischeMerkmale 9

4.3 ZurKontaminationsbewertungvonAushubmaterial 10

4.4 Grundwasserverhältnisse 12

4.5 Berechnungskennwerte 13

5 BewertungderErgebnisse,Schlussfolgerungen,Empfehlungen 14

5.1 AllgemeineBaugrundeinschätzung 14

5.2 BautechnischeKonsequenzen 15

5.2.1 Durchlassbauwerk 15

5.2.2 Damm 16

5.3 ZurHerstellungderBaugruben/Wasserhaltungsmaßnahmen 18

5.4 ZurHerstellungDammbauwerk 20

5.5 ZurHerstellungvonVerkehrsflächen 20

6 Schlussbemerkungen 21

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 3 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

Anlagenverzeichnis

1 Übersichtsplan,M1:10000

2 LagederBaugrundaufschlüsse,M1:1000

3 Schichtenverzeichnisse(33Blätter)

4 Bohr-undSondierprofile,M1:100/50(28Blätter)

5 ErgebnissederbodenphysikalischenLaborprüfungen(9Blätter)

6 ErgebnissederchemischenAnalytik(19Blätter)

7 Baugrundschnitte(6Blätter)

8 ErdstatischeNachweise(5Blätter)

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0 Unterlagen

/1/ AngebotsaufforderungPROWAvom07.09.2011

/2/ AuftragsschreibenPROWAvom15.10.2011

/3/ LageplanM1:500

/4/ VorplanungDurchlassM1:250/25

/5/ Längsschnitt/QuerschnittDammbauwerkM1:500/100

/6/ RegelquerschnittDammM1:100

/7/ GeologischeKarte,BlattSangerhausen,M1:25000

/8/ KarteSubrosionsgefährdungundBaugrundLandkreisSangerhausenM1:50000,Geologisches

LandesamtSachsen-Anhalt

/9/ Geologisch-bergbaulicheStellungnahmeLAGB12.10.2006und19.11.2010

/10/ DIN1054Baugrund;SicherheitsnachweiseimErd-undGrundbau

/11/ DIN1055LastannahmenfürBauten,Bodenkenngrößen

/12/ DIN4022T1BaugrundundGrundwasser;

BenennenundBeschreibenvonBodenundFels

/13/ DIN4030BeurteilungbetonangreifenderWässer,BödenundGase

/14/ DIN4084Gelände-undBöschungsbruchberechnungen

/15/ DIN4149-1BauteninErdbebengebieten;Lastannahmen

/16/ DIN18196Erd-undGrundbau;BodenklassifikationfürbautechnischeZwecke

/17/ DIN18300Erdarbeiten

/18/ DIN50929KorrosionderMetalle;Korrosionswahrscheinlichkeitmetallischer

WerkstoffebeiäußererKorrosionsbelastung,RohrleitungenundBauteilen

/19/ ZTVE-StB09

/20/ DVWKMerkblätter202/1991Hochwasserrückhaltebecken,VerlagPaulParey

/21/ RStO01

/22/ MerkblattüberFelsgruppenbeschreibungfürbautechnischeZweckeimStraßenbau

/23/ Bundes- Bodenschutz und Altlastenverordnung vom 12.07.1999, geändert durch Artikel 2 der

Verordnungvom23.12.2004

/24/ Mitteilung der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) 20, Anforderungen an die stoffliche

VerwertungvonmineralischenReststoffen/Abfällen-TechnischeRegeln-akt.Stand

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1 Veranlassung,Bauvorhaben

Die Ingenieurbüro PROWA GmbH, Erfurt ist vom Landesbetrieb für Hochwasserschutz und

Wasserwirtschaft Sachsen-Anhalt mit der Planung für das Hochwasserrückhaltebecken Gonna

beauftragt.

VorgesehenistderNeubaueinesDammesmitDurchlassbauwerk.

Das Durchlassbauwerk ist als Stahlbetonkonstruktion geplant. Die maximalen Abmessungen betragen

37m zwischen den Außenkanten der Wangenköpfe und 24m zwischen den Außenkanten der

Betonsohlen in Fließrichtung der Gonna. Die lichte Weite des eigentlichen Auslaufes beträgt 1,8m, die

des HW- Überlaufes 32m. Die geplante Gründungssohle liegt bei 197,90m NHN, die OK Überlauf bei

205,20mNHN. Erfahrungsgemäß ist nach Angaben des AG bei vergleichbaren Bauwerken eine Sohl-

pressungvonca.100kN/m2inAnsatzzubringen.

DerDammweisteinschließlichDurchlassbauwerkeineGesamtlängevonrd.175mauf.DiemittlereHöhe

beträgtrd.2m,diemax.HöheinderunmittelbarenGonna-Niederungrd.4,5m.

Wasserseitig sind Böschungsneigungen von 1:3 und landseitig von 1:2,5 vorgesehen. Der Damm soll als

homogener Erddamm hergestellt werden. Die bekannte Halde im Dammuntergrund soll durch eine

Spundwandabgedichtetwerden.

Zur Feststellung der vorhandenen Baugrundschichtung und zur Erarbeitung von Hinweisen für die

PlanungundBauausführungwurdenwirmitdenentsprechendenUntersuchungenbeauftragt.

2 Baugrund

2.1 Morphologie,Bebauung,Bewuchs

Der geplante Standort des Dammes befindet sich nördlich der Ortslage Gonna im Gonnatal. Die Flächen

werdenweitestgehendlandwirtschaftlich,ingeringem Umfanggärtnerischgenutzt.Östlichverläuftparallel

ein Wirtschaftsweg, in dem Wasser- und Abwasserleitungen verlegt wurden. Unmittelbar westlich der

GonnabefindetsicheineHaldeausSchlackederKupferschieferverhüttung.

Der westliche Talhang der Gonnaniederung fällt relativ flach ein. Der östliche ist dagegen sehr steil und

teilweiseterrassiert.

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2.2 Geologie

Der Standort befindet sich in der Niederung der Gonna. Nach den Unterlagen /7,9/ bilden den Baugrund

zunächst holozäne Auesedimente über pleistozänen Flusssanden und -kiesen. Darunter folgen Gesteine

des Unteren Buntsandsteins, die auf den teilweise subrosionsgefährdeten Horizonten des Zechsteins

auflagern. Aufgrund der geringen Tiefenlage des Zechsteins ist von einer starken Auslaugung des

ursprünglichen Zechsteinprofils auszugehen, woraus eine starke Beanspruchungen der darüberliegenden

Gesteine des UnterenBuntsandsteins resultiert(sgn.Einsturzgebirge).VonSSW isteinEinfluss des sgn.

Gonnaer Grabens, einer bis zu 200 m mächtigen mit tertiären Lockergesteinen gefüllten Struktur, nicht

völlig auszuschließen. Aufgrund der jahrhundertelangen Nutzung des Geländes sind tiefreichende

anthropogeneEinflüsseindenoberenBaugrundschichtenvorauszusetzen.

2.3 Hydrologie

Die hydrogeologische Situation ist durch die Lage in der Gonnaniederung gekennzeichnet. Als oberster

Grundwasserleiter fungieren die fluviatilen Kiese. Generell ist insbesondere in den darunter liegenden

Kluft- und Karstgrundwasserleitern mit einem deutlichen Einfluss des Altbergbaus auf Kupferschiefer zu

rechnen. Der westlich verlaufende Gonnaer Stollen entwässert bis heute zumindestens teilweise die

nördlichbefindlichenaltenGrubenfelder.

Aufgrund der Hanglage und den oberflächlich anstehenden bindigen Böden ist oberhalb des

GrundwasserspiegelsmitStaunässeinsbesonderenachStarkniederschlägenzurechnen.

2.4 Besonderheiten

Rezente Auslaugungsprozesse (Senkungen, Erdfälle) können im Untersuchungsabschnitt aufgrund der

löslichenGesteinedesZechsteinsnichtausgeschlossenwerden(siehe/9/).AlserforderlicheMaßnahmen

werdenfürdenDammGeogitterbewehrungenundfürdieFlächeregelmäßigeSichtkontrollenempfohlen.

Nach/8/istmitErdfalldurchmessernbis3mzurechnen.

Hinsichtlich des Altbergbaus einschließlich Gonnaer Stollen, sind nach /9/ keine nachteiligen Einflüsse zu

erwarten.

DerStandortbefindetsichinderErdbebenzone0gemäß/15/.

DerUntersuchungsstandortistnach/21/derFrosteinwirkzoneIIzuzuordnen.

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3 DurchgeführteUntersuchungen

Zur Baugrunderkundung wurden im Zeitraum vom 24.10. bis 04.11.2011 folgende Untersuchungen

ausgeführt:

2 TrockenkernbohrungenDN133,Tiefen12,0mbzw.14,0m,

26 KleinbohrungenRKS/BS-System,Tiefen2,0mbzw.11,0m,

3 schwereRammsondierungenDPH,Tiefen10,4mbis13,3m.

DieLagederAufschlüsseentsprichtdenörtlichenMöglichkeiten(Zuwegung,Leitungsbestand!).

Die Lage der Aufschlusspunkte istaus der Anlage2ersichtlich.DiehöhenmäßigeEinmessungwurdeauf

dasHöhensystemaus/3/(DHHN92)bezogen.

Die Koordinaten der Aufschlüsse einschließlich Ansatzhöhen und die erreichten Aufschlusstiefen sind in

der Tabelle im Anhang zu Anlage 2 zusammengestellt. Die Ergebnisse der Baugrundaufschlüsse können

denAnlagen3und4entnommenwerden.

DasBohrgutwurdebeprobtunddurchunsgemäß/12/überprüft.

AnrepräsentativenBodenprobenwurdenexemplarischbodenphysikalischeLaborversucheausgeführt.

Das Grundwasser und das Wasser der Gonna wurden beprobt und hydrochemischen Analysen nach

/13,18/inderCLUGmbHHalleunterzogen.PotentielleAushubbödenwurdenbeprobtundebenfallsinder

CLUGmbHHallenachdenVorgabenaus/23,24/untersucht.

4 ErgebnissederUntersuchungen

4.1 Baugrundstruktur

MitdenAufschlüssenwurdeeinBaugrundaufbauaus:

Auffüllungbindig(SchichtIa),

Auffüllungnichtbindig(SchichtIb),

Mutterboden/aufgefüllterMutterboden(SchichtII),

Abschwemmmassen(SchichtIII),

Mudde(SchichtIV),

Löß(SchichtV),

fluviatileKiese(SchichtVI)und

Fels,verwittert,zersetzt(SchichtVII)

erkundet.

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Die Bohrungen BK2, BS1 bis BS9 und BS 11 wurden im Wesentlichen im Bereich der Schlackehalde

ausgeführt. Oberflächlich wurde aufgefüllter Mutterboden (Schicht II) angetroffen. Darunter folgen

überwiegend bindige Auffüllungen (Schicht Ia), die auf der eigentlichen Schlackehalde (Auffüllung

nichtbindig - Schicht Ib) auflagern. Die Schlackehalde besteht überwiegend aus Schlacke der

Kupferschieferverhüttung, weist jedoch teilweise stark schluffige Beimengungen auf. Nach Westen hin

läuftdieSchlackehaldeaus.

Unter der Schlacke wurden in den Bohrungen BS6 und BS11 weitere schluffige Auffüllungen ange-

troffen.

Im Bereich des westlichen Hanges wurden unter der Schlackehalde Abschwemmmassen (Schicht III)

erkundet. In der Gonna- Niederung befindet sich im Niveau der Abschwemmmassen Mudde (Schicht

IV).Lokal(BS10)lagerndieAbschwemmmassenüberderMudde.

Am östlichen Hang besteht die oberste Baugrundschicht unter dem Mutterboden aus Löß (Schicht V).

DarunterlagernähnlichwieamwestlichenHangAbschwemmmassen.

Unter den Mudden bzw. den Abschwemmmassen folgen fluviatile Kiese (Schicht VI). Bereichsweise

wurdedarunter einweitererKomplexausAbschwemmmassenangetroffen.AlsliegendeBaugrundschicht

wurde Fels, verwittert, zersetzt (Schicht VII) erkundet. Dabei handelt es sich und zersetzte, verwitterte

Schluff- und Tonsteine des Unteren Buntsandsteins, die nach dem Bohrbefund als sandige, kiesige,

tonige Schluffe vorliegen und fast durchgängig die Eigenschaften eines Einsturzgebirges im

ZusammenhangmitfossilerSubrosionaufweisen.

In der Beckensohle wurden exemplarisch die Bohrungen BS 18 bis BS 21 östlich der Gonna und BS 22

bisBS26westlichderGonnaausgeführt.

Im WesentlichenwurdenMutterbodenüberAbschwemmmassenerkundet.IndenBS18undBS19lagert

im Randbereich des Beckens Auffüllung bis teilweise 2,5 m Tiefe. Diesestehtim Zusammenhangmitder

nördlich angrenzenden Halde. Weitere Auffüllungen wurden in der BS 23 westlich der Gonna

nachgewiesen.MöglicherweisehandeltessichhierbeiumdieVerfüllungeneinesehemaligenBachlaufes.

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4.2 LithologischeundgeotechnischeMerkmale

DieangetroffenenSchichtenlassensichfolgendermaßenbeschreiben:

SchichtIaAuffüllung,bindig

Schluff,wechselndsandig,tonig,kiesig,teilweiseorganischdurchsetzt,weich,steif;

bzw.GemengeausKies,Sand,Schluffbzw.Kies,sandig,starkschluffig,lockergelagert;

Gruppen[TL/GU*]gemäß/16/.

Es bestehen die Merkmale der Bodenklassen 4 gemäß /17/ und der Frostempfindlichkeitsklasse F3

gemäß/19/.

SchichtIbAuffüllung,nichtbindig

Kies,wechselndsandigteilweiseschwachschluffig,sehrlockerbislockergelagert;

GruppenA/[GW/GE/GU]gemäß/16/.

Es bestehen die Merkmale der Bodenklasse 3 gemäß /17/ und der Frostempfindlichkeitsklassen

F1/F2gemäß/19/.

SchichtIIMutterboden,aufgefüllterMutterboden

Schluff, schwach sandig- stark sandig, kiesig, schwach tonig- tonig, teilweise steinig, organisch

durchsetzt,weich,steif;

GruppenOU/[TL/OU]gemäß/16/.

Es bestehen die Merkmale der Bodenklasse 1 gemäß /17/ und der Frostempfindlichkeitsklasse F3

gemäß/19/.

SchichtIIIAbschwemmmassen

Schluff,schwachtonig-tonig,schwachsandig-sandig,teilweiseschwachkiesig,weich,steif,halbfest;

GruppenTL/TMgemäß/16/.

Es bestehen die Merkmale der Bodenklasse 4 gemäß /17/ und der Frostempfindlichkeitsklasse F3

gemäß/19/.

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 10 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

SchichtIVMudde

Schluff,sandig,tonig,häufigschwachkiesig-kiesig,organischdurchsetzt,weich;

GruppeOUgemäß/16/.

Es bestehen die Merkmale der Bodenklasse 4/2 gemäß /17/ und der Frostempfindlichkeitsklasse F3

gemäß/19/.

SchichtVLöß

Schluff,schwachsandig,schwachtonig,steif.

GruppeTLgemäß/16/.

Es bestehen die Merkmale der Bodenklasse 4 gemäß /17/ und der Frostempfindlichkeitsklasse F3

gemäß/19/.

SchichtVIfluviatilerKies

Kies,sandig,starkschluffig,schwachtonig,teilweiseschwachsteinig,mitteldichtgelagert.

GruppeGU*gemäß/16/.

Es bestehen die Merkmale der Bodenklasse 4 gemäß /17/ und der Frostempfindlichkeitsklasse F3

gemäß/19/.

SchichtVIIFels,verwittert,zersetzt

nachBohrbefundSchluff,tonig,sandig,schwachkiesig-kiesig,halbfest-fest.

GruppenTL/TMgemäß/16/bzw.VZgemäß/22/.

Es bestehen die Merkmale der Bodenklassen 4/5/6 gemäß /17/ und der Frostempfindlichkeitsklasse

F3gemäß/19/.

InsbesondereinhartenBänkenkönneninSchichtVIIauchMerkmalederBodenklasse7auftreten.

4.3 ZurKontaminationsbewertungvonAushubmaterial

Westlich der Gonna befindet sich eine Halde aus Schlacke der Kupferschieferverhüttung. Oberflächlich

wurde hier im wesentlichen aufgefüllter Mutterboden erkundet. Darunter folgt eine schluffige Auffüllung.

Im Mutterboden und in der schluffigen Auffüllung sind deutlich erkennbare Anteile an Schlacke der

Kupferschieferverhüttung erkennbar. Darunter folgt der eigentliche Haldenkörper aus Schlacke, wobei

teilweiseerheblicheschluffigeAnteilevorhandenwaren.Ingeringem UmfangsindZiegelrestevorhanden.

Unter der SchlackewurdenteilweiseweitereschluffigeAuffüllungenmitSchlackeanteilenerkundet(BS6,

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 11 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

BS 11). Nach Westen hin läuft die Halde aus, so dass im Querprofil BS 2 bis BS 4 die Schlacke nicht

mehrnachgewiesenwurde,sondernnurnochdieschluffigeAuffüllungmitdenSchlackeanteilen.

In der Niederung der Gonna bestehen die obersten Horizonte aus aufgefülltem Mutterboden und

überwiegend schluffiger, teilweise gemischtkörniger Auffüllung. In diesen Auffüllungen sind ebenfalls

AnteileanCu-Schlackeenthalten.

Weitere organoleptische Besonderheiten wurden weder in den Auffüllungen noch in den natürlichen

Bödenfestgestellt.

Als potentielle Aushubmassen wurden folgende Mischproben entsprechend den Vorgaben aus /23,24/

untersucht.

MPA/11(aufgefüllterMutterbodenHaldenbereichWestseite,BereichgeplantesBauwerk),

MPB/11(AuffüllungengeplantesDurchlassbauwerk),

MPC/11(natürlicheBödengeplantesDurchlassbauwerk),

MPD/11(schluffigeAuffüllungenBereichHalde),

MPE/11(SchlackederHalde).

DiedetaillierteZuordnungderProbenkanndemProbenschlüsselinAnlage6entnommenwerden.

EineZusammenstellungderZuordnungswertedereinzelnenProbenerfolgtinderfolgendenTabelle:

Tab.1

Bei den Parameterüberschreitungen handelt es sich um regional typische Werte, die auf das

Vorhandensein der Schlacke der Kupferschieferverhüttung bzw. von Gips beim Sulfat zurückzuführen

sind.DieMassensolltenweitestgehendvorOrtverbleiben.

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 12 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

DienatürlichenBöden(MPC/11)könnenentsprechendderKlasseZ1.2verwertetwerden.

Eine erforderliche Entsorgung der übrigen Aushubmassen (Überschreitungen der Vorsorge- bzw. Z2-

Werte) sollte mit der zuständigen Unteren Abfallbehörde abgestimmt werden. Entsprechende

AbnahmestellensinderfahrungsgemäßimLandkreisMansfeld-Südharzvorhanden.

Ggf.werdenimRahmenderBauausführungzusätzlicheUntersuchungennachDepVerforderlich.

4.4 Grundwasserverhältnisse

Grundwasser wurde überwiegend in den fluviatilen Kiesen, teilweise auch in den darüber lagernden

Abschwemmmassen,MuddenundlokalindenAuffüllungenangetroffen.IndenbindigenBödenistdavon

auszugehen, dass die Wasserführung an geringmächtige Sandzwischenlagen gebunden ist. Die

Grundwasseranschnitte und Wasserruhen können folgender Tabelle entnommen werden. Teilweise war

die Ermittlung der Ruhewasserstände nach Bohrende aufgrund der Instabilität der Bohrlöcher nicht

möglich.

Tab.2

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 13 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

IndennichtaufgeführtenBohrungenwurdebiszurEndtiefekeinGrundwasserangetroffen.

ImUntersuchungsgebietfungiertdieGonnaalsVorflut.

Bei erhöhtem Niederschlagsaufkommen und Hochwasser der Gonna ist eine Erhöhung des Grund-

wasserspiegels vorauszusetzen. Es ist von einem hydraulischen Zusammenhang zwischen Grundwasser

undWasserderGonnaauszugehen.DasAuftretenvonStaunässeoberhalbdesGrundwasserspiegelsist

insbesondereinniederschlagsreichenWitterungsperiodenindenschluffigenBödenmöglich.

Entsprechend den chemischen Analysen (Anlage 6) ist das Wasser der Gonna keinem Angriffsgrad

zuzuordnen. Das Grundwasser entspricht dem Angriffsgrad XA1 infolge erhöhter Sulfatgehalte nach /13/.

Die Korrosionswahrscheinlichkeit für Stahl ist für das Wasser der Gonna sehr gering und für das

Grundwassersehrgeringbisgeringgemäß/18/.

4.5 Berechnungskennwerte

Für erdstatische Berechnungen können die folgenden Kennwerte angesetzt werden. Zu den

Berechnungskennwerten sei bemerkt, dass diese nach Erfahrungswerten aus dem Untersuchungsgebiet

unddenErgebnissenderLaboruntersuchungensowieinAnlehnungan/11/formuliertwordensind.

Tab.3

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 14 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

5 BewertungderErgebnisse,Schlussfolgerungen,Empfehlungen

5.1 AllgemeineBaugrundeinschätzung

Die vorliegenden Baugrundverhältnisse sind aufgrund der folgenden Kriterien als kompliziert

einzuschätzen:

-subrosionsfähigeGesteineimUntergrundmitmöglichenErdfällenbis3,0m

-wechselndeBaugrundverhältnisseaufgrundnachträglichgefüllterfossilerErdfälle

-AuffüllungmiterheblichenMächtigkeitenundstarkwechselndenDurchlässigkeiten

Die Auffüllungen weisen stark wechselnde Zusammensetzungen auf. Aufgrund von Inhomogenitäten ist

mit einer wechselnden, durchschnittlich aber hohen Setzungsempfindlichkeit zu rechnen. Sackungen

infolge Schadwasserzutritt sind insbesondere in den höherliegenden Hangbereichen, die außerhalb des

Einflusses von Hochwässern der Gonna liegen, wahrscheinlich. Die schluffigen Auffüllungen sind gemäß

DIN18130 durchschnittlich als schwach durchlässig einzustufen. Dagegen sind die nichtbindigen

Auffüllungen als stark durchlässig einzustufen. Insbesondere in den Schlacken aber auch in den

Kanalgräben (Wasser, Abwasser) auf dem Wirtschaftsweg östlich der Gonna sind sehr hohe

Wasserdurchlässigkeitenvorauszusetzen.

Die Abschwemmmassen werden als schwach durchlässig eingeschätzt. Die Tragfähigkeit und die

Setzungsempfindlichkeitsindalsmäßigeinzustufen.

Die Wasserdurchlässigkeit der Mudden wechselt in Abhängigkeit der sandigen und kiesigen Anteile sehr

stark. Die Tragfähigkeit ist geringer als bei den Abschwemmmassen. Die Setzungsempfindlichkeit der

MuddeistbeizusätzlichemLasteintragbesonderszuberücksichtigen.

Der Löß ist mäßig tragfähig und mäßig setzungsempfindlich. Bei Wasserzutritt sind mögliche Sackungen

nichtauszuschließen.DieWasserdurchlässigkeitistebenfallsgering.

Die fluviatilen Kiese sind als durchlässig bis stark durchlässig einzustufen. Die Tragfähigkeit ist hoch und

dieSetzungsempfindlichkeitvergleichsweisegering.

Der Fels, verwittert, zersetzt ist gering durchlässig. Die Tragfähigkeit ist hoch und die Setzungs-

empfindlichkeitvergleichsweisegering.

Aufgrund der erkundeten Baugrundverhältnisse sind gründungstechnische Mehraufwendungen

einschließlichMaßnahmenzurAbdichtungnichtzuvermeiden.

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 15 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

5.2 BautechnischeKonsequenzen

5.2.1 Durchlassbauwerk

Die Gründung des Durchlassbauwerkes erfolgt etwa 3 bis 4 m unter Gelände. Nach dem Ergebnis der

BaugrunderkundungliegtdieGründungssohlevollständigindenfluviatilenKiesen.

Exemplarisch wurden für das Durchlassbauwerk Setzungsberechnungen unter Berücksichtigung der

angegebenen Sohlpressung von σ = 100 kN/m2 und dem Lasteintrag des beidseitig angrenzenden 0

DammesmitdemProgrammFunda98derGGUBraunschweigausgeführt(sieheAnl.8.1).

EswurdenBeträgevons=2,9cmermittelt.

Die endgültigen Bettungsmoduln ergeben sich aus den tatsächlichen Lasten und den daraus

resultierendenSetzungen

k =/s s

mit k -Bettungsmodul s - Sohlspannung s- resultierendeSetzung

FüreineVorbemessungderPlattekannvorerstvoneinemBettungsmodul

k =/s=100kN/m2/0,029m=3,4MN/m3 s

ausgegangenwerden.

Aufgrund der großen Einbindetiefe des Fundamentes ist eine ausreichende Frostsicherheit und ein

ausreichenderKolkschutzgegeben.

Hinsichtlich der Unterspülung des Bauwerkes ist nach BLIGH bei einem Vollstau ein rechnerischer

Sickerweg von rd. erf.L = 52m notwendig. Bei dem vorliegenden Bauwerk wird dieser Wert deutlich s

unterschritten. Es wird eine Abdichtung in Form einer Spundwand, die bis zum Fels niederzubringen ist,

erforderlich.

Die Abdichtung kann entfallen, wenn nachgewiesen wird, dass während der Einstaudauer aufgrund des

geringenk-WertesdesKieseskeinevollständigeUnterspülungdesDurchlassbauwerkeserfolgt. f

Hinsichtlich der Erdfallsicherung ist das Bauwerk für mögliche Erdfalldurchmesser von 3m zu

bemessen.

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 16 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

5.2.2 Damm

Vorgesehen ist ein homogener Erddamm. Nach /20/ sind für bindige Dammbaustoffe folgende

Anforderungeneinzuhalten.

Tab.4

Aufgrund der stark wechselnden Auffüllmächtigkeiten und –zusammensetzung im Dammauflager

insbesondere im Bereich der Halde aber auch im Bereich des Wirtschaftsweges ist der Deichuntergrund

durcheineDichtungvordem eingestautenWasserzurVermeidungvonSackungensowieinnererErosion

undKontakterosionzuschützen.

Bei einer mineralischen Dichtung muss deren Dicke mindestens 1m betragen und sollte durch eine

Oberbodenandeckung vor Austrocknung geschützt werden. Die erforderliche Dicke der Dichtung ist

entsprechend der Dauer des Einstaus im Becken zu bemessen. Die Dichtung ist durch einen

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 17 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

entsprechenden Sporn in den Untergrund an die Abschwemmmassen anzuschließen. Die geplante

Innendichtung mittels Spundwand kann dementsprechend entfallen. Das bindige Dammbaumaterial für

den homogenen Erddamm ist hinsichtlich seiner Durchlässigkeit als Dichtung für den Untergrund

geeignet.

Der Damm ist hinsichtlich der Erdfallgefährdung durch eine hochzugfeste Geotextilbewehrungzusichern.

Diese muss im Schadensfall den Hohlraum (Durchmesser bis 3m) ohne Funktionseinschränkung

überspannen.

Die Standsicherheit wurde entsprechend Unterlage /14/ mit einem Lamellenverfahren für kreisförmige

Gleitlinien untersucht. Die größten Dammhöhen betragen östlich des Bauwerkes rd. 4,5m. Als

Verkehrslast wurde auf der Dammkrone p = 16,7 kN/m2 (SLW 30) berücksichtigt. Für die Berechnungen

wurden die bodenmechanischen Kennwerte aus Tabelle 3 in Ansatz gebracht. Für den Dammbaustoff

wurdenexemplarischfolgendeKennwertevorausgesetzt:

Wichte γ = 19 kN/m2

WinkelderinnerenReibung φ’=25°

Kohäson c’=10kN/m2

Für den Vollstau wurde eine stationäre Sickerströmung berücksichtigt, wobei dieser Ansatz

wahrscheinlich auf der sicheren Seite liegt, da in Abhängigkeit der gewählten Dammbaustoffe während

der Einstaudauer voraussichtlich keine vollständige Durchsickerung des Dammes erfolgt. Die

Erdfallbewehrung des Dammes wurde nicht berücksichtigt, so dass sich daraus weitere

Sicherheitsreserven bei den Standsicherheitsberechnungen ergeben. Für das leere Becken und bei

Vollstau wurden Ausnutzungsgrade im Bereich zwischen 59% und 97% der zulässigen Einwirkungen

ermittelt. Die detaillierten Ergebnisse können der Anlage 8 entnommen werden. Eine Übersicht ist in der

folgendenTabellezusammengestellt:

Tab.5

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 18 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

Die größten Dammsetzungen wurden bei der größten Dammhöhe östlich des Dammes mit s = 3,6 cm

ermittelt.WestlichdesBauwerkeserreichendieSetzungens=2,5cm.

Zusätzlich ist bei fachgerechtem Einbau des Dammbaustoffes mitEigensetzungendes Dammes von1%

derDammhöhezurechnen.

Beckensohle

In der Beckensohle wurden exemplarisch 10 Kleinbohrungen ausgeführt. Als natürlich gewachsene

Böden wurden Mutterboden und Abschwemmmassen bis zur Endtiefe in 2,0m bis 3,0 m unter GOK

nachgewiesen. Sande und Kiese wurden nicht erkundet und sind aufgrund der geologischen Sittuation in

denoberflächlichenBereichenaußerimunmittelbarenGewässerlaufderGonnanichtzuerwarten.

IndenRandbereichenwurdenteilweiseAuffüllungenangetroffen.Dabeihandeltes sichim Nordostenum

den Anschnitt einer Halde (BS 18 und BS 19). Hier wurde im Wesentlichen Bauschutt festgestellt. An der

Gonna im nördlichen Teil des Beckens wurde mit der Bohrung BS 23 bis in eine Tiefe von 1,3m

schluffige Auffüllung angetroffen, wobei es sich wahrscheinlich um einen ehemaligen verfüllten

Gewässerlaufhandelt.

5.3 ZurHerstellungderBaugruben/Wasserhaltungsmaßnahmen

Die Baugruben sind nach den Vorgaben der DIN 4124 zu sichern. Danach sind Baugrubenwände mit

Tiefen≥1,25mgeböschtoderverbautherzustellen.

FürBaugrubenoberhalbdesWasserspiegelsindBöschungswinkelbis45°zulässig.

Unter Berücksichtigung möglicher Höchstwasserstände wird zur Trockenhaltung der Baugruben ein

wasserdichter Verbau mittels Spundwand notwendig, der im Fels, verwittert, zersetzt einbindet.

Entsprechend der Ergebnisse der schweren Rammsondierungen ist in den oberen Horizonten eine

hinreichende Rammbarkeit gegeben. Dennoch können harte Bänke nicht vollständig ausgeschlossen

werden.

Für die Ableitung der anfallenden Restwassermenge ist dann voraussichtlich eine offene Wasserhaltung

(PumpensümpfeinKombinationmitRandgräbenundDrainagen)ausreichend.Letztendlichergibtsichdie

erforderlicheLängederSpundbohlenaushydraulischenundstatischenGesichtspunkten.

RammbarkeitderBöden

ErfahrungsgemäßkanndieSchwerederRammungvorläufigwiefolgteingeschätztwerden.

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 19 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

Tab.6

Hinsichtlich der Bohrbarkeit sind zunächst für die Baugrundschichten überwiegend die Merkmale der

Bodenklassen nach Abschn. 4.2 vorauszusetzen. Nach DIN 18301 sind folgende Bohrbarkeitsklassen zu

berücksichtigen.

Tab.7

Grundsätzlich können in den Auffüllungen Bohrhindernisse (z.B. große Blöcke o.ä.) nichtausgeschlossen

werden.

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IngenieurbüroSpillmannGmbH Seite 20 BaugrunduntersuchungzumNeubauHochwasserrückhaltebeckennördlichvonGonna(A.-Nr.06/10/011)

5.4 ZurHerstellungDammbauwerk

VordemEinbauderDammbaustoffeistderMutterbodenabzutragen.

Als Baustoffe werden verdichtungsfähige feinkörnige oder gemischtkörnige Böden mit einem

Durchlässigkeitsbeiwert k < 10-7 m/s (siehe Tab. 3) gefordert. Für die neu einzubauenden Materialien f

gelten die Verdichtungsanforderungen aus /20/. Ein Eignungsnachweis ist erforderlich und bauseits zu

erbringen.

DieBaustoffesindlagenweisemitSchüttdickenvonmaximal40cmeinzubauen.

GrundsätzlichistbeidenErdbauarbeitenderWasserempfindlichkeitderBödendurcheinentsprechendes

Arbeitsregime

-EinstellenderArbeitenbeiNiederschlag,

-VerdichtenundabschließendesGlattwalzenbeilängerenArbeitsunterbrechungen

(z.B.Schichtende),

-QuergefälledereinzelnenSchüttlagenumanfallendesNiederschlagswasserabzuleiten

Rechnungzutragen.

Bei Hanganschnitten ist eine Abtreppung zur Verzahnung zwischen Dammauflager und Dammbaustoff

notwendig.

DieAushubmassensindfüreinenWiedereinbaumitQualitätsanforderungenungeeignet.

5.5 ZurHerstellungvonVerkehrsflächen

Planumsflächen für Verkehrsflächen werden überwiegend in den bindigen Auffüllungen des oberen

Baugrundesliegen.EsistdieFrostempfindlichkeitsklasseF3vorauszusetzen.

Daraus resultiert nach /21/ eine Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaus von 60cm für die

BauklassenI...IVbzw.50cmfürdieBauklassenV,VI.

Erfahrungsgemäß muss davon ausgegangen werden, dass der erforderliche Verformungsmodul

E ≥45MN/m2aufdemPlanumnichterreichtwird. V2

Daraus resultieren Mehraufwendungen bei der Herstellung des ungebunden Straßenaufbaus durch

ErhöhungderDickederFrostschutz-bzw.TragschichtoderdurchdenEinsatzvonGeogittern.

Zur Bemessung letzterer sollten auf dem Planum Plattendruckversuche zur Ermittlung des vorhandenen

Verformungsmodulsdurchgeführtwerden.

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[Seite 23: gedrehter Text]

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Anhang zu Anlage: 2

GmbH Projekt-Nr.:

Beratender Ingenieur für Geotechnik 06/10/011

Koordinaten der Aufschlusspunkte

Auftraggeber: Ingenieurbüro PROWA GmbH, Hochheimer Str. 47, 99094 Erfurt Baumaßnahme: Baugrunduntersuchung zum Neubau Hochwasserrückhaltebecken nördlich von Gonna

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