Gutachten Willy-Brandt-Platz.pdf

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. Ausfertigung

Neugestaltung Willy-Brandt-Platz in Stolberg

Baugrundgutachten

Auftraggeber: Kupferstadt Stolberg

Dienststelle: Tiefbauamt

Auftragsdatum: 31.01.2018

Projekt-Nr.: 0094-18

Abschluss der Bearbeitung: 12.03.2018

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Neugestaltung Willy-Brandt-Platz, Baugrundgutachten vom 12.03.2018 Seite 1

Inhalt Seite

1 Bauvorhaben und örtliche Situation 3

2 Unterlagen 5

3 Art und Umfang der durchgeführten Untersuchungen 7

4 Geologische Situation 11

5 Hydrogeologische Verhältnisse 13

6 Seismologie und Altbergbau 15

7 Baugrundaufbau, Klassifizierung und bodenmechanische Beurteilung 17

8 Umwelteinflüsse 26

9 Hinweise und Empfehlungen zur Bauausführung 39

10 Schlussbemerkung, Unterschrift 46

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Anlagen

Anlage 1 Übersichtslageplan i.M. 1:25.000 (aus http://www.tim-online.nrw.de)

Anlage 2 Lageplan, Lage der Erkundungen i.M. 1:200

Anlage 3.1 Ausschnitt aus der Geologischen Karte der nördlichen Eifel, Strukturkarte

i.M. 1:100.000

Anlage 3.2 Ausschnitt aus der Geologischen Karte von Nordrhein-Westfalen, Blatt C 5502

Aachen, i.M. 1:100.000

Anlage 4.1 Ausschnitt aus der Hydrologischen Karte von Nordrhein-Westfalen, Blatt 5203

Stolberg, Grundrisskarte i.M. 1:25.000

Anlage 4.2 Ausschnitt aus der Hydrologischen Karte von Nordrhein-Westfalen, Blatt 5203

Stolberg, Profilkarte i.M. 1:25.000/5.000

Anlage 4.3 Ausschnitt aus der Hydrogeologischen Karte für den Raum Stolberg i.M. 1:10.000

Anlage 5 Ausschnitt aus der Bodenkarte von Nordrhein-Westfalen, Blatt L 5302 Aachen,

i.M. 1:25.000

Anlage 6 Bohrprofile der Rammkernbohrungen RKB 1 – 10/2018

Anlage 7 Fotodokumentation der Bohrkerne KB aus den schwarzgebundenen Trag-/

Deckschichten

Anlage 8 Probenahmeprotokoll der Geoservice Soltenborn GmbH

Anlage 9 Laborbericht zur Bestimmung der Schadstoffgehalte der Mischprobe MP1 (Auf-

füllungen Punkte 1 und 4) nach LAGA und DepV

Anlage 10 Laborbericht zur Bestimmung der Schadstoffgehalte der Mischprobe MP2 (Auf-

füllungen Punkt 3) nach LAGA und DepV

Anlage 11 Laborbericht zur Bestimmung der Schadstoffgehalte der Mischprobe MP3 (Auf-

füllungen Punkte 5 und 6) nach LAGA und DepV

Anlage 12 Laborbericht zur Bestimmung der Schadstoffgehalte der Mischprobe MP4

(Frostschutzkies) nach LAGA TR Boden (2004) im Feststoff und im Eluat

Anlage 13 Laborbericht zur Bestimmung des PAK-Gehalts der gebundenen Trag-/Deck-

schichten von Willy-Brandt-Platz/Zweifaller Straße und Aachener Straße (KB1,

KB7, KB8)

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1 Bauvorhaben und örtliche Situation

Die Kupferstadt Stolberg plant die Neugestaltung des Willy-Brandt-Platzes am südlichen

Rand der Altstadt. Hier stößt die von Süden her kommende Zweifaller Straße auf die SW-NO

verlaufende Aachener Straße und den Steinweg (siehe Anlage 1).

Der Planungsbereich umfasst die Verlängerung der Zweifaller Straße von der Einmündung der

Straße Hammerberg bis zur Aachener Straße mit dem westlich angrenzenden Platz vor dem

EWV-Gebäude sowie die Aachener Straße beginnend an der Flucht der Gebäude am Willy-

Brandt-Platz und in deren Verlängerung den Steinweg bis etwa 10 m in die Burgstraße hinein

(siehe Anlage 2). Die Gesamtfläche der Umbaumaßnahme errechnet sich zu rd. 3.900 m². Die

Anschlusshöhen betragen ca. 190,5 mNHN an der Zweifaller Straße, rd. 190,0 mNHN an der

Aachener Straße und an der Burgstraße sowie etwa 189,0 mNHN am Steinweg.

Die vorliegende Entwurfsplanung stammt von der Lindschulte + Kloppe Ingenieurgesell-

schaft mbH und der scape Landschaftsarchitekten GmbH aus Düsseldorf.

Das Ingenieurbüro Gell & Partner GbR, Aachen, wurde am 31.01.2018 von der Kupferstadt

Stolberg beauftragt, ein Baugrundgutachten für die geplante Neugestaltung des Willy-Brandt-

Platzes zu erstellen und die erforderlichen Baugrund- und insbesondere Altlastenuntersu-

chungen auszuführen.

Der Aufbruch der vorhandenen und die Herstellung der neuen Oberflächenbefestigungen mit

Aushubtiefen von i.d.R. kaum mehr als 60 cm können der geotechnischen Kategorie GK1

nach DIN EN 1997-1 zugeordnet werden.

Teile des Willy-Brandt-Platzes und der Aachener Straße sind zusammen mit Teilen der an-

grenzenden bebauten Flächen im Altlastenkataster der StädteRegion Aachen nachrichtlich

unter der Nr. 5203/0445 erfasst (siehe Bild 1.1).

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Bild 1.1: Auszug aus dem Altlastenkataster der StädteRegion Aachen

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2 Unterlagen

Dem Ingenieurbüro Gell & Partner GbR wurden zur Bearbeitung des vorliegenden Gutachtens

folgende Unterlagen zur Verfügung gestellt:

2.1 Aufwertung/Neugestaltung Willy-Brandt-Platz Stolberg, Entwurf, Plan-Nr.: 0368.3-L01:

Lageplan i.M. 1:200, Lindschulte + Kloppe Ingenieurgesellschaft mbH und scape Land-

schaftsarchitekten GmbH, Düsseldorf, Stand 24.11.2017

2.2 Aufwertung/Neugestaltung Willy-Brandt-Platz Stolberg, Entwurf, Plan-Nr.: 0368.3-L04:

Überlagerung – Bestand i.M. 1:200, Lindschulte + Kloppe Ingenieurgesellschaft mbH

und scape Landschaftsarchitekten GmbH, Düsseldorf, Stand 24.11.2017

2.3 Stolberg – Willy-Brandt-Platz, Entwurf LPH-3, Pflasteraufbau BK (Belastungsklassen),

Plan-Nr. 0368.3-L05, Lindschulte + Kloppe Ingenieurgesellschaft mbH und scape Land-

schaftsarchitekten GmbH, Düsseldorf, Stand 24.11.2017

2.4 Auszug aus dem Altlastenkataster der StädteRegion Aachen, M. ca. 1:1.000 (Datum:

13.02.2018)

Des Weiteren wurden folgende Unterlagen zur Topographie, Geologie und Hydrogeologie aus-

gewertet:

2.5 Topographische Karte i.M. 1:25.000, Quelle http://www.tim-online.nrw.de

2.6 Geologische Karte von Nordrhein-Westfalen i.M. 1:100.000, Blatt C 5502 Aachen und die

zugehörigen Erläuterungen, Geologisches Landesamt Nordrhein-Westfalen, 1988

2.7 Geologische Karte der nördlichen Eifel i.M. 1:100.000 und die zugehörigen Erläuterun-

gen, Geologisches Landesamt Nordrhein-Westfalen, 1980

2.8 Hydrologische Karte von Nordrhein-Westfalen i.M. 1:25.000, Grundriss- und Profilkarte,

Blatt 5203 Stolberg, Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen, 2003

2.9 Hydrogeologische Karte für den Raum Stolberg i.M. 1:10.000 (unveröffentlicht)

2.10 Bodenkarte von Nordrhein-Westfalen i.M. 1:50.000, Blatt L 5302 Aachen, Geologisches

Landesamt Nordrhein-Westfalen, 1979

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2.11 Fachinformationssystem ELWAS (= Elektronisches wasserwirtschaftliches Verbundsys-

tem), Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucher-

schutz des Landes Nordrhein-Westfalen, http://www.elwasweb.nrw.de

2.12 Mittlere jährliche Niederschlagssummen (mm) der Perioden 1931 – 1960 im Lande Nord-

rhein-Westfalen i.M. 1:500.000, Landesamt für Wasser und Abfall NRW, Düsseldorf,

2. Auflage 1982

2.13 Karte der Erdbebenzonen und geologischen Untergrundklassen der Bundesrepublik

Deutschland (Karte zu DIN 4149), Geologischer Dienst Nordrhein-Westfalen, Juni 2006

Literatur:

[L1] Grabert, H.: Abriss der Geologie von Nordrhein-Westfalen, 1. Auflage 1998,

Schweitzerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart

[L2] Meyer, W.: Geologie der Eifel, 3. Auflage, 1994; Schweizerbart’sche Verlagsbuch-

handlung, Stuttgart

[L3] Geologie im Rheinischen Schiefergebirge, Teil 1: Nordeifel, Geologischer Dienst

NRW, Krefeld, 2010

[L4] Simmer, K.: Grundbau 1, 19. Auflage, Teubner Verlag, 1994

[L5] Grundbau Taschenbuch, Teil 1, 6. Auflage, Verlag Ernst & Sohn, 2001

[L6] EAB, Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Baugruben“, Hrsg. Deutsche Gesell-

schaft für Geotechnik e.V., 5. Auflage, 2012, Verlag W. Ernst & Sohn

[L7] Floss, R.: Handbuch ZTV E-StB (Ausgabe 2009), Kommentar und Leitlinien mit

Kompendium Erd- und Felsbau, Kirschbaum Verlag, 4. Auflage, 2011

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3 Art und Umfang der durchgeführten Untersuchungen

Untergrundaufschlüsse Zur Erkundung der oberflächennahen Baugrundschichtung und zur Entnahme von Bodenpro-

ben wurden folgende Aufschlüsse hergestellt:

 9 Rammkernbohrungen  60/50/40 mm (RKB 1 – 8 + 10/2018) mit Tiefen zwischen

0,45 m und 2,00 m, ausgeführt von der Geoservice Soltenborn GmbH, Aachen, am

14.02.2018

Die Lage der Baugrundaufschlüsse geht aus dem Lageplan in Anlage 2 hervor. Die Bohrprofile

der Rammkernbohrungen sind in Anlage 6 abgelegt. Anlage 7 enthält die Fotodokumentation

der Bohrkerne aus den schwarzgebundenen Trag-/Deckschichten.

Gemäß der Anfrage bzw. der Bestellung des Bauherrn sollten die Kleinbohrungen allesamt 2 m

tief ausgeführt werden. Die Schlitzsondierung RKB 8/2018 musste in einer Tiefe von 1,60 m

auf einem Hindernis abgebrochen werden. Die geplante Bohrung RKB 9/2018 konnte wegen

einer Vielzahl von Versorgungsleitungen in dem schmalen Gehweg nicht ausgeführt werden.

Auch am Punkt 10 ebenfalls auf dem Gehweg auf der Nordostseite des Platzes musste die

Handschachtung zur Leitungsrecherche bereits nach 45 cm auf einem Hindernis aufgegeben

werden. Wegen der komplexen Leitungssituation wurde auf einen zweiten Versuch verzichtet.

Das lage- und höhenmäßige Einmessen der Aufschlüsse erfolgte durch die ausführende Bohr-

firma. Als Höhenbezugspunkte wurden die umliegenden Kanaldeckel herangezogen.

Eine erste Ansprache des Bohrgutes aus den Rammkernbohrungen wurde vor Ort durch den

Bohrmeister vorgenommen. Anschließend wurden die Proben in unser Büro gebracht und

einer eingehenden organoleptischen Untersuchung unterzogen.

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In Tabelle 3.1 werden die wichtigsten Daten der Aufschlüsse zusammengestellt.

1. nur Handschachtung

Tabelle 3.1: Zusammenstellung der Aufschlüsse aus Februar 2018

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Chemische Laborversuche Je eine Mischprobe aus den mit mineralischen Fremdbestandteilen durchsetzten Auffüllungen

an den Punkten 1 und 4 (Mischprobe MP1), am Punkt 3 (Mischprobe MP2) und an den Punk-

ten 5 und 6 (Mischprobe 3) wurde im chemischen Labor hinsichtlich ihrer Schadstoffgehalte

nach LAGA und DepV untersucht. Die Laborprotokolle sind als Anlage 9, Anlage 10 und

Anlage 11 beigefügt.

Die bei der sensitiven Begutachtung unauffälligen Kies-Sand-Gemische der ungebundenen

Tragschichten wurden zur Mischprobe MP4 zusammengefasst und hinsichtlich der Schad-

stoffgehalte nach LAGA TR Boden (2004) im Feststoff und im Eluat überprüft (siehe Anlage

12).

Des Weiteren wurde an den insgesamt drei Bohrkernen aus den gebundenen Trag-/ Deck-

schichten von Willy-Brandt-Platz bzw. Zweifaller Straße und Aachener Straße im chemischen

Labor der Gehalt an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen bestimmt (∑PAK , 16 siehe Anlage 13).

Die genaue Zusammenstellung der Mischproben sowie der Untersuchungsumfang wird in

Tabelle 3.2 beschrieben.

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Tabelle 3.2: Zusammenstellung der chemischen Laborversuche aus 2018

Bodenmechanische Laborversuche Im Rahmen der Baugrundbegutachtung wurden vereinbarungsgemäß keine bodenmechani-

schen Laborversuche durchgeführt.

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4 Geologische Situation

Tektonik Das Baufeld liegt am nordwestlichen Rand des linksrheinischen Teils des Rheinischen Schie-

fergebirges. Hier tritt der Rumpf eines paläozoischen Gebirges zu Tage, dessen beherrschen-

des Element der Venn-Sattel auf der Linie Roetgen – Langerwehe darstellt. An den Venn-

Sattel schließt sich im Nordwesten die 13 – 16 km breite in sich verschuppte und gefaltete

Inde-Großmulde an, deren Achse rd. 2 km nordwestlich des Willy-Brandt-Platzes verläuft

(siehe Anlage 3.1). Das Baufeld befindet sich an der Nordwestflanke des dem Venn-Sattel

vorgelagerten Hammerberg-Sattels.

Das variscische Faltengebirge wird von einer Vielzahl NW – SO streichender Querstörungen

durchzogen. Dazu gehören auch die Münster-Gewand südwestlich und die Ewige Gewand

nordöstlich des Willy-Brandt-Platzes, zwischen denen sich der sogenannte Stolberger Graben

befindet (siehe Anlage 3.1, Anlage 3.2und Anlage 4.1).

Stratigraphie Der Kern der Inde-Mulde wird im Stolberger Graben von Gesteinen des oberkarbonischen

Westfal A gebildet, den Oberen Stolberg-Schichten: graue bis schwarzgraue Ton- und

Schluffsteine und graue z.T. konglomeratische Sandsteine mit Steinkohleflözen (siehe cwa in

Anlage 3.2 sowie in Anlage 4.1 und Anlage 4.2).

Zu den Muldenrändern hin schließen sich die älteren Unteren Stolberg-Schichten des Namur

an: graue bis schwarzgraue Ton- und Schluffsteine und graue z.T. konglomeratische Sand-

steine mit einzelnen dünnen Steinkohleflözchen (siehe cn in Anlage 3.2 sowie in Anlage 4.1

und Anlage 4.2).

Weiter nach Südosten zum Hammerberg-Sattel hin folgen noch ältere Gesteine des unterkar-

bonischen Kohlenkalks (siehe cdk in Anlage 3.2). Dabei handelt es sich um mehr oder weni-

ger reine Kalksteine des Oberen Kohlenkalks (siehe ck in Anlage 4.1 und Anlage 4.2) sowie

um Dolomitsteine und Tonmergelsteine des Mittleren Kohlenkalks (siehe cdk in Anlage 4.1

und Anlage 4.2).

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Unter dem Willy-Brandt-Platz stehen den Kartenwerken zufolge bereits die Kalk- und Dolo-

mitsteine des Kohlenkalks an. Die Grenze zu den Unteren Stolberg-Schichten verläuft entlang

der nordwestlichen Berandung des Baufeldes (siehe auch Anlage 4.3).

Gemäß den vorliegenden geologischen Kartenwerken werden der Festgesteinskörper bzw.

dessen Verwitterungsbildungen in der Vichtaue von holozänen Bachablagerungen abgedeckt:

Auenlehme aus braunen z.T. humosen Schluffen und Sanden im Hangenden und mehr oder

weniger stark verlehmte Auenkiese im Liegenden (siehe f in Anlage 3.2 sowie qha in Anlage

4.1 und Anlage 4.2).

Böden Die Bodenkarte von Nordrhein-Westfalen (siehe Unterlage 2.10) beschreibt sehr ausführlich

den Aufbau der oberflächennahen Bodenschichten bis in eine Tiefe von 2 m. Danach stehen

im vichtnahen Projektgebiet bei ungestörten Verhältnissen an der Geländeoberfläche ver-

gleyte Braune Auenböden, z.T. Auengley, stellenweise Braune Auenböden oder Gley-

Braunerde an (siehe gA3 in Anlage 5): schluffiger Auenlehm in Dicken von 8 dm bis 15 dm

über Auenkies oder älterem Auenlehm.

Nach Westen hin schließt sich ein schmales Band aus Braunerden, z.T. Pseudogley- oder

Gley-Braunerden an (siehe B35 in Anlage 5): schwach steinige, schluffige, z.T. sandige

(Hang-) Lehme in einer Dicke von 8 dm bis 20 dm über zersetztem Fels.

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5 Hydrogeologische Verhältnisse

Die Grundwasserverhältnisse im Raum Stolberg werden im Wesentlichen von den langgestreck-

ten SW-NO streichenden Zügen aus Karbonatgestein bestimmt. Deren Durchlässigkeit ist infolge Verkarstung hoch bis sehr hoch und dürfte im Projektgebiet etwa k = 10-2 m/s betragen (siehe f Unterlage 2.6). Die Sedimentgesteine des Westfal A und des Namur sind dagegen nur sehr gering

durchlässig. Grundwasser zirkuliert hier nur auf Trennflächen (vor allem auf Kluftflächen in

Sandsteinbänken) und in Störungszonen. Die Gebirgsdurchlässigkeit des Kluftgrundwasserleiters in der Auflockerungszone wird in Unterlage 2.7 zu i.M. k = 1  10-7 bis 1  10-6 m/s angegeben. f

Die Auenlehme und -kiese in der Vichtaue stellen einen eher geringmächtigen Porengrund-

wasserleiter dar, der zumindest örtlich in hydraulischer Verbindung mit dem vergleichsweise

gut durchlässigen Festgesteinskörper steht.

Gemäß der Bodenkarte besitzen die Decklehme meist eine mittlere Wasserdurchlässigkeit. Dies entspricht einem Durchlässigkeitsbeiwert von k = 10 – 40 cm/d bzw. k = 1  10-6 bis 5  10-6 m/s. f f

In der Nähe des Willy-Brandt-Platzes befindet sich die Grundwassermessstelle 011007310 (siehe

Bild 5.1 und Unterlage 2.11). Hier wurden zwischen Oktober 1988 und Oktober 2006 Grundwas-

serspiegelhöhen zwischen 185,87 mNHN (15.04.1989) und 187,25 mNHN (05.05.1997) gemes-

sen (siehe auch Bild 5.2).

Bild 5.1: Grundwassermessstellen im Untersuchungsgebiet (aus Unterlage 2.11)

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Bild 5.2: Ganglinie der Messstelle 011007310 (aus: Unterlage 2.11)

In den aktuellen max. 2 m tiefen Aufschlüssen konnte bei Bohrende kein Wasserspiegel ein-

gemessen werden. Und es wurden auch keine nassen Böden zu Tage gefördert.

Das Projektgebiet liegt nicht innerhalb einer festgesetzten oder geplanten Trinkwasserschutz-

zone.

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6 Seismologie und Altbergbau

Seismologische Aspekte Erdbebeneinflüsse sind in der europäischen Norm DIN EN 1998 einschließlich nationaler

Anhänge geregelt. Unterlage 2.12 enthält die in Nordrhein-Westfalen nach wie vor gültige

Karte der Erdbebenzonen und geologischen Untergrundklassen zur DIN 4149:2005-04. Der

Willy-Brandt-Platz liegt in der Erdbebenzone 3 und der Untergrundklasse R (Gebiete mit

felsartigem Gesteinsuntergrund).

Das Intensitätsintervall für die Erdbebenzone 3 beträgt 7,5 ≤ I < 8,0. Die Intensität ist eine Kenn-

zahl für die Stärke der Bodenerschütterung bei Erdbeben. Sie beschreibt die Auswirkung auf

Menschen und Objekte und das Ausmaß der Gebäudeschäden vor Ort. Den in DIN EN 1998 bzw.

DIN 4149:2005 angegebenen Werten liegt die Europäische Makroseismische Skala (EMS) zu-

grunde. Danach sind bei einem Erdbeben mit der Intensität I = 7,5 große Spalten im Mauerwerk

zu erwarten und es besteht die Gefahr, dass Giebelteile und Dachgesimse einstürzen.

Der Referenz-Spitzenwert der Bodenbeschleunigung beträgt in der Erdbebenzone 3 nach DIN

EN 1998 a = 0,8 m/s². gR

Die Baugrundklasse beschreibt den seismisch relevanten oberflächennahen Untergrund bis in

eine Tiefe von etwa 20 m. Das Projektgebiet ist der Baugrundklasse B (mäßig verwitterte

Festgesteine bzw. Festgesteine mit geringerer Festigkeit) zuzuordnen.

Altbergbau Der Auszug aus dem Internet-Auskunftssystem Gefährdungspotenziale des Untergrundes in

Nordrhein-Westfalen, Stand 01.03.2018, in Bild 6.1 zeigt, dass in dem Planquadrat, in dem

sich der Willy-Brandt-Platz befindet, oberflächennaher Bergbau belegt ist und 7 verlassene

Tagesöffnungen vorhanden sind. Außerdem ist eine Höhle dokumentiert.

Eine ausführliche Altbergbau-Recherche ist nicht Gegenstand des vorliegenden Gutachtens.

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Bild 6.1: Auszug aus dem Internet-Auskunftssystem Gefährdungspotenziale des Untergrun-

des in Nordrhein-Westfalen, Stand 01.03.2018

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7 Baugrundaufbau, Klassifizierung und bodenmechanische Beurteilung

Allgemeines Die Baugrundschichtung im Bereich Willy-Brandt-Platz wurde im Rahmen der aktuellen Er-

kundungskampagne durch insgesamt neun Rammkernbohrungen (RKB) aufgeschlossen.

Mit Ausnahme der Bohrung RKB 8/2018, die vorher festkam, und der Handschürfung am Punkt

10, die in einer Tiefe von 45 cm auf einem Hindernis aufgegeben werden musste, konnten alle

Aufschlüsse bis zur planmäßigen Endteufe von 2,0 m niedergebracht werden.

Die Rammkernbohrungen haben aufgrund ihres vergleichsweise kleinen Durchmessers den

Nachteil, dass evtl. im Boden enthaltene Grobkiese oder Steine i.d.R. nicht mitgefördert wer-

den, d.h. die Kornverteilung ggf. nicht genau wiedergegeben wird.

Aufgrund seiner Position ist der Untergrund in dem erkundeten Tiefenbereich eher uneinheit-

lich aufgebaut. Zwischen den einzelnen Aufschlusspunkten können die Mächtigkeit und die

Zusammensetzung der Auffüllungen größeren Schwankungen unterliegen.

Die einzelnen Schichten werden in der Folge ihres Auftretens von oben nach unten beschrie-

ben. Die Bodenklassifikation erfolgt nach DIN 18196 (Bodengruppe) und ZTV E-StB 09

(Frostempfindlichkeit) sowie zusätzlich noch nach der alten Norm DIN 18300 (Bodenklasse).

In den Hinweisen und Empfehlungen zur Bauausführung wird ein Vorschlag für die Festlegung

von gewerkebezogenen Homogenbereichen vorgestellt.

Der Untergrund lässt sich im Projektgebiet in die folgenden Schichtkomplexe untergliedern:

 Oberflächenbefestigungen

 Auffüllungen

 Auenlehm

 Vichtschotter (Auenkies)

 Grundgebirge (Kohlenkalk, Unterkarbon)

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Oberflächenbefestigungen Die Gesamtdicke der schwarzgebundenen Oberflächenbefestigungen beträgt am Punkt 1 in der

Aachener Straße d = 31 cm (siehe Bild 7.1 sowie Anlage 6.1 und Anlage 7.1). An den Punkten 7

und 8 in der Verlängerung der Zweifaller Straße wurden im Bereich der geplanten Umgestal-

tungsmaßnahme Schichtdicken von 23 cm (KB 7, siehe Anlage 7.2) bzw. 27 cm (KB 8, siehe

Anlage 7.3) gemessen. Bild 7.2 zeigt die Ausfallstraße nach Vicht und Zweifall in Höhe des Wil-

ly-Brandt-Platzes. Zum PAK-Gehalt der Trag-/Deckschichten der Fahrbahnen siehe Kapitel 8.

Bild 7.1: Aachener Straße am Willy-Brandt-Platz

Bild 7.2: Verlängerung der Zweifaller Straße am Willy-Brandt-Platz

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Der Belag des Willy-Brandt-Platzes besteht zu einem großen Teil aus 30 cm langen und 20

cm breiten Platten mit einer Dicke von 8 cm (siehe Anlage 6.5 und Anlage 6.6). Zwischen

dem Plattenbelag finden sich kleinere Flächen mit Natursteinpflaster (siehe Anlage 6.4). Bild

7.3 zeigt die vorhandene Platzbefestigung.

Bild 7.3: Plattenbelag und Natursteinpflaster auf dem Willy-Brandt-Platz

An allen drei Aufschlusspunkten auf dem Platz wurde unterhalb der Platten bzw. des Pflasters

und der zugehörigen Bettungsschicht eine i.M. rd. 20 cm dicke Betontragschicht erbohrt (sie-

he Anlage 6.4 – Anlage 6.6).

Der Gehweg auf der Nordseite des Steinwegs besitzt ebenfalls einen Plattenbelag (L × B × D =

20 cm × 20 cm × 8 cm). Auch hier wurde eine rd. 20 cm dicke Betontragschicht festgestellt (siehe

Bild 7.4 und Anlage 6.2).

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Bild 7.4: Plattenbelag der Gehwege am Steinweg

Die Fahrbahn des Steinwegs ist größtenteils mit Betonpflaster befestigt: L × B × D = 20 cm ×

10 cm × 8 cm (siehe Bild 7.5). Die Dicke der Betontragschicht wurde am Punkt 3 zu ca. 27 cm

ermittelt (siehe Anlage 6.3).

Bild 7.5: Betonpflaster im Steinweg

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Die geplante Kleinbohrung RKB 9/2018 im östlichen Gehweg am Willy-Brandt-Platz konn-

te wegen der Vielzahl vorhandener Versorgungsleitungen in dem schmalen Weg nicht ausge-

führt werden. Und am Punkt 10 kam die Handschürfung zur Leitungssuche in einer Tiefe von

45 cm unter GOK fest. Hier waren vorab Gehwegplatten L × B × D = 30 cm × 30 cm × 6 cm

aufgenommen (siehe auch Bild 7.6) und die 20 cm dicke Betontragschicht unter der Bettungs-

schicht aufgestemmt worden (siehe Anlage 6.10).

Bild 7.6: Gehweg auf der Ostseite des Willy-Brandt-Platzes

Ungebundene Tragschichten Unterhalb der schwarzen Fahrbahnbefestigungen bzw. unterhalb der Betontragschicht in den

plattierten oder gepflasterten Bereichen wurden flächendeckend ungebundene Tragschichten

erbohrt. Die Lagerungsdichte der kalkfreien lokal schwach schluffigen Kiessande wurde vom

Feldgeologen anhand der Widerstände beim Bohren zu mitteldicht (bis dicht) und nur selten

zu locker bis mitteldicht abgeschätzt.

Die Dicke der ungebundenen Tragschichten, die aus gerundeten Flusskiesen (z.T. auch mit

Sandsteinbruchstückchen) bestehen und i.d.R. keine mineralischen Fremdbestandteile enthiel-

ten, variiert an den Punkten 1 bis 6 zwischen 60 cm und 25 cm. Am Punkt 8 wurden gut

90 cm gemessen, und am Punkt 7 endet die Bohrung in einer Tiefe von 2,0 m unter FOK noch

in den fremdstofffreien Kies-Sand-Gemischen.

Zu den Schadstoffgehalten in den ungebundenen Tragschichten siehe Kapitel 8.

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Weitere Auffüllung An den Erkundungspunkten 1 bis 6 wurden unterhalb der ungebundenen Tragschichten weite-

re aufgefüllte Böden ermittelt. Diese Dicke variiert zwischen 0,7 m und ≥ 1,4 m (siehe auch

Tabelle 7.1). Zur Beschreibung der Auffüllungen sei ebenfalls auf die Tabelle 7.1 sowie auf

die Bohrprofile in Anlage 6 verwiesen.

Die bindigen Auffüllungen besaßen gemäß der sensitiven Ansprache eine steife, seltener eine

weiche bis steife Konsistenz. Aufgrund der Widerstände beim Bohren kann für die Kiessande

auf eine lockere bzw. lockere – mitteldichte Lagerung geschlossen werden. Am Punkt 3 wa-

ren die Füllböden schwer zu bohren und demzufolge dicht gelagert.

Die anthropogenen Füllböden wurden zu Mischproben zusammengefasst und hinsichtlich

ihrer Schadstoffgehalte nach LAGA und DepV überprüft (siehe Tabelle 3.2und Tabelle 7.1).

Zu den Ergebnissen der chemischen Laborversuche siehe Kapitel 8.

Tabelle 7.1: Schichtgrenzen, Schichtdicken und Kurzbeschreibung der Auffüllungen

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Auenlehm Gewachsene (und umgelagerte Auenlehme) wurden an den Punkten 2, 4, 6 und 8 nur noch in

Restmächtigkeit angetroffen (siehe Tabelle 7.2). Dabei handelt es sich meist um schwach humose,

schwach kiesige, schwach sandige, schwach tonige Schluffe mit weicher bis steifer Konsistenz.

Tabelle 7.2: Schichtgrenzen und Schichtdicken der Auenlehme

Vichtschotter (Auenkies) Die Kleinbohrungen RKB 1 bis 3 und 8/2018 tauchten in Tiefen von 1,4 – 1,6 m unter GOK

in die Auenkiese ein. Die schwach sandigen bis sandigen meist nur schwach gerundeten Kiese

sind i.d.R. zumindest schwach verlehmt. Lediglich am Punkt 2 wurden feinkornfreie schwach

steinige Kiese erbohrt. Die Lagerungsdichte der Vichtschotter kann anhand des Bohrfort-

schritts zu wenigstens mitteldicht abgeschätzt werden.

Grundgebirge (Kohlenkalk) Der gewachsene Fels bzw. dessen Verwitterungsprodukte wurden mit den acht Aufschlüssen

im Maßnahmenbereich nicht erbohrt. Die Oberfläche des Verwitterungslehms befindet sich

demnach in Tiefen von mehr als 2 m unter GOK. Weil für die anstehenden Arbeiten von un-

tergeordneter Bedeutung, wird hier auf eine Beschreibung verzichtet und sei auf die allgemei-

nen Erläuterungen im Kapitel „Geologie“ verwiesen.

Klassifizierung und Kennwerte Tabelle 7.3 enthält die Klassifizierung der erkundeten Bodenschichten. Die charakteristischen Wer-

te der bodenmechanischen Kenngrößen werden auf der Grundlage der Felduntersuchungen, der

sensitiven Begutachtung des Bohrguts sowie auf der Grundlage von Literatur- und Erfahrungswer-

ten bei vergleichbaren Böden in Tabelle 7.4 zusammengefasst.

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Es wird darauf hingewiesen, dass es sich hierbei nicht um feste Größen im Sinne von Materialkon-

stanten handelt, sondern um bereichsweise variierende Werte, die auch von der Art und Dauer der

Beanspruchung abhängen.

Tabelle 7.3: Zusammenstellung der Bodenklassifizierungen

Tabelle 7.4: Zusammenstellung der charakteristischen Werte der bodenmechanischen Kenngrößen

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Durchlässigkeiten der Bodenschichten Die Beurteilung der Durchlässigkeiten der angetroffenen Bodenschichten erfolgt auf der

Grundlage der im Rahmen der aktuellen Aufschlusskampagne gewonnenen Erkenntnisse so-

wie unter Berücksichtigung von Erfahrungswerten und der vorliegenden Unterlagen zur Hyd-

rogeologie. Im Rahmen der aktuellen Untersuchungen wurden keine Feld- oder Laborversu-

che zur Ermittlung der Wasserdurchlässigkeit der anstehenden Böden durchgeführt.

Die ungebundenen Tragschichten stellen gut bis sehr gut durchlässige Böden mit Durchläs- sigkeitsbeiwerten zwischen 1 × 10-4 m/s und 1 × 10-3 m/s dar.

Die Auffüllungen besitzen aufgrund ihrer heterogenen Kornzusammensetzung i.d.R. Durch- lässigkeitsbeiwerte zwischen k = 1 × 10-7 m/s und k = 1 × 10-3 m/s bei großen Unterschieden f f in horizontaler und vertikaler Richtung.

Die Bodenkarte von Nordrhein-Westfalen (siehe Unterlage 2.10) weist dem Auenlehm eine meist

mittlere Wasserdurchlässigkeit (k = 10 bis 40 cm/Tag) zu. Dies entspricht etwa einer Größenord- f nung zwischen k = 1 × 10-6 und 5 × 10-6 m/s. Bei starker Verlehmung kann die Durchlässigkeit bis f auf k < 1 × 10-7 m/s absinken. f

Die Auenkiese besitzen Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte zwischen k = 1 × 10-2 m/s (grobe f Kiese) und k = 5 × 10-6 m/s (lehmige Kiese). Die Schwankungen können infolge häufig f wechselnder sedimentologischer Ausbildung (Kornzusammensetzung) der Vichtschotter in

vertikaler und horizontaler Richtung auftreten. Die sensitive Begutachtung des Bohrguts lässt auf Werte von k = 1 × 10-5 – 1 × 10-3 m/s schließen. f

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8 Umwelteinflüsse

Auffüllungen, Aufschlusspunkte 1 und 4 (Bereich Nord/Aachener Straße) Die zur Mischprobe MP1 zusammengefassten Auffüllungen unterhalb der ungebundenen Trag-

schichten aus dem Bereich Nord/Aachener Straße (Punkte 1 und 4) mit i.M. voraussichtlich mehr

als 10 Vol.-% mineralischen Fremdbestandteilen wurden hinsichtlich ihrer Schadstoffgehalte nach

LAGA M20 (1997), Boden sowie DepV (2013) im Feststoff und im Eluat ausschließlich Anti-

mon-C0, GB und ANC untersucht. Zusätzlich wurden auch die Atmungsaktivität AT und der 21 4 Brennwert bestimmt. Die genaue Zusammensetzung der Mischprobe für die chemischen Labor-

versuche ist in Tabelle 3.2 aufgeführt bzw. den Bohrprofilen in Anlage 6 zu entnehmen. Der zu-

gehörige Laborbericht des Analytisches Labor Fölsing, Aachen, ist in Anlage 9 abgelegt.

In Tabelle 8.1 und Tabelle 8.2 werden die Ergebnisse zunächst den Zuordnungswerten nach

LAGA M20, Boden (1997) gegenübergestellt. Da der Anteil mineralischer Fremdbestandteile

i.M. > 10 Vol.-% betragen dürfte, werden die Analyseergebnisse auch mit den Grenzwerten für

Boden-Bauschutt-Gemische nach LAGA M20 (1997) verglichen (siehe Tabelle 8.3 und Tabelle

8.4). Dabei werden zur Bewertung der Schwermetallgehalte die Z1.1-, Z1.2- und Z2-

Zuordnungswerte nach LAGA M20 (1997), Boden herangezogen.

Des Weiteren wird die Deklarationsanalyse nach DepV (2013) ausgewertet (siehe Tabelle 8.5).

Die Mischprobe MP1 ist nach LAGA wie folgt einzustufen:

• LAGA M20 (1997), Boden Feststoff: Cadmium-, Zink-, PAK-Gehalt > Z2 Blei-, Kupfergehalt = Z2 Arsen-, EOX-Gehalt = Z1.1

Eluat: Bleigehalt = Z1.1

• LAGA M20 (1997), Bauschutt Feststoff: Cadmium-, Zinkgehalt > Z2 Blei-, Kupfer-, PAK-Gehalt = Z2 Arsen-, EOX-Gehalt = Z1.1

Eluat: Bleigehalt = Z1.1

• Deponieverordnung (2013) Feststoff: PAK-Gehalt = DK I

(ohne Glühverlust und TOC) Eluat: ohne Befund = DK 0

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16 Tabelle 8.1: Ergebnisse der Feststoffanalysen nach LAGA M20 (1997), Boden der MP1

Tabelle 8.2: Ergebnisse der Eluatanalysen nach LAGA M20 (1997), Boden der MP1

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16 Tabelle 8.3: Ergebnisse der Feststoffanalysen nach LAGA M20 (1997), Bauschutt an der MP1

Tabelle 8.4: Ergebnisse der Eluatanalysen nach LAGA M20 (1997), Bauschutt an der MP1

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1. wird als DK 0 eingestuft, da AT4, Brennwert und DOC-Gehalt den DK 0-Grenzwert nicht überschreiten Tabelle 8.5: Ergebnisse der Feststoff- und Eluatanalysen nach DepV an der MP1

Der TOC-Gehalt der Mischprobe MP1 beträgt 1,6 % und der Glühverlust 2,83 %. Die At-

mungsaktivität AT , der Brennwert und der DOC-Gehalt im Eluat zeigen, dass beide Werte 4 unkritisch sind (jeweils Unterschreitung der DK 0-Grenzwerte).

Der Zinkgehalt von 3.080 mg/kg führt gemäß den im Informationsportal Abfallbewertung

(IPA) hinterlegten Grenzwertlisten zu einer Einstufung als gefährlicher Abfall.

Auffüllungen Aufschlusspunkt 3 (Bereich Nord/Steinweg) Die zur Mischprobe MP2 zusammengefassten Auffüllungen unterhalb der ungebundenen Trag-

schichten aus dem Bereich Nord/Steinweg (Punkt 3) mit mehr als 10 Vol.-% mineralischen

Fremdbestandteilen wurden hinsichtlich ihrer Schadstoffgehalte nach LAGA M20 (1997), Boden

sowie DepV (2013) im Feststoff und im Eluat ausschließlich Antimon-C0, GB und ANC unter- 21 sucht. Zusätzlich wurden auch die Atmungsaktivität AT und der Brennwert bestimmt. 4

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Die genaue Zusammensetzung der Mischprobe für die chemischen Laborversuche ist in Tabelle

3.2 aufgeführt bzw. den Bohrprofilen in Anlage 6 zu entnehmen. Der zugehörige Laborbericht

des Analytisches Labor Fölsing, Aachen, ist in Anlage 10 abgelegt.

In Tabelle 8.6 und Tabelle 8.7 werden die Ergebnisse aufgrund des Fremdstoffanteils von

mehr als 10 Vol.-% den Zuordnungswerten nach LAGA M20, Bauschutt (1997) gegenüber-

gestellt. Dabei werden zur Bewertung der Schwermetallgehalte die Z1.1-, Z1.2- und Z2-

Zuordnungswerte nach LAGA M20 (1997), Boden herangezogen.

Des Weiteren wird die Deklarationsanalyse nach DepV (2013) ausgewertet (siehe Tabelle 8.8).

Die Mischprobe MP2 ist nach LAGA wie folgt einzustufen:

• LAGA M20 (1997), Bauschutt Feststoff: Arsen-, Blei-, Cadmium-, > Z2 Kupfer-, Zinkgehalt Nickel-, Quecksilber-, PAK-Gehalt = Z1.1

Eluat: Quecksilbergehalt > Z2

• Deponieverordnung (2013) Feststoff = DK 0 (ohne TOC und Glühverlust)

Eluat Quecksilbergehalt = DK II

Der TOC-Gehalt der Mischprobe MP2 beträgt 1,7 %, der Glühverlust 7,52 %. Die Atmungs-

aktivität AT , der Brennwert und der DOC-Gehalt im Eluat zeigen, dass beide Werte unkri- 4 tisch sind (jeweils Unterschreitung der DK 0-Grenzwerte).

Extrem hohe Schwermetallgehalte führen gemäß den im Informationsportal Abfallbewertung

(IPA) hinterlegten Grenzwertlisten zu einer Einstufung als gefährlicher Abfall.

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16 Tabelle 8.6: Ergebnisse der Feststoffanalysen nach LAGA M20 (1997), Bauschutt an der MP2

Tabelle 8.7: Ergebnisse der Eluatanalysen nach LAGA M20 (1997), Bauschutt an der MP2

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1. wird als DK 0 eingestuft, da AT4, Brennwert und DOC-Gehalt den DK 0-Grenzwert nicht überschreiten Tabelle 8.8: Ergebnisse der Feststoff- und Eluatanalysen nach DepV an der MP2

Auffüllungen, Aufschlusspunkte 5 und 6 (Bereiche Mitte und Süd) Die zur Mischprobe MP3 zusammengefassten Auffüllungen unterhalb der ungebundenen Trag-

schichten aus den Bereichen Mitte und Süd (Punkte 5 und 6) mit mehr als 10 Vol.-% minerali-

schen Fremdbestandteilen wurden hinsichtlich ihrer Schadstoffgehalte nach LAGA M20 (1997),

Boden sowie DepV (2013) im Feststoff und im Eluat ausschließlich Antimon-C0, GB und ANC 21 untersucht. Zusätzlich wurden auch die Atmungsaktivität AT und der Brennwert bestimmt. 4 Die genaue Zusammensetzung der Mischprobe für die chemischen Laborversuche ist in Tabelle

3.2 aufgeführt bzw. den Bohrprofilen in Anlage 6 zu entnehmen. Der zugehörige Laborbericht

des Analytisches Labor Fölsing, Aachen, ist in Anlage 11 abgelegt.

In Tabelle 8.9 und Tabelle 8.10 werden die Ergebnisse aufgrund des Fremdstoffanteils von

mehr als 10 Vol.-% den Zuordnungswerten nach LAGA M20, Bauschutt (1997) gegenüber-

gestellt. Dabei werden zur Bewertung der Schwermetallgehalte die Z1.1-, Z1.2- und Z2-

Zuordnungswerte nach LAGA M20 (1997), Boden herangezogen.

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Des Weiteren wird die Deklarationsanalyse nach DepV (2013) ausgewertet (siehe Tabelle 8.11).

Die Mischprobe MP3 ist nach LAGA wie folgt einzustufen:

• LAGA M20 (1997), Bauschutt Feststoff Blei-, Cadmium-, Zinkgehalt > Z2 Arsen-, Kupfer-, PAK-Gehalt = Z1.2 Quecksilbergehalt = Z1.1

Eluat Blei-, Quecksilbergehalt = Z1.1

• Deponieverordnung (2013) Feststoff = DK 0 (ohne TOC und Glühverlust)

Eluat = DK 0

Der TOC-Gehalt der Mischprobe MP3 beträgt 1,4 % und der Glühverlust 3,92 %. Die At-

mungsaktivität AT , der Brennwert und der DOC-Gehalt im Eluat zeigen, dass beide Werte 4 unkritisch sind (jeweils Unterschreitung der DK 0-Grenzwerte).

Der hohe Zinkgehalt führt gemäß den im Informationsportal Abfallbewertung (IPA) hinter-

legten Grenzwertlisten zu einer Einstufung als gefährlicher Abfall.

16 Tabelle 8.9: Ergebnisse der Feststoffanalysen nach LAGA M20 (1997), Bauschutt an der MP3

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Tabelle 8.10: Ergebnisse der Eluatanalysen nach LAGA M20 (1997), Bauschutt an der MP3

1. wird als DK 0 eingestuft, da AT4, Brennwert und DOC-Gehalt den DK 0-Grenzwert nicht überschreiten

Tabelle 8.11: Ergebnisse der Feststoff- und Eluatanalysen nach DepV an der MP3

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Ungebundene Tragschichten, Aufschlusspunkte 1 – 8 und 10 Die zur Mischprobe MP4 zusammengefassten ungebundenen Tragschichten (überwiegend

Kies-Sand-Gemische) mit weniger als 10 Vol-% mineralischen Fremdbestandteilen wurden

hinsichtlich ihrer Schadstoffgehalte nach LAGA TR Boden im Feststoff und im Eluat überprüft

(Zusammensetzung der Mischprobe MP4 siehe Tabelle 3.2 und Anlage 6). Der zugehörige La-

borbericht des Analytisches Labor Fölsing, Aachen, ist in Anlage 12 abgelegt.

In Tabelle 8.12 und Tabelle 8.13 werden die Ergebnisse den Zuordnungswerten nach LAGA

TR Boden (2004) und in Tabelle 8.14 und Tabelle 8.15 den Zuordnungswerten nach LAGA

M20 (1997), Boden gegenübergestellt.

Die Mischprobe MP4 ist nach LAGA wie folgt einzustufen:

• LAGA TR Boden (2004) Feststoff Blei-, Cadmium-, Zinkgehalt = Z2 Arsen-, Kupfer-, Nickelgehalt = Z1

Eluat ohne Befund

• LAGA M20 (1997), Boden Feststoff Blei-, Cadmium-, Zinkgehalt = Z2 Kupfergehalt = Z1.1 Eluat pH-Wert = Z1.2

Der TOC-Gehalt der Mischprobe MP4 beträgt unkritische 0,6 %.

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Tabelle 8.12: Ergebnisse der Feststoffanalysen nach LAGA TR Boden (2004) an der MP4

Tabelle 8.13: Ergebnisse der Eluatanalysen nach LAGA TR Boden (2001), Boden der MP4

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Neugestaltung Willy-Brandt-Platz, Baugrundgutachten vom 12.03.2018 Seite 37

16 Tabelle 8.14: Ergebnisse der Feststoffanalysen nach LAGA M20 (1997), Boden der MP4

Tabelle 8.15: Ergebnisse der Eluatanalysen nach LAGA M20 (1997), Boden der MP4

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Neugestaltung Willy-Brandt-Platz, Baugrundgutachten vom 12.03.2018 Seite 38

Gebundene Trag-/Deckschichten Die gebundenen Trag-/Deckschichten an den Ansatzpunkten 1, 7 und 8 wurden im chemischen

Labor hinsichtlich ihres PAK-Gehalts (insgesamt 16 Parameter nach EPA) überprüft. Mit einem

PAK-Gehalt von 1,3 mg/kg (KB 1), 1,0 mg/kg (KB 7) und 4,7 mg/kg (KB 8) sind die Trag-/Deck-

schichten der Aachener Straße und der Verlängerung der Zweifaller Straße vor dem Willy-Brandt-

Platz als nicht verunreinigter Ausbauasphalt einzustufen (siehe Anlage 13 und Tabelle 8.16).

Tabelle 8.16: Klassifizierung von Straßenaufbruch (aus Abfallratgeber Bayern)

Des Weiteren können die „Richtlinien für die umweltverträgliche Verwertung von Ausbaustoffen

mit teer-/pechtypischen Bestandteilen sowie für die Verwertung von Ausbauasphalt im Straßen-

bau Ausgabe 2001/Fassung 2005“ (RuVA-StB 01/05) zur Bewertung der Ergebnisse der chemi-

schen Untersuchungen der Straßenausbaustoffe herangezogen werden. Diese unterscheiden in

Abhängigkeit des Gehalts an PAK nach EPA im Feststoff und der Konzentration des Phenolindex

im Eluat zwischen den Möglichkeiten der Wiederverwertung im Heiß- und im Kaltmischverfah-

ren (siehe Tabelle 8.17).

Tabelle 8.17: Bewertungsgrundlagen und Kurzcharakterisierung gemäß RuVA-StB 01/05

Mit den vg. PAK-Gehalten fallen die untersuchten Bohrkerne nach derzeitigem Kenntnisstand

in die Verwertungsklasse A1.

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Neugestaltung Willy-Brandt-Platz, Baugrundgutachten vom 12.03.2018 Seite 39

9 Hinweise und Empfehlungen zur Bauausführung

Allgemeines Der Willy-Brandt-Platz am südlichen Rand der Stolberger Altstadt soll umgestaltet werden.

Der rd. 3.850 m² große Planungsbereich reicht in etwa von der Kreuzung Aachener Straße/An

der Krone im Nordwesten und dem Beginn der Burgstraße im Nordosten bis zur Einmündung

der Straße Hammerberg in die Zweifaller Straße im Süden (siehe Anlage 2). Die vorhandenen

Oberflächenbefestigungen einschließlich der zugehörigen (ungebundenen) Tragschichten sol-

len vollständig aufgenommen werden.

Die neuen Verkehrsflächen werden gemäß Unterlage 2.3 in folgende Bauklassen gemäß RStO 12

eingestuft:

• überfahrbare Flächen aus Natursteinpflaster (Mittel- und Großformat) = RStO Bk10 (Sonder-

bauweise, da für Pflasterflächen nicht standardisiert), Dicke Aufbau = 65 cm,

• Gehwegbereiche aus Natursteinpflaster (Mittelformat) = RStO Bk0,3, Dicke Aufbau = 50 cm.

Die Gelände- bzw. Fahrbahnhöhen bleiben nahezu unverändert.

Mindestdicke des frostsicheren Oberbaus Stolberg liegt in der Frosteinwirkungszone 1. Es wird davon ausgegangen, dass der Bo-

denaushub nach der Aufnahme der vorhandenen Oberflächenbefestigungen bis in eine Tiefe

von i.d.R. nicht mehr als 80 cm unter heutige GOK/FOK erfolgt.

Das Erdplanum für die neuen Flächenbefestigungen liegt demnach entweder innerhalb der

vorhandenen i.d.R. gut verdichteten ungebundenen Tragschichten oder innerhalb der flächen-

haften Auffüllungen, die z.T. gut, z.T. aber auch schlecht verdichtet wurden und mithin eine

sehr unterschiedliche Tragfähigkeit besitzen. Die Auffüllungen reichen zumeist bis in Tiefen

von mehr als 1,5 m unter GOK.

Unterhalb der ungebundenen Tragschichten bzw. der Auffüllungen stehen örtlich in einer Mäch-

tigkeit von meist nur wenigen Dezimetern geringtragfähige Decklehme an. Darunter folgen gut

tragfähige Auenkiese oder in vichtfernen Abschnitten evtl. auch der gut tragfähige zersetzte Fels.

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Neugestaltung Willy-Brandt-Platz, Baugrundgutachten vom 12.03.2018 Seite 40

Die vorhandenen ungebundenen Tragschichten können in die Frostempfindlichkeitsklassen F 1

und untergeordnet F 2 gemäß ZTV E-StB 09 gestellt werden. Die flächenhaften Auffüllungen

sind überwiegend in die Frostempfindlichkeitsklassen F 1 und F 2 einzustufen. Je nach Feinkorn-

gehalt fallen die Füllböden örtlich aber auch in die Frostempfindlichkeitsklasse F 3. Auf der siche-

ren Seite liegend wird nachfolgend für das gesamte Baufeld die Klasse F 3 zugrunde gelegt. Der

Ausgangswert für die Bestimmung der Mindestdicke des frostsicheren Straßenoberbaus in der

Belastungsklasse Bk10 beträgt somit gemäß RStO 12, Tab. 6, d = 65 cm und in der Belastungs-

klasse Bk0,3 d = 50 cm.

Der Flurabstand des Grundwasserspiegels beträgt mehr als 1,5 m. Die Auffüllungen im Erd-

planum können örtlich einen bindigen Charakter besitzen und gering durchlässig sein. In sol-

chen Bereichen kann sich zeitweise Sickerwasser aufstauen.

Die neuen Verkehrsflächen liegen nahezu ebenerdig (keine Einschnitte oder Dammlagen).

Infolge örtlicher Einflüsse sind beim frostsicheren Straßenbau aus geotechnischer Sicht ge-

mäß RStO 12, Tab. 7 folgende Mehr- oder Minderdicken zu berücksichtigen:

• Frosteinwirkung: Zone 1 0 cm

• kleinräumige Klimaunterschiede: keine besonderen Einflüsse 0 cm

• Wasserverhältnisse im Untergrund: Schichtenwasser zeitweise höher als 1,5 m unter Planum +5 cm

• Entwässerung: über Rinnen, Abläufe und Rohrleitungen -5 cm

Damit errechnet sich die erforderliche Mindestdicke des frostsicheren Oberbaus zu 65 cm (Bk10

bzw. 50 cm (Bk0,3).

Aufbruch der vorhandenen Befestigungen Die vorhandenen gebundenen Oberflächenbefestigungen, die Pflaster- und Plattenbeläge ein-

schließlich der Betontragschichten sowie die vorhandenen ungebundenen Tragschichten und

in geringem Umfang die oberen Abschnitte der flächenhaften Auffüllungen sollen aufge-

nommen und abgefahren werden. Auf den nachverdichteten Füllböden sollen dann die neuen

Frostschutzschichten und die neuen Oberflächenbefestigungen aufgebracht werden.

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Gemäß den vorliegenden Erkundungsergebnissen variiert die Dicke der aufzubrechenden ge-

bundenen Trag-/Deckschichten in der Verlängerung der Zweifaller Straße zwischen d = 23

und 27 cm (Punkte 7 und 8). In der Aachener Straße wurden d = 31 cm gemessen (Punkt 1).

Die Labor-Analysen lieferten PAK-Gehalte von < 10 mg/kg. Damit handelt es sich bei dem

Straßenaufbruch um nicht verunreinigten Ausbauasphalt.

Es kann nicht mit letzter Sicherheit ausgeschlossen werden, dass lokal auch gering verunrei-

nigter Ausbauasphalt oder pechhaltiger Straßenaufbruch angetroffen werden.

Unter dem Platten- oder Pflasterbelag wurde in fast jedem Aufschluss eine Betontragschicht

festgestellt. Deren Dicke beträgt i.d.R. rd. 20 cm. Am Punkt 3 wurden auch 27 cm gemessen.

Erdarbeiten Im Rahmen der Platzumgestaltung fallen gemäß den vorliegenden Erkundungsergebnissen

neben den ungebundenen Tragschichten fast ausschließlich weitere Auffüllungen an. Es wird

empfohlen, nicht zuletzt wegen unterschiedlicher Schadstoffgehalte die ungebundenen Trag-

schichten zum Homogenbereich E1 nach DIN 18300:2016 und die flächenhaften Auffüllun-

gen zum Homogenbereich E2 nach DIN 18300:2016 zusammenzufassen:

• Homogenbereich E1 = ungebundene Tragschichten (i.d.R. Kies-Sand-Gemische mit einem

allenfalls lokal sehr geringen Anteil an mineralischen Fremdbestandteilen = Boden)

Bodengruppen nach DIN 18196: GW, GI, SW, SI, untergeordnet GE, SE, GU, SU

Bodenklassen nach DIN 18300:2012: 3

Korngrößenverteilung: eng-, intermittierend und weitgestuft

Massenanteil Steine: < 30 Massen-%

Massenanteil Blöcke: 0

Massenanteil große Blöcke: 0

Dichte: ρ = 1,6 – 2,3 g/cm³

undränierte Scherfestigkeit: -

Wassergehalt: w = 5 – 30 %

Plastizität: -

Konsistenz: -

Lagerungsdichte: locker bis dicht

organischer Anteil: i.d.R. nicht humos

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Neugestaltung Willy-Brandt-Platz, Baugrundgutachten vom 12.03.2018 Seite 42

In der Mischprobe MP4 aus den ungebundenen Tragschichten wurden auffällige Schwermetall-

gehalte (Zink, Blei und Cadmium) ermittelte, die zu einer Einstufung Z2 nach LAGA führen.

• Homogenbereich E2 = flächenhafte Auffüllungen (mit i.d.R. mehr als 10 Vol.-% minerali-

schen Fremdbestandteilen = Boden-Bauschutt-Gemische)

Bodengruppen nach DIN 18196: GW, GI, SW, SI, GU, SU

GU*, SU*, UL, UM

Bodenklassen nach DIN 18300:2012: 3, 4, (5)

Korngrößenverteilung: eng-, intermittierend und weitgestuft

Massenanteil Steine: < 30 Massen-%

Massenanteil Blöcke: < 10 Massen-%

Massenanteil große Blöcke: 0

Dichte: ρ = 1,6 – 2,3 g/cm³

undränierte Scherfestigkeit: c = 0 – 100 kN/m² u

Wassergehalt: w = 5 – 40 %

Plastizität: leicht bis mittelplastisch (bindige Auffüllungen)

Konsistenz: weich bis steif (bindige Auffüllungen)

Lagerungsdichte: locker bis dicht (nichtbindige Auffüllungen)

organischer Anteil: nicht humos, z.T. schwach humos

In den Auffüllungen wurden verschiedene Schadstoffe in unterschiedlichen Konzentrationen

angetroffen (siehe auch Kapitel 8):

• Bereich Nord/Aachener Straße → Einstufung >Z2 nach LAGA wg. PAK und

Cadmium-, Zinkgehalt (gefährlicher Abfall)

→ Einstufung DK I nach DepV wg. PAK

• Bereich Nord/Steinweg → Einstufung >Z2 nach LAGA wg. Schwermetallen

(gefährlicher Abfall)

→ Einstufung DK II nach DepV wg. Quecksilber

• Bereiche Mitte und Süd → Einstufung >Z2 nach LAGA wg. Schwermetallen

(gefährlicher Abfall)

→ Einstufung DK 0 nach DepV

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Weitere Hinweise zu den Erd- und Aufbrucharbeiten Grundsätzlich gilt, dass die Schadstoffuntersuchungen an Mischproben erfolgten. D.h., es wurden

mehrere Einzelproben zu einer (Misch-) Probe zusammengestellt. Dabei kann es u.U. zu einem

Verdünnungseffekt kommen. Dies bedeutet, einzelne Schadstoffgehalte können auch höher (oder

geringer) ausfallen, als in den Laborprotokollen bzw. im vorliegenden Gutachten angegeben.

Da es sich bei den durchgeführten Erkundungen nur um stichprobenartige Untersuchungen

handelt, sind während der Baumaßnahme grundsätzlich alle Aushubböden, insbesondere aus

den aufgefüllten Bodenhorizonten, regelmäßig durch Sicht- und Geruchskontrollen auf even-

tuelle Kontaminationen zu überprüfen. Bei Verdacht auf eine (stärkere) Verunreinigung ist

der Bodengutachter hinzuzuziehen.

Aufgrund ihrer Schadstoffgehalte sind alle ausgekofferten Böden nicht für den Wiedereinbau

im Straßenbereich geeignet.

Erdplanum Die ZTV E-StB 09, Abs. 4.3.2, Tab. 2, fordert, dass das 10 %-Mindestquantil für den Verdich-

tungsgrad im Bereich bis 0,5 m unter Planum bei fein- und gemischtkörnigen Böden D = 97 % Pr und bei grobkörnigen Böden D = 100 % betragen muss. Des Weiteren ist nach ZTV E-StB 09, Pr Abs. 4.5.2, bei frostempfindlichem Untergrund (F 3) auf dem Planum ein Verformungsmodul von

mindestens E = 45 MN/m² nachzuweisen. V2

Zumindest bereichsweise werden die vorhandenen flächenhaften Auffüllungen im unverbes-

serten Zustand den Anforderungen der ZTV E-StB nicht gerecht. So dürften auf dem unbe-

handelten Planum teilweise nur Verformungsmoduli E von etwa 20 MN/m² erreicht werden. V2 Ob sich die geforderte Tragfähigkeit allein durch Nachverdichten bei günstigen Witterungs-

verhältnissen erzielen lässt, ist ggf. zu Baubeginn auf Probefeldern zu ermitteln. Alternativ

kann auch die Dicke der ungebundenen Tragschichten vergrößert werden, um die Forderun-

gen der ZTV E und der RStO (E = 45 MN/m²) zu erfüllen. Von einer Untergrundverbesse- V2 rung oder -verfestigung wird im innerstädtischen Bereich abgeraten.

Damit auf einer Frostschutzschicht (aus Kiessand) ein Wert von E = 120 MN/m² (Bk10)/ V2 100 MN/m² (Bk0,3) erreicht werden kann, muss deren Dicke, wenn auf dem Erdplanum nur etwa

E = 20 MN/m² gemessen wurden, mindestens rd. 60 cm/50 cm betragen (s. z.B. [L7], Bild 83). V2

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Wenn der Verformungsmodul auf dem Erdplanum durch Nachverdichten auf E = 30 MN/m² V2 verbessert werden kann und auf dem Erdplanum ein Geotextil ausgelegt wird, dürfte eine Dicke

von ca. 40 cm (Bk 10) bzw. 30 cm (Bk0,3) ausreichend sein.

Es wird dringend angeraten, in einem Probefeld oder in einem ersten kurzen Bauabschnitt zu über-

prüfen, ob das Nachverdichten des Erdplanums z.B. in Kombination mit dem Einbau eines Geotex-

tils der Robustheitsklasse 4 ausreichen, um auf der Frostschutzschicht den geforderten Verfor-

mungsmodul E = 120 MN/m² (Bk10) bzw. 100 MN/m² (Bk0,3) und auf der Schottertragschicht V2 E = 150 MN/m² (Bk10) bzw. 120 cm (Bk0,3) zu erzielen. V2

Weitere Hinweise zur Ausführung Neben den in den vorhergehenden Abschnitten aufgeführten Hinweisen und Empfehlungen

sind die Forderungen und Vorgaben der Vorschriften, Richtlinien und Merkblätter, insbeson-

dere der ZTV E-StB 09, zu beachten.

Im Zuge der Baumaßnahme fallen keine Böden an, die zum Einbau in den Frostschutzschichten

geeignet sind.

Das Planum ist profilgerecht, eben und tragfähig mit den erforderlichen Querneigungen nach

ZTV E-StB 09 auszuführen. Es soll bei witterungsempfindlichen Bodenarten nicht über län-

gere Zeit ungeschützt liegen bleiben.

Es ist auf eine ausreichende Filterstabilität der einzelnen Schüttlagen gegeneinander und ge-

genüber dem anstehenden Boden zu achten.

Im Zuge der o.a. Probeverdichtung ist auch der Nachweis der Eignung des vorgesehenen

Bauverfahrens und der eingesetzten Geräte zu erbringen. Die Böden sind lagenweise einzu-

bauen. Die Schütthöhen richten sich nach dem ausgewählten Erdbaustoff und den zum Ein-

satz kommenden Geräten.

Es wird empfohlen, das Erdplanum nur auf der Fläche einer Tagesleistung freizulegen, nachzuver-

dichten und mit (dem Geotextil und) mindestens einer Lage Frostschutzkies bzw. grobkörnigem

gebrochenem Erdstoff abzudecken. Die Arbeiten sollen nach Möglichkeit nur bei trockener Witte-

rung ausgeführt werden. Arbeiten bei Frostwetter regelt die ZTV E-STB 09 in Abschnitt 4.8.

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Da die Auffüllungen in Höhe des Erdplanums z.T. extrem hohe Schwermetallgehalte aufwei-

se und gemäß der „Arbeitsliste zur Einstufung von Abfällen in gefährliche und nicht gefährli-

che Abfälle in NRW, Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV),

Stand Dezember 2017“ (siehe auch Informationsportal Abfallbewertung, IPA) als gefährlicher

Abfall einzustufen sind, müssen während der Erdarbeiten voraussichtlich Schutzmaßnahmen

für die Arbeiter und die Anwohner ergriffen werden. Die Art und der Umfang solcher Maß-

nahmen sollte rechtzeitig vor Baubeginn mit einem Sachverständigen für Arbeitssicherheit

und Gesundheitsschutz bzw. mit einem Sachkundigen für Arbeiten in kontaminierten Berei-

chen abgestimmt werden.

Die Eignung vorgesehener Baustoffe ist von der ausführenden Baufirma durch Eignungsprü-

fungen nachweisen zu lassen. Rückstellproben sind unbedingt erforderlich.

Bodenverdichtung, Verdichtungskenngrößen, Verformungsmoduli, die Frostempfindlichkeit

der Baustoffe sowie die profilgerechte Lage und evtl. die Bodenverbesserung des Erdplanums

sind in den geforderten zeitlichen und räumlichen Abständen zu prüfen.

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10 Schlussbemerkung, Unterschrift

Bei Änderungen der dieser gutachterlichen Stellungnahme zugrundeliegenden Planunterlagen,

Annahmen oder Angaben ist Rücksprache mit dem Bodengutachter zu halten, da sich dann

Änderungen in der Beurteilung ergeben können.

Aachen, den 12.03.2018

Dipl.-Ing. Jürgen Knops