DR. SPANG

INGENIEURGESELLSCHAFT FÜR BAUWESEN, GEOLOGIE UND UMWELTTECHNIK MBH

OB ProjektBau GmbH

Regionalbereich Mitte

I. BT -MI-B(22)

Hahnstraße 49

60528 Frankfurt a. Main

Projekt-Nr. Datei Diktat 34.3462 P3462B-EÜFriedberger_131216 FeM/e

Büro Witten

5-Bahn Rhein-Main, 56, Baustufe 2

Bad Vilbel - Friedberg

EÜ Friedberger Straße km 172,639

- Baugrundgutachten -

Datum 16.12.2013

Vertragsnummer: TEI-M-A-000/12/328615

Gesellschaft: HRB 8527 Amtsgericht Bochum, USt-ldNr. DE126873490, Geschäftsführer Dipl.-lng. Christian Spang

Zentrale Witten: Westfalenstraße 5-9, D-58455 Witten, Tel. (0 23 02) 9 14 02-0, Fax 9 14 02- 20, zentrale@dr-spang.de http://www.dr-spang.de

Niederlassungen: 09599 Freiberg/Sachsen, Halsbrücker Str. 34, Tel. (03731) 798 789-0, Fax 798 789-20, freiberg@dr-spang.de 73734 Esslingen/Neckar, Weilstr. 29, Tel. (0711) 351 30 49-0, Fax 351 30 49-19, esslingen@dr-spang.de 06618 Naumburg, H.-von-Stephan-Piatz 1, Tel. (03445) 762-0, Fax 762-162, naumburg@dr-spang.de 90491 Nürnberg, Erlenstegenstr. 72, Tel. (0911) 964 56 65-0, Fax 964 56 65-5, nuernberg@dr-spang.de

Banken: Deutsche Bank AG, Witten, I BAN: DE42 4307 0024 0813 9511 00, BIC: DEUTDEDB430 Stadtsparkasse Witten , IBAN: DE59 4525 0035 0000 0049 11, BIC: WELADED1WTN

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Projekt: 34.3462 Seite 2 16.12.2013

INHALT SEITE

1. ALLGEMEINES 4 1.1 Projekt I Bauwerk 4

1.2 Unterlagen 4

1.3 Untersuchungen 5

2. GEOTECHNISCHE VERHÄLTNISSE 6

2.1 Morphologie, Vegetation und Bebauung 6

2.2 Baugrund 6

2.3 Hydrogeologie I Grundwasser 8

2.4 Geotechnische Besonderheiten 10

3. BODENKENNWERTE 10 3.1 Klassifizierung für bautechnische Zwecke 10

3.2 Bodenkennwerte 11

4. FOLGERUNGEN 12 4.1 Gründung 12

4.2 Baugrube 13

4.3 Grundwasserhaltung 13

4.4 Nachbarbebauung 13

4.5 Zusammenfassende Bewertung 14

5. EMPFEHLUNGEN 15 5.1 Gründung 15

5.2 Baugruben 17

5.3 Hilfsbrücken 19

5.4 Wasserhaltung I Abdichtung 20

5.5 Hinterfüllung 21

5.6 Sonstige Empfehlungen 21

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Projekt: 34.3462 Seite 3 16.12.2013

6. ANLAGEN

Anlage 1: Lageplan mit Aufschlusspunkten, 1 : 100 (1)

Anlage 2: Geotechnische Schnitte 1 : 100 (2)

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Projekt: 34.3462 Seite 4 16.12.2013

1. ALLGEMEINES

1.1 Projekt I Bauwerk

Die geplante EÜ Friedberger Straße stellt gemäß [U 1 ], entsprechend der Verbreiterung der Bahn­

anlagen, einen nach Westen erweiterten Ersatzneubau des dort bestehenden Überführungsbau­

werks dar. Die Bahnanlagen liegen im entsprechenden Bereich in Dammlage. Die geplante EÜ

wird voraussichtlich in zwei Teilabschnitten erstellt. Gemäß vorliegender Planunterlagen [U 1] be­

trägt die Stützweite im östlichen Teilabschnitt der geplanten EÜ 14,80 m bei einer Lichten Weite

von 13,50 m. Die Stützweite im westlichen Teilabschnitt der geplanten EÜ beträgt 18,70 m bei ei­

ner Lichten Weite von 16,87 m. Die Gründung der Widerlager ist gemäß der Planunterlagen [U 1]

als Tiefgründung mit Pfahlkopfplattensohlen im westlichen Teilabschnitt bei 121 ,55 m NHN und im

östlichen Bereich bei 121,1 m NHN geplant. Des Weiteren befindet sich im westlichen Teilabschnitt

ein 1, 60 m breites Streifenfundament für die dort geplante Stahlbetonvorwand. Die Gründung des

Streifenfundamentes erfolgt gemäß [U 1] auf 121,95 m NHN.

1.2 Unterlagen

Es wurden die nachfolgend aufgeführten Unterlagen verwendet:

[U 1] Bauwerksentwurf, EÜ Friedberger/B3, BW-EÜ Bau-km 172,639 Strecke 3900; Bau­

werksplan, Ansicht und Schnitte; Ingenieurgemeinschaft Setzpfand, Weimar, 08/2013.

[U 2] Geotechnisches und hydrogeologisches Gutachten, S-Bahn Rhein/Main, 4-gleisiger

Ausbau Bad Viibel- Friedberg, km 182,792- km 165,917; Prof. Dipl.-lng H. Quick Inge­

nieure und Geologen GmbH, Darmstadt, 26.04.2010.

[U 3] Geologisch-geotechnischer Bericht Objekt 3111, EÜ Friedberger Straße B3, km

172,641; Prof. Dipl.-lng H. Quick Ingenieure und Geologen GmbH, Darmstadt, 15.02.2010.

[U 4] Geotechnische Empfehlungen S-Bahn Rhein/Main, Bad Viibel - Friedberg, Strecke

3900 km 165,900- km 183,095; Dr. Spang GmbH, Witten, 16.04.2012.

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Projekt: 34.3462 Seite 5 16.12.2013

[U 5] Grundbau-Taschenbuch; Ernst & Sohn Verlag; Berlin, 2009.

[U 6] Geologische Karte, Geologische Karte von Hessen 1 :25.000, Blatt 5718 llbenstadt;

Hessisches Landesamt für Bodenforschung, Wiesbaden, 1999.

1.3 Untersuchungen

Im Jahr 2013 wurden 2 Kernbohrung (BK) nach DIN EN ISO 22475-1:2007-01 als Trocken- und

Seilkernbohrung abgeteuft. Der Bohrdurchmesser lag zwischen 178 mm und 220 mm. Des Weite­

ren wurden in BK 549 10 Bohrlochrammsondierungen (SPT) und in BK 548 13 Bohrlochrammson­

dierungen (SPT) durchgeführt.

Aus der Bauwerkserkundung der 1. EKP [U 2] stehen 2 Kernbohrungen (BK) und 2 Kleinrammboh­

rungen (BS) sowie 2 Schwere Rammsondierungen und 2 Leichte Rammsondierungen zur Verfü­

gung. Alle Aufschlusspunkte sind im Lageplan (Anlage 1) dargestellt.

Aufschlussbezeichnung ca. Strecken- Ansatzhöhe Endteufe Endteufe km [m NHN] [m NHN] [m u. GOF]

1. EKP [U 2]

BK 111 172,655 123,74 108,74 15,0

BK 112 (GWM) 172,630 124,22 109,22 15,0

BS 110 172,620 128,83 124,83 4,0

BS 113 172,660 129,07 125,07 4,0

DPH 111 172,655 123,74 113,04 10,7

DPH 112 172,630 124,22 109,62 14,6

DPL 110 172,620 128,83 128,83 8,0

DPL 113 172,660 129,07 121,57 7,5

2. EKP

BK 548 172,655 123,89 93,89 30 ,0

BK 549 172,625 124,32 89,32 35,0

Tabelle 1.2-1: Bauwerksrelevante Baugrundaufschlüsse

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Projekt: 34.3462 Seite 6 16.12.2013

Das Bohrgut wurde nach den Maßgaben der DIN EN ISO 14 688 geotechnisch aufgenommen und

nach DIN 18 196 gruppiert sowie nach DIN 18 300 klassifiziert. Die Ergebnisse der Bohrgutauf­

nahmen der 2. EKP sind gemäß DIN 4023 in Anlage 4.1 (BS) bzw. 4.3 (BK) im Streckengutachten

dargestellt.

Alle Aufschlüsse wurden Iage- und höhenmäßig eingemessen. Die Lage der Aufschlusspunkte ist

in der Anlage 1 dargestellt.

2. GEOTECHNISCHE VERHÄLTNISSE

2.1 Morphologie, Vegetation und Bebauung

Die bestehende EÜ Friedberger Straße liegt ca. 300 m nordöstlich des Bahnhofs Nieder-Wöllstadt

im urbanen Siedlungsgebiet von Nieder-Wöllstadt. Die bestehende Strecke verläuft im entspre­

chenden Bereich in Dammlage. Die umgebene Bebauung besteht größtenteils aus Wohnbebau­

ung mit Gärten.

Entsprechend ist nur untergeordnet Bewuchs im Bereich der Brücke vorhanden . Auf den Bahn­

dammböschungen sind Sträucher und Grasbewuchs zu beobachten.

2.2 Baugrund

Die verwendeten Schichtbezeichnungen sind zur Vereinfachung dem geotechnischen und hydro­

geologischen Gutachten und dem geologisch-geotechnischen Bericht Objekt 4113 (EÜ Feldweg

(Heidenstockweg), km 170,516) der Prof. Dipl.-lng H. Quick Ingenieure und Geologen GmbH (sie­

he [U 2] und [U 3] entnommen und in Tab 2.2-1 aufgeführt.

Schicht Nr. Schicht Nr. nach [U 2], Schichtbezeichnung

nach [U 2] Anlage 3

0 - Oberboden (Mutterboden)

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Projekt: 34.3462 Seite 7 16.12.2013

Schicht Nr. Schicht Nr. nach [U 2], Schichtbezeichnung

nach [U 2] Anlage 3

1 I Künstliche Auffüllungen

2 II Quartäre Tone und Schluffe

3 III Quartäre Sande und Kiese

4 IV Jungtertiäre Tone und Schluffe

5 V Jungtertiäre Sande und Kiese

6 VI Zersetzter Deckenbasalt mit jungtertiären Sanden

und Kiesen

7a/b VII Wechsellagerung Landschneckenmergel und

Hydrobienschichten

8a/b VIII Cerithienschichten und Cyrenenmergelgruppe

Tabelle 2.2-1: Schichtbezeichnungen gemäß [U 2] und [U 3]

ln der nachfolgenden Tabelle 2.2-2 ist der im Baufeld angetroffene, generalisierte Bodenaufbau

zusammengefasst. Auf die Abbildung des geotechnischen Modells in der Anlage 2 wird verwiesen.

Schicht Bezeichnung Schicht- Schicht-UK Bodenbeschreibung Nr. mächtigkeit

[m] [m NN] Kornverteilung I Far- Konsistenz I Lage-

be rungsdlchte

A; A[X, g, s, u]; A[G] ;

Künstliche Auffül- 0,1-3,8 ~ 119,9 A[S, U, g, x],

1 > 4 0 1) < 124,8 1

) A[U, fS, t'] 1

> -Iungen I graubraun, schwarz,

grau, braun

Quartäre Tone und U, fs; T, u, s; U, s, t;

2 Schluffe

0,0-4,5 ~ 115,6 rotbraun, gelbbraun, weich bis steif graubraun, braun

S, u; G, s, u;

3 Quartäre Sande

0,5- 3,4 ~ 115,1 G, S, u, X

mitteldicht und Kiese rotbraun, gelbbraun,

graubraun, braun

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Projekt: 34.3462 Seite 8 16.12.2013

Schicht Bezeichnung Schicht- Schicht-UK Bodenbeschreibung Nr. mächtigkeit

U, fs; T, u; U, s, t; U, t; U, T;

4 Jungtertiäre Tone

0,1-4,4 < 88 9 2) hell grau, dunkel

steif bis fest und Schluffe ' grau, grüngrau,

gelbgrau, blaugrau, grün

fS; G, s, u; mS, g; fS, ms; fS, u;

5 Jungtertiäre Sande

0,4- 5,1 < 88,9 2)

hell grau, dunkel mitteldicht bis und Kiese grau, grüngrau, dicht

gelbgrau, blaugrau, grün

1) Bahndamm (BS 72) 2) Wechselfolge Schicht 4 und 5

Tabelle 2.2-2: Baugrundaufbau

2.3 Hydrogeologie I Grundwasser

Die hydrogeologischen Verhältnisse sind im Projektgebiet maßgeblich von den nahegelegenem

Vorfluter, der Nidda geprägt. Nach [U 6] sind im Projektgebiet die pleistozänen Porengrundwasser­

leiter kennzeichnend.

Am Standort ist die Grundwasserführung in den Sanden der Schicht 5 ausgebildet. Die generelle

Grundwasserfließrichtung verläuft auf die Nidda zu, was am Standort vorwiegend in südwestlicher

Richtung bedeutet.

Grundwasser wurde in allen Kernbohrungen angetroffen (siehe Tabelle 2.3-1 ).

Aufschluss- ca. Strecken- Grundwasserstand bezeichnung kilometer [km] [m u. GOF] (m u. NHN]

gernessen am

BK 111 172,655 4,6 11914 1) -'

BK 112 (GWM) 172,630 4,6 119 60 1)

' KW 47/2009

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Projekt: 34.3462 Seite 9 16.12.2013

Aufschluss- ca. Strecken- Grundwasserstand bezeichnung kilometer [km] [m u. GOF] I [m u. NHN]

gemessen am l

BK 548 172,655 4,6 119,29 14.10.2013

BK549 172,625 6,0 117,89 06.08.2013 1) Druckwasserspiegel

Tabelle 2.3-1 : Grundwasserstände EÜ km 172,639

Es ist mit subartesisch gespannten Grundwasserverhältnissen zu rechnen. Gemäß [U 3] befindet

sich das Energieniveau des Grundwassers teilweise bis zu ca. 3,9 m über der Grundwasserfüh­

renden Schicht 5.

Bemessungswasserstand:

Bauwasserstand:

121,0 m NHN,

120,0 m NHN,

Das Baufeld liegt im Heilquellenschutzgebiete Zone 1.

Aufgrund der in [U 3] gemachten Untersuchungen der hydrochemischen Eigenschaften wurde das

Grundwasser im relevanten Projektgebiet entsprechend den Analyseergebnissen nach DIN 4030

als nicht betonangreifend klassifiziert. An Störungszonen, die das Projektgebiet durchziehen, kön­

nen nach [U 6] kohlensäurehaltigen Mineralwässern und C02 aufsteigen, so dass empfohlen wird ,

vorsorglich die Expositionsklasse XA 2 anzusetzen.

Die Durchlässigkeiten für die angetroffenen Bodenschichten können gemäß Tabelle 2.3-2 ange­

setzt werden .

Schicht Nr. Schichtbezeichnung Durchlässigkeilsbeiwert kt

[m/s]

1 Künstliche Auffüllungen 1 x 1 o·6 bis 5 x 1 o-9

2 Quartäre Tone und Schluffe 1 X 10-6 biS 1 X 10"10

3 Quartäre Sande und Kiese 1 x 1 o·3 bis 1 x 10·6

4 Jungtertiäre Tone und Schluffe 1 X 10·6 bis 1 X 10-10

5 Jungtertiäre Sande und Kiese 1 x 1 o-3 bis 1 x 1 o-6

Tabelle 2.3-2: Durchlässigkeilen

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Projekt: 34.3462 Seite 10 16.12.2013

2.4 Geotechnische Besonderheiten

Nach DIN EN 1998-1/NA liegt das Bauvorhaben in der Erdbebenzone 0. Es ist daher von einem

Intensitätsintervall 6,0 ::;; I < 6,5 auszugehen. Das Projektgebiet ist in die geologische Untergrund­

klasse S (Gebiete tiefer Beckenstrukturen mit mächtiger Sedimentfüllung) einzugruppieren. Das

Projektgebiet ist in die Baugrundklasse C (feinkörnige Lockergesteine in mindestens steifer Kon­

sistenz) einzugruppieren.

Der untersuchte Streckenabschnitt befindet sich nach Ril 836 im Frosteinwirkungsgebiet I.

Die Rammfähigkeit der Bodenschichten für Spundwände, Stahlträger und Rammpfähle ist wie in

der nachfolgenden Tabelle 2.4-1 zusammengestellt einzuschätzen.

ln den Auffüllungen muss wegen Steinen oder anthropogenen Bestandteilen z. T. mit schwerer bis

schwerster Rammfähigkeit oder auch fehlender Rammfähigkeit gerechnet werden .

Schicht-Nr. Boden Rammbarkeit

1 Künstliche Auffüllungen leicht bis schwer

2 Quartäre Tone und Schluffe leicht bis mittelschwer

3 Quartäre Sande und Kiese leicht bis mittelschwer

4 Jungtertiäre Tone und Schluffe leicht bis mittelschwer

5 Jungtertiäre Sande und Kiese mittelschwer bis schwer

Tabelle 2.4-1: Rammbarkeil der anstehenden Schichten

3. BODENKENNWERTE

3.1 Klassifizierung für bautechnische Zwecke

Nach den Erkundungsergebnissen sowie den Archivunterlagen lassen sich die im Projektgebiet zu

erwartenden Böden wie folgt geotechnisch klassifizieren.

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Projekt: 34.3462 Seite 11 16.12.2013

Schicht- Klassifizie- Klassifizie- Klassifizie-Frostempfind- Verdicht-Bodenart rung nach rung nach rung nach Nr.

1

2

3

4

5

'I

2)

3)

4)

5)

6)

DIN 18196 DIN 18 300 DIN 18301

Künstliche Auf-A - -

füllungen

Quartäre Tone TL, TM, UM, 88 2, tlw. UL, SU*

4- 5 (2) 3)

88 1 u. 88 3 und Schluffe

Quartäre Sande SW, GW, SU, 3-5 8N 1- 8N 2

GU und Kiese

Jungtertiäre

Tone und TL, TM, TA, 4 - 5 (2) 3

) 88 2, tlw.

UM, SU" 88 1 U. 88 3

Schluffe

Jungtertiäre

Sande und Kie- SW, SE, SU 3-4 8N 1- 8N 2

se Nach ZTVE StB 09, Tab. 1 (F1 n1cht frostempfindhch, F3 sehr frostempfmdhch). V1 = verdichtbar, V2 = eingeschränkt verdichtbar V3 = schwer verdichtbar.

lichkeit1, barkeif,

- -

V2- V 3 F3 tlw. nicht

verdichtbar

F 2, tlw. V1 F 1

V2-V3 F 2- F3 tlw. nicht

verdichtbar

F 2, tlw. V1 F 1

Der angegebene Boden kann bei Wassersättigung infolge Störung der Lagerung in Bodenklasse 2 nach DIN 18 300 übergehen. Je nach Steinanteil (große Steine I Blöcke, in Auffüllungen auch Schutt, Altbebauungsreste), i.d.R. 3- 5, jedoch durch Steinanteil Einstufung bis Kl. 7 nach DIN 18 300 möglich. Bezeichnung nach DIN 4023 kohäsionslose, enggestufte Fein- I Mittelsande können bei Entlastung unter dem Grundwasser kurzzeitig in Bo­denklasse 2 nach DIN 18 300 übergehen und sie sind schlecht verdichtbar (V3).

Tabelle 3.1-1: Bodenklassifizierung

3.2 Bodenkennwerte

Auf der Basis der Untersuchungen und von umfangreichen Erfahrungen mit den im Projektgebiet

anstehenden Böden lassen sich die in Tabelle 3.2-1 zusammengestellten charakteristischen Bo­

denkennwerte angeben . Lokale Abweichungen sind möglich .

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Projekt: 34.3462 Seite 12 16.12.2013

Wichte Wichte Re I- Kohl- Undrai- Steife-

Schicht feuchter unter Auf- bungs- sion nierte Ko- modul

Nr. Bezeichnung Boden trieb winkel häslon

Yk Yk' cpk' ck• Cu,k Es,k 1)

[kN/m3) [kNI.r) rJ [kN/m2) (kN/m2) [MN/m2)

Künstliche Auf-18-20 8- 11 1 - - - -

füllungen

Quartäre Tone 19-21 9- 11 22,5-27,5 0- 10 20-50 1 - 12 2

und Schluffe

Quartäre San-19,5-21 ,5 9,5-11,5 32-37 25-75 3 - -

de und Kiese

Jungtertiäre

4 Tone und 19-21 9- 11 25,0- 30,0 10- 15 40-80 20-30

Schluffe

Jungtertiäre

5 Sande und Kie- 20-22 10- 12 32,5- 37,5 - - 50- 100

se ..

1) Ermittlung des Steifemoduls Es.k fur den Laststeigerungsbereich 0 b1s 300 kN/m2

Tabelle 3.2-1: Charakteristische Bodenkennwerte

4. FOLGERUNGEN

4.1 Gründung

Der geplante Neubau der EÜ Friedberger Straße soll gemäß [U 1] über Bohrpfähle gegründet wer­

den. Nach den Aufschlussergebnissen (siehe Kapitel 2.2 und Anlage 2) liegen die

Pfahlaufstandebenen voraussichtlich in den wechselgelagerten Schichten 4 und 5. Die genauen

Tiefenlagen der Pfahlaufstandsebenen liegen bis dato nicht vor.

Eine Flachgründung der Widerlager ist, aufgrund des voraussichtlich inhomogenen Baugrundauf­

baus und der nur mittleren Tragfähigkeit der anstehenden bindigen Böden nicht zu empfehlen. Die

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Projekt: 34.3462 Seite 13 16.12.2013

Stahlbetonvorwand im westlichen Bereich der EÜ kann über ein Streifenfundament gegründet

werden.

4.2 Baugrube

Die Baugruben für die Pfahlkopfplatten können geböscht angelegt werden. Der Baugrubenbereich

zum Bahndamm ist bei einer abschnittsweisen Erstellung der EÜ, aufgrund des anstehenden Ver­

kehrswegs verbaut anzulegen. Ein verformungsarmer Verbau ist erforderlich.

Als Verbauarten sind grundsätzlich Bohlträgerwände, Spundwände oder Bohrpfahlwände einsetz­

bar.

4.3 Grundwasserhaltung

Gemäß [U 1] liegt der tiefste Baugrubenbereich bei 120,75 m NHN (Gründungsbereich Herdmau­

er) bei einem Bauwasserstand gern. Kap. 2.3 von 120,0 m NHN. Ein wasserddruckhaltender Bau­

grubenverbau oder ein Absenken des Grundwassers ist voraussichtlich nicht erforderlich .

4.4 Nachbarbebauung

Der Einfluss der Baumaßnahme auf die benachbarte Wohnbebauung und die anstehenden Ver­

kehrswege ist aufgrund der geringen Entfernung nicht auszuschließen. Vor Baubeginn sind die an­

stehenden Verkehrswege und die Wohnbebauung beweiszusichern. Aufgrund der Lage im Heil­

quellenschutzgebietist eine hydrogeologische Beweissicherung erforderlich.

Erschütterungen beim Einrammen der Spundwände sind zu minimieren.

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Projekt: 34.3462 Seite 14 16.12.2013

4.5 Zusammenfassende Bewertung

Aufgrund der zuvor beschriebenen Verhältnisse liegen am Standort für die geplante Gründung ins­

gesamt günstige Baugrundeigenschaften vor. Ungünstig sind die baulichen Randbedingungen wie

z. B. Bauen nah an der umgebenden Bebauung und Verkehrswege sowie die Eigenschaften der in

den Baugruben anstehenden bindigen Böden zu beurteilen.

Das Bauvorhaben ist aufgrund seines Schwierigkeitsgrades (Pfahlgründung, Nachbarbebauung)

der Geotechnischen Kategorie 3 zuzuordnen.

Baugrundeigenschaf- günstig mittel ungünstig Bemerkungen ten Tragfähigkeit Tiefgrün-

X Bohrpfähle in Schicht 4 und 5 dung

Tragfähigkeit Flach-X

weiche bindige Schicht 2 in Grün-gründung dungsebene

F rostempfind Ii chkeit X Gründung Pfahlkopfplatte frostsi-eher

Verdichtungsfähigkeit X ungünstige Wassergehalte; V 3 -tlw. nicht verdichtbar

Wiedereinbaufähigkeit X gefördertes Bohrgut, bindige Auffül-Iungen und Auelehme

Lösbarkeit X grundsätzlich gut bohrbar

Grundwasserstand X Baugruben oberhalb Bauwasser-stand

Bodenbelastung X (X) (ggf. in Auffüllungen)

Besonderheiten:

Morphologie X

Nachbarbebauung X grenzt direkt an bestehende Trasse und Wohnbebauung

Tabelle 4.5-1: Klassifizierung der Baugrundverhältnisse.

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Projekt: 34.3462 Seite 15 16.12.2013

5. EMPFEHLUNGEN

5.1 Gründung

Die Ausführung einer Flachgründung für die Widerlager wird aufgrund des inhomogenen Bau­

grunds nicht empfohlen.

Für die Ausführung einer Bohrpfahlgründung wird für die Ableitung von Bohrpfahlwiderständen

ohne Probebelastungen in der EA Pfähle eine Pfahleinbindung von mindestens 2,5 m in den trag­

fähigen Boden gefordert. Für die Ableitung der Pfahlspitzenwiderstände von Bohrpfählen wird eine

Mächtigkeit der tragfähigen Schicht unter der Pfahlaufstandsfläche von mindestens 1,5 m gefor­

dert. Unter aufgefüllten und umgelagerten Böden und gering tragfähigen bindigen Böden stehen

nach den vorliegenden Kernbohrungen und Bohrlochsondierungen (SPT's) im Bereich der geplan­

ten EÜ ab ca. 115,6 m NHN ausreichend tragfähige Böden der Schicht 3 sowie der Schichten 4

und 5 in Wechsellagerung an.

Zur Bemessung von Bohrpfählen können die in den Tabellen 5.1-1 aufgeführten charakteristischen

Pfahlmantelreibungswerte und Pfahlspitzendruck, abgeleitet aus der EA Pfähle, angewendet wer­

den.

Schicht Pfahlmantelrei- Pfahlspitzendruck Qb,k

bung Qs,k [MN/m2)

Nr. Bezeichnung [MN/m2) s/Ds = 0,02 siD. = 0,03 s/Ds = Sg = 0,10

Künstliche Auf-1 - - - -

füllungen

Quartäre Tone 0,030 0,350 0,450 0,800 2

und Schluffe

Quartäre Sande 0,055 0,550 0,700 1,600 3

und Kiese

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Projekt: 34.3462 Seite 16 16.12.2013

Schicht Pfahlmantelrei- Pfahlspitzendruck qb,k bung q,,k [MN/m2)

Nr. Bezeichnung [MN/mi] s/0, = 0,02 s/0, = 0,03 s/0, = su = 0,10

Wechsellagerung

jungtertiärer To-

4/5 ne und Schluffe 0,050 0,600 0,700 1,200

sowie Sande und

Kiese

Tabelle 5.1-1: Charakteristischer Pfahlspitzendruck für Bohrpfähle

Unterhalb des Grundwasserspiegels sind die Pfähle mit Wasserauflast zu bohren, um einen un­

kontrollierten Bodeneintrag über die Pfahlsohle zu vermeiden. Die Regelungen des EC 7, der

DIN EN 1536 und DIN SPEC 18140 sowie der EA-Pfähle sind zu beachten. Beim Abteufen von

Bohrungen ist darauf zu achten, dass in der Schicht 2 ein gespannter Grundwasserspiegel vorlie­

gen kann. Unkontrollierter Bodeneintrieb ist unbedingt zu vermeiden.

Horizontale Bettung von Pfahlgründungen: Die charakteristische horizontale Pfahlbettung ks,k

kann nach EC 7, Abschnitt 7.7.3, über den charakteristischen Steifemodul Es,k und den Pfahl­

schaftdurchmesser Ds zu ks,k = Es,k I Ds ermittelt werden . Für Ds > 1,0 m ist Ds = 1,0 m anzusetzen.

Für Es,k können die in Tabelle 3-2 angegebenen Werte Es.k angesetzt werden. Bei der Ermittlung

des Bettungsmoduls ist für jede Tiefenlage zu prüfen, ob der ermittelte örtliche Pressungswert an

keiner Stelle die Erdwiderstandspannung eph,k überschreitet. Außerdem ist nachzuweisen, dass der

seitliche Bodenwiderstand nicht größer angesetzt worden ist, als es der Bemessungswert des

Erdwiderstandes für den entsprechenden Teil der Einbindetiefe zulässt.

Bzgl. des Nachweises der horizontalen Pfahlbettung sind die Empfehlungen des Arbeitskreises

"Pfähle" (EA Pfähle) zu beachten. Ebenso sind die Angaben der Ril 836, Modul 4302, Abschnitt 4

zu beachten.

Der Bettungsverlauf sollte erst 1 m unter Gelände einsetzen und linear ab 1 m u. GOF auf einer

Strecke von 3 m ansteigen von 0 MN/m3 bis auf den für diese Schicht zutreffenden Wert.

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Für alle tiefer liegenden Schichten wird der Bettungsverlauf konstant mit dem abgeschätzten Bet­

tungsmodul der jeweiligen Schicht festgelegt. Bettungssprünge im Lockergestein sind durch Über­

gänge auszugleichen.

Untergeordnete Bauteile wie das Streifenfundament im westlichen Bereich können auch Flachge­

gründet werden.

Treten im Bereich der Gründungssohle des Streifenfundaments organische Böden, organische

Einlagerungen (z.B. Holz), nicht gründungsfähige anthropogene Auffüllungen oder weiche bindige

Böden auf, sind diese gegen gut verdichtbaren, rolligen Boden (Bodengruppen gemäß DIN 18 196:

SW, SI, GW, GI), Schotter oder Magerbeton auszutauschen.

Es ist der bemessungswert des Sohlwiderstands gemäß Tabelle 5.1-2 einzuhalten

kleinste Einbindetiefe des Fundaments Bemessungswert aR.d des Sohlwiderstands [m] [kN/m2)

0,5 170

1,0 200

1,5 220

2,0 250

ACHTUNG - D1e angegebenen Werte smd Bemessungswerte des Sohlw1derstands, keme aufnehmbaren Sohldrücke nach DIN 1054:2005-01 und keine zulässigen Bodenpressungen nach DIN 1054:1976-11

Tabelle 5.1-2: Bemessungswert des Sohlwiderstands für Streifenfundamente für bindige ober­

flächennahe Schichten bei Fundamentbreiten b bzw. b' von 0,5 m bis 2,0 m

5.2 Baugruben

Die geplante Baugrube liegt oberhalb des bauzeitigen Bemessungswasserstands von 120,0 m

NHN. Baugruben können geböscht nach den Vorgaben der DIN 4124 angelegt werden . Treten wi­

der erwarten rollige Böden im Baugrundbereich auf, können diese bauzeitig mit max. 45° geböscht

werden. Die bindigen Böden der Schicht 2 können bei min. steifer Konsistenz mit max. 60° ge-

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böscht werden . Gemäß den Erkundungsdaten können Bereiche der Schicht 2 weich vorliegen. ln

diesem Fall ist der Böschungswinkel auf max. 45 o abzuflachen.

Im Falle einer Herstellung der EÜ in Teilabschnitten gemäß [U 1] unter Bahnbetrieb ist ein Längs­

verbau des Bahndamms erforderlich. Für einen verformungsarmen Verbau muss die Verbauwand

eine Rückverankerung oder Aussteifung erhalten. Eine verbaute Baugrube im Nahbereich von Be­

standsgleisen ist nach Ril 836 mit einem wenig nachgiebigen oder annähernd unnachgiebigen

Verbau nach EAB (EB 67) zu sichern. Einen solcher Verbau ist auf erhöhten aktiven Erddruck (0,5

x ea + 0,5 e0) zu bemessen, um die Beeinträchtigung der anliegenden Strecken und Verkehrswege

zu minimieren. Der Wandreibungswinkel darf bei Bohlträgerwänden, Spundwänden und Bohr­

pfahlwänden zu maximal Öatp = 2/3 cp 'k angesetzt werden.

Gemäß Ril 836.4302, Kap. 7 sind Sohlträgerwände mit Holzausfachung im Druckbereich von Ei­

senbahnverkehrslasten nach Modul 836.2001 nicht zulässig . Werden Sohlträgerwände für den

Verbau genutzt, so sind diese mit Spritzbeton oder Stahlbohlen auszufachen. Die Herstellarbeiten

sind kontinuierlich durch geeignetes Fachpersonal zu überwachen.

Für eine Rückverankerung der Verbauwand können Verpressanker verwendet werden. Aufgrund

der inhomogenen Baugrundverhältnisse und der z. T. weichen Schicht 2 sind die Verpressstrecken

in den wechselgelagerten Schichten 4 und 5 anzuordnen. Die Tragfähigkeit von Ankern mit

Verpressstrecken in den Bahndammauffüllungen sollten mit Eignungsversuchen nachgewiesen

werden . Alternativ kann eine Totmann-Konstruktion ausgeführt werden .

Schicht charakteristische Mantelreibung

qM,k (kN/m2]

Wechsellagerung Schicht 4 und 5 801) (1 00 - 1402

))

1) unterer Grenzwert 2) mit doppeltem Nachverpressen

Tabelle 5.2-1 : Charakteristische Mantelreibung für Verpressanker

Um einen verformungsarmen Verbau zu erreichen, sind die Steifen einer Aussteifung zumindest

kraftschlüssig zu verkeilen oder die Verpressanker auf mindestens 80 % der charakteristischen

Beanspruchung im Bauzustand vorzuspannen und festzulegen.

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Jeder Bauwerksanker ist einer Abnahmeprüfung zu unterziehen. Die Regelungen insbesondere

des NormenhandbuchsEC 7 und der DIN EN 1537 sowie DIN SPEC 18 537 sind zu beachten.

Es wird empfohlen bei ausreichenden Platzverhältnissen die Baugruben gemäß den angegebenen

Winkeln geböscht anzulegen. Für den Längsverbau des Bahndamms wird ein rückverankerter

Spundwandverbau empfohlen.

Für die Herstellung der Baugruben sind die Vorgaben der DIN 4124 und der Ril 836 zu beachten.

5.3 HUfsbrücken

Ggf. ist die Bestandsstrecke bauzeitlich über Hilfsbrücken zu führen. Die Hilfsbrücken werden

dann auf gerammte Stahlträger oder Spundwände aufgelegt. Für die Ableitung von Rammpfahlwi­

derständen ohne Probebelastungen wird in der EA Pfähle, eine Pfahleinbindung von mindestens

3 m in den tragfähigen Boden gefordert. Als tragfähiger Boden gilt ein mindestens steifer bindiger

Boden bzw. ein mindestens mitteldicht gelagerter nicht bindiger Boden. Für den Bereich unterhalb

der Pfähle wird ein Boden gefordert, der einen Spitzenwiderstand der Drucksonde von qc > 7,5

MN/m2 aufweist und die Mächtigkeit dieser tragfähigen Schicht unterhalb der Pfahlfußfläche min­

destens 1,50 m beträgt. Dies ist erst ab der Schicht 4 und 5 gegeben.

Für die Hilfsbrücken wird eine Grenzsetzung von > 0,1 x Pfahldurchmesser als verträglich angese­

hen, insoweit kann der angegebene Spitzenwiderstand für eine Gründung ausgenutzt werden. Die

Annahmen der Verträglichkeit der Verformungen;;::: 0,1 x Pfahldurchmesser sind von planerischer

Seite zu überprüfen.

Für die Bemessung von Rammpfählen auf vertikale Belastung können nach der EA Pfähle die cha­

rakteristischen Kennwerte gemäß Tabelle 5.3-1 als mittlere charakteristische Kennwerte angesetzt

werden.

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Pfahlmantelreibung Pfahlspitzenwiderstand

Schicht qb,k [MNtmi qs,k [MNtmi

s/Daq = 0,035 sl01q = 0,1 00

Schicht 2 0,020 - -

Wechsellagerung Schicht 4 und 5 0,040 0,550 0,850

Tabelle 5.3-1: Charakteristische Pfahlkennwerte für Fertigrammpfähle aus Stahlbeton und

Spannbeton

Für gerammte Stahlprofile sind die Werte der Tabelle 3.3-1 mit den Anpassungsfaktoren der

Tabelle 5.5 der EA Pfähle abzumindern. Die Mantelreibung für doppelte Stahlträgerprofile (z.B.

HEB) und geschlossene Stahlrohre ist mit lls = 0,60 zu multiplizieren. Der Spitzenwiderstand ist

für doppelte Stahlträgerprofile (z.B. HEB) mit llb = 0,25 und für geschlossene Stahlrohre mit

llb = 0,80 abzumindern. Für offene Stahlrohre ist llb mit 1,10 x e·0·63 x 0

b und llb mit 0,95 x e·1·2 xob

anzusetzen.

5.4 Wasserhaltung I Abdichtung

Eine bauzeitige Grundwasserabsenkung ist nicht erforderlich.

Eine Wasserhaltung innerhalb der Baugrube zur Fassung von Rest- und Niederschlagswasser ist

erforderlich.

Das Bauwerk ist nach DIN 18 195 und Ril 804, Modul 6101 abzudichten. Erdberührte Bauteile

sind oberhalb des Bemessungswasserspiegels gegen zeitweise aufstauendes Sickerwasser abzu­

dichten. Im Hinterfüllbereich ist, wenn eine Drainage eingebaut wird, gegen Bodenfeuchte abzu­

dichten, ansonsten gegen aufstauendes Sickerwasser. Diese Abdichtungen sind mind. 0,3 m über

den Bemessungswasserstand hochzuziehen.

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5.5 Hinterfüllung

Die Hinterfüllung des Rahmens im Bereich der Bahnstrecken ist gemäß Ril 836.0504, Bild 1 an­

zulegen. Nach Ril 836 ist ein zementverfestigter Keil (Bodenklassen nach DIN 18 196: GW, SW,

SI, GI) mit einer Neigung von 1:1 hinter dem Widerlager mit DPr ~ 0,98 einzubauen. Die weitere

Hinterfüllung ist mit tragfähigen, gut verdichtbaren, rolligen Böden (Bodenklassen nach DIN 18

196: GW, SW, SI, GI) aufzufüllen und lagenweise fachgerecht zu verdichten (DPr ~ 1 ,0). Dies ist

durch baubegleitende Prüfungen zu verifizieren. An der Basis der Hinterfüllung, im Schnittbereich

des Zementkeils und der rolligen Hinterfüllung, ist ein Vollsickerrohr als Drainage einzubauen. Die

Verdichtungsgeräte zur Herstellung der Verfüllungen im Bereich des Bauwerkes sind so zu wäh­

len, dass Schäden durch Erschütterungen ausgeschlossen werden.

Die Verfüllung ist gemäß DIN 4085 und Ril 836 durchzuführen.

5.6 Sonstige Empfehlungen

ln der Gründungssohle müssen mindestens steife bindige oder mitteldicht gelagerte rollige Böden

anstehen. Die Gründungssohle ist nach EC 7, Abs. 4.3 abzunehmen. Ebenso sind die Bohrpfahl­

sahlen vor dem Betonieren geotechnisch abzunehmen und die Bohrarbeiten geotechnisch zu be­

gleiten.

Der Abstand zur Nachbarbebauung ist bei Planung und Bauausführung insbesondere im Hinblick

auf Erschütterungen und durch die Baumaßnahme induzierte Setzungen zu beachten. Eine Be­

weissicherung und eine messtechnische Überwachung der Gleislage und des Bestandsbauwerkes

ist erforderlich.

Eine Baugrunderkundung ist naturgemäß eine stichprobenartige Bestandsaufnahme, die zwischen

den Aufschlüssen Ergebnisse interpoliert. Abweichungen in gewissem Umfang sind somit nicht

gänzlich auszuschließen.

Zur Beantwortung weiterer Fragen stehen wir Ihnen gerne jederzeit zur Verfügung.

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i.V.

Dr.-lng. Gerd Festa

(Projektleiter)

Kai-C. Weber, M.Sc.

(Projektingenieur)

Verteiler: OB ProjektBau GmbH, Frau Caspari, Frankfurt, 4 x, davon 1 x vorab per Mail an

<rona.caspari@deutschebahn.com>

Ingenieurgemeinschaft Setzpfandt GmbH & Co. KG, Weimar, 1 x per Mail an

<u.heyner@setzpfand.de>

Dr. Spang GmbH, Witten, 1 x

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