g Unterlage Nr. 9 - Regierungspräsidium Gießen · und der BAB 7 bei Fulda, verkehrstechnisch entlasten. Die B 254 durchfährt das Untersuchungs Die B 254 durchfährt das Untersuchungs

Orientierende Baugrunduntersuchung

zur geplanten

Ortsumfahrung Lauterbach

im Auftrag

Amt für Straßen- und Verkehrswesen Vogelsbergstraße 51

63679 Schotten

erstellt von

gbm Gesellschaft für Baugeologie und -meßtechnik mbH Baugrundinstitut

Robert-Bosch-Straße 7 65549 Limburg/Lahn

e-7223

Dezember 2006 I März 2007

g

SOPETBRI

Textfeld

Unterlage Nr. 9

e-7223 Ortsumfahrung Lauterbach Seite 1

lngenieurgeologisches Gutachten

g Inhaltsverzeichnis

Seite 1 Allgemeine Projektdaten

1.1 Veranlassung .................... ... .... ................................... ...... .... .. .............. ............. .... 3 1.2 Bauvorhaben ...................................... ............ ... ....... ............... ................. ............. 3 1.3 Verwendete Unterlagen .................................................................. „ .... ............. .. „ 3 1.4 Durchgeführte Untersuchungen ........ „ „ .... .... „ .............. „ .... „ .............. „ ........ „ ... .. „ 5

2 Allgemeine Geologische und Hydrogeologische Verhältnisse 2.1 Morphologie, Bebauung, Bewuchs des Untersuchungsgebietes ..... „ ........ ...... .... „. 7 2.2 Allgemeine Geologische Verhältnisse ... „ ...... ....................... .. ................................ 8 2.3 Allgemeine Hydrologische Verhältnisse ................. .............................................. 10 2.4 Gesteinsbeschreibung im Bereich der geplanten Trasse ..................................... 11 2.5 Einteilung in Homogenbereiche und Trassenabschnitte„ ..................................... 14

3 Geotechnische Verhältnisse im Trassenverlauf Allgemeine Ausführungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1 Geotechnische Bewertung der Streckenabschnitte 3.1.1 Abschnitt 1: Station 0+000 - 1 +090 ...... „ ............ „ ........... „ ... „ .......................... 22 3.1.2 Abschnitt 2: Station 1 +090 - 2+070 ......... ............ ... ...................... ..... „ ............. 32 3.1.3 Abschnitt 3: Station 2+070 - 3+390 .. „„ ...... „.„ ........ ............. „ .......................... 44 3.1.4 Abschnitt 4: Station 3+390 -4+160 .... „.„„ ......... „ .. „.„„ ......... „ ...... ... „ .. „„„ .. „. 57 3. 1. 5 Abschnitt 5: Station 4+ 160 - 5+ 315 ............. „ .. „ ..... .............. . „ ......................... 68 3.1.6 Abschnitt 6: Station 5+315 - 6+490 ....... „ .... „ ..... „ ...... ........... „ ......................... 78 3.1.7 Abschnitt 7: Station 6+490 - 7+840 ............... „ ....... „ ......................... „ ... .... „.„. 90 3.1.8 Abschnitt 8: Station 7+840 - 8+585 ................................................................ 101 3.1.9 Abschnitt 9: Station 8+585 - 10+675 ...... „„„ ...... „ „ ... . ... . . . ... ..... . .. . .......... . . . . .... 108 3.1.10 Abschnitt 10: Station 10+675 - 11+110 ........... „ „ . .. „ ... „ „ ... „ ...... „ ......... „ „ ...... 120 3.1.11 Abschnitt 11: Station 11+11 O - 11 +944 ........................................................... 128 3.1.12Abschnitt12: Achse 161Station0+000-0+314,89 .... „„ ................................ 136 3.1.13Abschnitt13: Achse 162 Station 0+000-0+461 ................. „.„ ....................... 144 3.1.14 Abschnitt 14: Achse 264 Station 0+000 - 0+293 ............ „ ....... „ .... „ ................ 152 3.1.15 Abschnitt 15: Achse 362 Station 0+000 - O+ 720 ........... ." ....................... „........ 161 3.1.16 Abschnitt 16: Achse 461 Station O+ 100 - 0+517 .......... „ .. „ „ ......... „ ........... „ ... 170 3.1.17 Abschnitt 17: Achse 561 Station 0+000 - 0+182 ............................................. 177 3.1.18 Abschnitt 18: Achse 57 4 Station 0+000 - 0+367 ...... „.„ ............... „ .. „ ....... „ .... 182



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Inhaltsverzeichnis Seite

4 Allgemeine Bautechnische Hinweise und Empfehlungen 4.1 Allgemeine Hinweise zum Dammbau .. „„„„„ ... „„„ „„.„„ „„ .. „„„„ „ „„ .... „„ .. „„„. 188 4.2 Allgemeine Hinweise zu den Einschnitten „.„„„„„„„„.„„„„„.„„„.„„„.„„„.„„„„ 191 4.3 Allgemeine Hinweise zu Bauwerkshinterfüllungen „„„„„„„„„„„.„.„„„„„.„„„„„. 192 4.4 Wiederverwendbarkeit der Aushub- Abtragsmassen „„„ „ „„. „ „ „ „ „. „ „„. „ „ „. „ „ „ 193

4.4.1 Bodenverbesserung bzw. Bodenverfestigung mit Bindemitteln „ „ „ „„„„„. „ „ „ „. 193 4.5 Allgemeine Angaben zum Straßenbau .. „„ ....... „„„ ....... „.„ .... „ ......... „„„„„„.„.„. 197 4 .6 Versickerungsfähigkeit des Untergrundes „„ „ „ „.„„„„„„ „„„ „. „ „.„„. „„„. „ „„ „.„ 198 4 .7 Maßnahmen in Wasserschutzgebieten „„„„ .... „„.„„„„„.„.„.„„„ ... „ ....... „ .. .. „ .. „. 200 4 .8 Erdbeben ... „„ .... ... ..... . „ ..... „ .. „ ...... „ .... „„ .. „ .... „ ....... „ ...... „ ....... „ ... „„ ..... „„„„„„. 201


1 ngenieurgeologisches Gutachten

g 1 Allgemeine Projektdaten

1.1 Veranlassung

Im Rahmen der geplanten Errichtung einer Umgehungsstraße der B 254 für die Ortschaften Maar,

Lauterbach, Angersbach und Landenhausen wurde die Gesellschaft für Baugeologie und -meßtechnik mbH (gbm) Limburg vom Amt für Straßen- und Verkehrswesen Schotten mit der Erstellung eines Bohrprogramms sowie mit dem nachfolgenden Geotechnischen Bericht beauftragt.

1.2 Bauvorhaben

Die vorhandene Bundesstraße 254 verbindet die am Nordrand des Vogelsberges an der BAB 5 gelegene Stadt Alsfeld mit der an der BAB 7 gelegenen Stadt Fulda in Osthessen. Die geplante

Umgehung dient der verkehrstechnischen Entlastung dieser Bundesstraße und damit auch der Ortschaften Maar, Lauterbach, Angersbach und Landenhausen vom überregionalen Fernverkehr, der die B 254 wegen ihrer günstigen Lage als Abkürzung zwischen den Autobahnen A 5 und A 7 sehr stark nutzt.

1.3 Verwendete Unterlagen

Für die Planung des Bohrprogramms sowie zur Abfassung des geotechnischen Berichtes standen Vorabzüge der Planungsunterlagen des Amtes für Straßen und Verkehrswesen (Schotten) sowie folgende Literatur zur Verfügung (soweit im Text auf die Unterlagen verwiesen wird, geschieht dies

unter nachstehenden Ziffern).

Planunterlagen [1] AMT FÜR STRASSEN- UND VERKEHRSWESEN SCHOTIEN (2005): ou Lauterbach und Warten

berg - Neubau der B 254n zwischen Lauterbach/Maar u. Großenlüder/Müs.; Unterlage Nr. 7, Blätter Nr. 1 - 6 (Vorabzug Lageplan).

[2] AMT FÜR STRASSEN- UND VERKEHRSWESEN SCHOTTEN (2005): ou Lauterbach und Wartenberg - Neubau der B 254n zwischen Lauterbach/Maar u. Großenlüder/Müs. - Achse 1; Unterlage Nr. 8, Blätter 1 - 3 (Vorabzug Höhenplan).

[3] AMT FÜR STRASSEN- UND VERKEHRSWESEN MARBURG/LAHN (2005): ou Lauterbach - Wartenberg - Neubau einer Brücke über die· Altefeld. - Unterlage 10.2, Blatt 1/3 (Vorskizze Bauwerk 26).

[4] AMT FÜR STRASSEN- UND VERKEHRSWESEN MARBURG/LAHN (2005): ou Lauterbach - Wartenberg - Neubau einer Talbrücke über die DB-Strecke Gießen - Alsfeld - Fulda und die Lauter. -Unterlage 10.2, Blatt 2/3 (Vorskizze Bauwerk 11).

[5] AMT FÜR STRASSEN- UND VERKEHRSWESEN MARBURG/LAHN (2005): ou Lauterbach - Wartenberg - Neubau einer Talbrücke über die DB-Strecke Gießen -Alsfeld - Fulda, die Lauter und einen Wirtschaftsweg. - Unterlage 10.2, Blatt 3/3 (Vorskizze Bauwerk 18).



g Literatur

(6) BUNDESMINISTERIUM FÜR UMWELT, NATURSCHUTZ UND REAKTORSICHERHEIT [Hrsg.] (2003): Hydrogeologischer Atlas von Deutschland. - 240 S., 47 Kartentafeln (1.-3. Lieferung); Bonn.

(7] DIEDERICH, G., FINKENWIRTH, A. , HöLTING, 8., KAUFMANN, E. , RAMBOW, D. , SCHARPF, H.J„ STENGEL-RUTKOWSKI, W . & WIEGANG, K. (1991): Hydrogeologisches Kartenwerk Hessen 1 :300.000. - Geol. Abh. Hessen, 95: 83 S., 3 Abb., 4 Tab. , 5 Kt.; Wiesbaden.

(8) DIEHL, 0 . (1935),: Erläuterungen zur Geologischen Karte von Hessen 1 :25.000, Blatt 5223 Lauterbach: 105 S., 1 Taf.; Wiesbaden (Hessische Geologische Landesanstalt).

(9) DIN DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V . (2005): DIN 4149:2005-04: Bauten in deutschen Erdbebengebieten - Lastannahmen, Bemessung und Ausführung üblicher Hochbauten.- 82 S., 23 Abb., 17 Tab.; Berlin (Beuth Verlag).

(10] FRITSCHE, H.-G., HEMFLER, M„ KÄMMERER, D., LESSMANN, B., MITILEBACH, G., PETERS, A. , PöSCHL, W ., RUMOHR, S. & SCHLÖSSER-KLUGER, 1. (2003): Beschreibung der hydrogeologischen Teilräume von Hessen gemäß EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL). -Geol. Jb. Hessen, 130: 5-19, 1 Abb.; Wiesbaden.

(11] HESSISCHES LANDESAMT FÜR BODENFORSCHUNG (1989): Geologische Übersichtskarte 1 :300.000 (4., neubearb. Aufl.); Wiesbaden.

(12] JASMUND, K. & LAGALY, G. (Hrsg.)(1993): Tonminerale und Tone - Struktur, Eigenschaften, Anwendungen und Einsatz in Industrie und Umwelt. - XIV+490 S.; Darmstadt (Steinkopff Verlag) .

(13] PRINZ, H. (1997): Abriß der Ingenieurgeologie mit Grundlagen der Boden- und Felsmechanik, des Erd-, Grund- und Tunnelbaus sowie der Abfalldeponien (3., neubearb. Aufl.). -XIV+546 S., 415 Abb., 84 Tab.; Stuttgart (Ferdinand Enke Verlag) .

(14] SCHENK, E. (1964): Die geologischen Erscheinungen der Subfusion des Basalts. - Abh. hess. L. -A. Bodenforsch., 46: 31 S. , 6 Abb., 2 Tab., 16 Taf. ; Wiesbaden.

(15) WALTER, R. (1995), mit Beiträgen von P. GIESE, H. W. WALTHER & H. G. DILL: Geologie von Mitteleuropa (6. Aufl.). - IX+566 S., 151 Abb., 12 Tab.; Stuttgart (E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung) .

(16] WIMMENAUER, W . (1985): Petrographie der magmatischen und metamorphen Gesteine. -XX+382 S., 297 Abb. , 106 Tab.; Stuttgart (Ferdinand Enke Verlag) .



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1.4 Durchgeführte Untersuchungen

Im Zeitraum vom 12.07.2006 bis 21 .09.2006 wurden im Bereich der geplanten Trasse der Ortsumfahrung B 254 neu insgesamt 139 Aufschlussbohrungen niedergebracht, davon fielen 52 Kernbohrungen in den Bereich geplanter Bauwerke, die ihrerseits aus Brücken und Durchlässen bestehen. Drei Bohrungen mussten wegen der noch nicht abgeernteten Feldern auf den Zeitraum vom 23.10.2006 bis 27 .10.2006 verschoben werden. Insgesamt wurden 1420 Bohrmeter ausgeführt. Die Arbeiten wurden durch die Fa. Johannes Schützeichel Gerätebau KG, Neustadt/Wied mit bis zu 4 Bohrgeräten erbracht. Die Bohrungen wurden als Kernbohrungen ausgeführt, die gewonnenen Kerne wurden auf dem Gelände der Straßenmeisterei in Lauterbach zwischengelagert. Von den Aufschlussbohrungen wurden insgesamt 15 Stück zu GW-Messstellen (2-Zoll-Pegel) ausgebaut; eine dieser Messstellen musste vor Abschluss der Bohrarbeiten zurückgebaut werden.

Für die weiteren boden- und felsmechanischen Untersuchungen wurden durch die Fa. Schützeichel bzw. gbm vor Ort insgesamt 878 Boden- bzw. Felsproben entnommen:

122 ungestörte Proben bzw. Kernproben 7 43 gestörte Proben

6 Wasserproben 7 Mischproben für umwelttechnische Untersuchungen im Bereich der geplanten Einschnitte

Darüber hinaus wurden in den Bohrungen insgesamt 78 Standard-Tests nach DIN 4014 zur Untersuchung von Konsistenz bzw. Lagerungsdichte der anstehenden Baugrundeinheiten durchgeführt.

Nach der geologisch-geotechnischen Bohrkernaufnahme und der photographischen Dokumentation wurden 60 Bohrungen vollständig sowie 6 Bohrungen teilweise von der Straßenmeisterei entsorgt (ca. 510 m). Die verbliebenen Kernkisten (79 vollständige Bohrungen, Teile von 6 weiteren Bohrungen, insgesamt ca. 908 m) wurden als Rückstellproben zur Lagerung zur Baustoff- und Bodenprüfstelle nach Wetzlar transportiert.

An den gewonnenen Proben wurden folgende Versuche durchgeführt:

• 642 Wassergehaltsbestimmungen nach DIN 18 121 • 82 Zustandsgrenzen nach DIN 18122 • 120 Kornverteilungen nach DIN 18 123 • 59 Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 • 1 Proctorversuch nach DIN 18 127 • 1 Bestimmung des Glühverlusts nach DIN 18 128 • 1 Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts nach DIN 18 130 • 19 Bestimmungen des Wasseraufnahmevermögens nach DIN 18 132 • 13 Scherversuche an ungestörten Proben nach DIN 18 137 • 4 Scherversuch an gestörten Proben bei WL nach DIN 18 137



g • 28 Einaxiale Druckversuche an Felsproben nach DIN EN 1926

• 5 Wasserlagerungsversuche nach DIN 4022 Teil 1, 10.7 • 6 Wasserchemische Analysen nach DIN 4030

• 6 Drucksetzungsversuche nach SCHUL TZE/MUHS • 5 Quellversuche nach HUDER I AMBERG

• 3 röntgendiffraktometrische Untersuchungen • 12 chemisch-analytische Untersuchung nach LAGA-Boden

Die Ergebnisse der Laborversuche werden in Anlage 5 in der oben genannten Reihenfolge für jede Bohrung zusammengefasst, eine Bewertung wird im Rahmen der Beschreibung der geotechnischen Verhältnisse der Erd- und Kunstbauwerke vorgenommen (Kapitel 3).



g 2 Allgemeine Geologische und Hydrogeologische Verhältnisse

2.1 Morphologie, Bebauung, Bewuchs des Untersuchungsgebietes

Das Untersuchungsgebiet liegt am Nordostrar:id des Vogelsberges, dem mit ca. 2.500 km2 größten zusammenhängenden Vulkangebiet Mitteleuropas, sowie zum Teil im Osthessischen Bergland. Ein sehr kleinerer Teil (ca. 250 m der geplanten knapp 12 km) der Untersuchungstrasse liegt dabei auf Blatt 5325 Schlitz, der größte Teil liegt auf Blatt 5223 Lauterbach der topographischen Karte 1 :25.000. Die geplante Umgehungsstraße soll die Ortschaften Maar, Lauterbach, Angersbach und Landenhausen an der stark befahrenen B 254, einer Verbindung zwischen der BAB 5 bei Alsfeld und der BAB 7 bei Fulda, verkehrstechnisch entlasten. Die B 254 durchfährt das Untersuchungsgebiet von Nordwest nach Südost, darüber hinaus wird es verkehrstechnisch durch die von Süden (aus Richtung Gedern) kommende B 275, wenige nachgeordnete Landes- und Kreisstraßen sowie die Eisenbahnlinie Fulda -Alsfeld - Gießen („Vogelsbergbahn") erschlossen.

Hauptvorfluter im untersuchten Geländeabschnitt ist die Lauter, die in der Südwest-Ecke des Kartenblattes TK 25 Blatt Lauterbach in das Gebiet eintritt, Lauterbach durchfließt und sich am nordöstlichen Stadtrand mit der Brenderwasser vereinigt. Ab hier fl ießt sie in West-Ost-Richtung und verlässt das Blatt bei Bad Salzschlirf. Dort vereinigt sie sich mit dem Altfeldbach zur Schlitz. Diese mündet in ihrem weiteren Verlauf bei Hutzdorf in die Fulda. Das gesamte Gebiet des Blattes Lauterbach liegt im Einzugsgebiet der Weser.

Die mittlere Geländehöhe auf Blatt Lauterbach liegt bei ca. 330 bis 360 mNN. Vom Tal der Lauter, das am Ostrand des Kartenblattes bis auf ein Niveau von ca. 240 mNN eingeschnitten ist, steigt das Gelände sowohl nach Norden als auch nach Süden bis auf über 400 mNN an. Die höchste Erhebung ist mit einer Höhe von 485, 7 m über NN der Steinberg, ca. 4,5 km nordöstlich von Lauterbach gelegen.

Das gesamte Untersuchungsgebiet ist im Hinblick auf die durchgeführte Untersuchungskampagne und die verkehrstechnische Erschließung als gut zugänglich zu bezeichnen. Das Gelände im Trassenverlauf wird weitgehend landwirtschaftlich genutzt, wobei auf dem größten Teil der Flächen Feldfrüchte (Getreide, Mais, Raps) angebaut werden. Nur ein geringer Teil wird als Grünland oder Weidefläche genutzt. Das Gebiet wird von zahlreichen Feldwegen durchzogen, über die die einzelnen Bohransatzpunkte gut zu erreichen waren.

Natürliche Aufschlüsse im direkten Umfeld der Trasse sind selten bzw. fehlen gänzlich. Festgesteinsaufschlüsse sind auf wenige aufgelassene, trassenfernere Steinbrüche (überwiegend verfüllt und zugewachsen), Sandgruben oder weitgehend überwachsene Weg- bzw. Bahneinschnitte beschränkt.



g

2.2 Allgemeine Geologische Verhältnisse, Lagerungsverhältnisse und Tektonik

Das untersuchte Trassengelände und sein näheres Umfeld werden im Wesentlichen durch zwei geologisch/-tektonische Großeinheiten geprägt:

• Hessische Senke • Vogelsberg

Hessische Senke Bei der Hessischen Senke handelt es sich um einen Teil des Germanischen Beckens. Sie verläuft in nordsüdlicher Richtung und wird im Westen vom Rheinischen Schiefergebirge und der Münsterländer Kreidemulde, im Osten vom Harz, der Thüringer Senke und Ausläufern des Thüringer Waldes begrenzt. Heute tritt die Hessische Senke als Bergland in Erscheinung.

Im Rotliegenden bestand im Norden ein an das Norddeutsche Becken angeschlossenes Sedimentationsgebiet, im südlichen Teil bestand mit dem Hessischen Trog Anschluss an den Saar-NaheTrog. In diesem wurden bis zu 1000 m Rotliegend-Sedimente abgelagert. Während des Zechsteins erfolgte über die Weser-Senke eine weiträumige Transgression. bis in das Gebiet des heutigen Oberrheingrabens. Es kam in Teilen zur Abscheidung vollständiger Salinar-Abfolgen. Im Verlauf der Trias erfolgte die endgültige Verbindung der Sedimentationsgebiete im Süden und im Norden. Über dem Zechstein wurden die Gesteine der Trias, des Jura sowie der Kreide abgelagert. Bereits w.ährend des Jura begann im Zuge tektonischer Prozesse die Abtragung der älteren Abfolgen, sodass diese teilweise nur lückenhaft überliefert sind. Dieser Prozess setzte sich bis ins Tertiär bei gleichzeitiger Sedimentation fort, sodass heute im Bereich der Hessischen Senke überwiegend die Abfolgen des Buntsandsteins an der Oberfläche aufgeschlossen sind. Muschelkalk und Keuper sind in einigen Mulden sowie in den Grabenzonen aufgeschlossen. Reste des Jura sind nur in wenigen der meist sehr schmalen Grabenzonen erhalten. Im Untersuchungsgebiet ist dies im Lauter.bacher Graben der Fall, einem Teil eines sich vom Vogelsberg bis zur Rhön erstreckenden herzynisch streichenden Grabensystems.

Ältere Gesteine als Buntsandstein stehen auch im Untersuchungsgebiet nicht an. Bei Hof Sassen, nördlich von Lauterbach, geht eine Bohrung durch rund 361 m Buntsandstein in darunter liegenden, ebenfalls wenigstens 100 m mächtigen Zechstein. Auf dem benachbarten Kartenblatt Schlitz wurden nahe der Stadt Schlitz in einer Bohrung unter ca. 11 m Pleistozän und insgesamt ca. 346 m Buntsandstein ca. 182 m Zechstein sowie ca. 18 m Rotliegendes erbohrt.

Während des Mitteljuras erfolgte die Schließung der Hessischen Senke, sie unterlag der Hebung, in deren Verlauf es zur Ausbildung der heute sichtbaren tektonischen Bruchzonen kam. In Verbindung mit halokinetischen Prozessen entlang alter Bruchlinien unterlag das Gebiet einer ausgeprägten Bruchschollentektonik.



gm Ab dem oberen Alttertiär (Oligozän) kam es erneut zu einer Absenkung, es entstand eine Meeresverbindung zwischen der Nordsee und dem Oberrheingebiet. Während des Miozäns sorgten intensive tektonische Bewegungen für erhebliche Fazieswechsel bei den Ablagerungen. Diese Bewegungen waren von einem intensiven Vulkanismus in Nordhessen begleitet.

Die Hessische Senke wird in eine Vielzahl tektonischer Strukturen untergliedert, die im Untersuchungsgebiet aufgeschlossenen Mesozoischen Abfolgen werden dem Werra-Becken und der Fuldaer Grabenzone zugerechnet, zu der der von der geplanten Trasse durchfahrene Lauterbacher Graben zugerechnet wird.

Vogelsberg

Ca. 50% des Kartenblattes Lauterbach werden von den basaltischen Gesteinen bedeckt, die geologisch gesehen dem Vogelsberg zuzurechnen sind. Der Beginn der vulkanischen Tätigkeit wir.d ins obere Miozän gestellt. Sie setzte mit gewaltigem Ascheregen ein und formte die südwestliche Hälfte des Blattgebietes aus Strömen, Decken und Durchbrüchen, die den verschiedenen Arten der Basaltreihe angehören. Für die Ergüsse der Basaltströme lassen sich drei Hauptphasen voneinander unterscheiden, die ihrerseits aus mehreren Einzelströmen bestehen. Die nach reichlichem Aschefall erfolgte erste Phase hat durchweg Ströme von basischem Basalt gefördert, denen bisweilen eine Lage feuerroter Aschentuffe zwischengeschaltet ist. Die zweite Ergussphase wird wiederum durch eine intensive Ausschüttung von Aschen- und Lapillituffen vorbereitet. Es folgen jetzt aber durchweg saure Basalte, wobei hierbei mehrere Ströme übereinander zu beobachten sind. Saure Basalte herrschen insgesamt in der Südwestecke des Kartenblattes vor und bilden in diesem Bereich bis an den Nordausgang von Lauterbach fast durchweg die Oberfläche. Sehr oft liegt die dritte Ergussphase in Gestalt harter, basischer Basalte von dunkler Farbe den sauren Strömen der zweiten Phase unmittelbar auf. Gelegentlich sind Tuffe zwischengeschaltet. Bemerkenswert ist das auffallend häufige Vorkommen von Basaltdurchbrüchen, die alle den basischen Basalten zuzurechnen sind. Das Maximum der vulkanischen Aktivitäten lag zwischen 17,5 und 15 Millionen Jahren. Die Laven und oberflächennahen Intrusionen überlagern nur am südlichen und westlichen Rand des Vogelsberges paläozoische, ansonsten mesozoische Gesteine. Nach [16] wurden die Basalte in mehrmaligem zeitlichem Wechsel ohne erkennbare Regel gefördert. Die Entwicklung wird in engem Zusammenhang mit der Öffnung des Oberrheingrabens gesehen, in dessen nördlicher Verlängerung der Vogelsberg liegt. Der teilweise subeffusive/intrusive Charakter einzelner Basalt-Lagen ist z. B. durch Apophysen und kontaktmetamorphe Überprägungen belegt (vgl. [8] und (14]).

e-7223 Ortsumfahrung Lauterbach


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Abb. 1

Seite 10

g

A.G. = Altmorschener Grabenzone, EG. = Falkenhagener Graben, EN.G. = Fritzlar-Naumburger Grabenzone, Fu.G. = Fuldaer Graben, K.G. = Kasseler Grabenzone, W.S. = Warburger Störungszone, W.V.S. = Wolfhagen-Volkmarsener

Störungszone.

Lagerungsverhältnisse und Tektonik Lauterbacher Graben: Der nördliche Grabenrand geht um den stark gestörten Kalkberg bei Landenhausen herum, tritt am Südwesthang des Söderbergs und des Birkigklotzes deutlich hervor, überschreitet das tektonisch vorgezeichnete Lautertal und umgreift den gut aufgeschlossenen Keuper nördlich von Angersbach. Dann geht im Bereich des Kugelbergs die Störung an einem markanten Röt-Muschelkalkstreifen entlang, und trennt später messerscharf Muschelkalk und Keuper bei Maar von mittlerem Buntsandstein. Der südliche Grabenrand ist durch Basaltbedeckung auf große Erstreckung verdeckt. Nur südöstlich und südlich von Angersbach ist der Verlauf des Grabenrandes zu erkennen. Weiter westlich verschwindet die Randstörung unter den Basalten des Hainigs, ohne wieder oberflächlich in Erscheinung zu treten.

2.3 Allgemeine hydrogeologische Verhältnisse

Das Untersuchungsgebiet wird nach [7] den hydrogeologischen Einheiten „Vogelsberg" sowie „Osthessisches Buntsandstein-Gebiet" zugerechnet. Die Ergiebigkeit von Bohrungen im Hauptgrundwasserstockwerk liegen im Bereich des Lauterbacher Grabens bei < 2 l/s, in den angrenzen-



g den Bereichen mit Oberem Buntsandstein bei 5-151/s (Poren- und Kluftgrundwasser) und in den Basalten bei 15-30 l/s (Kluftgrundwasser). Die Gesamthärte beträgt im Bereich des Lauterbacher Grabens 18° bis 24° dH, im sonstigen Untersuchungsgebiet 4° bis 8° dH. Nach [6] liegt der Lösungsinhalt der erdalkalisch-carbonatisch und carbonatischen, dabei mit Ausnahme des Buntsandsteins schwach sulfatischen Grundwässer im Bereich des Lauterbacher Grabens bei 500-700 mg/I und im Bereich der Vulkanite bei 50-200 mg/I. Im Bereich des Buntsandsteins können die Gehalte zwischen 200 und 700 mg/I schwanken. Probleme mit erhöhten Chlorid-, Sulfat- oder Eisen-/ Mangan-Gehalten sind nicht zu erwarten.

2.4 Gesteinsbeschreibung im Bereich der geplanten Trasse

Im Bereich der geplanten Trasse stehen in bauwerksrelevanter Tiefe Gesteine des Buntsandstein, des Muschelkalk, des Keuper sowie des Tertiär an. Diese Gesteine werden von quartären Deckschichten überlagert. Nachfolgend werden die Gesteine der genannten Serien kurz dargestellt, eine detaillierte Beschreibung erfolgt in den nachfolgenden Kapiteln 2.5 (Einteilung in Homogenbereiche) sowie 3 (Geotechnische Verhältnisse im Trassenverlauf). Die Lage der nachfolgend genannten Bohrpunkte ist den Lageplänen (Anlagen 2.1.1 - 2.1.6) zu entnehmen.

Buntsandstein Der im Untersuchungsgebiet großflächig anstehende Mittlere Buntsandstein wird in Hessen wie in Norddeutschland, in Thüringen und in Teilen Süddeutschlands in vier Folgen untergliedert: Volpriehausen-, Detfurth-, Hardegsen- und Solling-Folge. Die früher verwendete Unterteilung in Eichsfeld-, Rhön-, Spessart- und Solling-Folge kommt nicht mehr zum tragen.

Mittlerer Buntsandstein Im Bereich zwischen 9en Bauwerken BW 13 und BW 16 (Bohrungen BW 13/2 bis BK 38) stehen Sandsteine des Mittleren Buntsandstein an. Es handelt sich um mäßig harte bis mittelharte, rote und violettrote feinkörnige Sandsteine, die vielfach kleine Toneinschaltungen ("Tongallen") enthalten und die teilweise unregelmäßig oder lagenweise entfärbt sind. Innerhalb der Sandsteinlagen erkennt man eine ausgeprägte Schrägschichtung mit wechselnden Einfallsrichtungen und -Winkeln der Schrägschichtungskörper. Das Gestein zerbricht teilweise an senkrechten Klüften und/oder an Schichtfugen in kurze Kernstücke, vereinzelt konnten Kernstücke bis 75 cm Länge gewonnen werden, was jedoch eher als Ausnahme anzusehen ist. Zwischengeschaltet sind den Sandsteinen Ton!Tonstein-Lagen geringer Mächtigkeit und Festigkeit sowie einzelne glimmerreiche dunkelrote Feinsand-/Schlufflagen. In wenigen Bohrungen wurden vereinzelt kavernöse Zonen erbohrt. Im Bereich der Bohrungen BK 65 bis BK 69 stehen mäßig harte bis harte, fein- bis mittelkörnige Sandsteine an. Das Farbspektrum dieser Sandsteine reicht von rot über rotviolett zu rostrot, teilweise ist der Sandstein unregelmäßig entfärbt. Die Gesteine weisen in aller Regel eine Schrägschichtung auf. In unterschiedlicher Mächtigkeit sind Tonstein!Ton-Lagen zwischengeschaltet, darüber hinaus wurden geringmächtige sehr glimmerreiche Feinsand/Schluff-Lagen erbohrt.


lngenieurgeofogisches Gutachten

g In Bohrung BK 68 wurden im verwitterten Sandstein konglomeratische Einschaltungen mit kantengerundeten Gesteinsfragmenten und Milchquarzen erbohrt. In diesem Bereich zwischen den Bohrungen BK 70 bis BW 26/1 stehen feinkörnige mürbe bis mäßig harte Sand- und Schluffsteine in einer Wechselfolge mit Tonen und Tonsteinen an. Vielfach zeigen sich Übergänge zu dicht gelagerten Sanden und Schluffen und halbfesten bis festen Tonen. Das Farbspektrum reicht von rot über rotgelb, ockerfarben bis weißgrau.

Oberer Buntsandstein Im Bereich zwischen den Bohrungen BK 26 und BW 13/1 stehen meist rote bis violettrote und rotbraune, teilweise auch grüngraue Ton- und Schluffsteine mit zwischengeschalteten Sandsteinlagen an. Die Gesteine sind mäßig hart bis mürbe, sie zeigen zum Teil Übergänge zu dicht gelagerten Lockergesteinen. In einzelnen Lagen treten feinste Glimmer oder auch fein verteilter Pyrit bzw. kleine Pyrit-Konkretionen auf.

Muschelkalk Muschelkalk ist auf Blatt 5322 Lauterbach in drei kleineren Aufbrüchen nordöstlich von Maar und östlich bzw. südlich von Angersbach aufgeschlossen. Hierbei handelt es sich um kleinere Schollen, die entlang der Randstörungen des Lauterbacher Grabens erhalten sind. Bei dem in der Bohrung BK 63 erbohrten fossilführenden Kalkstein handelt es sich vermutlich um ein solches lokales Vorkommen des Oberen Muschelkalks. Es handelt sich hier um graue, harte bis sehr harte, dichte Kalk- und Dolomitsteine mit geringmächtigen Mergelstein-Zwischenlagen. Die Kalksteine führen Schalen- und Crinoidenbruchstücke.

Keuper Der flächenmäßig größte Teil des Lauterbacher Grabens wird von Gesteinen des Keupers eingenommen. Diese sind jedoch zum Teil durch die Talsedimente der Lauter verdeckt. Überwiegend handelt es sich um dunkle, grau bis schwarzbraune feinstgeschichtete Ton- und Schluffsteine von geringer bis mittlerer Härte.

Tertiär Etwa zu einem Drittel durchfährt die geplante Trasse vulkanische Gesteine des Vogelsberges. Es handelt sich um eine Basaltassoziation mit Laven und Tuffen aus Trachyten, Phonolithen, AlkaliOlivinbasalten und Tholeiitbasalten (siehe [16]). Hinzu kommen Sonderentwicklungen wie Basanite, Limburgite, Hornblendebasalte und Nephelinite. Nicht selten treten im Vogelsberg die sog. „Sonnenbrenner-Basalte" auf. Bedingt durch das Vorkommen von Analcim in den lntergranularräumen weisen diese eine geringe Verwitterungsbeständigkeit auf.

Basalte Im Untersuchungsgebiet wurde· Basalt im Anstehenden vom westlichen Trassenbeginn bis einschließlich Bohrung BK 25, Station 4+080, erbohrt. Größtenteils handelt es sich um dunkelgraue bis schwarzgraue und braungraue harte bis sehr harte Basalte. Selten kann ein Lagengefüge erkannt werden. Vielfach treten diffus im Gestein verteilt schwarze, bräunliche oder grünliche Einsprenglinge (Olivin, Pyroxen) auf. Bereichsweise treten violettgrau, blasige bis hohlraumreiche



g Basalte auf, die Blasenhohlräume (max. ca. 30 mm Durchmesser) können mit weichen Mineralaggregaten gefüllt sein, teilweise sind die Wandungen mit einer Mineralkruste überzogen. Die Basalte sind unterschiedlich stark angewittert bzw. verwittert. Das im Bereich des geplanten Einschnitts am Vaitsberg (Stat. 3+670 - 4+160) erbohrte Gestein scheint über die gesamte untersuchte Tiefe frischer ausgebildet zu sein (abgesehen von der von Klüften und Rissen ausgehenden Verwitterung). In einzelnen Bohrungen wurden geringmächtige Lagen / Einschaltungen einer "Basaltbreccie" erbohrt. Es handelt sich hierbei um stark zerbrochene schlacke- bis bimsartige Basalte, die vielfach von feinsten verheilten Rissen durchzogen sind. Diese „Basaltbreccie" wurde überwiegend im liegenden der Tuffe erbohrt. Es handelt sich dabei möglicherweise um ein pyroklastisches Vorläuferprodukt der Tuffe.

Die Basalte sind meist eng- bis mittelständig geklüftet, überwiegend jedoch unregelmäßig bis stark. Die Lage und Verteilung der Klüfte ist dabei uneinheitlich. Das Kluftinventar ist geprägt durch: • mehr oder weniger ebene Klüfte, aushaltend über mehrer Dezimeter, steilstehend bis senk-

recht, vielfach mit tonigen Letten gefüllt; • kaum bis gering geöffnete Klüfte, flach bis horizontal; • Kluftzonen mit zerbrochenem I zerbohrtem Basalt, in schluffig/toniger Matrix; • kugelschalige Ablösungsflächen im angewitterten Basalt.

Auffällig ist die teilweise intensive Rotfärbung sowohl der verwitterten Basalte als auch der Tuffe. Hierbei könnte es sich um Anzeichen einer nach dem Abklingen der Förderung der Basalte und Tuffe einsetzende Rotverwitterung handeln.

Tuffe In unregelmäßiger Verteilung und mit stark schwankenden Mächtigkeiten sind den Basalten einzelne Tuffe zwischengeschaltet, bei denen jedoch keine klar erkennbare Horizontbeständigkeit festzustellen war. Es handelt sich um graue, teilweise violett- und gelblichgraue, mehr oder weniger stark verwitterte und umgewandelte Aschen- und Lapillituffe ohne erkennbare Schichtung. Die Gesteine sind mürbe bis entfestigte und zeigen alle Übergänge zu ausgeprägt plastischen Lockergesteinen (Tone). Vereinzelt findet man Schlacke- und Bimslagen in einer tonigen Matrix. Pyroklastische Gesteine bilden zum einen Zwischenlagen von geringer Mächtigkeit zwischen den Basaltdecken sowie das Grenzlager der Basalte gegen die tertiären Sedimente. In den Bohrungen BK 24 und BK 25 wurde im Übergangsbereich zwischen Tuffen und dem hangenden Basalt eine geringmächtige Lage aus schwarzbraunen Tonen mit inkohlten Pflanzenresten angetroffen.

Sedimentäres Tertiär Offensichtlich tertiäre Sedimente wurden in den Bohrungen BK 24 und BK 25 im liegenden der Tuffe in Form von halbfesten bis festen bunten Tonen und untergeordnet Schluff/Feinsand erbohrt.

Quartär Quartäre Ablagerungen bilden beim Großteil der ausgeführten Bohrungen die oberste Deckschicht über den anstehenden mesozoischen Sedimentgesteinen oder den vulkanischen Förderprodukten.



g In der Südost-Ecke des Kartenblattes Lauterbach ist ggf. mit kalkhaltigem Löß in geringer Mächtigkeit zu rechnen.

2.5 Einteilung in geotechnische Homogenbereiche und Trassenabschnitte

Für die geotechnische Beurteilung des Untergrundes und seine Wechselwirkungen mit der geplanten Baumaßnahme wurden basierend auf den Ergebnissen der Labor- und Feldversuche sowie der. Feldansprache einzelne geotechnische Homogenbereiche festgelegt. In diesen Homogenbereichen werden Gesteinseinheiten zusammengefasst, die annähernd gleiche petrographische sowie bodenbzw. felsmechanische Eigenschaften aufweisen. Weiterhin dient diese Vorgehensweise zu einer vereinheitlichten Betrachtung der erkundeten Baugrundeinheiten über den gesamten Trassenabschnitt und stellt für den späteren Planer eine Vereinfachung im Hinblick auf die Beurteilung der geotechnischen Randbedingungen dar.

Jedem Homogenbereich wurden charakteristische Rechenkennwerte (s. Kapitel 3) zugewiesen, die sich an den Versuchs- und Erkundungsergebnissen des jeweiligen Erd- bzw. Kunstbauwerkes orientieren. Bezüglich der weitergehenden bautechnisch relevanten Angaben zu den einzelnen Homogenbereichen wie z. B. Bodenarten nach DIN 18 196, Frostempfindlichkeit, Wiederverwendbarkeit usw. wird ebenfalls auf die detaillierten Ausführungen in Kapitel 3 und 4 verwiesen.

Neben den quartären Lockergesteinen wurden im Trassenverlauf an Festgesteinen im Wesentlichen Basalte, Ton-/Schluffsteine, sowie Sandsteine erkundet. Durch den Einfluss der Atmosphärilien sind diese Festgesteine oberflächennah bis in unterschiedliche Tiefe verwittert und damit einhergehend entfestigt. Im Allgemeinen nimmt der Verwitterungsgrad mit zunehmender Tiefe hin ab. Im Bereich von Kluftzonen jedoch kann der Verwitterungsgrad auch in größerer Tiefe bereichsweise zunehmen.

Der wechselnde Verwitterungsgrad und die sich damit verbindenden unterschiedliche Steifigkeiten und Festigkeiten wurden als Abgrenzungskriterium zwischen den einzelnen Homogenbereichen herangezogen. Die Übergänge zwischen den Homogenbereichen eines Ausgangsgesteins (etwa Homogenbereich 4 - 6) sind z. T. fließend.

Die eingeteilten Homogenbereiche sind der nachfolgenden Tabelle 2.5.1 zu entnehmen und in den ingenieurgeologischen Schnitten entsprechend dargestellt.



g

Homogenbereich Material

L Decklehm

L-S Gemisch aus Decklehm /Deckschutt

Q Fluviatiler Kies 0 Tuff o· vollständig zu Ton zersetzter Tuff

1 zersetzter bis stark verwitterte Basalt 2 angewitterter bis stark verwitterter Basalt 2' bims-/schlackeartiger, blasig-poröser Basalt

3 frischer, dichter, sehr harter massiger Basalt

4 Ton- bis Schluffsteinzersatz (Lockergesteinseioenschaften)

5 stark verwitterter Ton- bis Schluffstein

6 angewitterter Ton- bis Schluffstein 7 Sandsteinzersatz (Lockergesteinseiqenschaften)

8 stark verwitterter Sandstein

9 angewitterter, mineralisch fest gebundener Sandstein

10 Kalkstein Tab. 2.5.1 Homogenbereiche

Neben der oben dargestellten Unterteilung in geotechnische Homogenbereiche wurde die untersuchte Trasse (Achse 1) selbst nochmals in einzelne Bearbeitungsabschnitte untergliedert, in denen möglichst gleichartige Erdbauwerke zusammengefasst wurden. Diese Bearbeitungsabschnitte sind in den nachfolgenden Kapiteln 3.1.1 - 3.1.11 detailliert beschrieben. Die dahingehende Unterteilung lässt sich über die Trassenstationierung wie folgt darstellen:

Bearbeitungs- Station Länge[m]

abschnitt von bis

1 0+000 1+090 1.090 2 1+090 2+070 980 3 2+070 3+390 1.320 4 3+390 4+160 770 5 4+160 5+315 1.155 6 5+315 6+490 1.175 7 6+490 7+840 1.350 8 7+840 8+585 745 9 8+585 10+675 2.090 10 10+675 11+110 435 11 11+110 11+944 834

Tab. 2.5.2 Einteilung der Bearbeitungsabschnitte in Achse 1

Zusätzlich werden für die einzelnen Seitenachsen (Zubringer) die Baugrundverhältnisse separat beschrieben (s. Kap. 3.1.12 - 3.1.18).



gm 3 Geotechnische Verhältnisse im Trassenverlauf

Allgemeine Ausführungen

Der Untergrund im Untersuchungsgebiet wird wie in Kapitel 2.2 beschrieben von den Vulkaniten des Vogelsberges sowie ·von Sedimentgesteinen der Hessischen Senke gebildet. Oie geplante Trasse durchfährt auf den ersten ca. 4, 1 km in den Bearbeitungsabschnitten 1 - 4 (s. Kapitel 2.5) den nordöstlichen Rand des vulkanischen Vogelsberges. Ab ca. Station 4+160 durchfährt die Trasse in den Bearbeitungsabschnitten 5 - 11 triassische Sedimentgesteine innerhalb des Lauterbacher Grabens. Nachfolgend werden die Baugrundverhältnisse sowie die grundlegenden Eigenschaften bezüglich der gewählten Homogenbereiche (s. Kapitel 2.5) zusammengefasst für die Abschnitte 1 bis 4 sowie die Abschnitte 5 bis 11 kurz dargelegt. Auf Abweichungen und Besonderheiten wird bei der Beschreibung der jeweiligen Erdbauwerke hingewiesen.

Baugrundverhältnisse Abschnitte 1 bis 4 (Station 0+000 -4+160)

Im untersuchten Bereich bilden unterschiedlich stark verwitterte Festgesteine im liegenden einer quartären Lockergesteinsdecke den Untergrund der geplanten Straßentrasse. Es handelt sich überwiegend um Basalte sowie um Tuffe bzw. zu Tonen zersetzte Tuffe.

Unter ca. 0, 1 bis stellenweise 0,5 m humosem Oberboden folgt eine unterschiedlich mächtige Decke aus dunkelbis mittelbraunen, selten grüngrauen Schluffen und Tonen mit wechselnden Sandund Kiesanteilen. Bodenmechanisch werden sie als leichtplastische Schluffe (UL) und mittelplastische Tone (TM) eingestuft. Oie im Labor ermittelten Konsistenzen liegen im steifen bis halbfesten Bereich. In Bereichen mit künstlicher Auffüllung oder in Geländetiefpunkten liegen diese Böden lagenweise weich bis breiig vor. Die umgelagerten quartären Deckschichten werden zum Homogenbereich L zusammengefasst.

Diese Deckschichten werden von weitgehend bis vollständige zersetzten Gesteinen der vulkanischen Abfolge unterlagert. Hierbei handelt es sich je nach Verwitterungsgrad um Kies-Schluff- oder Sand-Schluff-Gemische (GU, SU*) von graubrauner bis olivbrauner Farbe. Versuche zur Bestimmung der Konsistenz wurden nicht durchgeführt, das Material wurde in seinen bindigen Anteilen (UL, TL-TM) im Gelände überwiegend als steif - halbfest, in den eher sandigen Bereichen als mitteldicht gelagert angesprochen. Diese oberste Lage der verwitterten Basalte wird als Homogenbereich 1 zusammengefasst.

Darunter geht das Material mit zunehmender Teufe in stark bis kaum verwitterte Basalte unterschiedlicher Ausbildung oder in Tuffe unterschiedlicher Zersetzungsgrade über. Innerhalb der Basalte können im Wesentlichen die nachfolgend aufgeführten Varietäten unterschieden werden: • angewitterte bis stark verwitterte Basalte, mittelhart bis hart, grob bis stark zerbrochen

und/oder zerbohrt (Homogenbereich 2); • schlackeartige, teilweise blasige bis bimsartige Basalte, mäßig hart bis mittelhart, braungrau

bis grau, stellenweise grob bis stark zerbrochen und/oder zerbohrt (Homogenbereich 2').



g Teilweise ist das Gestein deutlich zerbrochen und von feinsten mineralisierten Rissen durchzogen.

• dichte, harte bis sehr harte, selten mittelharte Basalte, braungrau bis schwarzgrau, angewittert bis selten mäßig verwittert (Homogenbereich 3). Das Gestein ist unterschiedlich stark geklüftet, die Kluftflächen sind mit braunen Bestegen überzogen, teilweise sind die Klüfte mit dunkelbraunen tonig/schluffigen Letten gefüllt.

In unterschiedlicher Teufenlage bezogen auf GOK wurden in allen Abschnitten pyroklastische Gesteine erbohrt. Es handelt sich um Tuffe, die teilweise stark bis vollständig zu Tonen zersetzt sind. Sie werden zum Homogenbereich 0 zusammengefasst. Dabei erfolgt in den ingenieurgeologischen Längsschnitten wenn möglich eine Unterscheidung in weitgehend bis vollständig in Tone umgewandelte Tuffe (Homogenbereich O') und wenig bis stark zersetzte/umgewandelte Tuffe (Homogenbereich 0). Aufgrund der Feinkörnigkeit des Materials sind diese Tuffe als Aschetuffe anzusprechen, teilweise wurden in geringem Umfang Lapilli oder kleine „Bomben" erbohrt. Entsprechend dem Zersetzungsgrad liegen diese Tuffe als ausgeprägt plastische Schluffe und Tone vor (UA-TA), sehr selten wurden im Laborversuch die Bodengruppen UM und TM ermittelt. Weniger stark zersetztes Material sowie Tuffe im Übergangsbereich zu den schlacke-/bimsartigen Basalten liegen gemischtkörnige Böden der Bodengruppen GU* und SU* vor.

Die unterschiedliche Bohrkernan~prache dieser Homogenbereiche spiegelt sich teilweise auch in den im Labor ermittelten bodenmechanischen Kennwerten wieder. Diese sind nachfolgend aufgeführt.

Bodenkennwerte Homogenbereich 0 Homogenbereich O'

min. max. Mittel min. max. Mittel

Wassergehalt wn fo/ol 26,8 65,3 45,8 28,1 61 ,8 43,7 Fließgrenze WL [% 1 63,1 92,9 80,1 48,0 105,2 79,4 Plastizitätszahl lp [%] 17,6 59,6 36,7 14,8 64,8 38,3 Konsistenzzahl lc 0,665 3,415 1,270 0,622 1,404 0,982 Kornverteiluna IT in % 1 11 39 22,6 20 73 38,2 Kornverteilun.g [U in %] 25 73 47,0 25 69 56,1 Kornverteilung [S in % ] 10 29 19,4 0 11 3,9 Feuchtdichte p f a/cm31 1,55 2,19 1,74 1,68 1,90 1,79 Trockendichte pd f a/cm31 0,94 1,56 1,19 1, 17 1,42 1,28 Porenzahl e 0,706 1,817 1,294 0,867 1,262 1,075 Porenanteil n [% 1 41,4 64,5 55,16 46,4 55,7 51,52 Wasseraufnahmevermögen[%] 81 167 117,4 106 248 160,0 Reibungswinkel ungestört [0

] 20,4 27,9 12,8 22,2

Reibungswinkel bei W 1 r0 1 27,3 12,6 17,4 Kohäsion unaestört fkN/m21 48,4 286,0 43,0 56,4 Kohäsion bei wL [kN/m2

] 22,7 18,3 23,6 Tab. 3.1 : Bodenmechanische Kennwerte Homogenbereich 0 / O'



g Die angeführte Übersicht der in den Tuffgesteinen ausgeführten bodenmechanischen Laborversuche weist direkt auf die erdbautechnische Problematik dieser Baugrundeinheiten hin. Auffallend sind die extrem hohen natürlichen Wassergehalte, sowie die auffallenden Werte in der Wasseraufnahmefähigkeit nach ENSLIN I NEFF. Diese Ergebnisse deuten auf Materialien mit hohen Anteilen an 3-Schicht Tonmineralen mit innerkristalliner Quellfähigkeit hin. Folglich wurden diese Versuchsergebnisse durch weitergehende mineralogische Untersuchungen abgesichert, die im Institut für Mineralogie der Johannes-Gutenberg-Universität in Mainz durch Prof. Hofmeister vorgenommen wurden. Da dahingehenden röntgendiffral<tometrischen Versuchsergebnisse werden nachfolgend aufgeführt (s. An lage 5).

gbm-Nr. Bohrung- Homogen- Tiefe Mineralbestand Anteil Schichts ilikate

Nr. bereich

40878 BK 11 0 4,9-5,0 40 - 45% Quarz 55 - 60% Montmorillonit 40776 BK 18a O' 7 9-8,0 10-15% Quarz 85 - 90% Montmorillonit

40822 BK 264/1 0 3,8 -4,0 30 - 35% Albit 75 - 70% Montmorlillonit Tab. 3.2: Untersuchungsergebnisse Mineralogie

In der Mehrzahl der in den Abschnitten 1 bis 4 aufzufahrenden Einschnitte werden in unterschiedlicher Teufenlage diese stark bis vollständig zersetzten I umgewandelten Tuffe aufgefahren:

Einschnitt- Station bezogen Ausstrich länge Lage bezogen auf die Gradiente

Nummer auf Achse 1 (Tuff im Einschnitt)

1.1 0+040-0+470 ca. 150 m Böschungsfuß, Einschnittsohle

1.2 0+560 - 0+470 -/ - - /-

2.1 1 +090 - 1 +590 ca. 250 m Böschungsfuß, Einschnittsohle

2.2 1+700 - 2+070 ca. 60 m Böschunqsfuß, Einschnittsohle 3.1 2+130-2+930 ca. 80 m + 90 m BöschunQ, Böschungsfuß, Einschnittsohle

3.2 2+930- 3+390 ca. 300 m Böschung, Böschungsfuß, Einschnittsohle 4.1 3+670 - 4+160 ca. 240 m Böschung, Böschungsfuß, Einschnittsohle 12.1 (Achse 161) 1+310 ca. 200 m + 60 m BöschunQ, Einschnittsohle 13. 1 (Achse 162) 1+570 -/- -/-

14.1 (Achse 264) 3+090 ca. 250 m Böschung, Böschungsfuß

Tab. 3.3: Lage, Länge sowie Ausbildung der Tuffvorkommen

Tuffe zählen nach [13) zu den sehr heterogenen, wechselfesten Gesteinen mit einer starken Streuung der Korngrößen. Während sie in Gebieten niedriger Niederschläge recht standfest sind, müssen sie im Bereich der geplanten Trasse als erdbautechnische Problemstellung betrachtet werden. PRINZ schreibt in [13], Abschn. 13.4.3 hierzu:



gm „Im angewitterten (vertonten) Zustand weisen die feinkörnigen, wechselnd tonigen Tuffe,

wie auch die Tuffite (d. s. aquatisch ab- oder umgelagerte Tuffe) häufig hohe Anteile an quellfähigen Tonmineralen auf und sind dann sehr wasser und verwitterungsempfindlich.

Außerdem ist in solchen Serien immer mit dünnen Lagen mit abgeminderter Scherfestigkeit zu rechnen [ . .). Die im Abschn. 13.1.3 genannten Regelböschungen von 1 : 1,5 bis 1 : 2 sind dann häufig zu steil."

„Feinkörnige, vertonte vulkanische Tuffe und Tuffite (s. a. Abschn. 13.4.3) sind im allgemeinen sehr wasserund verwitterungsempfindlich, verlieren dann ihre Festigkeit und zerfallen

bei mechanischer Beanspruchung. Diese Empfindlichkeit beruht in erster Linie auf den z. T. hohen Tongehalten (30-60%) und den vielfach recht hohen Anteilen an quellfähigen Tonmineralen (60-90%). Die Bruchscherfestigkeiten von sehr steifen bis halbfesten Tuffen und

Tuffiten liegen im allgemeinen zwischen <p = 16° und 27° mit Mittelwerten von rp = 20 bis 23°, c = 20 kN/m2

• Zu beachten ist das ausgeprägte Restscherfestigkeitsverhalten mit f/JR = 8 - 12° und in dünnen Lagen angereicherte erhöhte Ton- und Montmorillonit- bzw. Smektitgehalte."

Ein weiteres Problem stellen die Wasseraufnahmefähigkeit und das Quellvermögen der Tuffe dar. MOLLER-VONMOOS geht in [12] davon ausgeht, dass das intrakristalline Quellen der Montmorillonite in den üblichen Bautiefen bereits erfolgt ist. Nach diesem Autor können jedoch immer noch Quell

drücke von bis etwa 2 N/mm2 (= 2 MPa) auftreten.

Daher ist mit einem weiteren Quellen der Tuffe bei einer bauzeitlichen Entlastung (Herstellung der Einschnitte) und einer gleichzeitigen Zufuhr von Wasser {oberflächlich oder durch die überlagern

den geklüfteten Basalte) zu rechnen. Im untersuchten Bereich liegen die von uns ermittelten Tongehalte bei 33-73%, der Anteil quellfähiger Minerale liegt bei bis zu 85 - 90% Montmorillonit. Der Wassergehalt beträgt bei den RDA

Proben im Mittel über 40%, der aller Proben aus den Homogenbereichen 0 und O' beträgt ca. 45%. Die untersuchten Proben zeigen darüber hinaus eine Wasseraufnahmefähigkeit nach DIN 18 132 von 81 - 248% (im Mittel 131%). Sowohl die Montmorillonit-Gehalte als auch die Wasseraufnahme

fähigkeit müssen als außergewöhnlich hoch bezeichnet werden. In Quellversuchen nach HUDER/AMBERG wurde eine Quellverformung von 0,4% - 4,8% bei einer

Mindestdruckspannung von 25 kN/m2 ermittelt. Diese Werte stellen jedoch für den jeweils untersuchten Bereich einen unteren Grenzwert dar, da davon ausgegangen werden muss, dass das

Material bereits im Zuge der Probengewinnung (Bohren mit Wasserspülung) in unbekanntem Ausmaß Wasser aufgenommen und damit eine erste Quellung erfahren hat. Ebenso muss die Mög

lichkeit berücksichtigt werden, dass das Material auf natürlichem Wege einen gewissen Anteil an

Quellverformung erfa~ren hat. In Abhängigkeit von der Mächtigkeit der Tufflagen muss daher mit Quellhebungen im cm- bis dm

Bereich gerechnet werden, die sowohl über die Querschnitte als auch in ihrer Längserstreckung variieren können. Daher sind in den in Tab. 3.3 aufgeführten Einschnitten konstruktive Maßnahmen

zu planen, die diesem Phänomen entgegenwirken. Für die nachfolgend betrachteten Abschnitte werden für die betroffenen Einschnitte entsprechende Empfehlungen gegeben.



g Weiter muss in einigen Bereichen mit der Ausbildung flach liegender Gleitflächen innerhalb zwischengeschalteter Tuff-Lagen und damit mit Böschungsbrüchen und Instabilitäten gerechnet werden.

Während die im Versuch ermittelten Bruchscherfestigkeiten ungestörter Proben im Mittel bei cp = 20°, c =45 kN/m2 lagen, variieren für gestört eingebaute Proben (Wassergehalt im Bereich der Fließgrenze) die Reibungswinkel zwischen cp = 10° - 17,4° bei einer Streubreite der Kohäsion von c = 18-23 kN/m2

.

Untersuchungen an Böschungsbrüchen im Siebengebirge unter vergleichbaren geologischen Verhältnissen haben einen Zusammenhang zwischen der Ausbildung von Gleitfugen und den sehr hohen Montmorillonit-Gehalten einzelner Lagen innerhalb der Tuffe aufgezeigt. Beim Auffahren der Einschnitte in den gefährd.eten Bereichen sind daher konstruktive Sicherungen vorzusehen, die die Ausbildung flach einfallender Gleitflächen verhindern.

In Anlage 3.4 wird exemplarisch für den Einschnitt 3.2 (siehe Kap. 3.1.3) eine denkbare Sicherung skizziert.

Baugrundverhältnisse Abschnitte 5 bis 11(Station4+160-Station 11+994)

Unter einem meist wenige dm mächtigen humosen Oberboden folgen umgelagerte quartäre Deckschichten. Nach der Geländeansprache handelt es sich hierbei um leicht bis mittelplastische Schluffe und Tone der Bodenarten TL bis TM. Die Konsistenzen wurden im Gelände als steif bis halbfest festgestellt, die Laborwerte für die Konsistenzzahlen lc schwanken je nach Wassergehalt zwischen steif- und weichplastisch. Im Bereich der Talauen wurde mitunter Material von breiiger Konsistenz angetroffen. Mit zunehmenden Sand- und Kiesanteilen handelt es sich bodenmechanisch gesehen um gemischtkörnige Böden der Bodenarten GU bis GU*/SU*. Diese quartären Lockergesteine werden zum Homogenbereich L zusammengefasst.

Unterhalb der umgelagerten Deckschichten wurden im Bereich der Ablagerungen des Oberen Buntsandsteins (Röt) und des Keupers stark verwitterte bis weitgehend zersetzte Ton- und Schluffsteine erbohrt. Primäre Gefügestrukturen sind in diesen Gesteinen nur noch selten erkennbar, vielfach ist das Gestein so stark entfestigt, dass es Lockergesteinsqualitäten aufweist. Die Kornabstufungen innerhalb dieses Materials unterliegen starken Schwankungen, bei den bindigen Bestandteilen handelt es sich um leicht- bis mittelplastische Tone und Schluffe der Bodenarten TL und TM, vereinzelt auch TA und UA. Mit zunehmendem Anteil an Gesteinsfragmenten der Ausgangsgesteine liegen gemischtkörnige Böden der Bodenart GU, GU* und SU* vor. Diese in situ verwitterten Festgesteine werden zum Homogenbereich 4 zusammengefasst.

Im liegenden ist mit zunehmender Teufe in den Bohrungen überwiegend stark verwitterter Fels aufgeschlossen. Nach der Feldansprache handelt es sich überwiegend um Ton- und Sehluftsteine. Bei stärkerer Verwitterung weisen die Gesteine teilweise Lockergesteinsqualitäten auf, sie sind dann bodenmechanisch als leicht- bis mittelplastische Schluffe und Tone der Bodenarten UL, UM, TL und TM anzusprechen. Teilweise enthalten diese kaum verwitterte Gesteinsfragmente des Ausgangsmaterials, dann liegen sie als gemischtkörnigen Böden vor (Bodenarten GU, GU*, SU).



g Anhand der Bohrkerne sowie der durchgeführten Standard-Tests ist innerhalb dieser zum Homogenbereich 5 zusammengefassten Baugrundeinheit von überwiegend guten Bautragfähigkeiten aus-zugehen.

Meist in größerer Teufe wurde in zahlreichen Bohrungen wenig verwitterte bis angewitterte Tonund Schluffsteine erbohrt. Hierbei handelt es sich um dichte, feingeschichtete Gesteine, die gemessen am Bohrfortschritt zwar eine relativ hohe Festigkeit aufweisen, jedoch bedingt durch ihren lagigen Aufbau in Kombination mit ihrer Klüftigkeit bei <;ter Kernentnahme rasch zerfallen. Diese Gesteine werden zum Homogenbereich 6 zusammengefasst.

Im Bereich der Gesteinsabfolge des Mittleren Buntsandsteins folgen unter den quartären Deckschichten vollständig zersetzte Sandsteine. Dem Ausgangsgestein sind meistens tonige Lagen zwischengeschaltet, das Material liegt bodenmechanisch betrachtet als leicht bis mittelplastischer Ton bis Schluff vor, es wurden aber auch gemischtkörnige Böden der Bodenarten SU, SU*/GU* und ST erbohrt. Diese Baugrundeinheit wird zum Homogenbereich 7 zusammengefasst.

Die erbohrten Sandsteine werden je nach Verwitterungs- bzw. Zerlegungsgrad zu den Homogenbereichen 8 und 9 zusammengefasst. Es handelt sich um überwiegend feinkörnige, dichte Sandsteine mit einer ausgeprägten Schrägschichtung. In den laut geologischer Karte stratigraphisch etwas jüngeren Abfolgen östlich von Landenhausen wurden teilweise mittel- bis grobkörnige Sandsteine mit einzelnen Gerölllagen erbohrt. In allen Abschnitten sind den Sandsteinen tonige Lagen von geringer Festigkeit zwischengeschaltet, die durch ihre Verwitterungsanfälligkeit die Festigkeit der Sandsteine teilweise stark beeinflussen (siehe auch Kapitel 4.4).

In einem kleinen Bereich des Streckenabschnitts 9 wurden oberflächennah fossilführende Kalksteine und Mergelsteine erbohrt, die ohne weitergehende Differenzierung in den Homogenbereich 10 gestellt werden.


lngenieurgeofogisches Gutachten

3.1.1 Abschnitt 1: Station 0+000 - 1 +090

Achse 1 Bauwerk 1 Bauwerk 2

Station 0+000 bis 1 +090 Überführung der L 3162 Durchlass Wassergraben

Seite 22

g

Der Untersuchungsabschnitt erstreckt sich von der Anbindung an die vorhandene B 254 bei Station 0+000 bis Station 1 +090. In diesem Abschnitt wird das Gelände auf zwei niedrigen Dämmen überquert und in zwei Einschnitten durchfahren:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe I Tiefe [ca. m]

Einschnitt 1.1 0+040 0+470 1,4 Damm 1.1 0+470 0+550 0,9 Einschnitt 1.2 0+550 0+855 2,2 Damm 1.2 0+855 1+090 1,4

Tab. A 1.1 Erdbauwerke Abschnitt 1

Die Bauwerke 1 (Überführung der L 3161) und 2 (Durchlass) werden gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.2.1 und 3.2.2), die Ergebnisse der Bauwerksbohrungen fließen in die nachfolgende Baugrundbeurteilung mit ein.

Örtliche Gegebenheiten Die Trasse schwenkt in spitzem Winkel von der B 254 nach SW, bei Station 0+775 wird die L 3161 Maar - Rimlos, bei Station 0+985 ein kleiner Wassergraben gekreuzt. Das Gelände ist flach geneigt, es fällt mit steigender Kilometrierung leicht ab.

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 1 einschließlich der Bauwerke 9 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind nicht vorhanden. Eine Zusammenstellung der für diesen Abschnitt relevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.



g

Bezeichnung Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe Endteufe Endtiefe

Aufschluss [m NN] [m] [m NN]

BK 1 3526 376,15 5613 719,71 343, 11 4,0 339,11

BK2 3526 564,58 5613 657,97 336,63 4,0 332,63

BK3 3526 745,15 q613 588,06 329 84 5,0 324,84

BK4 3526 835,50 5613 508,88 322, 15 6,0 316,15

BK5 3526 917,98 5613 371,00 318,62 5,0 313,62

BW 1/1 3526 931,95 5613 277,82 315,80 10,0 305,80

BW1/2 3526 973,27 5613 281,22 316 10 10,0 306, 10

BW2/1 3527 037,89 5613 094,67 311,93 8,0 303,93

BK7 3527 095,72 5613 023,56 311 ,98 4,0 307,98

Tab. A 1.2 Zusammenstellung der durchgeführten Kernbohrungen

Die detaillierten Schichtenverzeichnisse sind der Anlage 4 zu entnehmen, die Fotodokumentation der Bohrkerne ist in Anlage 8 wiedergegeben.

Labor- und Feldversuche Aus allen Bohrungen wurden in den für diesen Abschnitt relevanten Baugrundeinheiten Sonderpro

ben zur Untersuchung der boden- und felsmechanischen Eigenschaften entnommen.

Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt:

• 39 Wassergehaltsbestimmungen nach DIN 18 121 • 2 Zustandsgrenzen nach DIN 18 122

• 5 Kornverteilungen nach DIN .18 123 • 2 Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 • 1 Bestimmung des Wasseraufnahmevermögens nach DIN 18 132

• 2 Einaxiale Druckversuche an Felsproben nach DIN EN 1926 • 1 chemisch-analytische Untersuchung nach LAGA-Boden

Im Rahmen der Bohrarbeiten wurden weiterhin zur Untersuchung der Baugrundsteifigkeiten bzw.

Baugrundfestigkeiten Feldversuche im Bohrloch vorgenommen; es handelte sich hierbei um:

• 1 Standard-Penetration-Test nach DIN 4014

Die Versuchsergebnisse werden in Anlage 5 zusammengefasst, die Ergebnisse der SPT-Versuche

in den Schichtenverzeichnissen der Anlage 8.



g Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Das Untersuchungsgebiet des Abschnitts 1 liegt vollständig im Bereich der vulkanischen Abfolge des Vogelsberges. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach wird dieser Bereich oberflächlich von Löß sowie jungen Bachablagerungen bedeckt. Diese werden von sauren Basalten des Vogelsberges unterlagert.

Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (Anlage 3.1. 1) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren:

Zuoberst stehen quartäre Deckschichten an, diese werden von Basalten und Tuffen der vulkanischen Abfolge des Vogelsberges unterlagert. Im oberen Bereich sind diese zu Lockergesteinen entfestigt. Lokal treten Auffüllung aus dem Straßenbau auf.

Die in diesem Bereich durchgeführten GW-Messungen sowie die Beobachtungen im Zuge der Bohrarbeiten lassen eine zum Geländetiefsten leicht abfallenden GW-Spiegel erwarten. Bohrung BW 2/1 liegt im Bereich eines Vorfluters, hier wurde GW in 0, 7 m unter GOK angetroffen. Die Lockergesteine sind hier lokal stark vernässt und zum Teil aufgeweicht. Es muss oberflächlich mit jahreszeitlich bedingten Wasseransammlungen gerechnet werden.

Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrung BK 5 letztmalig am 15.11 .2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt.

Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.

Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungswasserstand (m u. GOK) (m u. GOK)

BK 1 k. A. -/-

BK2 k. A. -/-

BK 3 k. A. -/-

BK4 k. A. 4 00 BK 5 (2") 4,98 (15.11.2006) *) 3,00 BW 1/1 k. A. 1,80 BW 1/2 2,80 -7 2,20 **) 1,00

BW2/1 0,70 -7 0,60 GOK BK 7 k. A. 0,50

*)während der Bohrung trocken, evtl. zufließendes Oberflächenwasser

**) GW angebohrt, Anstieg auf Ruhewasserstand (ggf. durch Spülung verfälscht)

Tab. A 1.3 GW-Stände im Trassenabschnitt 1



g

Bezogen auf die Einschnitte ergeben sich die nachfolgenden Abstände Gradiente - Bemessungswasserstand:

Einschnitt- Station bezogen Abstand Gradiente - OK Bemessungs- GW-Messstelle

Nummer auf Achse 1 wasserstand [m]

1.1 0+040 - 0+470 -/-

1.2 0+560-0+470 -4,00 - -0,50 BK5

Tab. A 1.4 Abstand Bemessungswasserstand - Gradiente in den Einschnitten

Die geplante Trasse durchquert die Zonen II und III des Wasserschutzgebietes für den Brunnen Maar, der in einer Tiefe von 58 m u. GOK Grundwasser in basaltischen Grundwasserleitern erschließt. Für diesen Brunnen wird ein Ruhewasserspiegel von 15,45 m unter Gelände angegeben.

Baugrundverhältnisse Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden. Darüber hinaus wurde in den Bohrungen BK 1 und BK 2 teilweise in größerem Umfang Auffüllung erbohrt. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar.

Unter ca. 0, 1 - 0,4 m humosem Oberboden folgen die bis zu 2, 7 m mächtigen umgelagerten quartären Deckschichten des Homogenbereichs L. In diesem Abschnitt handelt es sich um leicht- bis mittelplastische Schluffe und Ton von überwiegend steifer bis halbfester, teilweise fester Konsistenz. Darunter stehen die mit zunehmender Teufe weniger stark verwitterten Festgesteine der Homogenbereiche 2 und 3 an. Die Basalte in diesem Abschnitt zeichnen sich zum einen durch ihre starke Klüftigkeit aus, zum anderen durch das vermehrte Auftreten der blasigen, teilweise bims-/ schlackeartigen Varietät.

In nahezu allen Bohrungen wurden pyroklastische Gesteine des Homogenbereichs 0 erbohrt. In Bohrung BK 3 wurde unter der hier 0,6 m mächtigen quartären Deckschicht intensiv rote, stark bis vollständig verwittertet Tuffe angetroffen. Die auffällige Rotfärbung kann in nahezu allen Bohrungen dieses Abschnitts beobachtet werden.

Einschnitt 1.1Station0+040- 0+470 Nach den vorliegenden Bohrergebnissen sind im Einschnitt sowohl Tuffe des Homogenbereichs 0 als auch Basaltzersatz des Homogenbereichs 1 zu erwarten. Bei diesen handelt es sich nach der Feldansprache um Schluffe bis Tone mit wechselnden Anteilen an Feinsand von steifer bis halbfester Konsistenz. Stark sandige Böden dieses Homogenbereiehs liegen nach den Ergebnissen der Standard-Tests in mitteldichter bis dichter Lagerung vor. Die Tuffe liegen stark zersetzt vor, bodenmechanisch sind sie als ausgeprägt plastische Schluffe und Tone anzusprechen. Beide Homo-



g genbereiche werden von überwiegend stark zerbrochenen bis stark verwitterten Basalten der Homogenbereiche 2 und 3 unterlagert.

Damm 1. 1 Station 0+470 - 0+550 Unter stark tonigen Schluffen geringer Mächtigkeit stehen mitteldicht gelagerte schluffige Feinsande an (Basaltzersatz, Homogenbereich 1 ). Diese werden von geklüftetem Basalt des Homogenbereichs 3 unterlagert. In knapp 6 m Tiefe wurden wenige cm Ton (Homogenbereich 0) erbohrt.

Einschnitt 1.2 Station 0+550- 0+855 Dieser Einschnitt kommt vollständig in quartären Decklehmen (leicht- bis mittelplastische Tone und Schluffe) und in Basaltzersatz (gemischtkörnige Böden mitteldichter bis dichter Lagerung, GU und SU*) des Homogenbereichs 1 zu liegen.

Damm 1.2 Station 0+855 - 1+090 Auf Damm 1.2 wird eine Geländesenke überfahren, die von einem Wassergraben durchzogen wird. Hier wurden mit ca. 2, 7 m die größten Decklehmmächtigkeiten erbohrt. Bodenmechanisch handelt es sich um mittelplastische Schluffe und Tone, teilweise von weicher Konsistenz. Dies lässt eine eingeschränkte Tragfähigkeit dieser Schicht erwarten.

Laborversuche Im Rahmen des Erkundungsprogramms wurden zur Bestimmung der bodenmechanischen Parameter Labor- und Feldversuche durchgeführt, die nachfolgend zusammenfassend wiedergegeben werden.

Natürlicher Wassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Schwankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereichen dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 zu entnehmen.

Homogenbereich W n m1n. Wn max. Wn mittel

L 19,1% 30,9% 23,8% 41766 BK 4 41459 BW2/1

0 18,0% 36,8% 30,4%

41632 BK 3 41629 BW 1/2

1 6,4% 29,2% 14,2%

41768 BK4 41481 BK 7

2 5,1% 30,1% 17,6% 41625 BW 1/2 41760 BW 1/1

3 4,3% 12,9% 8,6% 41773 BK 5 41482 BK 7

Tab. A 1.5 Natürliche Wassergehalte der anstehenden Bodenarten



g Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 An den nachfolgenden Proben wurden die Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 bestimmt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizi- Konsistenz- Boden-

Nr. Nr. (m u. GOK) bereich geh alt tätszahl zahl art

(%) lp lc

BK3 41631 1,9-2,0 0 34,0 36,7 1,052 UA

BW 1/1 42066 1,6 -1,7 L 19,5 6,1 1,525 UL

Tab. A1.6 Zustandsgrenzen nach DIN 18 122

Korngrößenverteilung nach DIN 18 123 An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion (Ton, Schluff, Sand, Kies), sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- T u s G Boden-

Nr. Nr. (m u. GOK) bereich (%) (%) (%) (%) art

BK2 41765 1,9-2,0 2' 0 10 22 68 GU

BW 1/1 42066 1,6-1,7 L 8 64 21 7 UL

BW 1/1 42067 1,8-1,9 1 1 13 43 43 GU

BW 1/2 41623 1,9-2,0 1 5 33 52 10 SU*

BW 2/1 41460 1,9- 2,0 L 17 68 13 2 TM

Tab. A1.7 Kornverteilung nach DIN 18123

Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125 An zwei ungestörten Proben sowie an zwei Kernproben in diesem Abschnitt wurden Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 durchgeführt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Dichte Dichte Poren- Poren- Boden-

Nr. Nr. (m u. GOK) bereich feucht trocken anteil zahl art

(a/cm3) la/cm3

)

BW 1/1 41763 1,6-1 ,9 1 2, 11 1,79 48,0 0,325 -BW 1/1 41920 4,4-4,8 3 2,70 - - - -

BW 1/1 41921 5,6-5,75 3 2,88 - - - -BW 2/1 41467 2,3-2,6 L 1,96 1,55 41 ,5 0,708 -

Tab. A 1.8 Dichte nach DIN 18 125



g Wasseraufnahmevermögen nach DIN 18 132 In einer Probe (gbm41631) aus Bohrung BK 3 wurde die Wasseraufnahmefähigkeit nach DIN 18 132 bestimmt. Dieses ist mit 96 % als hoch zu bezeichnen.

Festigkeitsuntersuchungen an Felsproben Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden im Bereich des geplanten Brückenbauwerkes 2 Kernproben untersucht. Die Versuche wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt. Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich.

Der Einaxiale Druckversuch dient zur Ermittlung des Festigkeits- und Verformungsverhaltens von Gesteinen. Die Versuchsdurchführung erfolgte entsprechend den Empfehlungen der DGGT bzw. nach DIN EN 1926. Der Probendurchmesser betrug hierbei ca. 100 mm.

In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Verhältnis von Höhe/Durchmesser < 2 zu hohe Festigkeitswerte ( crversuch) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfestigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homo- Abmessung C1vorsuch CJu Nr. Nr. (m u. GOK) gen- H/D [MN/m2

] [MN/m2J bereich

BW 1/1 41920 4,4 -4,8 3 1,81 30,4 30,0

BW 1/1 41921 5,6- 5,75 3 0,87 210,0 180,5

Tab. A1 .9: Druckfestigkeit von Naturstein nach DIN EN 1926 (Ausgabe 05/99)

Zusammenstellung der bodenmechanischen Kennwerte Für die erdstatischen Berechnung können aus den ermittelten Werten in Verbindung mit ähnlich gelagerten Untersuchungsergebnissen die nachfolgend aufgelisteten Werte angesetzt werden.

Homogenbereich L Quartärer Decklehm Bodengruppe: TM, TL, UM, UL nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 19 - 20 [kN/m3

]

Wichte unter Auftrieb y' = 9 - 10 [kN/m3]

Reibungswinkel cp = 25,0 - 27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]

Steifemodul Es = 6,0 - 10,0 [MN/m2]

Es = 1,0 - 5,0 [MN/m2] weiche - breiige Konsistenz



Homogenbereich 0 Tuff und zu Ton zersetzter Tuff Bodengruppe: UA, UM, TA, TM, TL nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 15 - 20 [kN/m3

]

Wichte unter Auftrieb y' = 5 - 1 O [kN/m3]

Reibungswinkel cp = 15,0 - 22,5° Kohäsion c = 10,0-40,0 [kN/m2

]

Restscherfestigkeit <p = 8 - 12° Quelldehnung 0,4-4,8% Steifemodul Es = 5,0 - 10,0 [MN/m2

] steife Konsistenz Es = 1,0 - 3,0 [MN/m2

] nach Wasseraufnahme

Homogenbereich 1 zersetzter Basalt (weitgehend Lockergesteinscharakter) Bodengruppe: TL, TM, UA, UL, GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 19 - 22 [kN/m3

]


Reibungswinkel <p = 20,0-25,0° Kohäsion c = 10,0 - 20,0 [kN/m2

]

Steifemodul Es = 20,0 -40,0 [MN/m2] mitteldichte Lagerung

Steifemodul Es = 40,0 - 60,0 [MN/m2] dichte Lagerung

Homogenbereich 2 verwitterter bis stark verwitterter dichter Basalt, blasig/schlackeartiger Basalt Feuchtwichte y = 20 - 22 [kN/m3

]


Reibungswinkel cp = 30,0 - 32,5° Kohäsion c = 50,0 -100,0 [kN/m2

]


Einaxiale Druckfestigkeit cru = 10,0 - 30,0 [MN/m2]

Homogenbereich 3 frischer bis angewitterter Basalt Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel (Gebirge) Kohäsion (Gebirge) Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit

y = 23 - 28 [kN/m3]

y' = 13 -18 [kN/m3]

'PG = 32,5 - 37,5° CG = 500,0 - 1500,0 [kN/m2

]

Es = 500,0 - 1000,0 [MN/m2]

cru = 30,0 - 200 [MN/m2]

g



g Bautechnische Hinweise Im untersuchten Abschnitt sind keine Einschnitte im Festgestein (Homogenbereiche 2 und 3) herzustellen. Für die in den Einschnitten zu erwartenden Lockergesteine der Homogenbereiche L und 1 gilt gern. RAS-Q, dass Böschungen mit h > 2 m mit einer Neigung von 1:1 ,5 herzustellen sind. Böschungen mit einer Höhe unter 2 m sollen einheitlich mit einer konstanten Böschungsbreite von b = 3 m ausgeführt werden.

Einschnitt 1. 1 Station 0+040 - 0+470 Die Gradiente schneidet in der Bohrung BK 3 stark bis vollständig zersetzte Tuffe an. Diese bodenmechanisch als ausgeprägt plastische Schluffe und Tone (UA - TA) angesprochenen Böden sind im allgemeinen sehr wasserund verwitterungsempfindlich. Aufgrund der in der Einleitung zu Kapitel 3 geschilderten Problematik hinsichtlich des Quellverhaltens dieses Materials sind bei der Herstellung dieses Einschnittes besondere Maßnahmen vorzusehen, die diesem Quellen entgegenwirken. Aus diesem Grund empfehlen wir, dieses Material auf Höhe der Gradiente über die gesamte Länge des Einschnitts bis OK Basalt auszukoffern und durch geeignetes, nicht bindiges. verdichtbares Material (Verdichtbarkeitsklasse V1) zu ersetzen.

Damm 1.1 Station 0+470- 0+550 Die angetroffenen Lockergesteinsböden verfügen über ausreichende Tragfähigkeit, nach Abtrag des humosen Oberbodens kann der Damm ohne zusätzliche Maßnahmen in der geplanten Form hergestellt werden.

Einschnitt 1. 2 Station 0+550 - 0+855 Der Einschnitt durchfährt auf ganzer Länge quartäre Deckschichten bzw. Basaltzersatz.

Damm 1.2 Station 0+855 - 1 +090 Aufgrund der teilweise eingeschränkten Tragfähigkeit der quartären Deckschichten sind die oberflächlich angetroffenen weichen bis breiigen Böden im Bereich der Aufstandsfläche des Dammes auszubauen und durch geeignetes, nicht bindiges, gut verdichtungsfähiges Material (Verdichtbarkeitsklasse V1) zu ersetzen. Die unterhalb der quartären Deckschichten anstehenden Lockergesteinsböden und Festgesteine verfügen über ausreichende Trageigenschaften.

Umwelttechnische Untersuchung Im Rahmen der Bohrarbeiten wurde in zwei Bohrungen (BK 1 und BK 2) Auffüllung festgestellt. Aufgrund der organoleptischen Auffälligkeit wurde eine Mischprobe aus Bohrung BK 1 einer chemisch-analytischen Untersuchung nach LAGA-Boden unterzogen.

Bei der Bodenmischprobe gbm41843 (aufgefülltes Material) wird für den Parameter PAK im Feststoff mit 531 mg/kg der LAGA-Z2-Zuordnungswert überschritten (Benzo(a)pyren 28 mg/kg). Für die Parameter Kohlenwasserstoffe (KW), Chrom und Nickel wird mit 350 mg/kg ('t<W), 150 mg/kg {Chrom) und 180 mg/kg (Nickel) der Z1 .1-Zuordnungswert der LAGA-Boden überschritten. Das



g Material der Bodenmischprobe gbm41843 kann als > Z2-Material unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" eingestuft werden und einer für > Z2-Material zugelassenen Deponie angeliefert werden. Zur Deklarationsanalytik sind, in Abhängigkeit der ausgewählten Deponie, gegebenenfalls noch ergänzende Parameterbestimmungen notwendig.

Sollten bei den Bauarbeiten organoleptische Auffälligkeiten festgestellt werden, empfehlen wir die Arbeiten gutachterlich begleiten und dokumentieren zu lassen.



3.1.2 Abschnitt 2: Station 1+090 bis 2+070

Achse 1 Station 1 +090 bis 2+070 Bauwerk 3 Brücke Achse 162 über die B 254n Bauwerk 4 Durchlass eines Wassergrabens

g

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an den Abschnitt 1 an. Über die Achsen 161 und 162 erfolgt der Anschluss an die bestehende B 254. In diesem Abschnitt wird das Gelände auf einem niedrigen Damm überquert und in zwei Einschnitten durchfahren:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe I Tiefe rca. ml

Einschnitt 2.1 1+090 1+590 4,5

Damm 2.1 1+590 1+700 1,4

Einschnitt 2.2 1+700 2+070 4,5

Tab. A2.1 Erdbauwerke Abschnitt 2

Die Achsen 161 (Anschluss an die B 254 Richtung Lauterbach) und 162 (Anschluss an die B 254 Richtung Maar) sowie die Bauwerke 3 (Überführung der Achse 162) und 4 (Durchlass eines Wassergrabens) werden gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.1.12 und 3.1.13 sowie Kapitel 3.2.3 und 3.2.4), die Ergebnisse der Bauwerksbohrungen fließen in die nachfolgende Beurteilung ein.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse durchschneidet in einem Einschnitt die bestehende B 254 unter einem Winkel von ca. 50°. Bei Station 1+310 zweigt die Achse 161 ab, dies.e bindet in einem Kreisverkehr an die bestehende B 254, Richtung Lauterbach, an. Etwa bei Station 1 +565 zweigt die Achse 162 ab, diese bindet in spitzem Winkel an die bestehende B 254, Richtung Maar, an. Bei Station 1+410 kreuzt die Achse 162 die Trasse (Bauwerk 3), bei Station 1+640 wird ein kleiner Wassergraben gekreuzt. Da~ Gelände ist flach geneigt, es fällt mit steigender Stationierung leicht ab .

. Aufschlüsse

Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 2 einschließlich der Bauwerke und abzweigenden Achsen insgesamt 11 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind nicht vorhanden. Eine Zusammenstellung der bauwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die zu Abschnitt 1 (Station 0+000 - 1 +090) gerechnete Bohrung BK 7 wird für die· Baugrundbeurteilung mit einbezogen, da sie im Grenzbereich der beiden Abschnitte abgeteuft wurde. Die Koordinaten ·der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.



g Bezeichnung Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe Endteufe Endtiefe

Aufschluss (m NNl [m1 [m NN]

BK 7 (Abschn. 1) 3527 095,72 5613 023,56 311,98 4,0 307,98

BK8 3527 273,25 5612 935,07 311,12 8,0 303, 12

BK 161/1 3527 301 ,70 5612 739,96 318,12 10,0 308,12

BK 161/2 3527 251,61 5612831,10 323,65 16,0 307,65

BK 162/1 3527 425,86 5612 787,97 312,23 5,8 306,43

BK 162/2 3527 502,59 5612 990,05 306,04 8,0 298,04

BW3/1 3527 391,33 5612 876,56 309,30 10,0 299,30

BW3/2 3527 404,51 5612 923,51 307,66 10,0 297,66

BK9a 3527 536,45 5512 873·,88 303,47 8,0 295,47

BW4/1 3527621,13 5612 842,44 299,54 8,0 291,54

BK 11 3527 814,42 5612 791,03 303,71 8,0 295,71

BK12 3527 930,37 5612760,18 301, 18 8,0 293,18

Tab. A2.2: Zusammenstellung der durchgeführten Kernbohrungen

Die detaillierten Schichtenverzeichnisse sind den Anlage 4 zu entnehmen, die Fotodokumentation der Bohrkerne ist in Anlage 8 wiedergegeben.

Labor- und Feldversuche Aus allen Bohrungen wurden in den für diesen Abschnitt relevanten Baugrundeinheiten Sonderproben zur Untersuchung der boden- und felsmechanischen Eigenschaften entnommen.


• 59 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 6 Kornverteilungen DIN 18 123

• 9 Zustandsgrenzen DIN 18 122 • 10 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 6 Bestimmungen der Wasseraufnahmefähigkeit DIN 18 132

• 3 Scherversuche an ungestörten Proben DIN 18 137 • 1 Quellversuche nach HUDER/AMBERG

• 1 Drucksetzungsversuch nach SCHULTZE/MUHS • 1 Einaxialer Druckversuch an Felsproben nach DIN EN 1926

• 2 chemisch-analytische Untersuchung nach LAGA-Boden

Im Rahmen der Bohrarbeiten wurden weiterhin zur Untersuchung der Baugrundsteifigkeiten bzw. Baugrundfestigkeiten Feldversuche im Bohrloch vorgenommen; es handelte sich hierbei um insge

samt

• 6 Standard-Penetration-Tests nach DIN 4014



g Die Versuchsergebnisse werden in Anlage 5 zusammengefasst, die Ergebnisse der SPT-Versuche in den Schichtenverzeichnissen der Anlage 8.

Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse

Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (Anlage 3.1.1 und 3.1.2) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren:

Zuoberst stehen quartäre Deckschichten an, diese werden von Basalten und Tuffen der vulkanischen Abfolge des Vogelsberges unterlagert.

Für diesen Bereich wurde die Bohrung BK 161/2 zu einer GW-Messstelle ausgebaut. Darüber hinaus liegen nur wenige Angaben zum maßgebenden Grundwasserspiegel im Zuge der Bohrarbeiten vor. Unter Berücksichtigung der Beobachtung aus den anschließenden Abschnitten 1 und 3 wird ein im Verlauf der Trasse leicht abfallender GW-Spiegel angenommen.

Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrungen BK 161/2 letztmalig am 15.11.2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt. Es wird für die weitl~rgehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.

Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungswasserstand (m u. GOK) (m u. GOK)

BK7 k. A. 0,50

BK8 k. A. 3,50

BK 161/1 k. A. -/-

BK 161/2 (2"} trocken -/ -BK 162/1 k. A. -/-BK 162/2 k. A. 5,00

BW3/1 k. A. 5,50

BW3/2 k. A. 4,00 BK9a k. A. 2,50

BW4/1 6,40 ~ 4,60 *) 2,00 BK 11 k. A. 2,50 BK12 0,90 (Spülung?} 0,50

*) GW angebohrt, Anstieg auf Ruhewasserstand (ggf. durch Spülung verfälscht)

Tab. A2.3 GW-Stände im Trassenabschnitt 2

In den Einschnitten muss in den zersetzten oder wenig bis stark verwitterten, teilweise stark geklüfteten Basalten mit dem Zutritt von Oberflächenwasser gerechnet werden. Dies ist bei der weiteren



gm Planung sowohl für die Bauzeit als auch bei der Ausgestaltung der Einschnittböschungen zu berücksichtigen.


Einschnitt Nr. Station bezogen Abstand Gradiente - OK Bemessungs- GW-Messstelle

auf Achse 1 wasserstand [m]

2.1 1 +090 - 1 +590 -1 ,50 - +0,50 *) -/-2.2 1+700 - 2+070 -1 ,50 -0+2,50 -/-

*) + Wasserstand oberhalb Gradiente

Tab. A2.4 Abstand Bemessungswasserstand - Gradiente in den Einschnitten

Baugrundverhältnisse Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar.

Unter ca. 0, 1 - 0,3 m humosem Oberboden folgen die bis zu 2,8 m mächtigen umgelagerten quartären Deckschichten des Homogenbereichs L. In diesem Abschnitt handelt es sich um leicht- bis mittelplastische Schluffe und Tone von überwiegend steifplastischer bis halbfester Konsistenz. Im Bereich der Bauwerksbohrungen wurden vernässte Bereiche von weicher Konsistenz vorgefunden. Darunter stehen teilweise unter Basaltzersatz (Homogenbereich 1) Tuffe und Tone des Homogenbereichs 0 oder stark geklüftete Basalte (Homgenbereich 3) an, teilweise werden die Decklehme unmittelbar von stark bis kaum verwitterten Basalten (Homogenbereich 3) unterlagert.

In allen Bohrungen wurden pyroklastische Gesteine des Homogenbereichs 0 erbohrt. Auffällig ist eine teilweise intensive Rotfärbung in einigen Bohrungen.

Einschnitt 2. 1 Station 1 +090 - 1 +590 Nach den vorliegenden Bohrergebissen stehen in diesem Einschnitt oberflächlich leicht bis mittelplastischen Böden von überwiegend steifer bis halbfester Konsistenz (TL, TM) mit wechselnden Sand- und Kiesanteilen an. Bereichsweise wurde auch breiiges bis weiches Material angetroffen, insbesondere im Bereich der Bauwerksbohrung BW 3/2. Die Mächtigkeit der Decklehme beträgt zwischen 1,0 m und 2,8 m. Die Decklehme werden von 0,5 bis 3,0 m mächtigem Basaltzersatz des Homogenbereichs 1 unterlagert. Das Material liegt als mitteldicht bis teilweise dicht gelagerter gemischtkörniger Boden vor. Teilweise zeigen sich Übergänge zu stark verwittertem Basalt des Homogenbereichs 2. In Bohrung BK 9a wurde in einer Teufe von 3,0 m bis 5,9 m harter bis sehr harter, angewitterter stark geklüfteter Basalt erbohrt, darunter folgt der teilweise vollständig zu Ton zersetzte Tuff des Homogenbereichs 0. . Teilweise bis vollständig zersetzte Tuffe wurden in den Bohrungen BK 8, BW 3/1 und BW 3/2 im Liegenden des zersetzten Basalts erbohrt. Bodenmechanisch gesehen handelt es sich um ausge-



g prägt plastische Schluffe (UA), die in steifer bis halbfester, teilweise aber auch weicher Konsistenz vorliegen. Die Gradiente der geplanten Trasse wird diese Tuffe mit geringmächtiger Überdeckung überfahren, im Bereich der Bauwerksbohrungen BW 3/1 und BW 3/2 wird das Material am Böschungsfuß angeschnitten.

Damm 2.1 Station 1 +590 - 1+700

Im Bereich dieses Dammes stehen unter 3,0 m mächtigen steifen bis teilweise weichen Decklehmen weiche zersetzte Tuffe des Homogenbereichs 0 bis in eine Tiefe von mindestens 8,0 m an (Endteufe BW 8/2).

Einschnitt 2. 2 Station 1+700 - 2+070

Im Einschnitt 2.2 wurde unter einer geringmächtigen Decklehmschicht (leicht bis mittelplastische Schluffe mit wechselnden Sand- und Kiesanteilen, steif bis halbfest) stark bis wenig verwitterter, teilweise stark geklüfteter Basalt erbohrt. In Bohrung BK 11 wurde darüber hinaus eine geringmächtige Lage zersetzter Basalt nachgewiesen.

Der Basalt wird unterlagert von ca. 4,0 m mächtigen Tuffen bzw. zersetzten Tuffen des Homogenbereichs 0. Das Material liegt teilweise als ausgeprägt plastischer Schluff von halbfester, zum Teil aber auch weicher Konsistenz vor, teilweise sind die primären Gesteinsstrukturen noch zu erkennen. Der Tuff ist als Asche- bis Lapilli-Tuff einzustufen.


Natürlicher Wassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Schwankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereichen dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 ersichtlich zu entnehmen.

Homogenbereich Wn m1n. Wn max. Wn mittel

L 22,7% 31 ,0% 25,8% 41320 BK9a 41420 BK 162/1

0 10,2% 65,3% 40,3% 41598 BK 162/2 41592 BK 161/1

1 5,0% 38,4% 19,3% 41422 BK 162/1 41492 BK8

2 5,3% 12,2% 7,6% 41594 BK 162/2 41590 BK 161/1

3 - - -Tab. A2.5 Natürliche Wassergehalte der anstehenden Bodenarten



g Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 An den nachfolgenden Proben wurden die Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 bestimmt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizi- Konsis- Boden-

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich gehalt tätszahl tenzzahl art

[%] lp lc

BK8 41489 5,35-5,45 O' 33,0 16,7 2,108 UA

BK 162/2 41599 6,9-7,0 O' 33,8 14,8 0,959 UM

BW3/2 41479 2,0 -2,3 L 26,0 12,8 0,352 TL

BW 3/2 41472 4,9-5,0 O' 46,1 27,8 1,345 UA

BK 9a 41322 7,2-7,3 0 51,4 17,6 0,665 UA

BW 4/1 40848 2,9 -3,0 L 25,6 11 ,5 0,843 TM

BW4/1 40851 5,9-6,0 O' 57,6 24,9 0,622 UA

BK 11 40877 3,9-4,0 O' 35,2 36, 1 1,194 UA

BK 11 40878 4,9 - 5,0 0 57,2 37,1 0,671 UA


Korngrößenverteilung nach DIN 18 123 An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion (Ton, Schluff, Sand, Kies) , sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- T . u s G Boden-

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] [%] [%] [%] art

BK8 41487 3,9-4,0 1 4 19 31 46 GU*

BK 16111 41589 1,9-2,0 0 23 40 21 16 UL-UA

BW3/2 41479 2,0 -2,3 L 10 60 30 0 TL-TM

BK 9a 41320 1,9-2,0 L 20 68 6 6 TL-TM

BW4/1 40851 5,9 -6,0 O' 20 69 11 0 UA

K 11 40878 4,9-5,0 O' 17 73 10 0 UA

Tab. A2.7 Kornverteilung nach DIN 18 123

Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125 An 10 ungestörten Proben sowie 1 Kernprobe aus diesem Abschnitt wurden Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 durchgeführt:



g Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Dichte Dichte Poren- Poren- Boden-

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich feucht trocken anteil zahl art

BK8 41492 1,7-2,0 1 1,82 1,32 50,3 1,012 -BK8 41493 5,8-6,1 0 1,57 1,05 60,5 1,533 -BK 161/1 41592 1,5-1 ,8 0 1,55 0,94 64,5 1,817 -BK 161/1 41922 5,0-5,4 2'-3 2,21 - - - -BW 3/1 41317 1,6-1 ,9 L' 2,00 1,63 38,6 0,629 -BW 3/1 41318 6,4-6,6 0 1,77 1,21 54,2 1,185 -BW3/2 41479 2,0-2,3 L 1,87 1,48 44,1 0,789 TL-TM

BW3/2 41480 5,5-5,8 0 1,58 1,04 60,7 1,544 -BW4/1 40850 4,9- 5,0 O' 1,88 1,36 48,7 0,948 -BK 11 40883 3,1 - 3,4 o· 1,73 1, 17 55,7 1,258 -BK12 40903 7,1 - 7,4 o· 1,90 1,42 46,4 0,867 -

Tabelle A2.8 Dichte nach DIN 18 125

Wasseraufnahmevermögen nach DIN 18 132 An zwei Proben aus dem Homogenbereichen 0 bzw. O' wurde die Wasseraufnahmefähigkeit nach DIN 18 132 bestimmt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Wasseraufnahme- Boden-

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich gehalt [%] vermögen [%] art

BK8 41489 5,35-5,45 O' 33,0 106 UA

BK8 41493 5,8-6,1 0 50,5 118 -BW3/1 41311 409-5,0 O' 47,1 126 -BW 3/2 41472 4,9-5,0 O' 46,1 168 UA

BW3/2 41473 5,9-6,0 0 55,5 123 -BK 11 40878 4,9-5,0 o· 57,2 152 UA

Tab. A2.9 Wasseraufnahmefähigkeit nach DIN 18 132

Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 137 Sowohl an Proben des Homogenbereichs 1 als auch an Proben der Homogenbereiche 0 bzw. O' wurden Versuche zur Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 138 durchgeführt.

Bohrung Labor Nr. Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Reibungs- Kohäsion

Nr. [m u. GOK] bereich gehalt [%1 Winkel Q) rJ [kN/m21

BW 3/1 41317 1,6-1 ,9 L 23,1 28,6 26,5

BW 3/2 41480 5,5 -5,8 0 51 ,9 20,4 286

BK 11 40883 3, 1 - 3,4 O' 47,8 22,2 43,0

Tab. A2.10 Scherfestigkeit nach DIN 18137

e-7223 0rtsumfahrung Lauterbach Seite 39


g Quellversuch nach HUDER/AMBERG Aufgrund der teilweise sehr hohen Wassergehalte sowie der hohen bis sehr hohen Wasseraufnahmefähigkeit einzelner Proben aus dem Homogenbereich 0 wurden von einigen dieser Proben Quellversuche nach dem Verfahren von HUDERIAMBERG durchgeführt. Dabei wird das Probenmaterial mit dem natürlichen Wassergehalt eingebaut und entsprechend der Vorbelastung schnell konsolidiert, anschließend wieder entlastet und erneut bis zur Vorbelastung belastet. Nach Abklingen der Setzung wird die Probe unter Wasser gesetzt und bis zum Ausklingen des Quellens in dieser Laststufe belassen. Anschließend wird die Probe stufenweise bis zur versuchstechnisch erforderlichen Anfangsspannung (25 kN/m2

) jeweils bis zum Abklingen des Quellens entlastet. In der nachfolgenden Tabelle werden die Quellverformung bei der höchsten Laststufe sowie bei weitgehender Entlastung aufgelistet. Für eine bessere Einschätzung sind hier die Ergebnisse der Versuche aus den Abschnitten 3 und 4 (Bohrungen BK 18a, BK 264/1 und BK 21) mit aufgeführt. In einem ersten Schritt waren zwei dieser Proben (BW 8/1 und BK 21) mit einer deutlich höheren Spannung als der Vorbelastung beaufschlagt und zum Quellen gebracht worden. Anschließend wurden Bodenproben des Homogenbereichs 0 entsprechend ihrer Vorbelastung eingebaut.

Bei der Bewertung der Versuchsergebnisse ist zu berücksichtigen, dass der Großteil der Bohrungen auch in diesen Tufflagen mit Wasserspülung erfolgte (Beobachtung vor Ort während der Bohrarbeiten, die Schichtenverzeichnisse liefern hier keine Angaben). Dies kann bereits vor und während der Probenahme zu einem Quellen in unbekanntem Umfang geführt haben.

Bohrung Labor Entnahme- Homogen- Wasser- Quellverformung/ Quellverformung/ Nr. Nr. tiefe bereich geh alt Vorbelastung vollst. Entlastung

(m u. GOKJ (%1 (% I kN/M21 (% I 25 kN/m21

BK8 41489 5,35 - 5,45 O' 33,0 1,30/150 2,50

BK 18a 40882 8,5- 8,6 O' 49,7 1, 101250 4,79

BK 26411 40822 3,8- 4,0 0 40,7 0,75 1 100 0,39

BW8/1 41070 2,0-2,3 O' 46,8 0,61/400 *) 2,86

BK21 40933 3, 15- 3,45 O' 37,3 0, 77 / 400 *) 3,75 *) Proben wurden mit 400 kN/m2 vorbelastet

Tab. A2.11 Quellversuch nach HUDER/AMBERG (Proben aus Abschnitt 3 & 4 kursiv)

Drucksetzungsversuch nach SCHUL TZE/MUHS An zwei Proben des Homogenbereichs 0 wurden drainierte Kompressionsversuche nach SCHULTZE/MUHS durchgeführt:

Bohrung Labor Entnahme- Homo- Was- 1. Bel. 1. Bel. 1. Bel. 2. Bel.

Nr. Nr. t iefe genbe- serge- 50 - 100 100 - 200 200-400 50-100 fm u. GOKl reich halt [%] Es [MN/m2

] Es [MN/m2] Es [MN/m2

] Es [MN/m2]

BW 3/1 41318 6,40-6,60 0 46,3 9, 1 14,7 19,0 33,3

BK 11 40878 4,90 -5,00 0 57,2 6,8 9,2 10,7 25,0

Tab. A2.12 Drucksetzungsverhalten nach SCHULTZEIMUHS



g

Festigkeitsuntersuchungen an Felsproben

Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurde im Bereich des geplanten Brü

ckenbauwerkes 1 Kernprobe untersucht.

Der Versuch wurde durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt.

Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich.

Der Einaxiale Druckversuch dient zur Ermittlung des Festigkeits- und Verformungsverhaltens von

Gesteinen. Die Versuchsdurchführung erfolgte entsprechend den Empfehlungen der DGGT bzw.

nach DIN EN 1926. Der Probendurchmesser betrug hierbei ca. 100 mm.

In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Verhältnis von Höhe/Durchmesser< 2 zu hohe Festigkeitswerte (crversuch) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfestigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung Cf versuch au

Nr. Nr. [m u.GOK] bereich H/D [MN/m2] [MN/m21

BK 161/1 41922 5,0- 5,4 2'-3 1,86 35,8 35,5

Tab. A2.13 Druckfestigkeit von Naturstein nach DIN EN 1926 (Ausgabe 05/99)

Zusammenstellung der bodenmechanischen Kennwerte

Für die erdstatischen Berechnung können aus den ermittelten Werten in Verbindung mit ähnlich gelagerten Untersuchungsergebnissen die nachfolgend aufgelisteten Werte angesetzt werden.

Homogenbereich L Quartärer Decklehm Bodengruppe: TM, TL, UM, UL nach DIN 18196 Feuchtwichte 'Y = 19- 20 [kN/m3

]


Reibungswinkel cp = 25,0-27,5° Kohäsion c = 5 - 1 O [kN/m2J Steifemodul Es = 6,0 - 10,0 [MN/m2

]





]


Reibungswinkel q> = 15,0 - 22,5° Kohäsion c = 10,0 -40,0 [kN/m2

]

Restscherfestigkeit q> = 8 - 12° Quelldehnung 0,4 - 4,8% Steifemodul Es = 5,0 - 10,0 [MN/m2



Homogenbereich 1 zersetzter Basalt (weitgehend Lockergesteinscharakter) Bodengruppe: TL, TM, UA, UL, GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 19 - 22 [kN/m3] Wichte unter Auftrieb y' = 9 - 12 [kN/m3] Reibungswinkel q> = 20,0 - 25,0° Kohäsion c = 10,0-20,0 [kN/m2] Steifemodul Es = 20,0 -40,0 [MN/m2] mitteldichte Lagerung Steifemodul Es = 40,0 -60,0 [MN/m2

] dichte Lagerung

Homogenbereich 2 verwitterter bis stark verwitterter dichter Basalt, blasig/schlackeartiger Basalt Feuchtwichte y = 20 - 22 [~N/m3] Wichte unter Auftrieb y' = 10 - 12 [kN/m3] Reibungswinkel q> = 30,0 - 32,5° Kohäsion c = 50,0 - 100,0 [kN/m2] Steifemodul Es = 100,0 - 200,0 [MN/m2] Einaxiale Druckfestigkeit cru = 10,0 - 30,0 [MN/m2

]


y = 23 - 28 [kN/m3] y' = 13 - 18 [kN/m3] q>G = 32,5 - 37,5° cG = 500,0 - 1500,0 [kN/m2] Es = 500,0- 1000,0 [MN/m2] CJu = 30,0 - 200 [MN/m2

)

g



g Bautechnische Angaben

Einschnitt 2. 1 Station 1 +090 - 1 +590

Der geplante Einschnitt schneidet mit der Gradiente in den Bohrungen BW 3/1 und BW 3/2 stark bis vollständig zersetzte Tuffe im Bereich der Gradiente an. Diese bodenmechanisch als ausgeprägt plastische Schluffe und Tone (UA) klassifizierten Böden sind im Allgemeinen sehr wasserund verwitterungsempfindlich.

Aufgrund der in der Einleitung zu Kapitel 3 geschilderten Problematik hinsichtlich der Standsicherheit von Böschungen in diesem Material sind bei der Herstellung dieses Einschnittes besondere konstruktive Sicherungen vorzusehen, die die Ausbildung von Gleitflächen innerhalb des Homogenbereiches 0 verhindern. Da auch bei angenommenem tiefen Bemessungswasserstand sowohl während der Bauausführung als auch nach Fertigstellung der Straße mit Oberflächenwasserzutritten gerechnet werden muss, ist hier die Ausbildung von Böschungsinstabilitäten dauerhaft zu unterbinden.

Ab ca. Station 1+270, Bohrung BK 8 werden die Tuffe bei der Herstellung des frostsicheren Straßenunterbaus angeschnitten. Diese Schicht wurde bei der Bohrung nicht durchteuft, die Mächtigkeit beträgt hier mindestens 3,5 m. Da im Gegensatz zu Einschnitt 1.1 (siehe Kapitel 3.1.1) das Vorkommen nicht lokal begrenzt zu sein scheint, halten wir hier einen kompletten Bodenaustausch in einer ausreichenden Mächtigkeit über die gesamte Länge des Einschnitts (ca. im Bereich Station 1 +250 - Station 1 +500) für nicht praktikabel. Um dem zu erwartenden Quelldruck entgegenzuwirken empfehlen wir einen Austausch der oberen ca. 1,5 m (vollständig zu Ton zersetzter Tuff, Homogenbereich O').

Aufgrund der in den einleitenden Bemerkungen geschilderten Problematik hinsichtlich der Standsicherheit von Böschungen in diesem Material sind darüber hinaus bei der Herstellung dieses Einschnittes besondere konstruktive Sicherungen im Hinblick auf die Einschnittböschung vorzusehen.

Wir empfehlen als eine denkbare Sicherungsvariante, beim Auffahren des Einschnitts mit Erreichen der Tufflage das Material abschnittsweise in böschungsparallelen Schlitzen auszutauschen und etwa durch eine Betonknagge zu ersetzten. Hierdurch wird der oberflächenhafte Wasserzutritt in die Tufflagen minimiert und so ein Ausfließen nach Wasseraufnahme unterbunden. Durch eine solche Maßnahme wird ein Ausbrechen von den im Hangenden der Tufflage anstehenden basaltischen Festgesteine durch eine quasi „Fußstützung" vermieden. Diese Betonstützkeile sind ggf. zusätzlich durch kurze Felsnägel rückzuverhängen. Diese mögliche Sicherungsvariante ist im Rahmen der Ausführungsplanung weitergehend zu untersuchen; die Durchführbarkeit weiterer konstruktiver Stützelemente ist im Hinblich auf bautechnische Ausführbarkeit und wirtschaftliche Belange hin zu untersuchen.

Damm2.1 Station 1 +590 - 1+700 Aufgrund der teilweise eingeschränkten Tragfähigkeit der quartären Deckschichten sind die oberflächlich angetroffenen weichen bis breiigen Böden im Bereich der Aufstandsfläche des Dammes ggf. auszubauen oder zu vergüten, um eine Mindesttragfähigkeit sicherzustellen. Die unterhalb der



g quartären Deckschichten anstehenden zersetzten Tuffe wurden bis in eine Tiefe von 4,5 m in weicher Konsistenz angetroffen. Sie zeigen mäßige bis schlechte Trageigenschaften.

Einschnitt 2. 2 Station 1+700 - 2+070 Der geplante Einschnitt schneidet mit der Gradiente in der Bohrung BK 11 stark bis vollständig zersetzte Tuffe im Bereich des Böschungsfußes an. Die Mächtigkeit der Tuffe beträgt ca. 4,0 m. Trotz des lokal begrenzten Vorkommens halten wir hier einen kompletten Bodenaustausch für nicht praktikabel. Um dem zu erwartenden Quelldruck entgegenzuwirken empfehlen wir nach momentaner Abschätzung einen Austausch der oberen ca. 1,0 - 1,5 m (vollständig zu Ton zersetzter Tuff, Homogenbereich O'). Da übe~ eine Länge von ca. 60 m Tuffe am Böschungsfuß im Übergang zur Einschnittsflanke ausstreichen, sind hier analog die für Einschnitt 2.1 beschriebenen konstruktiven Sicherungsmaßnahmen zu planen.

Umwelttechnische Untersuchung

Für eine Beurteilung der im Zuge der Auskofferung der Einschnitte anfallenden Massen hinsichtlich ihrer Weiterverwendung wurde aus dem Homogenbereich L (Einschnitt 2.1) eine Mischprobe zusammengestellt und einer chemisch-analytischen Untersuchung nach LAGA-Boden unterzogen.

Das Material der Bodenmischprobe gbm42286 (Schluff) übersteigt für die Parameter Chrom. ges. im Feststoff mit 64 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 58 mg/kg geogen bedingt den ZOZuordnungswert der LAGA- Boden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42286 kann unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1-Material im eingeschränkten offenen Einbau wiederverwertet werden.




Achse 1 Station 2+070 bis 3+390 Bauwerk 5 Durchlass Bach Maar Bauwerk 6 Überführung eines Wirtschaftsweges Bauwerk 7 Überführung eines Wirtschaftsweges

g

Bauwerk 8 Überführung der Achse 264 (L 3140 Lauterbach - Schlitz) über die B 254n

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an den Abschnitt 2 an. Über die Achse 264 erfolgt der Anschluss an die L 3140 Lauterbach - Schlitz. In diesem Abschnitt wird das Gelände auf einem kurzen niedrigen Damm überquert sowie in zwei Einschnitten durchfahren:


Damm 3.1 2+070 2+130 1,4 Einschnitt 3.1 2+130 2+930 13,0 Einschnitt 3.2 2+930 3+390 10,0

Tab. A3.1 Erdbauwerke in Abschnitt 3

Die Achse 264 (Anschluss an die L 31.40 Lauterbach - Schlitz) sowie die Bauwerke 5 (Durchlass), 6 (Überführung Wirtschaftsweg), 7 (Überführung Wirtschaftsweg) und 8 (Überführung der L 3140) werden gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.1.14 sowie Kapitel 3.2.5 - 3.2.8), die Ergebnisse der Bauwerksbohrungen fließen in die nachfolgende Beurteilung ein.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse umfährt Lauterbach im Nordosten, sie durchschneidet das Gelände in zwei bis zu 13 m tiefen Einschnitten. Bei Station 3+100 zweigt die Achse 264 ab, diese bindet die L 3140 an die neue Trasse an. Bei Station 2+092 wird der Bach Maar gekreuzt, bei den Stationierungen 2+230 bzw. 2+800 werden zwei Wirtschaftswege über die neue Trasse geführt. Etwa bei Station 3+210 überquert die L 3140 die Trasse. Das Gelände wird durch zwei sich von NE nach SW abflachende Geländerücken geprägt.

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 3 einschließlich der Bauwerke und abzweigenden Achse 264 insgesamt 15 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind nicht vorhanden. Eine Zusammenstellung der bauwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tab. A3.2 gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.



g Bezeichnung Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe Endteufe Endtiefe

Aufschluss (m NN1 (m] (m NN]

BW5/1 3528 055,43 5612 737,83 296,23 4,0 292,23 BW6/1 3528 155,99 5612 753,23 301 ,76 8,0 293,76 BK 13 3528 200,94 5612688,11 303,60 10,0 293,60 BK.14 3528 323,54 5612 661 ,52 309,27 16,0 283,27 BK14a 3528 415,49 5612631 ,10 305,03 5,0 300,03 BK15 3528 510,19 5612 605,85 302,82 8,0 294,82 BK 16 3528 703,42 5612 554,31 301,65 10,0 291 ,65 BW7/1 3528 743,27 5612 565,70 301,72 10,0 291 ,72 BK 17 3528 819,38 5612 523,38 301 ,98 8,0 293,98 BK 18 3528 932,90 5612 493,43 307,47 8,0 299,47 BK 18a 3529 028,64 5612 456,38 309,84 8,0 301 ,84 BK 264/1 3529 083,42 5612 581 ,17 k. A.*) 80 BW8/1 3529105,25 5612 384,17 308,17 12,0 296, 17 BW8/2 3529152,55 5612 428,61 308,05 12,0 296,05 BK20 3529 227,32 5612 361 ,87 306,42 7,0 299,42

„) aktuelle Höhe nicht eingemessen

Tab. A3.2: Zusammenstellung der durchgeführten Kernbohrungen


Labor- und Feldversuche

Aus allen Bohrungen wurden in den für diesen Abschnitt relevanten Baugrundeinheiten Sonderproben zur Untersuchung der boden- und felsmechanischen Eigenschaften entnommen.

Felgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 72 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121

• 12 Kornverteilungen DIN 18 123 • 12 Zustandsgrenzen DIN 18 122

• 6 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 10 Bestimmungen der Wasseraufnahmefähigkeit DIN 18 132

• 3 Scherversuche an ungestörten Proben DIN 18 137 • 3 Scherversuche an gestörten Proben bei WL DIN 18 137

• 3 Quellversuche nach HUDER I AMBERG • 1 Drucksetzungsversuch nach SCHUL TZEIMUHS

• 4 Einaxiale Druckversuche an Felsproben nach DIN EN 1926 (1 Probe war nicht prüfbar)

• 2 chemisch-analytische Untersuchungen nach LAGA-Boden

Im Rahmen der Bohrarbeiten wurden weiterhin zur Untersuchung der Baugrundsteifigkeiten bzw. Baugrundfestigkeiten Feldversuche im Bohrloch vorgenommen; es handelte sich hierbei um insgesamt



g • 6 Standard-Penetration-Tests nach DIN 4014

Die Versuchsergebnisse werden in Anlage 5 zusammengefasst, die Ergebnisse der SPT-Versuche in den Schichtenverzeichnissen der Anlage 8.

Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (Anlage 3.1.2) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren:

Zuoberst stehen quartäre Deckschichten an, diese werden von Basalten und Tuffen der vulkanischen Abfolge des Vogelsberges unterlagert.

In diesem Abschnitt wurden zwei Bohrungen (BK 14 und BK 18a) zu GW-Messstellen ausgebaut. Die durchgeführten GW-Messungen sowie die Beobachtungen im Zuge der Bohrarbeiten lassen eine zu den Geländetiefpunkten bei BW 5/1 bzw. BK 17 (Vorfluter) leicht abfallenden GW-Spiegel erwarten. Bei Bohrung BW 5/1 ist der Boden ab einer Tiefe von 2,4 m vernässt.

Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrung BK 14 letztmalig am 15.11 .2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt.


Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungswasserstand

Nr. (m u. GOK) (m u. GOK)

BW5/1 2,40 (Spülung?) 0,50

BW6/1 1,80 1,00

BK13 1,95 (Spüluno?) 1,00 BK 14 (2") 8,79 5,50

BK 14a 1, 75 (Spülung?) 1,50

BK15 k. A. 1,00

BK16 3,00 (Spülung?) 1,00

BW7/1 4,00 1,20

BK17 k. A. 2,50 BK18 8,60 7,50

BK 18a 12,76 10,00

BK264/1 6 1 o (Spüluno ?) 7,50

BW 8/1 3,20 (Spüluno ?) 7,00 BW8/2 8,00 (Spüluno ?) 7,00



gm Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungswasserstand

Nr. (m u. GOK) {m u. GOK)

BK20 4,60 (Soülung ?) 3,50



Einschnitt- Station bezogen Abstand Gradiente - OK Bemessungs- GW-Mess-Nr. auf Achse 1 wasserstand [m] stelle

3.1 2+130- 2+940 ±0,00 - +8,50 *) BK14 3.2 2+940 - 3+390 -1, 50 - + 1, 00 BK 18a

*) +Wasserstand oberhalb Gradiente


Ba ug ru ndverhältn isse Unter ca. 0, 1 - 0,3 m humosem Oberboden folgt eine bis zu 2,0 m mächtige Decke aus dunkelbis mittelbraunen, selten grüngrauen Schluffen und Tonen mit wechselnden Sand- und Kiesanteilen. Bodenmechanisch werden sie als leichtplastische Schluffe (UL) und mittelplastische Tone (TM) eingestuft. Die Konsistenz liegt im steifen bis halbfesten Bereich, in Geländetiefpunkten teilweise auch im weichen Bereich. Die umgelagerten quartären Deckschichten werden zum Homogenbereich L zusammengefasst.

Unterlagert werden die Deckschichten von vollständig verwitterten Basalten, stark bis wenig verwitterten Basalten sowie zwischengeschalteten Tuffen bzw. zersetzten Tuffen. Nachfolgend werden die Verhältnisse für die Erdbauwerke (siehe oben) getrennt betrachtet.

Damm 3.1 Station 2+070- 2+130 Nach den vorliegenden Bohrergebnissen sind im Bereich des Dammes unter 1, 1 m mächtigen Decklehmen (Homogenbereich L) leicht bis mittelplastische Tone und Schluffe (TL-UM) von steifer bis teilweise weicher oder halbfester Konsistenz und wechselnden Anteilen Sand und Kies zu erwarten. Diese werden dem Homogenbereich 0 zugeordnet.

Einschnitt 3. 1 Station 2+ 130 - 2+930

Unter den in diesem Bereich bis max. 3,0 m mächtigen Decklehmen folgen im nördlichen Teil bis etwa Station 2+360 unmittelbar stark verwitterte Basalte in einer Mächtigkeit bis zu 3,5 m (Homogenbereich 2, teilweise 2-3). Diese werden unterlagert von überwiegend stark geklüftetem Basalt des Homogenbereichs 3. Ab etwa Station 2-+'360 werden die Decklehme von stark bis vollständig zersetztem Basalt des Homogenbereichs 1 unterlagert. Hierbei handelt es sich überwiegend um leicht- bis mittelplastische Tone und Schluffe von steifer bis halbfester Konsistenz (TUUL-TM), teilweise auch um gemischtkörnige Böden der Bodengruppen SU und SU*. Die Grenzen zu den weniger stark verwitterten Ba-



g salten sind teilweise fließend. In der Bohrung BK 15 wurde im Bereich der geplanten Gradiente eine ca. 35 cm mächtige tuffitische Lage erbohrt. In der Bohrung BK 14 wurde in einer Teufe von 13,8 m stark zersetzter Tuff in Form eines ausgeprägt plastischen Schluffes (UA) von halbfester Konsistenz erbohrt. Dieses Material wurde bis zur Endteufe nicht durchbohrt, es ist zu erwarten, dass es im Zuge der Auskofferung für den Straßenunterbau angeschnitten wird. In der Bohrung BK 17 wurde unter der ca. 1,0 m mächtigen Decklehmauflage von 1,00 - 5,50 m u. GOK stark bis vollständig zersetzter Tuff angetroffen. Bodenmechanisch werden die bindigen Anteile als halbfester, ausgeprägt plastischer Schluff (UA) eingestuft. Das Material zeigt Übergänge zu einem vollständig zersetzten schlacke-/bimsartigen Basalt, bodenmechanisch wird es wegen des großen Anteils an noch verfestigtem Tuff dann als Kies-SchluffGemisch (GU*) ·eingestuft. Dieser Bereich wird jedoch insgesamt als Tuff in den Homogenbereich 0 gestellt. Es ist zu erwarten, dass der Tuff im Bereich zwischen den Bohrungen BW 7/1 und BK 17 bis zum Ende des Einschnitts ausstreicht (ca. Station 2+840 - Station 2+930). Unterlagert wird der Tuff von 5,50 - 8,00 m u. GOK von hartem bis sehr hartem, teilweise stark bis total zerbrochenem Basalt (Homogenbereich 3).

Einschnitt 3.2 Station 2+930- 3+390 Unter 0,8 m bis max. 1,6 m mächtigen Decklehmen steht in diesem Einschnitt Basalt mit einer zwischengeschalteten Tufflage von ca. 2,5 m - 3,4 m Mächtigkeit an. Bezogen auf die Gradiente streicht der Tuff bzw. der teilweise vollständig zu Ton zersetzte Tuff auf einer Länge von ca. 270 m im unteren Drittel der Einschnittböschung aus. Über- und unterlagert wird dieser Horizont von mäßig bis stark verwitterten Basalten der Homogenbereiche 2 und 3. Diese sind im liegenden der Tuffe teilweise blasig/schlackeartig ausgebildet.

Der zersetzte Tuff ist bodenmechanisch als ausgeprägt plastischer Schluff und Ton von steifer bis halbfester, selten weicher Konsistenz anzusprechen. Der Tonanteil beträgt in diesem Material bis zu 73%, bei einem Montmorillonit-Gehalt von teilweise bis zu 90% (siehe hierzu auch Kapitel 3.1) Während in den Bohrungen BK 18 und BK 18a oberhalb der Tuffe mäßig bis stark geklüfteter Basalt des Homogenbereichs 3 erbohrt wurde, fehlt dieser in den Bohrungen BW 8/1 , BW 8/23 sowie BK 20. In Bohrung BW 8/2 wurde der Tuff unmittelbar unter den Decklehmen angetroffen, Basalt fehlt hier. Das Fehlen von Tuff oder zersetztem Tuff in den Bohrungen BW 8/2 und BK 20 ist möglicherweise durch eine Störung in diesem Bereich zu erklären.

Laborversuche

Im Rahmen des Erkundungsprogramms wurden zur Bestimmung der bodenmechanischen Parameter Labor- und Feldversuche durchgeführt, die nachfolgend zusammenfassend wiedergegeben werden.



g NatürlicherWassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Schwankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereichen dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 zu entnehmen.

Homogenbereich Wnmin. Wn max. Wn mittel

L 8,5% 37,1% 24,1%

40915 BK14 41022 BK17

0 16,7% 59,0% 40,5% 40897 BW5/1 40776 BK 18a

1 5,7% 33,5% 20,7% 42470 BW6/1 40937 BW8/2

2 3,4% 21 ,2% 12,3% 40774 BK 18a 40998 BK15

3 1 Versuch 1 Versuch 1,4% 40818 BK 18

Tab. A3.5 Natürliche Wassergehalte

Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 An den nachfolgenden Proben wurden die Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 bestimmt

Bohrung Labor Nr. Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizi- Konsis- Boden-

Nr. [m u. GOK] bereich gehalt tätszahl tenzzahl art [%] lp lc

BK14 40918 14,5-14,6 O' 37,2 20,8 14,08 UA BK 16 40949 2,9-3,0 1 23,5 8,5 1, 153 UL BW7/1 40964 9,9-10,0 O' 32,5 24,5 1,304 UA BK 17 41029 3,5 -3,6 O' 31 ,3 28,7 1,530 UA BK18 40819 4,9 -5,0 O' 44,4 21 ,4 0,939 UA BK 18 40820 5,9 -6,0 O' 43,1 54,0 0,798 TA BK 18a 40776 7,9- 8,0 O' 59,0 44,4 0,784 UA BK 18a 40777 8,9-9,0 O' 49,9 64,8 0,853 TA BK 264/1 40821 2,4-2,5 O' 46,1 45,0 0,916 UA BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 40,7 15,9 3,415 UA BW 8/1 41066 1,9-2,0 O' 45,8 63,6 0,726 TA BK20 40923 2,0-2, 1 1 24,2 20,8 1,043 TM




g Korngrößenverteilung nach DIN 18 123 An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion (Ton, Schluff, Sand, Kies), sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt:

Bohrung Labor Nr. Entnahmetiefe Homogen- T u s G Boden-

Nr. [m u. GOK] bereich [%] [%] [%] [%] art BW5/1 40898 3,5 -3,6 O' 13 42 28 1 UL-UM BK13 42481 2,9-3,0 2 1 3 90 6 su BK14 40916 1,9 - 2,0 1 0 48 52 0 UL-UM BK14 40918 14,5-14,6 O' 31 53 2 0 UA BK17 41029 3,5-3,6 O' 3 39 11 40 GU* BK18 40820 5,9-6,0 O' 40 47 3 0 TA BK 18a 40776 7,9 -8,0 O' 38 60 2 0 UA BK 18a 40882 8,5 -8,6 O' 41 58 1 0 TA BK 18a 40777 8,9 - 9,0 O' 73 25 2 0 TA BK 264/1 40821 2,4 - 2,5 0 36 58 6 0 UA BK 264/1 40843 3,4- 3,5 O' 20 77 2 0 TM BK20 40931 1,7-2 1 26 58 14 2 TL-TM


Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125 An 6 ungestörten Proben sowie an 4 Kernproben aus diesem Abschnitt wurden Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 durchgeführt:


Nr. Nr. [m u. GOKl bereich feucht trocken anteil zahl art

BK 14a 41923 6,5- 7,0 3 2,80 - - - -BK16 40954 1,7-2,0 1 2,25 1,81 31 ,6 0,463 -

BW7/1 40965 9,1 -9,3 O' 1,80 1,36 48,7 0,948 -BK18 41925 9,4-9,8 3 2,31 - - - -BK 18a 41926 6,0-6,25 3 2,75 - - - -

BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 2,19 1,55 41,4 0,706 UA

BW8/1 41070 2,0-2,3 o· 1,72 1, 17 55,8 1,262 -BW8/1 41071 4,2 -4,5 0 1,84 1,42 46,3 0,862 -BW8/2 41927 2,4-2,8 2'-3 1,89 - - - -BK20 40931 1,7-2,0 1 1,98 1,54 41 ,7 0,716 TM-TL

Tab. A3.8 Dichte nach DIN 18 125



g Wasseraufnahmevermögen nach DIN 18 132 An 10 Proben aus den Homogenbereichen 0 bzw. O' wurde die Wasseraufnahmefähigkeit nach DIN 18 132 bestimmt:

Bohrung Labor Nr. Entnahme- Homogen- Wassergehalt Wasserauf- Bodenart Nr. tiefe bereich [%] nahmevermö-

(m u. GOK1 gen[%]

BK14 40918 14,5-14,6 O' 37,2 130 UA

BK15 40996 3,4-3,5 0 49,6 85 -BK15 41000 6,6-6,7 0 54,2 90 -BK17 41024 2,9-3,0 O' 22,0 84 -BK18 40819 4,9-5,0 O' 44,4 117 UA

BK 18a 40776 7,9-8,0 O' 59,0 248 UA

BK 18a 40777 8,9-9,0 O' 49,9 225 TA

BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 40,7 ' 167 UA

BW8/1 41070 2,0-2,3 o· 46,7 126 -BW 8/1 41068 3,9-4,0 0 33,7 81 -

Tab A3.9 Wasseraufnahmevermögen nach DIN 18 132

Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 137 An ungestörten Proben der Homogenbereiche 0 bzw. O' wurden Versuche zur Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 138 durchgeführt. Dabei wurde an einer Probe aus dem Homogenbereich 0 ein Scherversuch im Bereich der Fließgrenze (aufbereitete gestörte Probe) durchgeführt. Dieser Versuch liefert Anhaltspunkte für das Verhalten der stark wasserempfindlichen verwitterten Tuffe nach Wasseraufnahme, was insbesondere in den aufzufahrenden Einschnitten von Bedeutung ist.

Bohrung Labor Nr. Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Scherwinkel Kohäsion Nr. [m u. GOK] bereich gehalt [%] q>[°] [kN/m21

BK16 40954 1,7-2,0 1 24,2 21,3 22,5

BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 40,7 27,9 48,4

BW 8/1 41070 2,0-2,3 O' 46,8 12,8 56,4

s h h c erversuc e an d FI' ß er 1e >arenze

BK 18a 40777 8,9-9,0 O' WL = 105,2 17,4 18,3

BK 18a 40777 8,9 -9,0 O' WL = 105,2 9,9 23,4

BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 WL =66,0 27,3 22,7

Tab. A3.10 Scherfestigkeit nach DIN 18 137


f ngenieurgeologisches Gutachten

g Quellversuch nach HUDER/AMBERG Aufgrund der teilweise sehr hohen Wassergehalte sowie der hohen bis sehr hohen Wasseraufnahmefähigkeit einzelner Proben aus dem Homogenbereich 0 wurden von einigen dieser Proben Quellversuche nach dem Verfahren von HUDERIAMBERG durchgeführt. Eine Beschreibung der durchgeführten Versuche kann Kapitel 3.1.2 (Erdbauwerke Abschnitt 2) entnommen werden.

Bohrung Labor Entnahme- Homogen- Wasser- Quellverformung/ Quellverformung/

Nr. Nr. tiefe bereich geh alt ·Vorbelastung vollst. Entlastung

[m u. GOK] [%] [% I kN/M21 [% I 25 kN/m21

BKB 41489 5,35-5,45 O' 33,0 1,301150 2,50

BK 18a 40882 8,5-8,6 O' 49,7 1, 10 / 250 4,79

BK 264/1 40822 3,8- 4,0 0 40,7 0,75 / 100 0,39

BW8/1 41070 2,0-2,3 O' 46,8 0,61/400 * 2,86

BK21 40933 3, 15-3,45 O' 37,3 0, 77 / 400 *) 3,75 ") Proben wurden mit 400 kN/m2 vorbelastet

Tab. A3.11 Quellversuch nach HUDERIAMBERG (Proben aus Abschnitt 2 & 4 kursiv)

Drucksetzungsversuch nach SCHUL TZE/MUHS An einer Probe des Homogenbereichs 0 wurde ein drainierter Kompressionsversuch nach SCHULTzEIMUHS durchgeführt:

Bohrung Labor Entnahme- Homo- Wasser- 1. Bel. 1. Bel. 1. Bel. 2. Bel.

Nr. Nr. tiefe genbe- gehalt 50- 100 100- 200 200-400 50 - 100

fm u. GOKl reich r /o] Es fMN/m21 Es [MN/m2] Es [MN/m2

] Es [MN/m21

BK 264/1 40822 3,8- 4,0 0 40,7 4,7 3,8 10, 1 13,5


Festigkeitsuntersuchungen an Felsproben Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden im Bereich des geplanten Brückenbauwerkes 4 Kernproben untersucht. Eine weitere Probe war nicht prüfbar. Die Versuche wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt. Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich. ·


In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Ver-



hältnis von Höhe/Durchmesser< 2 zu hohe Festigkeitswerte (crversuch) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfestigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahme- Homogen- Abmessung er versuch O'u

Nr. Nr. tiefe bereich H/D [MN/m2] [MN/m2

]

[mu.GOK]

BK 14a 41923 6,5- 7,0 3 1,96 118,6 118,3

BW7/1 41924 6,4-6,65 n. p. *)

BK18 41925 9,4- 9,8 3 1,94 13, 1 13, 1

BK 18a 41926 6,0-6,25 3 1,48 212,5 203,6

BW8/2 41927 2,4-2,8 2 1,77 18,5 18,2 "*) nicht prüfbar



Für die erdstatischen Berechnung können aus den ermittelten Werten in Verbindung mit ähnlich gelagerten Untersuchungsergebnissen die nachfolgend aufgelisteten Werte angesetzt werden, wobei für den jeweiligen Nachweis die ungünstigeren Werte maßgebend sind.


)


Reibungswinkel cp = 25,0 - 27 ,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]

Steifemodul Es = 6,0 -10,0 [MN/m2]



)


Reibungswinkel <p = 15,0 - 22,5° Kohäsion c = 10,0 -40,0 [kN/m2

]

Restscherfestigkeit <p = 8 - 12° Quelldehnung 0,4 - 4,8% Steifemodul Es = 5,0-10,0 [MN/m2






]


Reibungswinkel cp = 20,0 - 25,0° Kohäsion c = 10,0 - 20,0 [kN/m2

]




]


Reibungswinkel cp = 30,0 - 32,5° Kohäsion c = 50,0- 100,0 [kN/m2

]

Steifemodul Es = 100,0- 200,0 [MN/m2]


Homogenbereich 3 frischer bis angewitterter Basalt

Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel (Gebirge) Kohäsion (Gebirge) Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit

Bautechnische Angaben

Damm3.1 2+070- 2+130

y = 23 - 28 [kN/m3]

y' = 13 - 18 [kN/m3]

<pG = 32,5 - 37,5° CG = 500,0 - 1500,0 [kN/m2

]

Es = 500,0 - 1000,0 [MN/m2]

cru = 30,0 - 200 [MN/m2]

g

Aufgrund der teilweise eingeschränkten Tragfähigkeit der quartären Deckschichten sind die oberflächlich angetroffenen weichen Böden im Bereich der Aufstandsfläche des Dammes ggf. geringmächtig auszutauschen bzw. in ihrer Tragfähigkeit mittel Vergütung zu ertüchtigen. Die unterhalb der quartären Deckschichten anstehenden Lockergesteinsböden des Homogenbereichs O' verfügen in Anbetracht der geringen Höhe des Dammes über ausreichende Trageigenschaften.

Einschnitt 3. 1 2+130 - 2+930 Der Einschnitt wird insgesamt im Basalt aufgefahren. Standsicherheitsmindernde Einflüsse können hierbei lediglich beim Antreffen von geringmächtigen Tuff-Einschaltungen (wie z. B. in BK 15) auftreten, wo es dann lokal zum Abgleiten einzelner meist kleiner Kluftkörper kommen kann. Die ge-



gm planten Böschungsneigungen von 1: 1,5 sind daher ggf. weiter abzuflachen wie etwa in Einschnitt 4.1 (s.u.).

Weiter wurde in diesem Einschnitt in BK 14 in 0,8 m unter der geplanten Gradiente zersetzter Tuff des Homogenbereichs O' erbohrt. Die Mächtigkeit beträgt in diesem Bereich min. 2,2 m. Beim Auskoffern für den Straßenunterbau muss damit gerechnet werden, dass diese Schicht angeschnitten wird. Wegen des ausgeprägten Quellverhaltens diese Materials muss bei Entlastung durch Herstellung des Einschnitts in Verbindung mit dem hohen Bemessungswasserstand in diesem Bereich mit Quellhebungen in der Sohle gerechnet werden. Um dem zu erwartenden Quelldruck entgegenzuwirken empfehlen wir einen Austausch der oberen ~a. 1,0 - 1,5 m (vollständig zu Ton zersetzter Tuff, Homogenbereich 0). Darüber hinaus tritt auch hier die oben geschilderte Problematik der Ausbildung von möglichen Gleitflächen auf, wenn das Material beim Auskoffern für den Bodenaustausch am Böschungsfuß angeschnitten wird.

Für den Bereich der in der Böschung ausstreichenden Tuffe ab ca. Station 2+840 empfehlen wir analog zu Einschnitt 2.2 (Kapitel 3.1.2), beim Auffahren des Ejnschnitts mit Erreichen der Tufflage das Material abschnittsweise in böschungsparallelen Schlitzen auszutauschen und innerhalb dieses Erdaustauschbereiches etwa durch eine Betonknagge zu ersetzten. Diese Betonstützkeile sind ggf. zusätzlich durch kurze Felsnägel rückzuverhängen. Da die Mächtigkeit der Tuffe unterhalb der Gradiente nach den vorliegenden Bohrergebnissen auf ca. 1,5 - 1,8 m begrenzt zu sein scheint, empfehlen wir hier zur Verhinderung von Schäden durch den zu erwartenden Quelldruck einen vollständigen Bodenaustausch bis OK Basalt. Sofern aus planerischer Sicht unter den gegebenen örtlichen Randbedingungen möglich, sind die Böschungsneigungen aufgrund der beschriebenen Problematik auf insgesamt flachere Neigungen von etwa 1 :2 einzustellen.

Einschnitt 3.2 2+930- 3+390 In diesem Einschnitt von BK 18 bis BW 8/2 sowie in der Achse 264 streichen Tuffe bzw. zersetzte Tuffe (Homogenbereich 0 bzw. O') auf einer Länge von ca. 150 m in den Einschnittböschungen (Achse 1) aus. Die Mächtigkeit dieser Schicht beträgt bis zu 2,8 m. Unterlagert werden diese Tuffe von Basalten des Homogenbereichs 2-3, teilweise 2' (blasig/schlackeartiger Basalt). Dieser wird ebenfalls über die gesamte Länge angeschnitten, bereitet jedoch in standsicherheitstechnischer Sicht kein Probleme. Die Gradiente schneidet nach den Untersuchungsergebnissen mit Ausnahme der Randbereiche (ca. Station 2+930- 2+980 bzw. 3+220 - 3+390) diese Basalte.

Aufgrund der in den einleitenden Bemerkungen zu Kapitel 3 geschilderten Problematik hinsichtlich der Standsicherheit von Böschungen im Material des Homogenbereiches 0 sind bei der Herstellung dieses Einschnittes besondere konstruktive Sicherungen vorzusehen, die die Ausbildung von Gleitflächen dauerhaft unterbinden.

Analog zu Einschnitt 2.2 (Kapitel 3.1 .2) empfehlen wir beim Auffahren des Einschnitts mit Erreichen der Tufflage das Material abschnittsweis.e in böschungsparallelen Schlitzen auszutauschen und



innerhalb dieses Erdaustauschbereiches etwa durch eine Betonknagge zu ersetzten. Hierdurch wird der oberflächenhafte Wasserzutritt in die Tufflagen minimiert und so ein Ausfließen nach Wasseraufnahme unterbunden. Durch eine solche Maßnahme wird ein Ausbrechen von den im Hangenden der Tufflage anstehenden basaltischen Festgesteine durch eine quasi „Fußstützung" vermieden. Diese Betonstützkeile sind ggf. zusätzlich durch kurze Felsnägel rückzuverhängen. Sofern aus planerischer Sicht unter den gegebenen örtlichen Randbedingungen möglich, sind die Böschungsneigungen aufgrund der beschriebenen Problematik auf insgesamt flachere Neigungen von etwa 1 :2 einzustellen.

Neben dem o.g. Bodenaustausch innerhalb der erdbautechnisch sehr problematischen Tuffiagen könnten prinzipiell auch andersartige Stützkonstruktionen zur Gewährleistung einer gefahrlosen Trassenführung planerisch untersucht werden, wie z.B. Ortbetonstützwände am Böschungsfuß, hinter denen die aufgehende Böschung noch weiter abgeflacht werden könnte.


Für eine Beurteilung der im Zuge der Auskofferung der Einschnitte anfallenden Massen hinsichtlich ihrer Weiterverwendung wurden aus unterschiedlichen Homogenbereichen in den beiden tiefen Einschnitten Mischproben zusammengestellt und einer chemisch-analytischen Untersuchung nach LAGA-Boden unterzogen.

Das Material der Bodenmischprobe gbm42287 (Tuff) übersteigt für die Parameter Chrom. ges. im Feststoff mit 86 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 82 mg/kg geogen bedingt den ZOZuordnungswert der LAGA- Boden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42287 kann unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1- Material im eingeschränkten offenen Einbau wiederverwertet werden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42366 (MP Basalt) übersteigt für die Parameter Chrom. ges. im Feststoff mit 80 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 77 mg/kg geogen bedingt den ZOZuordnungswert der LAGA-Boden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42366 kann unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1-Material im eingeschränkten offenen Einbau wiederverwertet werden.



g 3.1.4 Abschnitt 4: Station 3+390 bis 4+160

Achse 1 Station 3+390 bis 4+160 Bauwerk 9 Überführung eines Wirtschaftsweges

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an den Abschnitt 3 an. Der Abschnitt verläuft im ersten Teil auf einen niedrigen Damm. Im Anschluss daran wird das Gelände in einem tiefen Einschnitt durchquert:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe /Tiefe (ca. m]

Damm 4.1 3+390 3+620 4,5 Einschnitt 4.1 3+620 4+160 17,6

Tab. A4.1 Erdbauwerke in Abschnitt 4

Das Bauwerk 9 (Überführung eines Wirtschaftsweges) wird gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.2.9), die Ergebnisse der Bauwerksbohrungen fließen in die nachfolgende Beurteilung ein.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse umfährt Lauterbach im Nordosten, quert das zunächst flach in Richtung der aufsteigenden Kilometrierung abfallende Gelände und durchschneidet den Vaitsberg in einem bis zu 17,6 m tiefen, stark asymmetrischen Einschnitt. Bei Station 3+760 wird ein Wirtschaftsweg über die neue Trasse geführt.

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 4 einschließlich des Bauwerks 9 insgesamt 7 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind im Bereich des Einschnittes nicht vorhanden. Eine Zusammenstellung der bauwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tab. A4.2 gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.


Aufschluss rm NNl rml [m NN]

BK21 3529 377,94 5612 306,65 303,69 6,0 297,69

BK22 3529. 568,96 5612 249,14 311,43 6,0 305,43

BW9/1 3529 635,52 5612 198,61 314,06 10,0 304,06

BK 23 *) 3529 710,30 5612 157,58 319,09 16,0 303,09

BK23a 3529 788,87 5612221,16 334,60 14,0 320,60

BK24 3529 812,83 5612 114,34 324,24 26,0 298,24

BK25 3529 911 ,98 5612 047,37 311,84 13,4 298,44 *) Bohrung BK 23 war in der Trasse festgelegt worden; wegen der Unzugänglichkeit des dortigen Waldes musste

sie jedoch um ca. 20 m an den Waldrand verlegt werden.

Tab. A4.2 Zusammenstellung der durchgeführten Kernbohrungen



g

Die detaillierten Schichtenverzeichnisse sind den Anlage 4 zu entnehmen, die Fotodokumentation

der Bohrkerne ist in Anlage 8 wiedergegeben.

Labor- und Feldversuche Aus allen Bohrungen wurden in den für diesen Abschnitt relevanten Baugrundeinheiten Sonderpro

ben zur Untersuchung der boden- und felsmechanischen Eigenschaften entnommen.


• 42 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 7 Zustandsgrenzen DIN 18 122

• 9 Kornverteilungen DIN 18 123 • 6 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 2 Bestimmungen der Wasseraufnahmefähigkeit DIN 18 132 • 2 Scherversuche an ungestörten Proben DIN 18 137

• 1 Quellversuch nach HUDERIAMBERG • 1 Drucksetzungsversuch nach SCHUL TZE/MUHS • 2 Einaxiale Druckversuche an Felsproben nach DIN EN 1926 • 1 chemisch-analytische Untersuchung nach LAGA-Boden

Die Versuchsergebnisse werden in Anlage 5 zusammengefasst.


Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1 :2.000/100 (Anlage

3.1.2 und 3.1.3) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren: Zuoberst stehen quartäre Deckschichten an, diese werden von Basalten und Tuffen der vulkanischen Abfolge des Vogelsberges unterlagert. In zwei Bohrungen wurden unterhalb der Tuffe tertiä

re Tone erbohrt. In diesem Abschnitt wurde eine Bohrung (BK 24) zur GW-Messstelle ausgebaut. Die durchgeführ

ten GW-Messungen sowie die Beobachtungen im Zuge der Bohrarbeiten sind sehr uneinheitlich, sie lassen einen zu den Geländetiefpunkten zu beiden Seiten des tiefen Einschnittes BK 22 bis BK

25 abfallenden GW-Spiegel erwarten. In Bohrung BK 24 wird im Schichtenverzeichnis ein vollständiger Spülungsverlust bis zum Erreichen des Ruhewasserstandes verzeichnet.

Für die Bauausführung sollte davon ausgegangen werden, 'dass insbesondere in den stark geklüfteten Basalten der Homogenbereiche 2 und 3 mit einem gewissen Anteil an Hangwasser gerechnet

werden kann, der dann deutlich mit den vorangegangenen Niederschlagsereignissen korrelieren

wird. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpe

gelten Bohrung BK 24 letztmalig am 15.11 .2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasser

stände aufgeführt.



g Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.

Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungswasserstand [m u. GOK] [m u. GOK]

BK 21 k. A.

BK22 5,00 -7 4,90 *)

BW9/1 3,60 (Soüluno?). BK23 2,00 (Spülung?).

BK23a 7,00 (Spülung?). BK 24 (2") 15,70

BK25 k. A. *) GW angebohrt, Anstieg auf Ruhewasserstand (ggf. durch Spülung verfälscht)


0 50 3,90

2,50 ??? ???

14,70

6,50


Einschnitt- Station bezogen Abstand Gradiente - OK Be- Grundwasser-

Nr. auf Achse 1 messunnswasserstand [m] messstelle

4.1 3+670 - 4+160 -3,50 - + +3,50 *) BK24 *) + Wasserstand oberhalb Gradiente


Baugrundverhältnisse Im untersuchten Bereich bilden unter der Lockergesteinsdecke stark bis vollständig zersetzte Festgesteine den Untergrund.

Damm4.1 3+390 - 3+620 Unter ca. 0, 1 - 0,25 m humosem Oberboden folgt eine bis zu 4,0 m mächtige Decke aus dunkelbis mittelbraunen, selten grüngrauen Schluffen und Tonen mit wechselnden Sand- und Kiesanteilen. Bodenmechanisch werden sie weitgehend als mittelplastische Tone (TM) mit wechselnden Anteilen Sand und Kies klassifiziert. Die Konsistenz liegt im steifen bis halbfesten, in Geländetiefpunkten teilweise auch im weichen bis breiigen Bereich. Die umgelagerten quartären Deckschichten werden zum Homogenbereich L zusammengefasst. Unterlagert werden die Decklehme von einer geringmächtigen Lage zersetzter Basalte, die als Schluffe mit wechselnden Anteilen Sand und von überwiegend steifer bis weicher Konsistenz angesprochen wurden (Homogenbereich 1). Im liegenden folgenden stark bis vollständig zersetzte Tuffe des Homogenbereichs 0. Bodenmechanisch betrachtet handelt es sich um ausgeprägt plastiscl')e Schluffe und Tone (UA - TA) von steifer bis halbfester Konsistenz.



g Einschnitt 4.1 3+620- 4+160 Unter zum Teil nur wenigen cm humosem Oberboden folgt nach der Feldaufnahme und den Untersuchungsergebnissen eine sehr heterogen aufgebaute Decklehmlage von bis zu 6,3 m Mächtigkeit. Im Bereich der Bohrung BW 9/1 wurde eine Abfolge aus steifen bis weichen Schluffen mit stark wechselnden Anteilen an Kies und Sand und zum Teil dm-großen Basaltbruchstücken (augenscheinlich zerbohrte Blöcke) angetroffen. Der Boden des unmittelbar angrenzenden Wäldchens ist mit zum Teil großen Basaltblöcken bedeckt, die teilweise wallartig aufgeschüttet zu sein scheinen. Hier sollte für die weitere Planung von einer künstlichen Geländeanschüttung ausgegangen werden. Der in den Bohrungen BK 23 - BK 25 erbohrte Basalt ist überwiegend hart bis sehr hart, teilweise jedoch stark geklüftet. Während der Bohrarbeiten hat dies zu einem teilweise 100%igen Spülungsverlust geführt. Trotz der großen Härte und der schweren Bohrbarkeit konnten in einigen Abschnitten (z. B. Bohrung BK 23) keine längeren Kerne gewonnen werden, das Material wurde total zerbohrt. Im liegenden folgen stark bis vollständig zersetzte Tuffe des Homogenbereichs 0, die bodenmechanisch als ausgeprägt plastische Schluffe .anzusprechen sind. Die Mächtigkeit der Tufflage beträgt ca. 3,0 m. Unterlagert werden diese Tuffe von bunten, rotgefärbten Tonen und Schluffen, die bodenmechanisch als mittel bis ausgeprägt plastische Tone von steifer - halbfester Konsistenz zu bezeichnen sind. In der Feldansprache wurden sie teilweise als fest angesprochen. Die Mächtigkeit kann nach den vorliegenden Bohrergebnissen mit mindestens 5,0 m angenommen werden.

Laborversuche Im Rahmen des Erkundungsprogramms wurden zur Bestimmung der bodenmechanischen Parameter Labor- und Feldversuche durchgeführt, die nachfolgend zusammenfassend widergegeben werden.

Natürlicher Wassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Schwankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereichen dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 zu entnehmen.

Homogenbereich Wn min. Wn max. Wn mittel

L 13,3% 34,5% 22,8% 40910 BK22 40872 BW9/1

0 35,2% 61 ,8% 47,5% 41372 BK25 40928 BK 21

1 12,4% 26,8% 18,1% 40911 BK22 40874 BW9/1

2 1 Versuch 1 Versuch 8,6% 40839 BK 24

3 - - -4 (Tertiäre Tone) 10,5% 34,0% 20,9%

40912 BK24 40859 BK24 Tab. A4.5 Natürliche Wassergehalte der anstehenden Bodenarten



g

Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 An den nachfolgenden Proben wurden die Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 bestimmt:


Nr. Nr. [m u. GOK] bereich gehalt tätszahl tenzzahl art

f%1 lo lc

BK 21 40932 1,0-1,3 L 26,0 20,6 0,553 TM

BK21 40933 3, 15-1,45 O' 37,3 54,8 0,916 TA

BW9/1 40872 4,9-5,0 L 34,5 20,0 0,335 TM

BK24 40856 19,0-19,1 0 51 ,8 38,5 0,943 UA

BK25 41372 6,9- 7,0 0 35,2 59,6 0,891 TA

BK25 41373 7,9-8,0 0 39,6 51,4 1,037 UA

BK25 41374 8,9-9,0 4 (tert. Ton) 21,4 29,9 1,164 TA




Nr. fm u. GOKl bereich f%1 f%1 f%1 f%] art

BK 21 40932 1,0-1 ,3 L 23 69 8 0 TM

BK 21 40933 3,15-3,45 O' 45 48 7 0 TA

BW9/1 40872 4,9 -5,0 L 31 59 7 3 TM

BK24 40839 8,0-8,1 2 4 14 22 60 GU*

BK24 40840 18,55-18,6 0 11 33 29 40 SU*-GU*

BK24 40856 19,0-19,1 0 23 64 13 0 UA

BK 25 41372 6,9 - 7,0 O' 39 25 24 12 TA

BK25 41374 8,9 -9,0 4 (tert. Ton) 39 54 7 0 TA

BK25 41376 10,9 - 11 ,0 4 (tert. Ton) 51 25 24 0 TM Tab. A4.7 Kornverteilung nach DIN 18 123

Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125 An 6 ungestörten Proben sowie 2 Kernproben aus diesem Abschnitt wurden Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 durchgeführt:



g Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Dichte Dichte Poren- Poren- Boden-


BK 21 40932 1,0-1 ,3 L 1,98 1,57 40,8 0,69 TM

BK21 40933 3, 15- 3,45 O' 1,68 1,22 53,8 1,164 TA

BK22 40906 1,0-1 ,3 L 2,04 1,69 36,3 0,571 -BK23 41928 2,7 -3,0 3 2,89 - - - -BK22 40908 2,7 -3,0 L 2,59 2,28 13,8 0,16 -BK24 40856 19,0 -19,1 0 1,67 1, 10 58,5 1,409 UA

BK24 41929 12,0 -12,5 3 2,89 - - - -BK24 40863 21,7 -22,0 4 (tert. Ton) 1,75 1,49 43,6 0,775 -



Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wassergehalt Wasseraufnahme- Bodenart

Nr. Nr. Im u. GOKJ bereich [%] vermögen [%]

BK24 40840 18,55 -18,6 O' 40,6 121 SU*-GU*

BK25 41373 7,9-8,0 0 39,6 132 UA

Tab. A4.9 Wasseraufnahmevermögen nach DIN 18 132

Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 137 An einer Probe des Homogenbereichs L wurde ein Versuch zur Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 138 durchgeführt.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Scherwinkel Kohäsion

Nr. Nr. Im u. GOKJ bereich gehalt [%] (j) [O) [kN/m2J

.ßK 22 40906 1,0-1 ,3 L 21, 1 58,4 24,6

BK24 40863 21 ,7-22,0 Tertiär 17, 1 19,0 68,0


Quellversuch nach HUDER/AMBERG Aufgrund der teilweise sehr hohen Wassergehalte sowie der hohen bis sehr hohen Wasseraufnahmefähigkeit einzelner Proben aus dem Homogenbereich 0 wurden von einigen dieser Proben Quellversuche nach dem Verfahren von Huder/Amberg durchgeführt. Eine Beschreibung der durchgeführten Versuche kann Kapitel 3.1.2 (Erdbauwerke Abschnitt 2) entnommen werden.



g

Bohrung Labor Entnahme- Homogen- Wasser- Quellverformung/ Quellverformung/ Nr. Nr. tiefe bereich geh alt Vorbelastung vollst. Entlastung

(m u. GOKl [%1 [% I kN/M2] [% I 25 kN/m2

]

BK8 41489 5,35-5,45 O' 33,0 1,301150 2,50

BK 18a 40882 8,5- 8,6 O' 49,7 1, 101250 4,79

BK 26411 40822 3,8-4,0 0 40,7 0, 751100 0,39

BW8/1 41070 2,0-2,3 O' 46,8 0,61/400 *) 2,86

BK 21 40933 3, 15- 3,45 O' 37,3 0,77 / 400 *) 3,75

'") Proben wurden mit 400 kN/m2 vorbelastet

Tab. A4.11 Quellversuch nach HUDERIAMBERG (Proben aus Abschnitt 2 & 3 kursiv)

Drucksetzungsversuch nach SCHUL TZEIMUHS

An einer Probe des Homogenbereichs L wurde ein drainierter Kompressionsversuch nach dem Verfahren nach SCHUL TZE/MUHS durchgeführt:

Bohrung Labor Entnahme- Homo- Wasser- 1. Bel. 1. Bel. 1. Bel. 2. Bel. Nr. Nr. tiefe genbe- gehalt 50-100 100- 200 200-400 50-100

(m u. GOK] reich [%] Es [MN/m2] Es [MN/m2J Es [MN/m2

] Es [MN/m2]

BK21 40932 1,0-1 ,3 L 26,0 3,1 4,8 7,4 16,7

Tab. A4.12 Drucksetzungsverhalten nach SCHULTZE/MUHS

Festigkeitsuntersuchungen an Felsproben Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden im Bereich des geplanten Brü

ckenbauwerkes 2 Kernproben untersucht. Die Versuche wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt.



In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten au der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Ver

hältnis von Höhe/Durchmesser < 2 zu hohe Festigkeitswerte ( <Jversuch) ermittelt. Aus diesem Grund

werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfes

tigkeit au bezeichnet.



g Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung O"versuch O"u

Nr. Nr. [m u. GOKl bereich H/D fMN/m21 (MN/m2]

BK23 41928 2,7 -3,0 3 1,97 130,9 130,6

BK24 41929 12,0-12,5 3 1,94 142,4 141 ,8



Für die erdstatischen Berechnung können aus den ermittelten Werten in Verbindung mit ähnlich gelagerten Untersuchungsergebnissen die nachfolgend aufgelisteten Werte angesetzt werden.


]


Reibungswinkel cp = 25,0- 27,5° Kohäsion c = 5 - 1 O [kN/m2

]

Steifemodul Es = 6,0-10,0 [MN/m2]



]


Reibungswinkel cp = 15,0- 22,5° Kohäsion c = 10,0 - 40,0 [kN/m2

]

Restscherfestigkeit <p = 8 - 12° Quelldehnung 0,4 - 4,8% Steifemodul Es = 5,0 - 10,0 [MN/m2




]



]

Steifemodul Es = 20,0 - 40,0 [MN/m2] mitteldichte Lagerung





]



]





Damm 4. 1 3+390 - 3+620

y = 23 - 28 [kN/m3]

y' = 13-18 [kN/m3]

<pG = 32,5 - 37,5° CG = 500,0 - 1500,0 [kN/m2

]

Es = 500,0 -1000,0 [MN/m2]

cru = 30,0 - 200 [MN/m2]

g

Zum jetzigen Zeitpunkt liegen keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Die nachfolgenden Angaben dienen daher lediglich der Orientierung, sie sind im Rahmen der Ausführungsplanung fortzuschreiben.

Setzung Bezüglich der abzutragenden Lasten und der damit zu erwartenden Setzungsbeträge wurde eine überschlägige Berechnung durchgeführt. Die maßgebenden Kennwerte sowie der Schichtaufbau wurden auf Grundlage der vorliegenden Lagepläne und Längsschnitte (Anlage 2.1 .3, [2] und [3]) im Bereich der Bauwerksbohrung BW10/1 ermittelt und wie folgt angesetzt:

• größte Höhe (ca. Station 3+500) • Kronenbreite • Dammneigung • Wichte Dammschüttmaterial

4,5m 11 ,0 m 1:1,5 (34°) y = 20 kN/m3

Oie Setzungen im Bereich der größten Mächtigkeit betragen bis zu 12 cm. Dieser Betrag setzt sich zusammen aus der Untergrundsetzung der maßgebenden Schicht (quartärer Decklehm, Homogenbereich L) sowie der unterlagernden Schichten (Homogenbereiche 0):



(1)

Gesamtsetzung (nur Untergrund) Setzung maßgebende Schicht Homogenbereich L

Setzung liegende Homogenbereiche 1, O'

8-12 cm 4-6cm

4-6cm

g

Durch einen Bodenaustausch (D = 1,0 m, ES= 100 MN/m2) lässt sich hier eine Verringerung so

wohl der Gesamtsetzung als auch der Setzung der maßgebenden Schicht erreichen:

(2)

Gesamtsetzung (nur Untergrund) Setzung maßgebende Schicht Homogenbereich L Setzung liegende Homogenbereiche 1, O'

Liegezeit

6-9cm 2-2cm

4-6cm

Unter Ansatz einer hier angenommenen zulässigen Restsetzung von 1 cm können aus den angenommenen Parametern und den überschlägigen Setzungsbeträgen Liegezeiten des Dammes im Bereich der größten Höhe von ca. 3 Monaten (ohne Bodenaustausch) bis ca. 1 Monat (mit Bodenaustausch 1,0 m) prognostiziert werden.

Einschnitt 4. 1 3+620 - 4+160 Mit einer Einschnittstiefe nach derzeitigem Planungsstand von bis zu 17,6 m handelt es sich hier

um den tiefsten aufzufahrenden Einschnitt im Bereich der Vulkanite. Der aus landschaftspflegerischer Sicht mit einer Böschungsneigung von 1 : 2 geplante Einschnitt wird insgesamt im Basalt aufgefahren. Standsicherheitstechnische Probleme sind aufgrund des

Anschneidens der Homogenbereiche 0 ab ca. Station 3+950 zu erwarten, da ab hier die Gradiente mit der Gründungssohle für den Unterbau stark bis vollständig zersetzte Tuffe anschneidet. Die Mächtigkeit der Tuffe in diesem Bereich beträgt ca. 2,8 m. Etwa ab Station 4+050 werden von der

Gradiente tertiäre Tone angeschnitten, die Tuffe liegen bis zum Ende des Einschnitts vollständig in der Einschnittböschung.

Als konstruktive Sicherung sollte hier über die gesamte Ausstrichbreite der Tuffe in der Böschung

(ca. Station 3+990 - Station 4+120) eine Sicherung wie für die Einschnitte 2.1 und 3.2 (s. Kapitel 3.1.2 bzw. 3.1 .3) vorgesehen werden.

Aufgrund der Teufenlage der Tuffe in diesem Bereich sollte im Hinblick auf die Quellproblematik mindestens der ermittelte Maximalwert der Quellverformung angesetzt werden (s. Kapitel 3), so

dass ein gewisser Bodenaustausch innerhalb dieser Einheit zur Reduzierung der möglichen Quellverformungen notwendig werden sollte.



gm Umwelttechnische Untersuchung


Das Material der Bodenmischprobe gbm42287 (Tuff) übersteigt für die Parameter Chrom. ges. im Feststoff mit 86 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 82 mg/kg geogen bedingt den ZOZuordnungswert der LAGA-Boden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42287 kann unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1-Material im eingeschränkten offenen Einbau wiederverwertet werden.

Das Material der Bodenmischprobe gbm42366 (M~ Basalt) übersteigt für die Parameter Chrom. ges. im Feststoff mit 80 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 77 mg/kg geogen bedingt den ZOZuordnungswert der LAGA-Boden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42366 kann unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1-Material im eingeschränkten offenen Einbau wiederverwertet werden.




Achse 1 Bauwerk 10 Bauwerk 12 Bauwerk 13

Station 4+160 bis 5+315 Brücke B 254n über die Achse 362 Überführung B 254n über einen Wirtschaftsweg Brücke B 254n über einen Wirtschaftsweg und ein Tal

g

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an den Abschnitt 4 an. Über die Achse 362 erfolgt die Anbindung an die B 254.

In diesem Abschnitt wird das Gelände auf einem Damm mit wechselnden Höhen überquert:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe I Tiefe (ca. m]

Damm 5.1 4+160 5+315 11,3

Tab. A5.1 Streckendaten

Die Achse 362 sowie die Bauwerke 1 O (Brücke über die Achse 362), 12 (Unterführung eines Wirtschaftsweges) und 13 (Brücke über ein Tal sowie einen Wirtschaftsweg) werden gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.1.15 sowie 3.2.10 - 3.2.13), die Ergebnisse der Bauwerksbohrungen fließen in die nachfolgende Beurteilung ein.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse verlässt das Waldgebiet des Vaitsberges in Richtung Südosten, sie überfährt nach einem deutlichen Geländeabfall im Bereich der Bohrungen BK 26 und BW 10/1 weitgehend ebenes Gelände auf einem Damm. Bei Station 4+450 wird die Achse 362 überquert, etwa bei Station 5+2,0 (Bauwe.rk 13) sind ein Tal sowie ein Wirtschaftsweg zu überqueren.

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 5 einschließlich der Bauwerke 10, 12 und 13 sowie der Achse 362 13 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind in diesem Bereich nicht vorhanden.

Eine Zusammenstellung der bauwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.



g Bezeichnung Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe Endteufe Endtiefe Aufschluss [m NNJ [m] [m NNJ

BK26 3530 083,56 5611 961 ,84 284,30 15,0 269,30 BW 10/1 3530 232,40 5611 921 ,46 276,47 15,0 261,47 BW 10/2 3530 275,90 5611 914,44 275,61 15,0 270,61 BK 362/1 3530 289,01 5611 985,43 279,95 6,0 273,95 BK 362/2 3530 396,67 5611 991,49 280,00 *) 6,0 274,00

BK28 3530 404,98 5611 899,54 275,21 12,0 263,21 BW 12/1 3530 451,92 5611 865,87 275,29 10,0 265,29 BK29 3530 572,69 5611 860,58 276,54 6,0 270,54 BK30 3530 703,46 5611 795,78 272,53 6,0 266,53 BK31 3530 807,16 5611 732,95 272,61 6,0 266,61 BK32 3530 902,71 5611 675, 19 269,02 12,0 257,02

BW 13/1 3530971,17 5611 637,04 266,35 14,0 252,35 BW 13/2 3531 044,56 5611 594, 14 276,40 10,0 266,40

•) keine aktuelle Vermessung vorliegend




Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 94 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 6 Zustandsgrenzen DIN 18 122 • 11 Kornverteilungen DIN 18 123 • 7 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 1 Bestimmung Wasserdurchlässigkeitsbeiwert DIN 18 130 • 2 Drucksetzungsversuche nach SCHULTZE/MUHS • 3 Einaxiale Druckversuche an Felsproben nach DIN EN 1926

Im Rahmen der Bohrarbeiten wurden weiterhin zur Untersuchung der Baugrundsteifigkeiten bzw. Baugrundfestigkeiten Feldversuche im Bohrloch vorgenommen; es handelte sich hierbei um insgesamt • 10 Standard-Penetration-Tests nach DIN 4014




gm Geologische / Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1 :2.000/100 (Anlage 3.1 .3) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren: Die geplante Trasse verlässt mit Bohrung BK 26 die vulkanischen Abfolgen des Vogelsberges, Abschnitt 5 liegt geologisch gesehen innerhalb des zentralen Lauterbacher Grabens. Nach der vo(liegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach stehen im ersten Teil des Abschnitts im tieferen Untergrund Ton- und Schluffsteine des Mittleren Keupers an, nach Osten wird das Untersuchungsgebiet oberflächenhaft von Löß sowie alluvialen Auen- und Bachablagerungen eingenommen. Diese werden von Sandsteinen mit zwischengeschalteten Tonen/Tonsteinen des Oberen Buntsand

steins unterlagert. Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde in nahezu allen Bohrungen Grundwasser angetroffen. Im hier betrachteten Abschnitt wurde keine Bohrung als GW-Messstelle ausgebaut. In einem Abstand von ca. 40 m zur Achse liegt die GW-Messstelle BW 11/8 (Widerlager Nord des Bauwerks 11, Talbrücke über die DB-Strecke Gießen-Alsfeld-Fulda und die Lauter). Die Messwerte aus dieser Bohrung lassen in Verbindung mit den beobachteten Wasserständen insgesamt einen zum Geländetiefpunkt abfallenden GW-Spiegel mit abnehmendem Flurabstand erwarten. Für die Bohrung BW 13/1 wird von der bohratisführenden Firma Schützeichel vermerkt, dass in einer Teufe von 3,90 m u. GOK Grundwasser angebohrt wurde, nach Beendigung der Bohrarbeiten jedoch ein Ruhewasserstand von 12, 10 m u. GOK gemessen wurde. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrung BW 11/8 letztmalig am 15.11.2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt. Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.

Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungs-rm u. GOKl wasserstand rm u. GOKl

BK26 6,50 -7 4,85 *) 3,50

BW 10/1 4,50-74,15 3,00

BW 10/2 4,50 -7 7,30 3,00

BK 362/1 5,80 -7 5,10 4,10

BK 362/2 3,30 -7 2,25 2,20

BK28 6.40 -7 6,10 2,80

BW 12/1 5,10 -7 4,90 3,00

BK29 k. A. 6,00

BK30 . 6,50 -7 6,35 5,30

BK31 k. A. 5,50

BK 32 3,60 (Spülunq?) 2,50

BW 13/1 3,90 -7 12, 10 2,50



Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungs-[m u. GOK1 wasserstand rm u. GOK1

BW 13/2 8,70 (Spülung?) 6 00

GW-Messstelle Bauwerk 11:

1BW11/8 (2") 1 1,24 0,50 ") GW angebohrt, Anstieg auf Ruhewasserstand (ggf. durch Spülung verfälscht)


Baugrundverhältnisse

g

Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der un

tersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar. Die Mächtigkeit des humosen Oberbodens wurde in diesem Abschnitt mit 0,20 bis vereinzelt ·max. 0,4 m ermittelt, die Mächtigkeit der quartären Deckschichten des Homogenbereichs L ist starken

Schwankungen unterworfen. Sie beträgt im allgemeinen zwischen 1, 1 m bis max. 5,0 m. Diese werden von Festgesteinen unterschiedlicher Verwitterungsgrade der Homogenbereiche 4 bis 7 unterlagert.

Damm 5.1 Station 4+160 - 5+315 Der Damm überfährt einen tiefer gelegenen Geländeabschnitt zwischen dem tiefen Einschnitt am

Vaitsberg (Einschnitt 4.1) und den Einschnitten im nachfolgenden Abschnitt 6 (Einschnitte 6.1 und 6.2). In nahezu allen Bohrungen wurden unter den quartären Decklehmen stark verwitterte bis zersetzte

Ton- und Schluffsteine der Homogenbereiche 4 und 5 erbohrt. In diese sind teilweise bis 3,2 m mächtige zersetzte Sandsteine (Homogenbereich 7) eingeschaltet. Im Bereich der Bauwerksbohrungen des Bauwerks 10 werden innerhalb des Homogenbereiches 4

auch grobklastische Hangschuttmassen sowie fluviatile Kiese und Sande der Lauter zusammengefasst, da die maßgebenden bodenmechanischen Kennwerte, hier besonders die Steifigkeit, eine

Zusammenfassung rechtfertigten. Innerhalb der geotechnischen Längsschnitte sind diese Unterscheidungen in Kies und Schutt jedoch gegeneinander abzugrenzen und auch separat dargestellt.

Das dem Abschnitt 5 zugerechnete Bauwerk 13 gründet mit seinem westlichen Widerlager (BW13/1) in Festgesteinen der Homogenbereiche 4-5. Die Aufschlussverhältnisse am östlichen

Widerlager differieren hiervon. Unter einer geringmächtigen Mutterbodenauflage folgt bis etwa

4,0 m u. GOK ein stark verwitterter bis zersetzter Sandstein rotbrauner Farbe, der weitgehend Lockergesteinseigenschaften aufwies und in den Homogenbereich 7 gestellt werden kann. Bis in die

Endteufe von 10,0 m folgen angewitterte, relativ feste Sandsteine mit tonigen Zwischenlagen. Diese werden dem Homogenbereich 9 zugeordnet.



g Laborversuche Im Rahmen des Erkundungsprogramms wurden zur Bestimmung der bodenmechanischen Parameter Labor- und Feldversuche durchgeführt, die nachfolgend zusammenfassend wiedergegeben werden.

Natürlicher Wassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Schwankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereiche dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 zu entnehmen.

Homogenbereich Wn mln. Wn max. Wn m JttAI

L 6,4% 30,9% 18,2%

41170 BK32 41380 BK28

4 7,9% 45,4% 19,6%

41033 BK 362/2 41176 BK32

5 10,4% 29,9% 17,6%

41018 BK26 40977 BW 10/1

7 7,0% 28,0% 14,8%

41210 BW 13/1 41385 BK28

9 - / - - / - - / -

Tab. A5.4 Natürliche Wassergehalte der anstehenden Bodenarten


Bohrung Labor Entnahme- Homogen- Wasser- Plastizi- Konsistenz-

Nr. Nr. tiefe bereich gehalt tätszahl lp zahl Bodenart

Cm u. GOKJ [%] lc

BK 362/1 41426 2,9 - 3,0 4 39,8 30,0 0,640 TA

BK 364/1 41427 3,9-4,0 4 44,4 31 ,5 0,486 TA

BK 362/1 41428 4,9 - 5,0 4 31 ,7 29,6 0,696 TA

BK 362/2 41031 1,9-2,0 4 14,5 13,8 1,623 TM

BW 12/1 41340 2,9 - 3,0 L 20,0 20,9 0,957 TM

BK31 41390 3,9 -4,0 L 24,9 21 ,0 0,619 TM

Tab. AS.5 Zustandsgrenzen nach DIN 18 122




g

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- T u s G Bodenart Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] (%] [%] (%]

BK26 41009 6,9 - 7,0 7 23 44 33 0 TL

BW 10/1 40967 1,9-2,0 LS 18 16 26 40 GU*

BW 10/1 40968 2,9 - 3,0 LS 2 12 28 58 GU

BW 10/1 40970 4,9- 5,0 L 3 12 17 68 GU

BW 10/2 41324 1,9 - 2,0 LS 12 34 31 23 TL

BW 10/2 41325 2,9- 3,0 LS 4 13 17 66 GU*

BK 362/1 41425 1,9-2,0 LS 17 24 41 18 SU*

BK 362/2 41030 0,9-1 ,0 4 16 24 45 15 TL-SU*

BK 362/2 41031 1,9-2,0 4 14 17 69 0 TM-SU*

BK29 41280 4,9- 5,0 4 36 40· 23 1 TM

BK 31 41390 3,9 - 4,0 L 32 58 10 0 TM



Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Dichte Dichte Poren- Poren- Bodenart

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich feucht trocken antell zahl

BK26 41019 2,3 - 2,6 4 1,87 1,59 39,9 0,663 -BK26 41020 4,5-4,8 5 2,02 1,78 32,7 0,486 -

BK 362/1 41032 2,0 - 2,3 4 2,08 - - - -BK28 41386 3,45-3,75 L 2,01 1,60 39,7 0,659 -

BW 12/1 41348 7,2 - 7,45 5 2,09 - - - -BK29 41282 2,7 - 3,0 L 1,97 1,59 40,1 0,668 -BK 32 41175 3,0 - 3,3 LS 2,07 1,78 32,9 0,491 -BK 32 41176 6,7 - 7,0 4 2,18 1,50 43,6 . 0.771 -

BW 13/1 41219 8,0-8,3 4 2,08 1,70 35,8 0,558 -BW 13/2 41932 5,0 - 5,3 9 2,13 - - - -


Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 137 An einer Probe des Homogenbereichs 5 wurde ein Versuch zur Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 138 durchgeführt.



g Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogenbe- Wassergehalt Scherwinkel Kohäsion

Nr. Nr. [m u. GOK] reich [%] w r1 fkN/m21

BK26 41020 4,5 -4,8 5 13,3 33,9 11,9


Drucksetzungsversuch nach Schultze/Muhs An zwei Proben wurden drainierte Kompressionsversuche nach dem Verfahren nach SCHULTZE/MUHS durchgeführt:

Boh- Labor Entnahme- Homo- Wasser- 1. Bel. 1. Bel. 1. Bel. 2. Bel.

rung Nr. Nr. tiefe genbe- gehalt 50-100 100 -200 200-400 50-100 [m u. GOK1 reich (%1 Es [MN/m2

] Es [MN/m2] Es [MN/m2

] Es [MN/m21

BK28 41386 3,45- 3,75 L 26,2 4,9 6,3 7,4 13,5

BW 13/1 41219 8,0-8,3 4 22,3 4,5 7,8 6,5 13,9



Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden im Bereich des geplanten Brückenbauwerkes 3 Kernproben untersucht. Die Versuche wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen bzw. durch das

Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik an der Universität Karlsruhe ausgeführt. Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich.


Gesteinen. Die Versuchsdurchführung erfolgte entsprechend den Empfehlungen der DGGT bzw. nach DIN EN 1926. Der Probendurchmesser betrug hierbei ca. 100 mm.

In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammen

gefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Ver

hältnis von Höhe/Durchmesser< 2 zu hohe Festigkeitswerte (crversuch) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen P~oben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfes

tigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahme- Homogen- Abmessung O"versuch O"u Nr. Nr. tiefe bereich H/D [MN/m2

] [MN/m2]

[m u. GOK1

BK 362/1 41032 2,0-2,3 4 2,15 0,081 0,081

BW 12/1 41348 7,2-7,45 5 1,62 0,543 0,53

BW 13/2 41932 5,0- 5,3 9 1,85 28,6 28,3







]


Reibungswinkel <p = 25,0 - 27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]


Mantelreibung (Bruchwert) •mt = 0,02 - 0,04 [MN/m2] steifplastisch

Homogenbereich 4-Q Fluviatiler Kies Bodengruppe: GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul

Mantelreibung (Bruchwert)

Homogenbereich 4

y = 20 - 21 [kN/m3]

y' = 10 - 11 [kN/m3]

cp = 30-35° c = 0,0 - 2,0[kN/m2

]

Es = 25,0-40,0 [MN/m2] mitteldichte Lagerung

Es = 40,0-60,0 [MN/m2] dichte Lagerung

tmr = 0,08 - 0, 12 [MN/m2]

zersetzter Ton-Sehluftstein (weitgehend Lockergesteinscharakter) Bodengruppe: TL, TM, TA, UM, GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 [kN/m3

]


Reibungswinkel <p = 20,0- 25,0° Kohäsion c = 10,0 - 50,0 [kN/m2

]

Steifemodul Es= 10,0 - 20,0 [MN/m2]

Einaxiale Druckfestigkeit cru = 0, 1 O - 0,30 [MN/m2]

Mantelreibung (Bruchwert) 'tmr = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

Pfahlspitzendruck (Bruchwert) crs = 1,2 - 1,5 [MN/m2]

Homogenbereich 5 verwitterter- stark verwitterter Ton-Sehluftstein Feuchtwichte y = 20 - 22 [kN/m3

]



]

Steifemodul Es= 30,0- 70,0 [MN/m2]



Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert)

Homogenbereich 6 angewitterter -Ton-Sehluftstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)

Homogenbereich 7 Sandsteinzersatz

Seite 76

cru = 0,20 - 0,50 [MN/m2]

'tmr = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 -15 [kN/m3]

cp = 25,0 - 30,0° c = 50,0 -150,0 [kN/m2

]

Es = 50,0 .:_ 200,0 [MN/m2]

cr0 = 0,50 - 3,0 [MN/m2]

'tmf = 0, 15- 0,4 [MN/m2]

cr5 = 1,5 - 4,0 [MN/m2]

BodeQgruppe: SU*, SU, ST, ST, GU, GU*, *nach DIN 18196 Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul


Homogenbereich 9 angewitterter Sandstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)

. Bautechnische Angaben Damm 5.1 Station 4+160- 5+315

y = 20 - 21 [kN/m3]

y' = 10 - 11 [kN/m3]

cp = 30- 35° c = 0,0 - 2,0[kN/m2

]

Es = 25,0 - 40,0 [MN/m2] mitteldichte Lagerung

Es = 40,0 - 60,0 [MN/m2] dichte Lagerung

'tmf = 0,08- 0, 12 [MN/m2]

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12-15 [kN/m3]

cp = 25,0 - 30,0° c = 80,0 -400,0 [kN/m2

]

Es = 100,0 - 300,0 [MN/m2]

cru = 5,0 - 30,0 [MN/m2]

'tmf = 0,2 - 0,5 [MN/m2]

cr5 = 4,0 - 8,0 [MN/m2]

g

Nach den vorliegenden Unterlagen und nach Kenntnis des Geländes ist der erste Dammabschnitt (etwa Station 4+170 bis etwa Station 4+650) stark asymmetrisch aufzubauen. Darüber hinaus gehende Unterlagen liegen nicht vor, Aussagen über das Maß der quer zur Achse geneigten Geländeoberfläche und der sich daraus gern. Kapitel 4.1 erforderlichen Maßnahmen können keine getroffen werden.



g Zum jetzigen Zeitpunkt liegen keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Die nachfolgenden Angaben dienen daher lediglich der Orientie

rung, sie sind im Rahmen der Ausführungsplanung fortzuschreiben.

Setzung

Bezüglich der abzutragenden Lasten und der damit zu erwartenden Setzungsbeträge wurde eine überschlägige Berechnung durchgeführt. Die maßgebenden Kennwerte sowie der Schichtaufbau wurden auf Grundlage der vorliegenden Lagepläne und Längsschnitte (Anlage 2.1.3, [2} und [3}) im

Bereich der Bauwerksbohrung BW10/1 ermittelt und wie folgt angesetzt:

• größte Höhe 12,0 m

• max. Kronenbreite 14,0 m

• Dammneigung 1 :2 (27°)

• Wichte Dammschüttmaterial y = 20 kN/m3

Die Setzungen im Bereich der größten Mächtigkeit betragen bis zu 20 cm. Dieser Betrag setzt sich zusammen aus der Setzung der maßgebenden Schicht (quartärer Decklehm, Homogenbereich L) sowie der unterlagernden Schichten (Homogenbereiche 4-Q, 4-5):

(1)


Setzung liegende Homogenbereiche 4-Q, 4-5

15-20 cm 9-13 cm

6-7cm

Durch einen Bodenaustausch (D = 1,0 m, Es= 100 MN/m2) lässt sich hier eine merkliche Verringe

rung der Untergrundsetzungen erreichen:

(2) Gesamtsetzung (nur Untergrund)

Setzung maßgebende Schicht Homogenbereich L

Setzung liegende Homogenbereiche 4-Q, 4--5

10-15 cm

4-8cm

6-7 cm

Die Wechselwirkung zwischen Dammsetzung und bauwerksinduzierter Setzung wurden gegenwärtig nicht weiter untersucht.

Dahingehende Betrachtungen sollten jedoch im Zuge der weiteren Ausführungsplanung vorge

nommen werden.

Liegezeit

Unter Ansatz einer postulierten zulässigen Restsetzung von 1 cm können aus den angenommenen Parametern und den überschlägigen Setzungsbeträgen Liegezeiten des Dammes im Bereich der

größten Höhe von ca. 15 Monaten (ohne Bodenaustausch) bis ca. 9 Monaten (mit Bodenaustausch 1,0 m) prognostiziert werden. Je nach angedachtem zeitlichen Bauablauf können hier setzungsbeschleunigende Maßnahmen

vorgesehen werden.





Station 5+315 bis 6+500 Überführung eines Wirtschaftsweges Brücke B 254n über einen Taleinschnitt (Finsterngrabenweg) Überführung eines Wirtschaftsweges

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an das östliche Widerlager des Bauwerks 13 (Brücke B 254n über einen Wirtschaftsweg und ein Tal) des Abschnitts 5 an. Im hier betrachteten Abschnitt wird das Gelände in drei Einschnitten wechselnder Tiefe durchfahren. Hinter den Widerlagern der Bauwerke 13 und 15 sind gern. Lageplan (Anlage 2.1 .3) kurze Dammanschüttungen geplant:


Damm 6.1 3+305 3+315 0,5 (Widerlager)

Einschnitt 6.1 5+315 5+530 8,6

Damm 6.2 5+530 5+545 3,0 (Widerlager)

Damm 6.3 5+590 5+610 3,5 (Widerlager)

Einschnitt 6.2 5+610 6+160 13,3

Einschnitt 6.3 6+160 6+490 5,5


Die Bauwerke 14 (Überführung eines Wirtschaftsweges), 15 (Brücke über einen Taleinschnitt) sowie 16 (Überführung eines Wirtschaftsweges) werden gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.2.14 bis 3.2.16), die Ergebnisse der Bauwerksbohrungen fließen in die nachfolgende Beurteilung ein.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse verläuft in NW-SE-Richtung, sie durchschneidet in gerader Linie bis etwa Station 6+200 den flachen Südhang des Kleffertsberges, bis Station 6+500 in einer leichten Rechtskurve. Etwa bei Station 5+415 bzw. Station 6+ 790 überqueren Wirtschaftswege die aufzufahrenden Einschnitte (Bauwerke 14 und 16). Etwa bei Station 5+545 bis 5+585 wird ein Taleinschnitt überfahren.

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 6 einschließlich der Bauwerke 14, 15 und 16 sowie der Bauwerksbohrung BW 13/2 13 Kernbohrungen abgeteuft. Eine Zusammenstellung der bauwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.




Aufschluss [m NN1 [ml [m NNJ BW 13/2 3531 044,56 5611 594,14 276,40 10,0 266,40 BW 14/1 3531 160,23 5611 573,34 292,33 12,0 280,33 BK34 3531 146,98 5611 517,89 285,76 12,0 273,76

BW 15/1 3531 247,42 5611 475,52 272,00 10,0 262,00 BW 15/2 3531 281 ,95 5611 455,32 277,27 10,0 267,27 BK36 3531 359,63 5611 409,88 293,37 14,0 279,37 BK36a 3531 437,21 5611 419,41 296,80 15,0 281 ,80 BK37 3531 463,24 5611 349,31 297,52 17,0 280,52 BK38 3531 566,82 5611 288,73 294,55 13,0 281 ,55 BK 39 3531 670,41 5611 228, 16 291 ,23 10,0 281 ,23 BK40 3531 808,52 5611 147,38 284,61 6,0 278,61

BW 16/1 3531 940, 18 5611 118,33 287,93 10,0 277,93 BK41 3531 934,28 5611 065,77 285,13 9,0 276, 13




folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 35 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 3 Kornverteilungen DIN 18 123 • 2 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 3 Wasserlagerungsversuche DIN 4022 T1 Abschn. 10.7 • 1 Scherversuch, ungestörte Probe DIN 18 137 • 5 Einaxiale Druckversuche an Felsproben • 2 chemisch-analytische Untersuchungen nach LAGA-Boden





g Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (Anlagen 3.1.3 und 3.1.4) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren: Die geplante Trasse liegt geologisch gesehen innerhalb des zentralen Lauterbacher Grabens. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach verlaufen ca. 660 m der Trasse im hier betrachteten Trassenabschnitt in Sandsteinen des Mittleren Buntsandsteins, ca. 525 m in Ton- und Schluffsteinen des Oberen Keupers. Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde nur in wenigen Bohrungen Grundwasser angetroffen. Zwei Bohrungen (BK 36 und BK 36a) wurden zu GW-Messstellen ausgebaut, eine Bohrung musste aufgrund der Lage innerhalb einer bewirtschafteten Ackerfläche zurückgebaut werden. Die Messwerte aus diesen Bohrungen lassen insgesamt einen auf die Gradiente bezogen tiefen GW-Spiegel erwarten, der nur in den Taleinschnitten sowie im Bereich der oberflächennah anstehenden Ton- und Schluffsteine zum Geländetiefpunkt abfallenden GW-Spiegel mit abnehmendem Flurabstand erwarten. Lt. mdl. Mittelung durch die Bohrmeister waren beim Abteufen der Bohrungen BK 36 bis BK 38 teilweise erhebliche Spülwasserverluste zu beobachten. Für die Bauausführung sollte davon ausgegangen werden, dass insbesondere in den geklüfteten Sandsteinen der Homogenbereiche 8 und 9 zeitweilig mit Hangwasser gerechnet werden muss, dessen Auftreten deutlich mit vorangegangenen Niederschlagsereignissen korreliert werden kann. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrung BK 36a letztmalig am 15.11.2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt. Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.

Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungs-[m u. GOK] wasserstand [m u. GOK)

BW 13/2 8,70 6,00

BW 14/1 k. A. -/-

BK34 9,80 (Spülunq?) 8,80

BW 15/1 2 1 O (Soüluna?) 1 00

BW 15/2 4,00 2,50

BK 36 (2") *) trocken -/-

BK 36a (2") trocken -/-

BK 37 k. A. -/-

BK38 k. A. -/-

BK39 k. A. 1,20

BK40 k. A. 1 00

BW 16/1 3,80 2,00

BK41 2 1 O (Spülunq?) 1,10 *) Bohrung BK 36 wurde ausgebaut, musste jedoch nach 3 Messungen zurückgebaut werden




g


Einschnitt- Station bezogen Abstand Gradiente - OK Be- GW-Messstelle

Nummer auf Achse 1 messungswasserstand [m]

6.1 5+515 - 5+530 -/-

6.2 5+610 - 6+160 -/- BK36a

6.3 6+ 160 - 6+490 >-1,50-+400*) j +: Wasserstand oberhalb der Gradiente


Baugrundverhältnisse . Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden.

Damm6.1 Station 5+305- 5+315 Im Bereich der Dammschüttung hinter dem geplanten Widerlager BW 13 wurden unter einer geringmächtigen Mutterbodenauflage von etwa 0, 10 - 0, 15 m bis in eine Teufe von ca. 2,0 m zersetzter Sandstein des Homogenbereiches 7. angetroffen. Primäre Gefügestrukturen sind meist in Ansätzen erkennbar, das Gestein ist jedoch total zerbrochen Unterlagert werden diese von angewitterten, relativ festen Sandstein mit zwischengeschalteten tonigen Lagen. Diese Abfolge wird dem Homogenbereich 9 zugeordnet.

Einschnitt 6. 1 Station 5+315 - 5+530 Unterhalb des ca. 0, 15-0,20 m mächtigen schwach humosen Oberbodens wurden bis in eine Teufe von max. ca. 2,5 m u: GOK zersetzter Sandstein rotbrauner Farbe erbohrt (Homogenbereich 7). Dieser Sandsteinzersatz geht unmittelbar in festen Sandstein des Homogenbereiches 9 über. Innerhalb dieser rotbraunen Sandsteine treten untergeordnet tonige Zwischenlagen auf. Für Proben des Homogenbereichs 9 wurden einaxiale Druckfestigkeiten von cru = 17,6 MPa - 59,2 MPa ermittelt.

Damm6.2 Station 5+530 - 5+545 Im Bereich der Dammschüttung hinter dem geplanten Widerlager BW ·15 wurden unter einer geringmächtigen Mutterbodenauflage von etwa 0, 10 - 0,20 m bis in eine Teufe von ca. 2,0 m u. GOK quartare Decklehme erkundet. Diese wurden als toniger, feinsandiger bis stark feinsandiger, z.T. kiesiger Schluff weitgehend weicher bis steifplastischer Konsistenz angesprochen. Im liegenden wurde bis etwa 3,6 m u. GOK ein stark verwitterter bis zersetzter Sandstein rotbrauner Farbe erbohrt, der weitgehend Lockergesteinseigenschaften aufwies und in den Homogenbereich 7 gestellt werden kann. Basierend auf den Ergebnissen angrenzender Aufschlüsse handelt es sich hierbei im



g Wesentlichen um einen stark sandigen Schluff mit Übergängen hin zu einem schluffig tonigem Sand. Nach DIN 18 196 ist hierbei überwiegend mit den Bodenarten SU, SU*, ST, ST* bis vereinzelt um TL; TM und UL zu rechnen. Die Lagerungsdichte wurde über einen SP-Test als mitteldicht klassifiziert. Bis zur Endteufe von 10,00 m u. GOK ist der angewitterte, relativ feste Sandstein aufgeschlossen. Dieser von vereinzelten tonigen Zwischenlagen durchzogene Felshorizont kann dem Homogenbereich 9 zugeordnet werden.

Damm6.3 Station 5+590- 5+610 Die Baugrundverhältnisse im Bereich der Dammschüttung hinter dem Widerlager BW 15 entsprechen weitgehend denen des Dammes 6.2.

Einschnitt 6.2 Station 5+610- 6+160 Über weite Teile des Einschnittes folgen unter einer geringmächtigen Mutterbodenauflage bis in eine Teufe von bis zu 1,5 m quartäre Decklehme. Hierbei handelt es sich um Sand-SchluffGemische mit wechselnden Ton-, Sand- und Kiesanteilen. Teilweise können sie von Hangschutt durchsetzt sein. Bodenmechanisch sind sie als leichtplastische Schluffe (UL) bzw. als mitteldicht gelagerte Sand-Schluff-Gemische (SU-SU*) anzusprechen. Bis etwa Station 5+ 700 scheint nach den Bohrergebnissen der Decklehm zu fehlen, bis etwa Station 5+975 werden die Decklehme von stark verwitterte bis zersetzte Sandsteine des Homogenbereichs 7 unterlagert. Primäre Gefügestrukturen sind meist in Ansätzen erkennbar, das Gestein ist jedoch total zerbrochen. Diese werden ab einer Teufe von ca. 1,0 - 3,5 m von einem angewitterten, relativ festen Sandstein unterlagert. Dieser von vereinzelten tonigen Zwischenlagen durchzogene Felshorizont wird dem Homogenbereich 9 zugeordnet. Bei diesen Sandsteinen handelt es sich um überwiegend rote bis rotbraune, feinkörnige dichte Gesteine, die sich durch ihre ausgeprägte Schrägschichtung auszeichnen. Einfallrichtung und -winkel der Schrägschichtungskörper differieren - soweit im Bohrkern erkennbar - deutlich. Vielfach ist das Gestein unregelmäßig entfärbt. Eingeschaltet in die Sandsteine sind tonige Zwischenlagen in unregelmäßiger Verteilung und wechselnden Mächtigkeiten vom cm- bis dm-Bereich. Sowohl diese Lagen als auch Ton-Linsen innerhalb der Sandsteine neigen im Wasserlagerungsversuch zur Auflösung (s. Anlage 5).

In den Bohrungen BK 36 bis BK 38 wurden in unterschiedlicher Teufenlage bezogen auf GOK stark verwitterte bis teilweise zersetzte Sandsteine der Homogenbereiche 7 und 8 angetroffen. Etwa ab Station 5+975 werden die quartären Deckschichten des Homogenbereichs L von max. 5,2 m mächtigem Ton-/Schluffsteinzersatz unterlagert (Homogenbereich 4). Dieser weist weitgehend Lockergesteinsqualität auf, primäre Gefügestrukturen sind kaum oder nur noch ansatzweise erkennbar. Ab ca. 2,0 - 6,4 m unter GOK stehen zunehmend bessere, stark verwitterte Tonsteine des Homogenbereichs 5 an.



Einschnitt 6.3 Station 6+160- 6+490 Der Schichtenaufbau ist dem im zweiten Teil des Einschnitts 6.2 (ab etwa Station 5+975) ähnlich, die Mächtigkeit der quartären Decklehme beträgt bis max. 2,0 m. Diese werden von 1,0 - 3,4 m Ton-/Schluffsteinzersatz des Homogenbereichs 4 unterlagert. Darunter stehen zunehmend bessere, stark verwitterte Ton- und Schluffsteine des Homogenbereichs 5 an. Gänzlich oder nur wenig verwitterte Ton- und Schluffsteine des Homogenbereichs 6 wurden nicht erbohrt, im Bereich des Bauwerks 16 (siehe Kapitel 3.2.16) wurden die tiefere Partien teilweise dem Homogenbereich 5- 6 zugeordnet.


Natürlicher Wassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Schwankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereiche dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 ersichtlich zu entnehmen.

Homogenbereich Wn min. Wn--- Wn mittel

L 7,9% 22,9% 15,0%

41397 BK38 41224 BW 15/1

4 10,7% 27,8% 17,0%

41401 BK39 41247 BK 40

5 1 Versuch 1 Versuch 12,1%

41793 BK41

7 8,4% 20,3% 12,2%

41399 BK38 41780 BW 15/2

8 - / - - / - - / -

9 -/- - /- -/-





g Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- T u s G Boden-

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] [%] [%] [%] art

BW 15/2 41779 2,4-2,5 L 13 35 35 17 UL/ SU*

BK 37 41396 1,0 - 1,3 7 0 41 56 3 SU*

BK41 41253 1,9-2,0 4 8 74 4 14 TM Tab. A6.6 Kornverteilung nach DIN 18 123



Nr. Nr. [m u. GOK] bereich feucht trocken an teil zahl art

BW 13/2 41932 5,0- 5,3 9 2,13 - - - -BW 14/1 41933 5,8-6,0 9 2,18 - - - -BK34 41934 5,2 - 5,5 9 2,14 - - - -

BK36a 41935 13.4 - 13,7 9 2,22 - - - -BK37 41936 6,1-6,35 9 2,21 - - - -BK37 41396 1,0 - 1,3 7 2,01 1,75 33,9 0,513 SU*

BW 16/1 41228 1,6-1,9 4 2,17 1,86 29,8 0,425 -Tab. A6.7 Dichte nach DIN 18 125

Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 137 An einer Probe des Homogenbereichs 5 wurde ein Versuch zur Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 138 durchgeführt.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasserge- Scherwinkel Kohäsion

Nr. Nr. fm u. GOKl bereich halt fo/ol <1> r1 fkN/m21 BK 39 41400 2,5 - 2,6 4 16,9 30,7 28,4


Festigkeitsuntersuchungen an Felsproben Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden im Bereich des geplanten Brückenbauwerkes 5 Kernprobe untersucht. Die Versuche wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt. Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich.



.g Der Einaxiale Druckversuch dient zur Ermittlung des Festigkeits- und Verformungsverhaltens von Gesteinen. Die Versuchsdurchführung erfolgte entsprechend den Empfehlungen der DGGT bzw. nach DIN EN 1926. Der Probendurchmesser betrug hierbei ca. 100 mm.

In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Verhältnis von Höhe/Durchmesser< 2 zu hohe Festigkeitswerte (crversuc11) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfestigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahme- Homo- Abmessung <l'versuch <l'u

Nr. Nr. t iefe genbe- H/D [MN/m2] [MN/m2

]

(m u. GOK] reich

BW 13/2 41932 5,0-5,3 9 1,85 28,6 28,3

BW 14/1 41933 5,8-6,0 9 1,20 64,1 59,2

BK .34 41934 5,2 - 5,5 9 1,54 18,3 17,6

BK36a 41935 13,4-13,7 9 1,88 26,7 26,5

BK .37 41936 6,1 -6.35 9 1,94 36,8 36,7


Zusammenstellung der bodenmechanischen Kennwerte Für die erdstatischen Berechnung können aus den ermittelten Werten in Verbindung mit ähnlich gelagerten Untersuchungsergebnissen die nachfolgend aufgelisteten Werte angesetzt werden. wobei für den jeweiligen Nachweis die ungünstigeren Werte maßgebend sind.


]


Reibungswinkel q> = 25,0- 27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

)



Homogenbereich 4 zersetzter Ton-Schluffstein (weitgehend Lockergesteinscharakter) Bodengruppe: TL, TM, TA, UM, GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 [kN/m3

]




Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)

Homogenbereich 5

Seite 86

<p = 20,0 - 25,0° c = 10,0 - 50,0 [kN/m2

]

Es= 10,0 - 20,0 [MN/m2]

<Ju = 0, 10 - 0,30 [MN/m2]

'tmf = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

<Js = 1,2 - 1,5 [MN/m2]

verwitterter- stark verwitterter Ton-Sehluftstein Feuchtwichte y = 20 - 22 [kN/m3

]

Wichte unter Auftrieb y' = 1 O - 12 [kN/m3]


]



Mantelreibung (Bruchwert) 'tmt = 0,06- 0,08 [MN/m2]

Homogenbereich 6 angewitterter -Ton-Sehluftstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert} Pfahlspitzendruck (Bruchwert)


y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 - 15 [kN/m3]

<p = 25,0 - 30,0° c = 50,0-150,0 [kN/m2

]

Es = 50,0 - 200,0 [MN/m2]

<Ju = 0,50 - 3,0 [MN/m2]

'tmr = 0, 15 - 0,4 [MN/m2]

<J5 = 1,5 - 4,0 [MN/m2]

Bodengruppe: SU*, SU, ST, ST, GU, GU* nach DIN 18196 Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul


Homogenbereich 8 verwitterter Sandstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb

y = 20 - 21 [kN/m3]

y' = 10 - 11 [kN/m3)

q> = 30- 35° c = 0,0 - 2,0[kN/m2

]

Es = 25,0 - 40,0 [MN/m2] mitteldichte Lagerung


'tmf = 0,08- 0, 12 [MN/m2]

y = 21 - 23 [kN/m3]

y' = 11 - 13 [kN/m3]

g



Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul .


Bautechnische Hinweise

Damm 6. 1 3+305 - 3+315 Damm 6.2 5+530-5+545

Damm 6.3 5+590- 5+610

Seite 87

cp = 30- 35° c = 10,0 - 30,0[kN/m2

]

Es = 50,0 - 100,0 [MN/m2]

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 -15 [kN/m3]

cp = 25,0 - 30,0° c = 80,0 - 400,0 [kN/m2

]

Es = 100,0 - 300,0 [MN/m2]

cru = 5,0 - 30,0 [MN/m2]

tm1 = 0,2 - 0,5 [MN/m2]

<rs = 4,0 - 8,0 [MN/m2]

g

Die oberflächennahen zersetzten Sandsteine weisen im Bereich dieser Dammschüttungen aufgrund ihrer Lag~rungsdichte mitt.lere bi~ gute Baugrundsteifigkeiten auf. Es kann von einer abgeminderten Beeinflussung des Setzungsverhaltens durch die Widerlager der Bauwerke 13 und 15 ausgegangen werden. Nach Feststehen der tatsächlich abzutragenden Lasten für beide Bauwerke sowie nach Festlegung der zu verwendenden Dammbaustoffe sind die zu erwartenden Setzungen im Rahmen der Ausführungsplanung zu überprüfen. Aufgrund der geringen Höhe der Dammschüttungen ist von Setzungen auszugehen, die deutlich unter denen der Bauwerksgründungen liegen (Bauwerk 15: geschätzte Setzung 6 - 8 cm ohne Bodenaustausch). Nach dem Abtrag des Oberbodens sind eventuell anstehende aufgeweichte Böden im Bereich der Gründungssohle prinzipiell auszutauschen und durch gut zu verdichtendes Steinmaterial zu ersetzen.

Einschnitt 6. 1 5+315 - 5+530

Einschnitt 6.2 5+610- 6+160 (bis etwa Station 5+975) Einschnitt 6.1 und in Teilen Einschnitt 6.2 werden in angewitterten bis schwach verwitterten Sandsteinen aufgefahren. Diese Einheiten werden hinsichtlich der geplanten max. Böschungsneigungen von 1 :1,5 keine größeren Probleme bereiten. Ggf. lokal standsicherheitsmindernde Einflüsse sind im Wesentlichen durch das Auftreten einzelner Lagen/Zonen stark verwitterter bis zersetzter Sandsteine, insbesondere im Einschnitt 6.2, sowie durch das Trennflächengefüge gegeben. Hier lassen die vorhandenen (Bohr-) Aufschlüsse Aussagen über die Klüftigkeit und mit Einschränkungen über



g das Schichteinfallen zu. Nach der geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach ist mit einem flachen süd-/südöstlich gerichteten Schichteinfallen zu rechnen (0 - 20°). Diese Einfallswinkel werden durch die Bohrungen prinzipiell bestätigt, wobei jedoch keine eindeutigen Aussagen zur Einfallsrichtung getroffen werden können. Teilweise sind die Sandsteine stark geklüftet. Die Ausführung der Böschung soll gern. den Vorgaben der Straßenbauverwaltung (siehe Kapitel 4.2) mit einer Neigung von 1 : 1,5 erfolgen. Aufgrund des Trennflächengefüges sowie durch das Auftreten stark bis vollständig entfestigter Lagen kann es lokal zum Abgleiten kleinerer Kluftkörper kommen. Daher sollten die stark bis vollständig zersetzten Bereiche, das Trennflächengefüge sowie evtl. auftretende Schichtwasseraustritte bauzeitlich ingenieurgeologisch erfasst werden, um hier zusätzlich erforderliche Sicherungsmaßnahmen in Form von einzelnen Felsnägeln bzw. lokalen Spritzbetonplomben festlegen zu können. Die überlagernden Decklehme und die zersetzten Sandsteine sollten ggf. etwas stärker abgeflacht werden. Um Erosionsschäden in diesen Bereichen (Homogenbereiche L und 7) zu vermeiden, sind bereits bauzeitlich geeignete biologische Sicherungsmaßnahmen o. ä. einzuplanen. Ggf. austretendes Schichtwasser, z. B. nach Starkregenereignissen, ist durch geeignete Maßnahmen zu fassen und abzuleiten. Die ggf. erforderlichen Sicherungsmittel sind im Zuge der Ausschreibung als Eventualpositionen abzufragen.

Einschnitt 6.2 5+610 - 6+160 (ab etwa Station 5+975)

Einschnitt 6.3 6+160- 6+490 Diese Abschnitte werden überwiegend in zersetzten Ton-/Schluffsteinen, teilweise in verwitterten bis stark verwitterten T on-/Schluffsteinen aufgefahren. Standsicherheitsmindernd wirkt sich hier ggf. das Trennflächengefüge sowie die prinzipielle Verwitterungsanfälligkeit dieser Gesteine aus. Nach der geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach ist mit einem flachen nordöstlich gerichteten Schichteinfallen zu rechnen (0 - 20°). Diese Einfallswinkel werden durch die Bohrungen prinzipiell bestätigt. Teilweise sind die Ton-/Schluffsteine stark geklüftet. Die Ausführung der Böschung soll gern. den Vorgaben der Straßenbauverwaltung (siehe Kapitel 4.2) mit einer Neigung von 1 : 1,5 erfolgen. Das Trennflächengefüge sollte bauzeitlich ingenieurgeologisch erfasst werden, um hier ggf. lokal zusätzlich erforderliche Sicherungsmaßnahmen festlegen zu können. Aufgrund des Trennflächengefüges sowie der Verwitterungsanfälligkeit sollten die anstehenden Lockergesteine sowie die überlagernden Decklehme ggf. etwas stärker abgeflacht werden. Um Erosionsschäden in diesen Bereichen (Homogenbereiche L und 4) zu vermeiden sind bereits bauzeitlich geeignete biologische Sicherungsmaßnahmen o. ä. einzuplanen. Das gern. Bemessungswasserstand zu erwartende Schichtwasser ist durch geeignete Maßnahmen zu fassen und abzuleiten. Die ggf. erforderlichen Sicherungsmittel sind im Zuge der Ausschreibung als Eventualpositionen abzufragen.



g Umwelttechnische Untersuchung

Für eine Beurteilung der im Zuge der Auskofferung der Einschnitte anfallenden Massen hinsichtlich ihrer Weiterverwendung wurden aus unterschiedlichen Homogenbereichen in den Einschnitten Mischproben zusammengestellt und einer chemisch-analytischen Untersuchung nach LAGA-Boden unterzogen.

In der Bodenmischprobe gbm42367 (Sandstein) wird für keinen Parameter der ZO-Zuordnungswert der LAGA-Boden überschritten. Das Material der Bodenmischprobe gbm42367 kann unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als ZO-Material im uneingeschränkten offenen Einbau wiederverwertet werden. Das Material der Bodenprobe gbm41793 (Tonstein) übersteigt für den Parameter pH-Wert im Eluat den Z1 .1-Zuordnungswert, hält jedoch für die übrigen Parameter der LAGA Boden die ZOZuordnungswerte ein. Der pH-Wert lässt sich durch die Zusammensetzung des untersuchten Materials erklären (Kalk). Das Material der Bodenprobe gbm41793 kann als ZO-Material am Ausbauort wiederverwertet oder einer Erdstoffdeponie angeliefert werden.




Achse 1 Station 6+500 bis 7+840 Bauwerk 17 Unterführung des Salzschlirfer Weges Bauwerk 18 Brücke über die DB-Strecke Gießen - Alsfeld - Fulda,· die Lauter und

einen Wirtschaftsweg Bauwerk 19 Unterführung eines Wirtschaftsweges Bauwerk 20 Brücke über die Achse 461

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an den Abschnitt 6 an. Über die Achse 461 erfolgt der Anschluss an die B 254 im Südosten von Angersbach.


Damm7.1 6+490 6+940 10,5

Damm 7.2 7+260 7+330 9,5 Einschnitt 7.1 7+330 7+430 0,8

Damm 7.3 7+430 7+840 4,3

Tab. A 7 .1 Streckendaten

Die Achse 461 sowie die Bauwerke 17 (Unterführung Salzschlirfer Weges), 18 (Brücke über die DB-Strecke Gießen - Alsfeld - Fulda, die Lauter und einen Wirtschaftsweg}, 19 (Überführung eines Wirtschaftsweges) und 20 (Brücke über die Achse 461) werden gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.1.16 sowie Kapitel 3.2.17 - 3.2.20), die Ergebnisse der Bauwerksbohrungen fließen teilweise in die nachfolgende Beurteilung ein. Von Bauwerk 18 werden für die hier vorliegende Baugrundbeurteilung nur die Ergebnisse der Widerlagerbohrungen BW 18/1 und BW 18/6 (unmittelbarer Anschlussbereich an die Dämme 7 .1 und 7.2) berücksichtigt.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse verläuft in NNW-SSE-Richtung, sie überfährt das flach nach SE abfallende Gelände auf einem bis zu 10,5 m hohen Damm. Zwischen Station 6+940 und Station 7+255 wird auf Bauwerk 18 das Tal der Lauer überquert. Im Anschluß daran_ schwenkt die Trasse in einer leichten Linkskurve in NW-SE-Richtung. Etwa bei Station 6+ 793 und 7 +485 queren Wirtschaftswege die aufzuschüttenden Dämme (Bauwerke 17 und 19), bei Station 7+566 wird der Einschnitt der Achse 461 (Verbindung zur B 254 alt) mit dem Bauwerk 20 überquert.

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 7 einschließlich der Bauwerksbohrungen 19 Kernbohrungen abgeteuft. Von den Bohrungen des Bauwerks 18 werden nur die Bohrungen im Bereich der geplanten Widerlager (BW 18/1 u. BW 18/6) berücksichtigt. Eine Zusammenstellung der für diesen Abschnitt relevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.



g Bezeichnung Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe Endteufe Endtiefe Aufschluss [m NN1 (m] (m NN1

BK42 3532 057,29 5610 947,76 274,60 6,0 268,60 BK43 3532 147,49 5610 816,54 266,97 8,0 258,97

BW 17/1 3532 166,31 5610 717,55 263,88 10,0 253,88 BW 17/2 3532 220 90 5610 712,82 262,85 10,0 252,85 BW 18/1 3532 242,25 5610 575,75 255 96 15,0 240,96 BW 18/6 3532 345,67 5610 275,71 254,02 15,0 239,02 BK48 3532 394,44 5610 141 ,07 264, 15 6,0 258,15

BW 19/1 3532 402,32 5610 052,84 262,40 8,0 254,40 BW 19/2 3532 506,40 5610095,17 266,73 8,0 258,73 BW 20/1 3532 466,18 5610 014,09 264, 11 10,0 254, 11 BW 20/2 3532 488,43 5609 982,03 264,27 10,0 254,27 BK 461/1 3532 545,94 5610 024,49 268,45 9,0 259,45 BK 461/2 3532 625,15 5609 973,72 274,84 10,0 264,84

BK50 3532 521 ,88 5609 938,37 265,61 8,0 257,61 BK51 3532 602,88 5609 849,88 270,89 6,0 264,89

Tab. A7.2 Zusammenstellung der berücksichtigten Kernbohrungen


Labor- und Feldversuche Aus allen Bohrungen wurden·in den für diesen Abschnitt relevanten Baugrundeinheiten Sonderproben zur Untersuchung der boden- und felsmechanischen Eigenschaften entnommen.

Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt (ohne die Bohrungen BW 18/2 bis BW 18/5):

• 59 Wassergehal~sbestimmungen DIN 18 121 • 6 Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 • 4 Kornverteilungen DIN 18 123 • 9 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 3 Einaxiale Druckversuche an Felsproben nach DIN EN 1926

Im Rahmen der Bohrarbeiten wurden weiterhin zur Untersuchung der Baugrundsteifigkeiten bzw. Baugrundfestigkeiten Feldversuche im Bohrloch vorgenommen; es handelte sich hierbei um insgesamt • 16 Standard-Penetration-Tests nach DIN 4014 (ohne BW 18/2 bis BW 18/5)




g Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (Anlage 3.1.4) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren: Die geplante Trasse liegt geologisch gesehen innerhalb des zentralen Lauterbacher Grabens. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach verläuft der gesamte Abschnitt in Ton- und Sehluftsteinen des Oberen Keupers, das Untersuchungsgebiet wird oberflächenhaft zum Teil von Lößlehmen sowie den fluviatilen Auenablagerungen der Lauter eingenommen. Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde in den meisten Bohrungen Grundwasser angetroffen. Zwei Bohrungen (BW 18/1 , BW 20/2) wurden zu GW-Messstellen ausgebaut. Für den Bereich des Bauwerks 18 ist davon auszugehen, dass die im Nahbereich der Lauter gelegenen Grundwasserstände mit dem Wasserspiegel des Vorfluter kommunizieren. Das Grundwasser kann aufgrund der bindigen und somit relativ wasserundurchlässigen Decklehmauflage leicht gespannt ausgebildet sein. Im Bereich des Bauwerkes 20 wurden zum teil stark differierende Grundwasserverhältnisse zwischen benachbarten Bohrungen festgestellt, hier sind insbesondere die artesischen Verhältnisse in der Bohrung BW 20/2 bemerkenswert (siehe auch Kapitel 3.2.20). Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in den verpegelten Bohrungen letztmalig am 15.11 .2006 gemessenen Wasserstände aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt. Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.

Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungs-

[m u. GOK) wasserstand [m u. GOK)

BK42 k. A. 1,00

BK43 4,50 7 1,0 <Soülunq?) *) 0,50

BW 17/1 2,20 7 1,00 (Soüluna?) 1,00

BW 17/2 5,50 7 4,40 (Spülung?) 1,00 BW 18/1 (2") 4,56 3,50

BW 18/6 1,62 (SpülunQ?) 0,50

BK48 2 1 O (Spülung?) 1 10

BW 19/1 2,60 7 1,40 (Spülunq?) 0,50

BW 19/2 2,6 7 2 00 1,00

BW20/1 3,20 7 3,70 1,00

BW 20/2 (2") +0,.50 Druckspiegel: +0,50 m

BK 461/1 1,84 (Soülunq?) 1,00

BK 461/2 4,70 7 5 20 3.70

BK50 7 0,10 GOK

BK 51 2, 10 (Spülunq?) 1, 10





g

Bezogen auf die Einschnitte erg~ben sich die nachfolgenden Abstände Gradiente - Bemessungswasserstand:

Einschnitt- Station bezogen Abstand Gradiente - OK Be- GW-Messstelle Nummer auf Achse 1 messungswasserstand [m]

7.1 7+350 - 7+400 -/- -/-

Tab. A?.4 Abstand Bemessungswasserstand - Gradiente in den Einschnitten

Baugrundverhältnisse Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältni'sse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar. Die Mächtigkeit des humosen Oberbodens wurde in diesem Abschnitt mit max. 0,3 m ermittelt, die Mächtigkeit der quartären Deckschichten des Homogenbereichs L beträgt im allgemeinen zwischen 0,2 m bis max. 3,1 m. In der Talaue der Lauter (Bauwerk 18, siehe Kapitel 3.2.18} beträgt die Mächtigkeit bis zu 5,8 m. Die quartären Deckschichten werden von Festgesteinen unterschiedlicher Verwitterungsgrade der Homogenbereiche 4 bis 6 unterlagert. In den Bohrungen BW 19/2 und.BK 461/2 wurde ein harter bis sehr harter quarzitischer Sandstein (Homogenbereich 9) erbohrt.

Damm 7.1 Station 6+490 - 6+940 Der Damm überfährt das nach SE zur Talaue der Lauter abfallende Gelände im Bereich der sog. Eisengrube. Etwa bei Station 6+790 überquert er den Salzschlirfer Weg (Bauwerk 17, siehe Kapitel 3.2.17). Den südöstlichen Abschluss wird das Widerlager des Bauwerks 18 bilden (BW 18/1 ). Unterhalb des Oberbodens stehen quartäre Decklehme mit einer Mächtigkeit bis zu 3, 1 m an. Es handelt sich hier um tonige Schluffe mit wechselnden Sand- und Kiesanteilen. Bodenmechanisch werden sie als mittel- bis ausgeprägt plastische Ton von weicher bis halbfester Konsistenz angesprochen.

In allen Bohrungen wurden unter den quartären Decklehmen stark verwitterte bis zersetzte Tonund Schluffsteine des Homogenbereiche 4 erbohrt. Diese werden unterlagert von stark verwitterten Ton- und Schluffsteinen des Homogenbereichs 5. Die zersetzten Gesteine des Homogenbereichs 4 weisen in den Bohrungen BK 42, BK 43 und BW 17/2 eine graubraune Farbe auf, nach den SPTests handelt es sich um Gesteine in mitteldichter Lagerung bzw. von mäßig fester Konsistenz. In den Bohrungen BW 17/1 und BW 18/1 wurde Tonsteinzersatz von grauer bis graubrauner Farbe angetroffen. Die zersetzten Tonsteine reichen teilweise bis in eine Tiefe von ca. 4,9 munter GOK. Mit zunehmender Teufe nimmt die Felsqualität im Allgemeinen zu, hier wird das Gestein dem Homogenbereich 5 (stark verwitterter Tonstein) zugeordnet. Telweise sind den Ton- und Schluffsteinen harte graue Sandsteine von mehreren dm Mächtigkeit zwischengeschaltet.



g Damm 7.2 Station 7+260- 7+330 Im Anschluss an das südöstliche Widerlager des Bauwerks 18 (BW 18/6) überquert der Damm das zur Talaue der Lauter abfallende Gelände. Die Mächtigkeit der Decklehmauflage nimmt von 5,8 m im Bereich des Widerlagers bei BW 18/6 auf ca. 1,3 m beim Übergang zum Einschnitt 7.1 ab. Es handelt sich hier überwiegend um mittelplastische Tone (TM) mit Übergängen zu leichtplastischen Tonen (TL) nach DIN 18 196. Die nachgewiesenen Konsistenzen waren als überwiegend weichplastisch anzusprechen. Unterlagert werden die bindigen Decklehme von stark verwitterten bis weitgehend zersetzten Tonund Sehluftsteinen (Homogenbereich 4). Primäre Gefügestrukturen sind im Regelfall kaum noch zu erkennen, die Baugrundsteifigkeiten liegen jedoch deutlich über denen der im Hangenden befindlichen Decklehme (s. Kap. Bodenmechanische Kennwerte). Je nach Ausgangsgestein und Verwitterungsintensität zeigt diese Einheit 4 relativ stark wechselnde Kornabstufungen. Der Anteil an Gesteinsfragmenten des Ausgangsmaterials ist relativ hoch, es wurden Bodenarten wie GU, ST* und SU* angetroffen. Mit zunehmender Teufe stehen verwitterte bis stark verwitterte, stark geklüftete Ton- und Sehluftsteine des Homogenbereichs 5 an.

Einschnitt 7.1 Station 7+330- 7+430 Zwischen den Dämmen 7.2 und 7.3 gelegen werden in diesem Streckenabschnitt am linken Fahrbahnrand der geplanten Straße die quartären Decklehme mit einer Mächtigkeit von max. ca. 0,8 m angeschnitten . . Der Untergrund ist in diesem Bereich analog zum vorangegangenen Damm 7.2 aufgebaut. Die Gradiente kommt in den Decklehmen zu liegen, diese werden in geringer Tiefe von den stark verwitterten bis weitgehend zersetzten Ton- und Sehluftsteinen des Homogenbereichs 4 unterlagert.

Damm 7. 3 Station 7 +430 - 7 +840 Der Damm überfährt das flach nach Südosten ansteigende Gelände. Etwa bei Station 7 +485 wird ein Wirtschaftsweg (Bauwerk 19, siehe Kapitel 3.2.19) überquert, etwa bei Station 7+565 wird der Einschnitt der Achse 461 (siehe Kapitel 3.1 .16) auf einer Brücke (Bauwerk 20, siehe Kapitel 3.2.20) überquert. Unterhalb des humosen Oberbodens stehen bis zu 0,7 m Decklehme an. Es handelt sich um tonige Schluffe mit wechselnden Anteilen an Feinsand und Kies. Bodenmechanisch werden sie als mittelplastische Ton nach DIN 18 196 von überwiegend steifer bis halbfester, stellenweise auch weicher Konsistenz angesprochen. Diese werden von stark verwitterten bis weitgehend zersetzten dunkelgrauen Ton- und Schluffsteinen des Homogenbereichs 4 unterlagert. Die primäre Gefügestruktur ist weitgehend zerstört oder nur noch ansatzweise zu erkennen. Die im Bereich der Bauwerksbohrungen durchgeführten SP-Tests weisen auf halbfeste bis feste Konsistenzen bzw. auf mitteldichte Lagerungsverhältnisse hin. Ab einer Teufe von 2,0 - 4,8 m unter GOK stehen zunehmend weniger stark verwitterte dunkelgraue bis schwarze Ton- und Schluffsteine der Homogenbereiche 5 und 6 an. Diese überwiegend stark bis sehr stark geklüfteten Gesteine weisen nach den durchgeführten



Versuchen eine einaxiale Druckfestigkeit von cru = 50 MPa auf, die SP-Tests deuten auf eine mitteldichte Lagerung bzw. auf eine feste Konsistenz hin.

Laborversuche Im Rahmen des Erkundungsprogramms wurden zur Bestimmung der bodenmechanischen Parameter Labor- und Feldversuche durchgeführt, die nachfolgend zusammenfassend wiedergege~en

werden.

Natürlicher Wassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Sc~wankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereiche dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 zu '~ntnehmen.

Homoaenbereich Wnmin. Wn max. Wn mittel

L 12,2% 28,8% 22,7%

41162 BW 18/6 41235 BW 18/1

4 8,8% 25,4% ' 17,3%

41604 BK 461/2 41358 BW 20/1

5 7,1% 14,9% 10,4%

41408 BK50 41287 BW 17/2

6 -/- -/- -/-

9 -/- -/- -/-




Nr. Nr. [m u. GOK] bereich gehalt tätszahl tenzzahl art [%] lo lc

BK42 41254 0,9-1,0 L 28,4 20,2 0,515 TM

BK43 41261 1,9-2,0 L 19,3 32,1 1,193 TA

BW 18/1 41235 1,9-2,0 L 28,8 19,5 0,621 TM

BW 18/6 41167 3,0- 3,3 L 22,2 21,8 0,661 TM

BW 18/6 41163 4,9- 5,0 L 26,5 17,2 0,663 TM

BW 19/1 41350 1,9-2,0 L 25,6 21,6 0,656 TM




g Korngrößenverteilung nach DIN 18 123

An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrpßenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion

(Ton, Schluff, Sand, Kies}, sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargeste!lt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- T u s G Boden-Nr. Nr. [m u. GOKJ bereich (%] [%] [%] [%] art

BW 18/1 41235 1,9-2,0 L 15 49 36 0 TM BW 18/6 41164 5,9-6,0 4 17 15 55 13 SU*-ST* BW 19/1 41351 2,2-2,5 L 17 45 24 14 TM BW 20/2 41364 1,6-1 ,9 4 2 5 51 42 GU


Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125 An den nachfolgend aufgelisteten Proben aus diesem Abschnitt wurden Dichtebestimmungen nach

DIN 18 125 durchgeführt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Dichte Dichte Poren- Poren-. Bodenart Nr. Nr. [m u. GOK1 bereich feucht trocken an teil zahl

BK43 41264 2,0- 2,3 L 2,03 1,64 38,2 0,617 -BW 17/1 41233 2,0-2,3 4 2,08 1,71 35,4 0,547 -BW 17/2 41289 4,0 - 4,3 4 2,19 1,94 26,9 0,369 -BW 18/6 41167 3,0- 3,3 L 2,04 1,67 37,1 0,591 TM BW 18/6 41168 7,7 - 8,0 5 2,16 1,93 27,1 0,373 -BW 19/1 41351 2,2-2,5 L 2,01 1,60 39,5 0,653 TM BW 19/2 41355 1,0-1 ,3 L 2,00 1,60 39,7 0,659 -BW 19/2 41937 4,6-4,75 9 2,49 - - - -BW 20/1 41358 1,0-1 ,2 4 1,88 1,50 43,3 0,754 -BW 20//2 41364 1,6 - 1,9 4 2,21 1,89 28,7 0,403 GU BW20/2 41938 7,0 - 7,2 6 2,52 - - - -BK461/2 41939 5,4-5,6 9 2,50 - - - -

Tab. A7.8 Dichte nach DIN 18 125 ·

Festigkeitsuntersuchungen an Felsproben Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden im Bereich des geplanten Brü

ckenbauwerkes 3 Kernproben untersucht. Die Versuche wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt.




g Der Einaxiale Druckversuch dient zur Ermittlung des Festigkeits- und Verformungsverhaltens von Gesteinen. Die Versuchsdurchführung erfolgte entsprechend den Empfehlungen der DGGT bzw. nach DIN· EN 1926. Der Probendurchmesser betrug hierbei ca. 100 mm.

In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Verhältnis von Höhe/Durchmesser< 2 zu hohe Festigkeitswerte (oversuc11) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben· entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfestigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung <rversuch <ru

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich H/D [MN/m2] [MN/m2

]

BW 19/2 41937 4,6-4,75 9 1t11 72,6 65,9

BW20/2 41938 7,0- 7,2 6 1,24 54,3 50,5

BK 461/2 41939 5,4-5,6 9 1,05 ·98,8 88,8



Für die erdstatischen Berechnung können aus den ermittelten Werten in Verbindung mit ähnlich gelagerten Untersuchungsergebnissen die nachfolgend aufgelisteten Werte angesetzt werden, wobei für-den jeweiligen Nachweis die ungünstigeren Werte maßgebend sind.


]


Reibungswinkel q> = 25,0 - 27 ,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]




]

Wichte unter Auftrieb y' = 10 - 11 [kN/m3}

Reibungswinkel q> = 20,0 - 25,0° Kohäsion c = 10,0 - 50,0 [kN/m2

]





Homogenbereich 5

Seite 98

cru = 0, 10 - 0,30 [MN/m2]

'tmf = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

verwitterter - stark verwitterter Ton-Schluffstein Feuchtwichte y = 20 - 22 [kN/m3

]



]



Mantelreibung (Bruchwert) 'tmf = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

Homogenbereich 6 angewitterter -Ton-Schluffstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert)

Pfahlspitzendruck (Bruchwert)


y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12- 15 [kN/m3]

cp = 25,0 - 30,0° c = 50,0-150,0 [kN/m2

]

Es = 50,0 - 200,0 [MN/m2]

O"u = 0,50 - 3,0 [MN/m2]

'tmr = 0, 15 - 0,4 [MN/m2]

cr5 = 1,5 - 4,0 [MN/m2]

Damm 7.1 Station 6+490 - 6+940 Aufgrund der teilweise eingeschränkten Tragfähigkeit der quartären Deckschichten sind die oberflächlich angetroffenen weichen Böden im Bereich der Aufstandsfläch~ des Dammes ggf. auszubauen und durch geeignetes, nicht bindiges, gut verdichtungsfähiges Material (Verdichtbarkeitsklasse V1) zu ersetzen oder mit Bindemitteln zu vergüten, um eine Mindesttragfähigkeit sicherzustellen. Die unterhalb der quartären Deckschichten anstehenden Lockergesteinsböden und Festgesteine verfügen über ausreichende Trageigenschaften. Detaillierte Unterlagen zu den Dämmen liegen nicht vor, Aussagen über das Maß der quer zur Achse geneigten Geländeoberfläche und der sich daraus gern. Kapitel 4.1 erforderlichen Maßnahmen können keine getroffen werden. Ebenso liegen zum jetzigen Zeitpunkt keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Die nachfolgenden Angaben dienen daher lediglich der Orientierung, sie sind im Rahmen der Ausführungsplanung fortzuschreiben.

Setzung Bezüglich der abzutragenden Lasten und der damit zu erwartenden Setzungsbeträge wurde eine überschlägige Berechnung durchgeführt. Die maßgebenden Kennwerte sowie der Schichtaufbau

e~7223 Ortsumfahrung Lauterbach Seite 99


g wurden auf Grundlage der vorliegenden Lagepläne und Längsschnitte (Anlage 2.1.4 sowie [1] und [2]) im Bereich der Bauwerksbohrung BW 18/1 ermittelt und wie folgt angesetzt:


• max. Kronenbreite 11 ,0 m



Die Setzungen im Bereich der größten Mächtigkeit betragen bis zu 37 cm. Dieser Betrag kann bei

den unteren Bodenkennwerten der jeweiligen Homogenbereiche bis auf 60 cm ansteigen, er setzt sich zusammen aus der Setzung der maßgebenden Schicht (quartärer Decklehm, Homogenbereich L) sowie der unterlagernden Schichten (Homogenbereiche 4-5, 5, 6):

(1)

Gesamtsetzung (nur Untergrund, gute bis mittlere) Setzung maßgebende Schicht Homogenbereich L

Setzung liegende Homogenbereiche 4-5, 5, 6

10-18cm

6 -14 cm. 4cm

Durch einen Bodenaustausch (D = 1 ,0 m, Es= 100 MN/m2) lässt sich hier eine deutliche Verringe

rung sowohl der Gesamtsetzung als auch der Setzung der maßgebenden Schicht erreichen:

(2)


Setzung liegende Homogenbereiche 4-5, 5, 6

8-13 cm

4-9cm

4cm

Die Wechselwirkung zwischen Dammsetzung und bauwerksinduzierter Setzung von Bauwerk 18 wurde dabei noch nicht berücksichtigt. Die Angaben sind daher im Zuge der weiteren Ausführungsplanung zu überprüfen und fortzuschreiben

Liegezeit

Unter Ansatz einer angenommenen zulässigen Restsetzung von etwa 1 cm können aus den in den

erdstatischen Berechnungen angesetzten Parametern und den überschlägigen Setzungsbeträgen Liegezeiten des Dammes im Bereich der größten Höhe von ca. 5 Monaten (ohne Bodenaustausch) bis ca. 1,5 Monaten (mit Bodenaustausch 1,0 m) prognostiziert werden.

Damm 7.2 Station 7+260- 7+330 Die größte Mächtigkeit mit ca. 9,5 m erreicht dieser Damm unmittelbar angrenzend an das Wider

lager des Bauwerks 18 (BW 18/6). Aufgrund der insgesamt ähnlichen Schichtabfolge wie im Be

reich des Dammes 7.1 können hier die oben zu diesem Damm getroffenen Feststellungen übertra

gen werden.



g Einschnitt 7.1 Station 7+330- 7+430 Der Einschnitt durchfährt auf ganzer Länge quartäre Deckschichten. Aufgrund der geringen Einschnitttiefe sind keine besonderen Maßnahmen zu beachten (siehe auch Kapitel 4.2).

Damm 7.3 Station 7 +430 - 7 +840 Aufgrund der teilweise eingeschränkten Tragfähigkeit der quartären Deckschichten sind die oberflächlich angetroffenen weichen Böden im Bereich der Aufstandsfläche des Dammes ggf. auszubauen und durch geeignetes, nicht bindiges, verdichtbares Material (Verdichtbarkeitsklasse V1) zu ersetzen oder zu vergüten, um eine Mindesttragfähigkeit sicherzustellen. Die unterhalb der quartären Deckschichten anstehenden Lockergesteinsböden und Festgesteine verfügen über ausreichende Trageigenschaften.

Umwelttechnische Untersuchung In diesem Trassenabschnitt wird nur ein kurzer einseitiger Einschnitt in Lockergesteinen des Homogenbereichs L aufgefahren. Eine weitergehende umwelttechnische Untersuchung wurde für diesen Abschnitt nicht durchgeführt.




Achse 1 Station 7 +840 bis 8+585 Bauwerk 21 Überführung eines Wirtschaftsweges

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an den Abschnitt 7 an. Im hier betrachteten Abschnitt wird das Gelände in einem Einschnitt durchquert.


Einschnitt 8.1 7+840 8+585 6,1


Das Bauwerk 21 (Überführung eines Wirtschaftsweges) wird gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.2.21), die Ergebnisse der Bauwerksbohrung BW 21/1 fließen in die nachfolgende Beurteilung ein.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse verläuft in NW-SE-Richtung in einer leichten S-Kurve, sie durchquert eine flache Geländeerhebung in einem bis zu 6, 1 m tiefen Einschnitt. Etwa bei Station 8+335 quert ein Wirtschaftsweg den Einschnitt (Bauwerk 21 , siehe Kapitel 3.2.21).

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 8 einschließlich der Bauwerksbohrung 7 Kernbohrungen abgeteuft. Eine Zusammenstellung der für diesen Abschnitt relevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.

Bezeichnung Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe Endteufe Endtiefe Aufschluss [m NN] [m] [m NN]

BK52 3532 693,84 5609 771 ,77 278,26 6,0 272,26 BK53 3532 800,05 5609 696 79 284,41 80 276,41

BK53a 3532 899,39 5609 676,38 288,26 8,0 280,26

BK54 3532 220,90 5609 616,93 290,63 10,0 280,63 BW 2111 3533 117,20 5609581 ,13 291 ,97 9,0 282,97 BK55 3533 103,71 5609 556,13 291 ,33 9,0 282,33 BK56 3533 242,95 5609 496,33 288,36 7,0 281,36





Labor- und Feldversuche Aus allen Bohrungen wurden in den für diesen Abschnitt relevanten Baugrundeinheiten Sonderproben zur Untersuchung der baden- und felsmechanischen Eigenschaften entnommen.

Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 24 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 2 Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 • 2 Kornverteilungen DIN 18 123 • 2:Dichtebestimmungen DIN 18125 • 2 Einaxiale Druckversuche an Felsproben


• 1 Standard-Penetration-Test nach DIN 4014

Die Versuchsergebnisse werden in An lage 5 zusammengefasst, die Ergebnisse der SPT-Versuche in den Schichtenverzeichnissen der Anlage 8.

Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1 :2.000/100 (Anlagen 3.1.4 und 3.1.5) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren: Die geplante Trasse liegt geologisch gesehen inn,erhalb des zentralen Lauterbacher Grabens. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach verläuft dieser Abschnitt in Tonund Schluffsteinen des Unteren und Mittleren Keupers. Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde in den meisten Bohrungen Grundwasser angetroffen. Die Bohrung BK 55 wurde zu einer GW-Messstelle ausgebaut. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrung BK 55 letztmalig am 15.11 .2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt. Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen. um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.


[m u. GOK] wasserstand [m u. GOK]

BK52 k. A. 1,50

BK 53 1,20 (Spülung?) 1,00

BK53a 1,90 (Spülung?) 0,90

BK54 1, 70 (Spüluno?) 0,70



Bohrung Grundwasserstand Erkundung

mu.GOK

Empfohlener Bemessungs

wasserstand m u. GO

BW21/1 1,50 0 50 BK 55 2" 1,00

0 80



Einschnitt- Station bezogen auf Abstand Gradiente - OK Be- GW-Messstelle

Nummer Achse 1 messungswasserstand [m]

8.1 7 +840 - 8+585 -2,00 - +5,00 *) BK55 *) +: Wasserstand oberhalb der Gradiente



Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar. Die Mächtigkeit des humosen Oberbodens wurde in diesem Abschnitt mit 0, 1 - 0,3 m ermittelt, die Mächtigkeit der quartären Deckschichten des Homogenbereichs L beträgt im allgemeinen zwischen 0,5 m bis max. 1,4 m. Die quartären Deckschichten werden von Festgesteinen unterschiedlicher Verwitterungsgrade der Homogenbereiche 4 bis 6 unterlagert.

Einschnitt 8.1 Station 7+840- 8+585 Der Einschnitt durchfährt zunächst eine flache Geländeerhebung (nMaien") östlich von Angersbach. Etwa bei Station 8+335 soll ein existierender Wirtschaftsweg über den Einschnitt geführt werden. Bei den unterhalb des Oberbodens anstehenden quartären Decklehmen mit einer Mächtigkeit von bis zu 1,4 m handelt sich um tonige Schluffe von steifer bis halbfester Konsistenz. In allen Bohrungen wurden unter den quartären Decklehmen stark verwitterte bis zersetzte Tonund Schluffsteine des Homogenbereichs 4 mit einer Mächtigkeit von 1,3 - 4,0 m erbohrt. Die primären Gesteinsstrukturen sind weitgehend aufgelöst, die Bohrkerne waren intern total zerbrochen. In den Bohrungen BK 52 und BK 53 sind diese Gesteine braun bis graubraun/braungrau, im weiteren Verlauf des Einschnitts dominieren rote bis rotviolette und graue Farben. Sie werden unterlagert von stark verwitterten Ton- und Schluffsteinen der Homogenbereiche 5 und 6. Im Allgemeinen nimmt die Felsqualität mit zunehmender Teufe zu. Die Ton- und Sehtuffsteine sind überwiegend mäßig hart bis mittelhart, sie sind stark geklüftet, sodass die gewonnenen Bohrkerne meistens grob bis stark zerbrechen. Analog zu den überlagernden Ton- und Schluffsteinen des Homogenbereichs 4 kann ein Wechsel der dominierenden Farben festgestellt werden.



g In einigen Bohrungen wurden neben den Tonsteinen ebenfalls harte quarzitische Sandsteinlagen in unterschiedlicher Teufe erbohrt, die jedoch insgesamt keine Veränderung der Zuordnung zu den Homogenbereichen zur Folge haben.

Laborversuche Im Rahmen des Erkundungsprogramms wurden zur Bestimmung der bodenmechanischen Parameter Labor- und Feldversuche durchgeführt, die nachfolgend zusammenfassend wiedergegeben

werden.


Homoaenbereich Wnm1n. Wn max. Wn mittel

L 10,3% 23,4% 16,7%

41525 BK53a 41532 BK54

4 4,5% 31 ,2% 15,0%

41365 BW 21/1 41537 BK54

5 6,7% 15,4% 10,7%

41416 BK52 41530 BK53a

6 -/- -/- -/-


Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 An den nachfolgenden Probe.n wurden die Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 bestimmt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizi- Konsis- Bodenart

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich gehalt tätszahl tenzzahl

[%1 lp lc

BK52 41415 1,9-2,0 4 17,5 16,7 1,359 TM

BK56 41419 1,9-2,0 4 9,7 19,1 1,300 TL


Korngrößenverteilung nach DIN 18 123 An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb/Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion (Ton, Schluff, Sand, Kies), sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt:



g Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- T u s G Boden-Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] [%] [%] [%] art

BK54 41537 1,7 -2,0 4 28 63 8 1 UM-TM

BK54 41536 3,9-4,0 4 4 19 65 12 SU*


Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125 An den nachfolgend aufgelisteten Proben aus diesem Abschnitt wurden Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 bestimmt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Dichte Dichte Poren- Poren Boden-


BK53a 41531 3,0- 3,3 4 1,93 1,50 43,5 0,770 -BK54 41537 1,7-2,0 4 1,95 1,48 44,4 0,799 UM-TM

BK54 41940 5,0- 5,4 6 2,61 - - - -


Festigkeitsuntersuchungen an Felsproben Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden iril Bereich des geplanten Brückenbauwerkes 2 Kernproben untersucht. Die Versuche wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt. Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich.


In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Ei_nflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Verhältnis von Höhe/Durchmesser < 2 zu hohe Festigkeitswerte ( crversuch) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfestigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung O'versuch O'u

Nr. Nr. [m u. GOKJ bereich H/D ·rMNtm21 [MN/m2]

BK54 41940 5,0 -5,4 9 *) 1,99 78,8 78,7

BW 21/1 42478 6,6 -6,75 5 1,34 18, 1 17,1

*)Sandsteinlage innerhalb der Tonsteine




g Zusammenstellung der bodenmechanischen Kennwerte


Homogenbereich L Quartärer Decklehm Bodengruppe: TM, TL, UM, UL nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 19 - 20 (kN/m3

]


Reibungswinkel q> = 25,0 - 27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]


Mantelreibung (Bruc;;hwert) •mt = 0,02 - 0,04 [MN/m2] steifplastisch

Homogenbereich 4 zersetzter Ton-Schluffstein (weitgehend Lockergesteinscharakter) Bodengrup.pe: TL, TM, TA, UM, GU, GU*, SU* nach OIN 18196 Feuehtwichte y = 20 - 21 (kN/m3

]


Reibungswinkel q> = 20,0·- 25,0° Kohäsion c = 10,0 - 50,0 [kN/m2

]


Einaxiale Druckfestigkeit cru = 0, 10- 0,30 [MN/m2]

Mantelreibung (Bruchwert) •mt = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

Homogenbereich 5 verwitterter - stark verwitterter Ton-Schluffstein Feuchtwichte y = 20 - 22 [kN/m3

]


Reibungswinkel q> = 20,0 - 25,0° Kohäsion c = 30,Ö- 80,0 (kN/m2

]


Einaxiale Druckfestigkeit <>u = 0,20 - 0,50 [MN/m2]

Mantelreibung (Bruchwert) , 'tmt = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

Homogenbereich 6 angewitterter -Ton-Schluffstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 - 15 [kN/m3]

q> = 25,0 - 30,0° c = 50,0 - 150,0 [kN/m2

]



Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)


Einschnitt 8.1 Station 7+840- 8+585

Seite 107

Es = 50,0 - 200,0 [MN/m2]

cru = 0,50 - 20,0 [MN/m2]

tmr = 0, 15 - 0,4 [MN/m2]

crs = 1,5 - 4,0 [MN/m2]

g

Dieser Einschnitt wird über die gesamte Länge in zersetzten Ton-/Schluffsteinen, teilweise in verwitterten bis stark verwitterten Ton-/Schluffsteinen aufgefahren. Standsicherheitsmindernd wirkt sich hier ggf. das Trennflächengefüge sowie die prinzipielle Verwitterungsanfälligkeit dieser Gesteine aus. Nach der geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach ist mit einem flachen nordöstlich gerichteten Schichteinfallen zu rechnen (0 - 20°). Hiervon abweichend wurde in den Bohrungen BK 52 und BK 53 teilweise ein Schichteinfallen von bis zu 50° ermittelt. Größtenteils sind die Ton/Schluffsteine stark geklüftet. Die Ausführung der Böschung soll gern. den Vorgaben der Straßenbauverwaltung (siehe Kapitel 4.2) mit einer Neigung von max. 1 : 1,5 erfolgen. Aufgrund des Trennflächengefüges sowie der Verwitterungsanfälligkeit sollten die anstehenden Lockergesteine sowie die überlagernden Decklehme ggf. etwas stärker abgeflacht werden. Um Erosionsschäden in diesen Bereichen (Homogenbereiche L und 4) zu vermeiden sind bereits bauzeitlich geeignete biologische Sicherungsmaßnahmen o. ä. einzuplanen. Das Trennflächengefüge sollte bauzeitlich ingenieurgeologisch erfasst werden, um hier zusätzlich erforderliche Sicherungsmaßnahmen rechtzeitig festlegen zu können. Das gern. Bemessungswasserstand zu erwartende Schichtwasser ist durch geeignete Maßnahmen zu fassen und abzuleiten. Die ggf. erforderlichen Sicherungsmittel sind im Zuge der Ausschreibung als Eventualpositionen abzufragen.

Umwelttechnische Untersuchung Für eine Beurteilung der im Zuge der Auskofferung der Einschnitte anfallenden Massen hinsichtlich ihrer Weiterverwendung wurde aus dem Einschnitt 8.1 aus drei Bohrungen eine Mischprobe zusammengestellt und ebenso wie eine Mischprobe aus der Bohrung BK 53 einer chemischanalytischen Untersuchung nach LAGA-Boden unterzogen. In der Bodenmischprobe gbm41522 (Tonstein) wird für keinen Parameter der ZO-Zuordnungswert der LAGA-Boden überschritten. Der pH-Wert im Eluat ist mit pH 9, 1 geringfügig erhöht, was auf die Materialzusammensetzung (kalkhaltig) zurückzuführen ist. Das Material der Bodenmischprobe gbm41522 (52 / 2,9-3,0) kann unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 "Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als ZO-Material im uneingeschränkten offenen Einbau wiederverwertet werden. In der Bodenmischprobe gbm42369 (Tonstein / Schluffstein) wird für keinen Parameter der ZOZuordnungswert der LAGA-Boden überschritten. Das Material der Bodenmischprobe gbm42369 kann unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als ZO-Material im uneingeschränkten offenen Einbau wiederverwertet werden.





Station 8+585 bis 10+675 Überführung des Steinwegs Brücke über die L 3142 Landenhausen - Bad Salzschlirf Durchlass eines Baches

g

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an den Abschnitt 8 an. Über die Achsen 561 und 57 4 erfolgt der Anschluss an die L 3142 im Nordosten von Landenhausen. In diesem Abschnitt wird das Gelände auf drei Dämmen überfahren, die L 3142 wird auf einer einfeldrigen Brücke überquert.


Damm 9.1 8+585 9+360 2,9

Damm 9.2 9+390 10+320 14,5 Damm 9.3 10+350 10+665 16,5


Zwischen den Dämmen 9.1 und 9.2 wird über eine Länge von ca. 30,0 m das Gelände nach den vorliegenden Unterlagen in einer Tiefe von ca. 0,3 m angeschnitten. Wegen dieser geringen Tiefe wird dies nicht als separater Einschnitt gewertet.

Die Achsen 561 und 574 sowie die Bauwerke 22 (Überführung des Steinweges), 23 (Brücke über die L 3142) und 24 (Durchlass) werden gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.1.17 und 3.1.18 sowie Kapitel 3.2.22 bis 3.2.24), die Ergebnisse der Bauwerksbohrungen fließen teilweise in die nachfolgende Beurteilung ein.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse verläuft in gerader Richtung von WNW nach ESE, etwa ab Station 10+000 schwenkt sie in einer Rechtskurve in NW-SE-Richtung. Sie überfährt das flach bis kaum abfallende Gelände auf einem niedrigen Damm. Bei Station 9+360 wird das Gelände kaum merklich eingeschnitten, ab Station 9+390 wird es auf einem zunächst bis zu 4,9 m hohen Damm überquert. Etwa bei Station 9+550 wird ein Wirtschaftsweg über den Damm geführt (Bauwerk 22, siehe Kapitel 3.2.22}, ab Station 10+120 gewinnt der Damm wegen des tief eingeschnittenen Tals des Hainbachs rasch an Höhe, er schließt mit dem Nordwest-Widerlager des Bauwerks 23 (siehe Kapitel 3.2.23} ab.

Im Anschluss an das südöstliche Widerlager des Bauwerks 23 überquert die Trasse einen flachen Geländerücken zwischen dem Hainbach und dem Erlenbach, etwa bei Station 10+525 erreicht er seine größte Höhe, hier muss er über letzteren geführt werden (Durchlass Bauwerk 24, siehe Kapitel 3.2.24).


tngenieurgeologisches Gutachten

g

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 9 einschließlich der Bauwerksbohrungen sowie der Bohrungen der Achsen 574 und 561 23 Kernbohrungen abgeteuft. Da die im Abschnitt 1 O niedergebrachte Bohrung BK 70 nur knapp jenseits der Abschnittsgrenze liegt, wird sie hier ebenfalls berücksichtigt. Eine Zusammenstellung der für diesen Abschnitt relevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlage'n entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.


Aufschluss [m NNJ [m] [m NN) BK57 3533 374,40 5609 436,86 281 ,67 6,0 275,67 BK58 3533 483,88 5609 387,75 277,45 7,0 270,45 BK59 3533 625,32 5609 324,31 274,80 60 268,80 BK60 3533 812,35 5609 240,40 272,07 6,0 266,07 BK 61 3533 994,85 5609158,56 270,28 6,0 264,28

BW 22/1 3534 139,22 5609 033,01 268,85 6,0 262,85 BW 22/2 3534 215,36 5609 073,59 270,17 6,0 264,17 BK62 3534 177,32 5609 076,70 270,83 6,0 264,83 BK63 3534 342,73 5609 001,62 268,73 7,0 261 ,73 BK64 3534 432,63 5608 961 ,25 ·268,51 8,0 260,51 BK65 3534 613,62 5608 877,06 268,99 7,0 261,99 BK66 3534 742,61 5608 799,21 270,74 8,0 262,74 BK67 3534 818,97 5608 728,08 258,26 18,0 240,26

BK67a 3534 875,92 5608 732,48 255,89 15,0 240,89 BK 574/1 3534 945,02 5608 738,52 258,70 8,0 250,70 BK 574/2 3534 823,09 5608 892,82 271 ,84 6,0 265,84 BW 23/1 3534 849,83 5608 689,98 258,92 12,0 246,92 BW23/2 3534 890,16 5608 650,26 265,44 10,0 255,44 BK 561/1 3534 802 26 5608 606,76 268,80 6,0 262,80

BK68 3534 927,68 5608 600,87 262,07 10,0 252,07 BK68a 3534 990,17 5608 581 ,08 253,78 10,0 253,78 BK69 3534 984,46 5608 509,17 253,71 20,0 233,71

BW 24/1 3534 965,94 5608 486,76 254,38 10,0 244,38 BK70 3535 045,01 5608 372,10 269,45 6,0 263,45

Tab.A9.2 Zusammenstellung der berücksichtigten Kernbohrungen




g Labor- und Feldversuche Aus allen Bohrungen wurden in den für diesen Abschnitt relevanten Baugrundeinheiten Sonderproben zur Untersuchung der boden- und felsmechanischen Eigenschaften entnommen.

Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt (inkl. Bohrung BK 70): • 83 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 12 Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 • 16 Kornverteilungen DIN 18 123 • 3 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 1 Einaxialer Druckversuch an Felsproben nach DIN EN 1926 (zwei weitere Probe waren nicht

prüfbar)


• 5 Standard-Penetration-Tests nach DIN 4014


Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (Anlage 3.1.5 und 3.1.6) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren: Die geplante Trasse liegt geologisch gesehen am nordöstlichen Rand des Lauterbacher Grabens. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach verläuft der erste Abschnitt bis etwa Station 9+600 in Ton- und Schluffsteinen des Keupers. Zwischen den Bohrungen BW 62 und BW 63 wird laut geol. Karte eine Störung überquert, an welcher der Mittlere Buntsandstein gegen Oberen Muschelkalk und Unteren Keuper versetzt werden. Nach den vorliegenden Untersuchungsergebnissen erfolgt zwischen den Bohrungen BK 64 (Station 9+810) und BK 65 (Station 10+000) ein deutlicher Wechsel der Lithologie (Ton-/Schluffsteine ~ Sandstein). In Bohrung BK 65 wurden oberflächennah Kalk- und Mergelsteine erbohrt, die wahrscheinlich dem Oberen Muschelkalk zuzurechnen sind. Dies deutet auf eine breiter angelegte Störungszone mit dem Versatz einzelner Schollen hin. Das Untersuchungsgebiet wird oberflächenhaft zum Teil von Lößlehmen, Hangschuttmassen (Buntsandstein) sowie den Auenablagerungen von Hainbach und Rothebach eingenommen. Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde in 19 von 24 Bohrungen Wasser angetroffen, es wird jedoch nur bei 10 dieser Bohrungen vermerkt, dass Grundwasser angebohrt wurde. Bei den übrigen Bohrungen handelt es sich möglicherweise um Bohrspülung. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt.

e-72.23 Ortsumfahrung Lauterbach Seite 111




[m u. GOK] wasserstand [m u. GOKJ

BK57 3,20 (Spülung?) 2,20

BK58 2,70 (Spülung?) 1 70

BK59 3,90 & 4,20 2,90

BK60 5,00 7 4 ,80 *) 3,80

BK61 4,00 7 3,80 2,80

BW 22/1 3,50 7 3,40 2,00

BW 22/2 4,20 7 3,90 2 30

BK62 4,30 7 4,10 2,40

BK63 2, 1 O (Spüluna?) 1, 10

BK64 440 7 4,20 3 20

BK65 2,30 (Spülung?) 1,30

BK66 k. A. 6,30

BK67 2 60 (Spülung?) 1,60

BK67a 2, 10 (Spülung?) 1,10

BK 574/1 1,20 (Spüluna?) 0,50

BK 574/2 k.A.

BW 23/1 k. A. 3 50

BW 23/2 k. A. 8,50

BK 561/1 0,90 (Spülung?) 0 50

BK68 2,90 (Spüluna?) 6,00

BK68a 4,00 7 3, 1 O (Soüluna?) 2,10

BK69 1,60 7 0,90 (Spülung?) GOK

BW 24/1 1, 10 7 0,90 (SpOIUn!'.m GOK

BK70 k. A. -/-




Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar. Die Mächtigkeit des humosen Oberbodens wurde in diesem Abschnitt mit 0, 1 - 0,3 m ermittelt, die Mächtigkeit der quartären Deckschichten des Homogenbereichs L beträgt im allgemeinen zwischen 0,2 m bis max. 3,3 m, die Decklehme können jedoch auch vollständig fehlen. Die quartären Deck-



g schichten werden von Festgesteinen unterschiedlicher Verwitterungsgrade der Homogenbereiche 4 bis 12 unterlagert.

Damm 9.1 Station 8+585 - 9+360 Der Damm überfährt morphologisch nur wenig gegliedertes, leicht nach SE abfallendes Gelände. Unterhalb des Oberbodens stehen quartäre Decklehme mit einer Mächtigkeit bis zu 2,3 m an. Es handelt sich hier um tonige Schluffe bis schluffige Tone mit wechselnden Sandanteilen. Bodenmechanisch werden sie als mittelplastische Tone und Schluffe (TM-UM) von meist halbfester, selten steifer oder weicher Konsistenz angesprochen. In allen Bohrungen wurden unter den quartären Decklehmen stark verwitterte bis zersetzte, „bunte" Ton- und Schluffsteine des Homogenbereiches 4 erbohrt. Diese werden in den Bohrungen BK 57 und BK 58 von stark verwitterten Ton- und Schluffsteinen des Homogenbereichs 5 unterlagert. Sowohl die zersetzten Gesteine des Homogenbereichs 4 als auch die weniger stark verwitterten Gesteine des Homogenbereichs 5 sind überwiegend stark geklüftet.

Damm 9.2 Station 9+390- 10+320 Nachfolgend an einen ca. 30 m langen Abschnitt, in dem das Gelände nur geringmächtig angeschnitten wird, schließt sich weitgehend flaches Gelände an. Die Mächtigkeit der Decklehmauflage nimmt von ca. 2,0 m bei Station 9+390 bis auf wenige dm bei Station 10+000 (BK 65) ab. Es handelt sich um tonige Schluffe bzw. schluffige Tone, die bodenmechanisch als mittelplastische Tone (TM) mit Übergängen Sand/Ton bzw. Sand/Schluff-Gemische nach DIN 18 196 einzustufen sind. Mit Ausnahme von Bohrung BK 63 werden die bindigen Decklehme bis einschließlich Bohrung BK 64 von stark verwitterten bis weitgehend zersetzten „bunten" Ton- und Schluffsteinen (Homogenbereich 4) unterlagert.

In Bohrung BK 63 wurden unter 0,3 m Auffüllung und 0,7 m Decklehm fossilführende, teilweise stark geklüftete Kalk- und Mergelsteine erbohrt. Diese harten bis sehr harten, teilweise dolomitischen Festgesteine werden zusammenfassend in den Homogenbereich 1 O gestellt. Bis Station 10+320 stehen unter einer nur geringmächtigen bis nicht vorhandenen Decklehmauflage vollständig verwitterte Sandsteine des Homogenbereichs 7 sowie kaum bis stark verwitterte Sandsteine der Homogenbereich 8 und 9 an. Den südöstlichen. Abschluss wird das Widerlager des Bauwerks 23 bilden (BW 23/1).

In der Bohrung 23/1 wurde unterhalb des Decklehms (bis ca. 1,6 m u. GOK) bis in eine Teufe von etwa 3,5 m u. GOK stark sandiger Schluff bis stark schluffiger Sand (TM-TL bzw. SU* nach DIN 18 196) erbohrt. Ein SP-Test wies hier lediglich weichplastische Konsistenzen aus, was als Hinweis auf die beschränkten Baugrundtragfähigkeiten dieses Baugrundabschnittes gewertet werden kann (siehe Kapitel 3.2.23). Dieser weitgehend bindige Horizont kann in den Homogenbereich 4 (zersetzter Tonstein) bzw. 7 (zersetzter Sandstein) gestellt werden.



gm Damm 9.3 Station 10+350- 10+665 Im Anschluss an das südöstliche Widerlager des Bauwerks 23 (BW 23/2) überquert der Damm die zwischen einem flachen Geländerücken und dem Höhenrücken (Kalkberg I Hammels-Berg) eingeschnittene Talaue des Erlenbachs. Die unter dem Oberboden anstehende Decklehmauflage erreicht im Berech des Dammes eine Mächtigkeit bis zu 3,3 m. Sie wird aus tonigen Schluffen, teilweise auch aus Schluff-/Sand-Abfolgen gebildet, die bodenmechanisch als leicht- bis mittelplastische Tone und Schluffe (TL-TM, UL-UM) anzusprechen sind. Ihre Konsistenz liegt überwiegend im steifplastischen bis halbfesten Bereich, es wurden jedoch auch weichplastische bis breiige Partien angetroffen. In Bohrung BW 23/2 folgt bis in eine Teufe von ca. 2,6 m u. GOK ein zersetzter Tonstein des Homogenbereiches 4, der Lockergesteinseigenschaften in Form eines weitgehend mittelplastischen Tones aufweist. Dieser Ton bzw. die Decklehme werden von verwitterten Sandsteinen roter Farbe von insgesamt recht guten Tragfähigkeiten des Homogenbereichs 7 (mit Übergängen hin Z!J Homogenbereich 8, verwitterter Sandstein) unterlagert. Darunter folgen Sandsteine von mäßiger bis hoher Festigkeit. In diese sind vielfach Tonsteinlagen eingeschaltet, teilweise liegen Sandstein-Tonstein-Wechselfolgen vor.

Laborversuche Im Rahmen des Erkundungsprogramms wurden zur Bestimmung der bodenmechanischen Parameter Labor- und Feldversuche durchgeführt, die nachfolgend zusammenfassend wiedergegeben

werden . .


Homoaenbereich Wnm1n. Wn max. Wn mittel

L 8,6% 25,5% 16,8%

41568 BK63 41551 BK60

G (quartär) 12,1% 18,1% 13,8%

41785 BW 24/1 41798 BK69

4 9,8% 31 ,6% 21,1%

41574 BK64 41542 BK 58


41503 BW 22/2

6 -/- -!- -!-

7 4,6% 18,8% 11 ,3%

41809 BK 561/1 41637 BW 23/1

8 3,9% 11 ,2% 7,4%

41727 BK 574/2 41662 BK67



g Homogenbereich Wnmin_ Wn max. Wn mittel

9 -/- -/- -/-

11 8,0% 8,1% 8,05%

41569 BK63 41570 BK63

Tab. A9.4 ·Natürliche Wassergehalte der anstehenden Bodenarten


Bohrung Labor Nr. Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizi- Konsis- Boden-

Nr. [m u. GOK] bereich geh alt tätszahl tenzzahl art

[%] lp lc

BK 58 41540 0.9-1 ,0 L 11 ,2 17,4 1, 161 TL

BK59 41544 0,9-1 ,0 L 13,0 27,3 1,200 TM

BK59 41545 1,9-2,0 L 22,5 21 ,6 0,700 TM

BK60 41551 1,9-2,0 L 25,5 24,0 0,821 TM

BK62 41562 0,9-1 ,0 L 11 ,6 6,3 1,651 ST/SU

BK67a 41663 0,9 -1 ,0 L 17,4 19,4 1,300 TM

BW 23/1 41637 2,9- 3,0 7 18,8 12,3 0,600 TL

BK68a 41676 1,9-2,0 L 19,7 11, 1 0,400 TL 1

BK69 41794 0,9 -1,0 L 20,0 15,7 1,089 TM

BK69 41798 4,4-4,5 G (quartär) 18, 1 18,1 1, 122 TM

BK 70 41583 1,9 -2,0 4 30,9 32,3 1,350 UA

BK 70 41585 3,9-4,0 4 29,6 22,5 0,262 TM




Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] [%1 [%1 [%1 art

BK57 41539 2,0-2,1 4 40 54 6 0 TM-TA

BK 58 41541 1,9-2,0 L 25 51 12 12 UM-TM

BK62 41563 1,9- 2,0 4 13 8 79 0 su BK66 41659 0,9'-1,0 7 19 12 64 5 ST*

BK67 41661 1,9-2,0 7 14 13 66 7 ST*

BW 23/1 41636 1,9-2,0 4 13 34 43 10 (SU)-TM




Nr. Nr. Im u. GOK] berelch [%] [%] 1%] 1%] art

BW 23/1 41637 2,9-3,0 7 7 44 43 6 TL

BW23/2 41639 0,9-1,0 L 24 34 41 1 TL-TM

BW23/2 41640 1,9-2,0 4 48 51 1 0 TM

BK68 41669 1,9-2,0 L 16 47 28 9 UM

BK68a 41676 1,9- 2,0 L 12 62 26 0 TL

BK68a 41677 2,9-3,0 7 12 18 30 40 GU*

BK69 41795 1,9-2,0 . L 4 14 55 27 SU*

BK 70 41581 2,9- 3,0 4 15 13 70 2 SU*

BK70 41585 3,9-4,0 4 27 21 50 2 TM

BK70 41586 4,9-5,0 7 17 19 64 0 SU*




Nr. Nr. fm u. GOKl bereich feucht trocken anteil zahl art

BW 22/1 41500 1,7-2,0 4 2,16 1,79 32,9 0,491 -BK64 41581 4,0 -4,3 4 1,97 1,55 41, 1 0,705 -

BK67a 41666 2,0 - 2,3 7 2,12 1,85 30,1 0,430 -BW 23/1 41942 4,0-4,4 9 2,31 - - - -


Festigkeitsuntersuchungen an Felsproben Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden im Bereich des geplanten Brückenbauwerkes 3 Kernproben untersucht. 2 dieser Proben erwiesen sich als nicht prüfbar. Der Versuch wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt. Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich.


In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Verhältnis von Höhe/Durchmesser< 2 zu hohe Festigkeitswerte (crversuch) ermittelt. Aus diesem Grund



g werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfestigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung Cf versuch Cfu

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich H/D [MN/m2] [MN/m2

]

BK65 41941 4,6-48 9 n. p. *) - -BW 23/1 41942 4,0-4,4 9 1,95 76,6 76,4

BK68 41943 7,2- 7,4 9 n. p. *) - -*) nicht prüfbar, Probe zerbrochen





]



]


Mantelreibung (Bruchwert) tmt = 0,02 - 0,04 [MN/m2] steifplastisch


]



]

Steifemodul Es = 10,0 - 30,0· [MN/m2] mindestens steifplastisch


Es = 2,0 - 5,0 [MN/m2] weichplastisch

<Ju = 0, 10 - 0,30 [MN/m2]

tmf = 0,06 - 0,08 [MN/m2]



Homogenbereich 5 verwitterter- stark verwitterter Ton-Schluffstein Feuchtwichte y = 20 - 22 [kN/m3

]



]



Mantelreibung (Bruchwert) tmt = 0,06 - 0, 1 [MN/m2]

Homogenbereich 6 angewitterter -Ton-Schluffstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)

Homogenbereich 7 17-Q Sandsteinzersatz I fluviatiler Kies

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12-15 [kN/m3]

cp = 25,0 - 30,0° c = 50,0 - 150,0 [kN/m2

]

Es = 50,0 - 200,0 [MN/m2]

cru = 0,50 - 3,0 [MN/m2]

tmr = 0, 15 - 0,4 [MN/m2]

O's = 1,5 - 4,0 [MN/m2]

Bodengruppe: SU*, SU, ST, ST, GU, GU*, * nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 [kN/m3

]


Reibungswinkel cp = 30 - 35° Kohäsion c = 0,0-2,0[kN/m2

]


Es = 40,0- 60,0 [MN/m2] dichte Lagerung

Mantelreibung (Bruchwert) tmr = 0,08 - 0, 12 [MN/m2]

Homogenbereich 8 verwitterter Sandstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul

Homogenbereich 9 angewitterter Sandstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb

y = 21 - 23 [kN/m3]

y' = 11 - 13 [kN/m3]

cp = 30- 35° c = 10,0 - 30,0[kN/m2

]

Es = 50,0 - 100,0 [MN/m2]

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 - 15 [kN/m3]

g



Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)

Homogenbereich 10 verwitterter Kalkstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul


Seite 118

q> = 25,0 - 30,0° c = 80,0 - 400,0 [kN/m2

]

Es = 200,0 - 800,0 [MN/m2]

C>u = 10,0 - 75,0 [MN/m2]

'tmt = 0.4 - 0,5 [MN/m2]

e>s = 8,0- 10,0 [MN/m2]

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12-15 [kN/m3]

q> = 25,0 - 30,0° c = 80,0 -400,0 [kN/m2

]

Es = 200,0 - 800,0 [MN/m2]

g

Aufgrund der ·teilweise eingeschränkten Tragfähigkeit der quartären Deckschichten sind die oberflächlich angetroffenen weichen Böden im Bereich der Aufstandsfläche der Dämme ggf. auszubauen und durch geeignetes, nicht bindiges, verdichtbares Material (Verdichtbarkeitsklasse V1) zu ersetzen oder zu vergüten, um eine Mindesttragfähigkeit sicherzustellen. Die unterhalb der quartären Deckschichten anstehenden Lockergesteinsböden und Festgesteine verfügen im allgemeine über ausreichende Trageigenschaften. Detaillierte Unterlagen zu den Dämmen liegen nicht vor, Aussagen über das Maß der quer zur Achse geneigten Geländeoberfläche und der sich daraus gern. Kapitel 4.1 erforderlichen Maßnahmen können keine getroffen werden. Ebenso liegen zum jetzigen Zeitpunkt keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Die nachfolgenden Angaben dienen daher lediglich der Orientierung, sie sind im Rahmen der Ausführungsplanung fortzuschreiben.

Damm9.3 Station 10+350- 10+665 Die größte Mächtigkeit mit ca. 16,5 m erreicht dieser Damm im Bereich der Bohrung BK 69. Die maßgebenden·Kennwerte sowie der Schichtaufbau wurden auf Grundlage der vorliegenden Lagepläne und Längsschnitte (Anlagen 2.1.6, 3.1.6) im Bereich dieser Bohrung ermittelt und wie folgt angesetzt:







g Setzung: Bezüglich der abzutragenden Lasten und der damit zu erwartenden Setzungsbeträge wurde eine

überschlägige Berechnung durchgeführt. Die Setzungen im Bereich der größten Mächtigkeit betragen bis zu 20 cm. Dieser Betrag setzt sich zusammen aus der Setzung der maßgebenden Schicht

(quartärer Decklehm, Homogenbereich L) sowie der unterlagernden Schichten (Homogenbereich 7,

7-Q):

Durch einen Bodenaustausch (D = 1,0 m, Es= 100 MN/m2) lässt sich hier eine merkliche Verringe

rung sowohl der Gesamtsetzung als auch der Setzung der maßgebenden Schicht erreichen: Es kann hier von einer gesamt Untergrundsetzung in einer Größenordnung von s = 15 cm ausgegan

gen werden

(2)

Diese Angaben sind daher im Zuge der weiteren Ausführungsplanung zu überprüfen und fortzu

schreiben

Liegezeit Unter Ansatz einer von uns angenommenen zulässigen Restsetzung von 1 cm können aus den angenommenen Parametern und den überschlägigen Setzungsbeträgen Liegezeiten des Dammes im Bereich der größten Höhe von ca. 3 Monaten (ohne Bodenaustausch) prognostiziert werden.




Achse 1 Station 10+675 bis 10+110 Bauwerk 25 Überführung eines Wirtschaftsweges

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an den Abschnitt 10 an. In diesem Abschnitt wird das Gelände in einem bis zu 12,0 m tiefen Einschnitt durchfahren.


Einschnitt 10.1 10+675 11+110 12,0

Tab. A 10.1 Streckendaten

Das Bauwerk 25 (Überführung eines Wirtschaftsweges) wird gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.2.25), die Ergebnisse der Bauwerksbohrung fließen in die nachfolgende Beurteilung ein.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse verläuft in nahezu gerader Richtung von NW nach SE. Sie durchfährt den östlich der Ortschaft Landenhausen gelegenen Höhenrücken (Kalkberg I Hammels-Berg) zwischen Rothebach und Altefeldbach in einem tiefen Einschnitt. Etwa bei Station 10+800 soll ein Wirtschaftsweg den Einschnitt überqueren (Bauwerk 25, siehe Kapitel 3.2.25).

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 10 einschließlich der Bauwerksbohrungen 5 Kernbohrungen abgeteuft. Eine Zusammenstellung der für diesen Abschnitt relevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.


Aufschluss [m NN] [m] [m NN] BK70 3535 045,01 5608 372,10 269,45 6,0 263,45

BW 25/1 3535 113,44 5608 282,51 277,08 12,0 265,08 BK71 3535 086,45 5608 259,42 277,39 14,0 263,39

BK71a 3535121 t12 5608 165,44 277,56 15,0 262,56 BK72 3535149,18 5608 082,32 273,52 11 ,0 262,52

Tab. A 10.2 Zusammenstellung der berücksichtigten Kernbohrungen




g


Felgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 47 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 16 Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 • 27 Kornverteilungen DIN 18 123 • 5 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 1 chemisch-analytische Untersuchung nach LAGA-Boden

Im Rahmen der Bohrarbeiten wurden weiterhin zur Untersuchung der Baugrundsteifigkeiten bzw. Baugrundfestigkeiten Feldversuche im Bohrloch vorgenommen; es handelte sich hierbei um insgesamt • 1 Standard-Penetration-Test nach DIN 4014


Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (3.1 .6) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren:

Die geplante Trasse liegt am nordöstlichen Rand des Lauterbacher Grabens. Aufgrund der Nähe zu den Grabenrandstörungen muss mit einer teilweisen Al.lflockerung der anstehenden Gesteine gerechnet werden. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach wird das Untersuchungsgebiet oberflächennah von quartärem Hanglehm sowie vereinzelt von pliozänen Lockergesteinen eingenommen. Im tieferen Untergrund des Untersuchungsraumes stehen Festgesteine des Mittleren Buntsandsteins an, bei diesen handelt es sich weitgehend um Sandsteine mit zwischengelagerten Tonen bzw. Tonsteinen. Die Sandsteine sind teilweise grobkörnige ausgebildet und geröllführend. Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde in keiner Bohrung Wasser angetroffen. Die Bohrung BK 72 wurde zu einer GW-Messstelle ausgebaut. Für die Bauausführung sollte davon ausgegangen werden, dass insbesondere in den zersetzten Sandsteinen des Homogenbereiches 7 mit einem gewissen Anteil an Hangwasser gerechnet werden kann, der dann vermutlich deutlich mit den vorangegangenen Niederschlagsereignissen korrelieren wird. Nachfolgend sind die in den Bohrung~n angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrung BK 72 letztmalig am 15.11.2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt.





rm u. GOK1 Wasserstand rm u. GOK1

BK 70 k. A. -/-

BW 25/1 k. A. -/-

BK71 k. A. -/-

BK 71a k.A. -/-

BK 72 k. A. -/-



Einschnitt- Station bezogen auf Abstand Gradiente - OK Be- GW-Messstelle

Nummer Achse 1 messungswasserstand (m]

10.1 10+675 - 11+110 -/- BK72

Tab. A10.4 Abstand Bemessungswasserstand .... Gradiente in den Einschnitten

Ba ug rundverhältn isse

Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt übernommen werden. Oie Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar.

Einschnitt 10. 1 Station 10+675- 11+110 Die Mächtigkeit des humosen Oberbodens wurde in diesem Abschnitt mit 0,2 - 0,4 m ermittelt. Diese werden von quartärem Decklehm/-schutt unterlagert, dessen Mächtigkeit im zentralen Teil des Einschnitts bis zu 2, 7 m betragen kann. Zu den Enden des Einschnitts nimmt die Mächtigkeit bis ca. 1 ,0 - 1 ,3 m ab. Er wird als toniger, feinsandiger bis stark feinsandiger, z.T. kiesiger Schluff von steifplastischer Konsistenz angesprochen. Unterhalb der Decklehm-/Schuttauflage wurde in einer Teufe zwischen 0,80 - 8,4 m u. GOK stark bis vollständig zersetzter Ton- und Sehluftstein rotbrauner Farbe vorgefunden, der durch den hohen Verwitterungsgrad weitgehend Lockergesteinsqualitäten aufweist. Alle Bohrungen in diesem Abschnitt konnten über die gesamte Bohrteufe hinweg mit einen Rammkernrohr ausgeführt werden. Die primären Gefügestrukturen sind in diesem Homogenbereich 4 im Regelfall kaum bzw. nur andeutungsweise noch zu erkennen. Ein SP-Test in BW 25/1zwischen4,50-4,95 m u. GOK wies jedoch auf weitgehend feste Konsistenzen bzw. mitteldichte - dichte Lagerungsverhältnisse hin. Die überwiegend bindigen Zonen sind bodenmechanisch den Bodenarten UA, TL, TM, TA, OT



g nach DIN 18 196 zuzurechnen, in den sandigeren Zwischenzonen kann dann auch untergeordnet mit den Bodenarten SU* bis GU* gerechnet werden. Auffallend in den überwiegend bindigen Abschnitten sind die teilweise sehr hohen natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 , bei denen Mittelwerte von wn > 26% ermittelt wurden, bei gleichzeitig jedoch festgestellten hohen Konsistenzzahlen lc (siehe Abschnitt Laborversuche). Bei dem Ausgangsgestein handelte es sich vermutlich um eine Wechsellagerung zwischen Ton und Sehluftsteinen und in der Häufigkeit zurücktretenden Sandsteinzwischenlagen. Der Teufenbereich zwischen 0,8 - 8,4 m wird in den Homogenbereich 4 gestellt. Bis zur Endteufe von 12,00 m u. GOK war dann eine merkliche Zunahme im Sandanteil der Baugrundeinheit feststellbar, was gleichzeitig mit einem deutlichen Rückgang im natürlichen Wassergehalt einherging. Es handelt sich hierbei um einen zersetzten Sandstein, der Lockergesteinseigenschaften aufweist und als stark schluffiger Sand bis stark sandiger Schluff angesprochen wurde. In diese Einheit eingeschaltet waren immer wieder bindige Zonen des Homogenbereichs 4 zu beobachten.


NatürlicherWassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Schwankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereiche dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 zu entnehmen.

Homogenbereich Wnm1n. Wn max. Wn~11tat

L 7,1% 16,0% 13,0%

41680 BK 71 41582 BK 70

4 4,2% 37,6% 26,6%

41690 BK 71 41519 BW 25/1

7 6,5% 29,9% 15,6%

41 516 BW 25/1 41698 BK 71a




Nr. Nr. [m u. GOK] bereich geh alt tätszahl tenzzahl art

[%] lp lc

BK70 41583 1,9-2,0 4 30,9 32,3 1,350 UA

BK70 41585 3,9 - 4,0 4 29,6 22,5 0,262 TM



g Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizl- Konsis- Boden-

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich gehalt tätszahl tenzzahl art [%] lp lc

BW 25/1 41518 3,0- 3,3 4 36,4 31 ,8 1,057 UA

BW 25/1 41512 5,9-6,0 4 35,4 22,2 1,209 UA/OT

BK 71 41681 2,9 - 3,0 4 30,9 20,9 0,775 TM

BK 71 41682 3,9 -4,0 4 29,6 24,5 1,451 UA/OT

BK 71 41683 4,9 - 5,0 4 32,6 34,9 0,991 TA

BK 71a 41697 5,9 -6,0 4 36,9 36,0 1,033 UA

BK 71a 41699 7,9 - 8,0 4 20,6 21 ,3 1,047 TM/SU*

BK 71a 41703 10,9-11 ,0 4 21 ,3 15,2 1,204 TM

BK 71a 41583 11 ,9-12,0 4 18,9 19,7 1,294 TM

BK 72 41709 0,9-1 ,0 L 13,3 15,9 1,755 TM-UM

BK 72 41710 1,9-2,0 4 20,8 17,8 1,337 TM-UM

BK 72 41720 2,1-2,4 4 21,0 18,9 0,804 TM

BK72 41712 3,9 -4,0 4 18,5 14,3 0,867 TL

BK 72 41713 4,9 -5,0 4 20,1 7,0 1,400 UL


Korngrößenverteilung nach DIN 18 123 An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion (Ton. Schluff, Sand, Kies), sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- T u s G Boden-Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] [%] [%] [%] art

BK70 41581 2,9 - 3,0 4 15 13 70 2 su· BK70 41585 3,9-4,0 4 27 21 50 2 TM

BK 70 41586 4,9..:..5,o 7 17 19 64 0 su· BW 25/1 41508 1,9-2,0 4 46 48 3 3 TM-TA

BW 25/1 41510 3,9-4,0 4 19 26 38 17 TL-TM

BW25/1 41512 5,9-6,0 4 45 50 5 0 UA-OT

BW 25/ 1 41519 6.7 - 7,0 4 7 20 45 28 su· BW 25/ 1 41514 8,9 - 9,0 7 4 6 86 4 su BW 25/1 41515 9,9-10,0 7 3 5 90 2 su BK71 41681 2,9 - 3,0 4 38 36 22 4 TM

BK71 41682 3,9 -4,0 4 28 24 33 15 UA-OT

BK 71 41683 4,9 - 5,0 4 42 44 14 0 TA

BK 71 41684 5,9 -6,0 4 31 41 28 0 TM-UM




Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] r101 [%] [%] art

BK 71 41685 6,9- 7,0 4 32 39 17 12 UA-OT

BK 71 41687 7,9 - 8,0 4 28 38 25 9 TM

BK 71 41688 9,9-10,0 7 15 14 71 0 su• BK 71 41689 10,9-11 ,0 7 29 45 25 1 TM-TL

BK 71a 41697 5,9-6,0 4 46 51 1 2 UA

BK71a 41699 7,9-8 4 13 23 63 1 TM/SU*

BK 71a 41703 10,9-11 ,0 4 31 33 36 0 TM

BK 72 41709 0,9-1 ,0 L 25 59 15 1 TM-UM

BK 72 41720 2,1 -2,4 4 31 60 9 0 TM

BK 72 41712 3,9-4,0 4 17 77 6 0 TL

BK72 41713 4,9- 5,0 4 18 72 10 0 UL

BK72 41721 6,0-6,3 4 13 44 29 14 TM-TL

BK 72 41715 6,9- 7,0 4 12 46 34 8 TL-TM

BK72 41717 8,9- 9,0 7 13 36 34 17 TL-TM




Nr. Nr. [m u. GOKl bereich feucht trocken an teil zahl art

BW 25/1 41518 3,0- 3,3 4 1,94 1,42 46,3 0,863 UA

BW 25/1 41519 6,7 - 7,0 4 1,93 1,40 47,0 0,889 su· BK 71a 41708 3,7 - 4,0 4 2,05 1,66 37,2 0,592 -BK72 41720 2, 1 - 2,4 4 2,12 1,75 34,0 0,514 TM

BK 72 41721 6,0-6,3 4 2,15 1,84 30,6 0,441 TM-TL






Homogenbereich L Quartärer Decklehm

Seite 126

Bodengruppe: TM, TL, UM, UL nach DIN 18196 Feuchtwichte y ~ 19 - 20 [kN/m3

]


Reibungswinkel <p = 25,0-27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]


Mantelreibung (Bruchwert) 'tmf = 0,02 - 0,04 [MN/m2) steifplastisch

Homogenbereich 4 zersetzter Ton-Sehluftstein (weitgehend Lockergestelnscharakter) Bodengruppe: TL, TM, TA, UM, GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 [kN/m3

)



]


Einaxiale Druckfestigkeit cru = 0, 10 - 0,30 [MN/m2)

Mantelreibung (Bruchwert) tmf = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

Homogenbereich 7 Sandsteinzersatz Bodengruppe: SU*, SU, ST, ST, GU, GU*, *nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 [kN/m3

]


Reibungswinkel cp = 30 - 35° Kohäsion c = 0,0- 2,0 [kN/m2]

Steifemodul Es = 25,0- 40,0 [MN/m2] mitteldichte Lagerung

Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)


Es = 40,0..:. 60,0 [MN/m2] dichte Lagerung

tmr = 0,08 - 0, 12 [MN/m2]

cr5 = 1,3 - 1,6 [MN/m2]

Einschnitt 10. 1 Station 10+675- 11+110

g

Der gesamte Einschnitt wird in einer Wechselfolge aus Sandsteinen mit Ton- und Schluffsteinen aufgefahren, die aufgrund ihres hohen Verwitterungsgrades nahezu über die gesamte Tiefe Lockergesteinscharakter aufweisen. Weitere standsicherheitsmindernde Einflüsse sind im Wesentlichen durch die Verwitterungsempfindlichkeit der tonigen Lagen und damit einhergehend einer hohen Veränderlichkeit nach DIN 4022 T1 gegeben.



g Die Ausführung der Böschung soll gern. den Vorgaben der Straßenbauverwaltu~g (siehe Kapitel 4.2) mit einer Neigung von max. 1 : 1,5 erfolgen. Eine überschlägige Böschungsbruchberechnung im Bereich der größten Einschnittstiefe erbrachte eine Sicherheit von 11 = 1, 7. Die stark tonigen Bereiche sowie evtl. auftretende Schichtwasseraustritte sollten bauzeitlich ingenieurgeologisch erfasst werden, um hier zusätzlich erforderliche Sicherungsmaßnahmen (Steinpackungen, Rigolen) rechtzeitig festlegen zu können. Um Erosionsschäden zu vermeiden sind bereits bauzeitlich geeignete biologische Sicherungsmaßnahmen o. ä. einzuplanen. Ggf. austretendes Schichtwasser, z. B. nach Starkregenereignissen, ist durch geeignete Maßnahmen zu fassen und abzuleiten. Die ggf. erforderlichen Sicherungsmittel sind im Zuge der Ausschreibung als Eventualpositionen abzufragen. Wegen des nicht prognostizierbaren Wechsels zwischen rolligen und bindigen Anteilen sollten für den Fall der angedachten Wiederverwendung des ausgehobenen Materials mit diesem etwa Probeverdichtungen durchgeführt werden.

Umwelttechnische Untersuchung Für eine Beurteilung der im Zuge der Auskofferung der Einschnitte anfallenden Massen hinsichtlich ihrer Weiterverwendung wurden aus den beiden maßgeblichen Homogenbereichen in diesem Einschnitt Mischproben zusammengestellt und einer chemisch-analytischen Untersuchung nach LAGA-Boden unterzogen.

In der Bodenmischprobe gbm41700 (Ton) wird für den Parameter Chrom ges. im Feststoff mit 280 mg/kg der Z1 .2-Zuordnungswert der LAGA-Boden überschrmen. Für den Parameter Nickel im Feststoff wird mit 180 mg/kg der Z1 .1-Zuordnungswert überschritten. Außerdem wird für den Parameter Kupfer im Feststoff mit 53 mg/kg der ZO-Zuordnungswert überschritten. Die erhöhten Schwermetallgehalte sind geogen bedingt. Das Material der Bodenmischprobe gbm41700 (BK 71 a /4,9-5,0) wäre formal unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z2-Material einzustufen. Eine Einstufung als Z2-Material halten wir aus gutachterlicher Sicht aufgrund der geogenen Hintergrundbelastung für überzogen. Ein genehmigter Einbau vor Ort oder eine Verwertung ist bei den zuständigen Behörden zu beantragen. In der Bodenmischprobe gbm41722 (Sand) wird aufgrund der geogenen Hintergrundbelastung für den Parameter Chrom ges. im Feststoff mit 99 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 57 mg/kg der ZOZuordnungswert der LAGA-Boden überschritten. Das Material der Bodenmischprobe gbm41722 (BK 72 / 5,9 - 6,0) kann formal unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 "Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1-Material eingestuft werden. Ein genehmigter Einbau vor Ort oder eine Verwertung ist bei den zuständigen Behörden zu beantragen.




Achse 1 Station 1O+11 O bis 11 +944 Bauwerk 26 Brücke über die Altefeld Bauwerk 27 Unterführung eines Wirtschaftsweges

Der Untersuchungsabschnitt schließt direkt an den Abschnitt 10 an. In diesem Abschnitt wird das Gelände auf einem bis zu 13,5 m hohen Damm im Anschluss an das südliche Widerlager des Bauwerks 26 über'- sowie in einem flachen Einschnitt durchfahren. Hinter dem nördlichen Widerlager des Bauwerks 26 ist gern. Lageplan (Anlage 2.1.6 sowie [3]) eine kurze Dammanschüttung geplant:


Damm 11.1 11+110 11+150 3,9 {Widerlager)

Damm 11 .2 11+270 11+565 13,5 (Widerlager)

Einschnitt 11 .1 11+600 11+760 1,2

Tab. A 11 . 1 Streckendaten

Zwischen Damm 11.2 und Einschnitt 11.1 wird über eine Länge von ca. 30,0 m das Gelände nach den vorliegenden Unterlagen in einer Tiefe von ca. 0,2 m angeschnitten. Wegen dieser geringen Tiefe wird dies nicht als gesonderter Einschnitt. gewertet. Ab etwa Station 11+760 verläuft die Trasse nach den vorliegenden Unterlagen ebenerdig bis zur Anbindung an die vorhandene Bundesstraße B 254.

Die Bauwerke 26 (Brücke über die Altefeld) und 27 (Unterführung eines Wirtschaftsweges) werden gesondert betrachtet (siehe Kapitel 3.2.26 und 3.2.27), die Ergebnisse der Bauwerksbohrung fließen teilweise in die nachfolgende Beurteilung ein.

Örtliche Gegebenheiten Die geplante Trasse verläuft in einer leichten Linkskurve von NNW nach SE, etwa ab Station 11+7 50 erfolgt die Anbindung an die vorhandene Bundesstraße B 254 zwischen Landen hausen und Müs. Etwa bei Station 11 +200 wird auf dem Bauwerk 26 die Altefeld gekreuzt (siehe Kapitel 3.2.26), bei Station 11+350 kreuzt ein Wirtschaftsweg (siehe Kapitel 3.2.27) den an dieser Stelle ca. 8,0 m hohen Damm.

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 11 einschließlich der Widerlagerbohrungen für Bauwerk 26 insgesamt 8 Kernbohrungen abgeteuft. Eine Zusammenstellung der für diesen Abschnitt relevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebe-



gm nen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.

Bezeichnung Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe Endteufe Endtiefe Aufschluss [m NN] [m] [m NN] BW 26/1 3535 208,13 5607 929,19 259,59 10,0 249,59 BW 26/3 3535 248,83 5607 818,57 249,09 17,0 232,09 BK74 3535 276,16 5607 753,86 254,39 12,0 242,39

BW 27/1 3535 248,96 5607 706,53 254,91 10,0 244,91 BK75 3535 319,80 5607 662,97 259,89 6,0 253,89

BK 76 *) 3535 411 ,76 5607 466,99 267,87 6,0 261 ,87 BK77 3535 523,43 5607 377,91 275,06 5,0 270,06 BK78 3535 610,04 5607 295,43 280,96 5,0 275,96

*) Die Bohrung wurde mit ~en vom ASV zur Verfügung gestellten Koordinaten im Lageplan 2.1.6 eingetragen. Diese stimmen jedoch nicht mit dem tatsächlichen Ansatzpunkt der Bohrung in der Achse überein!




Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 18 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 2 Kornverteilungen DIN 18 123 • 1 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 2 Einaxiale Druckversuche an Felsproben nach DIN EN 1926

Im Rahmen der Bohrarbeiten wurden weiterhin zur Untersuchung der Baugrundsteifigkeiten bzw. Baugrundfestigkeiten Feldversuche im Bohrloch vorgenommen; es handelte sich hierbei um insgesamt • 3 Standard-Penetration-Test nach DIN 4014



Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (3.1 .6) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren: Die geplante Trasse liegt in der Nähe des nordöstlichen Randes des Lauterbacher Grabens.



g Nach den vorliegenden geologischen Karten (Blatt 5322 Lauterbach sowie Blatt 5323 Schlitz) wird das Untersuchungsgebiet oberflächennah von quartärem Hanglehm. Im tieferen Untergrund des Untersuchungsraumes stehen Festgesteine des Mittleren Buntsandsteins (lt. Blatt 5322) bzw. des Oberen Buntsandsteins (lt. Blatt 5323) an. Bei diesen handelt es sich weitgehend um bankige Sandsteine, die überwiegend grobkörnig ausgebildet und geröllführend sind. Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde in 6 von 8 Bohrungen Wasser angetroffen, wobei nicht eindeutig eine Beeinflussung durch die Bohrspülung auf die registrierten Wasserstände ausgeschlossen werden kann. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände aufgeführt. Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.

Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungs-[m u. GOK] wasserstand [m u. GOK]

BW 26/1 k. A. -/-

BW 26/3 2.60 7 2 30 (SpülunQ?) ") 0,50

BK74 10 80 (SpülunQ?) 5,00

BW27/1 2 70 (Spüluno?) 2,00

BK 75 4 95 (Spüluno?) 4 00

BK76 4,70 (Spüluno?) 3 70

BK77 k. A. 3,00

BK78 3,90 (SpülunQ?) 2 90 *) GW angebohrt, Anstieg auf Ruhewasserstand (ggf. durch Spülung verfälscht)

Tab. A 11 .3 GW-Stände im Trassenabschnitt 11


Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt übernommen werden. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar.

Damm 11.1 Station 11+110- 11+150

Unterhalb des etwa 0, 10 - 0,20 m mächtigen humosen Oberbodens wurde im Bereich des geplan

ten nördlichen Widerlagers (Bohrung BW 26/1) zersetzter Sandstein angetroffen, der als Homo

genbereich 7 ausgehalten wurde. Es handelt sich hierbei im Wesentlichen je nach vorliegendem

Verwitterungsgrad um einen stark sandigen Schluff mit Übergängen hin zu einem schluffig tonigem

Sanä. Nach DIN 18 196 handelt es sich überwiegend um die Bodenarten SU, SU*, ST, ST* bis

vereinzelt um TL; TM und UL. Die Lagerungsdichte schwankt zwischen locker und mitteldicht.

Mit zunehmender Tiefe wurden ab einer Tiefe von ca. 1,2 m - 3,6 m u. GOK bereits festere Bau

grundverhältnisse vorgefunden, wobei es sich jedoch noch immer um einen zersetzten bis weitge-



g hend stark verwitterten Sandstein handelte, der in die Homogenbereiche 7-8 einzustufen ist. Die

durchgeführten SP-Tests deuten in diesem Bereich auf dichte Lagerungsverhältnisse hin.

Ab etwa 4,0 m u. GOK konnte eine deutliche Verbesserung der Felsqualität festgestellt werden, bis

auf einige stärkere verwitterte sandig/tonige Zwischenlagen ist das Gestein als angewitterter Sand

stein (Homogenbereich 9) einzustufen. Zwischen dem total verwitterten bzw. zersetzten Sandstein

und den lediglich angewitterten Sandsteinen sind praktisch fließende Übergänge in der Felsbe

schaffenheit festzustellen.

Damm 11.2 Station 11+270- 11+565 In der Widerlagerbohrung BW 26/3 wurden unterhalb des humosen Oberbodens bis in eine Teufe

von 2,3 m u. GOK umgelagerte Lockergesteinsmassen und quartäre Decklehme von weicher bis

steifplastischer Konsistenz erbohrt. Bis in eine Tiefe von 4,4 m u. GOK folgen stark verwitterte

Sandsteine des Homogenbereichs 7, darunter stehen stark geklüftete, teilweise grobkörnige Sand

steine des Homogenbereichs 9 an. Mit aufsteigender Kilometrierung nimmt die Mächtigkeit der Decklehme (Homogenbereich L) ab, in den Bohrungen BK 74 bis BK 75 fehlt der Homogenbereich L, die Mächtigkeit der stark verwitterten Sandsteine des Homogenbereichs 7 beträgt max. 2,6 m. Diese gehen in feste Sandsteine, untergeordnet mit tonigen Zwischenlagen, des Homogenbereichs 9 über.

Einschnitt 11. 1 Station 11 +600 - 11+760 Dieser kurze Einschnitt wird nach den vorliegenden Bohrergebnissen in quartären Decklehmen und Hangschutt aufgefahren. Die Mächtigkeit beträgt bis zu 2,8 m, teilweise muss mit künstlichen Auffüllungen gerechnet werden. Sie werden unmittelbar von kaum bis wenig verwitterten Sandsteinen des Homogenbereichs 9 unterlagert.



HomoQenbereich Wn ""ft· Wn mav. Wn mittel

L 2,3% 31 ,8% 13,9%

41807 BK 78 41788 BW 26/3

7-quar 8,8% 27,2% 14,7%

41642 BW 26/1 41792 BW 26/3

7 2,8% 171% 9,9%



g Homogenbereich Wn mtn. Wn max. Wn mittel

41800 BK 74 41645 BW 26/1

9 7,8% 17,2% 14,1%

41644 BW 26/1 41806 BK77

Tab. A 11.4 Natürliche Wassergehalte der anstehenden Bodenarten



Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] [%] rlo] rlo] art

BK74 41800 1,9-2,0 7 8 7 83 2 ST '

BK .78 41807 0,9-1 ,0 L 3 9 54 34 GU*

Tab. A11 .5 Kornverteilung nach DIN 18123



Nr. Nr. fm u. GOKl bereich feucht trocken anteil zahl art

BW 26/1 41944 4,1-4,3 9 2,16 - - - -BW 26/3 41792 2,15 - 2,45 7-quar 1,92 1,51 43,2 0,758 -BW 27/1 41945 3,75-3,9 9 2 ,29 - - - -


Festigkeitsuntersuchungen an Felsproben Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden im Bereich des geplanten Brü- · ckenbauwerkes 2 Kernproben untersucht. Die Versuche wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt. Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich.




g In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Verhältnis von Höhe/Durchmesser< 2 zu hohe Festigkeitswerte (crversuc11) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfestigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung O'versuch 0-u

Nr. Nr. [m u. GOK] berelch H/O [MN/m2] [MN/m2

]

BW 26/1 41944 4,1 -4,3 9 0,98 44,1 39,0

BW 27/1 41945 3,75-3,9 9 0,88 83,5 72,1

Tab. A 11. 7 Druckfestigkeit von Naturstein nach DIN EN 1926 (Ausgabe 05/99)




]



]


Homogenbereich 717-Q Sandsteinzersatz I Fluviatiler Kies

Es = 1,0 - 3,0 [MN/m2] breiige Konsistenz

Bodengruppe: GU, GU*, SU*, SU, ST, ST* nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 [kN/m3

]


Reibungswinkel cp = 30 - 35° Kohäsion c = 0,0 - 2,0[kN/m2

]



Mantelreibung (Bruchwert) t mt = 0,08 - 0, 12 [MN/m2]



Homogenbereich 4 (nur lagenweise auftretend) zersetzter Ton-Sehluftstein (weitgehend Lockergesteinscharakter) Bodengruppe: TL, TM, TA, UM, GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 [kN/m3

]



]


Einaxiale Druckfestigkeit cru = 0, 10 - 0,30 [MN/m2]




Damm 11.1 Station 11+110-11+150

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 -15 [kN/m3]

q> = 25,0 - 30,0° c = 80,0 - 400,0 [kN/m2

]

Es = 100,0 - 800,0 [MN/m2]

CJu = 8,0 - 70,0 [MN/m2]

•mt = 0,2 - 0,5 [MN/m2]

CJs = 4,0 - 10,0 [MN/m2]

g

Aufgeweichte Böden des Homogenbereichs L wurden nach den vorliegenden Bohrergebnissen im Bereich des nördlichen Widerlagers des Bauwerks 26 nicht angetroffen. Falls bei Herrichten der Dammaufstandsfläche lokal doch aufgeweichte Lockergesteine vorgefunden werden sollten, sind diese prinzipiell auszutauschen und durch gut zu verdichtendes Steinmaterial zu ersetzen. Aufgrund der vergleichsweise geringen Höhe des Dammes sind keine signifikanten Setzungen in dem relativ gut tragfähigen Untergrund zu erwarten. Oie durch Überlagerung resultierende Setzung im Nahbereich des Bauwerks 26 sind im Zuge der weiteren Ausführungsplanung zu prüfen.

Damm 11.2 Station 11+270- 11+565 Aufgeweichte Böden des Homogenbereichs L im Bereich des südlichen Widerlagers von Bauwerk 26 sind prinzipiell auszutauschen und durch gut zu verdichtendes Steinmaterial zu ersetzen. Dies betrifft jedoch nach den Bohrergebnissen die ersten ca. 20 - 40 m des Damms, der größte Teil wird auf den zersetzten Sandsteines (Homogenbereich 7) gegründet werden. Zum jetzigen Zeitpunkt liegen keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Oie nachfolgenden Angaben dienen daher lediglich der Orientierung, sie sind im Rahmen der Ausführungsplanung fortzuschreiben.



g Setzung: Bezüglich der abzutragenden Lasten und der damit zu erwartenden Setzungsbeträge wurde eine überschlägige Berechnung durchgeführt. Die maßgebenden Kennwerte sowie der Schichtaufbau wurden auf Grundlage der vorliegenden Lagepläne und Längsschnitte (Anlage 2.1.6 sowie (2)) im Bereich der Bauwerksbohrung BW26/3 ermittelt und wie folgt angesetzt:





Die Setzungen im Bereich der größten Mächtigkeit betragen bis zu 18 cm. Dieser Betrag setzt sich zusammen aus der Setzung der maßgebenden Schicht (quartärer Decklehm, Homogenbereich L) sowie der unterlagernden Schichten (Homogenbereiche 7, 9): Durch einen Bodenaustausch (D = 1, O m, Es = 100 MN/m2

) lässt sich eine merkliche Verringerung der Untergrundsetzung erreichen, die mit etwa 13 cm angegeben werden kann:

Die durch Überlagerung resultierende Setzung im Nahbereich des Bauwerks 26 wurde dabei noch nicht berücksichtigt. Die Angaben sind daher im Zuge der weiteren Ausführungsplanung zu überprüfen und fortzuschreiben.

Liegezeit Unter Ansatz einer von uns angenommenen zulässigen Restsetzung von 1 cm können aus den angenommenen Parametern und den überschlägigen Setzungsbeträgen Liegezeiten des Dammes im Bereich der größten Höhe von ca. 4 Monaten (ohne Bodenaustausch) bis ca. 1,5 Monaten (mit Bodenaustausch 1,0 m) prognostiziert werden.

Einschnitt 11. 1 Station 11 +600 - 11+760

Der Einschnitt durchfährt auf ganzer Länge quartäre Deckschichten. Aufgrund der geringen Einschnittstiefe sind keine besonderen Maßnahmen zu beachten (siehe auch Kapitel 4.2).

Für den ebenerdig verlaufenden Abschnitt ab etwa Station 11+760 sind die allgemeine Angaben aus Kapitel 4.5 zu beachten.



3.1.12 Abschnitt 12: Station 0+000 bis 0+314,89

Achse 161 Station 0+000 (B 254 alt)- Station 0+314,89 (Achse 1)

Dieser Abschnitt schließt bei Station 1+310 an die Achse 1 an. In diesem Abschnitt wird das Gelände in einem Einschnitt durchfahren:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe I Tiefe (8 254 alt) (Achse 1) rca. ml

Einschnitt 12.1 0+000 0+314,89 10,0


Örtliche Gegebenheiten Die Achse 161 zweigt zwischen Maar und Lauterbach in einem Kreisverkehr von der vorhandenen B 254 ab. Sie durchschneidet das Gelände in einem ca. 10,0 m tiefen Einschnitt und bindet nach ca. 314,9 man die Achse 1 der geplanten Trasse an (Station 1+310). Von der Anbindung an die Achse 1 steigt das Gelände steil an, ebenso fällt es zum geplanten .Kreisverkehr in der B 254 alt steil ab.

Aufschlüsse Im Rahmen "der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 12 einschließlich der Bohrungen in den Achse 1 und 162 (siehe Kapitel 3.1.2 und 3.1.13) 4 Kernbohrungen abgeteuft. Eine Zusammenstellung der bauwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.


Aufschluss [m NN] Iml rm NNl

BK8 3527 273,25 5612 935,07 311, 12 8,0 313,12

BK 161/1 3527 301,70 5612 739,96 318, 12 10,0 308,12

BK 161/2 3527 251,61 5612831 ,10 323,65 16,0 307,65

BK 162/1 3527 425,86 5612 787,97 312,23 5,8 306,43






g Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 18 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 1 Zustandsgrenze DIN 18 122 • 2 Kornverteilungen DIN 18 123 • 3 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 2 Bestimmungen der Wasseraufnahmefähigkeit DIN 18 132 • 1 Quellversuch nach Huder I Amberg • 1 Einaxialer Druckversuch an einer Felsprobe nach DIN EN 1926 • 2 chemisch-analytische Untersuchungen nach LAGA-Boden


Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1 :2.000/100 (Anlage 3.2.1) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren:

Zuoberst stehen quartäre Deckschichten an, diese werden von Basalten und Tuffen der vulkanischen Abfolge des Vogelsberges unterlagert. Für diesen Bereich wurde eine Bohrung (BK 161/2) zu einer GW-Messstelle ausgebaut. Darüber hinaus liegen nur wenige Angaben über die Grundwasserverhaltnisse im Zuge der Bohrarbeiten vo~. Unter Berücksichtigung der Beobachtung aus dem Abschnitt 1 wird ein deutlich unter der geplanten Trasse liegender GW-Spiegel angenommen. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrungen BK 161/2 letztmalig am 15.11.2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt. Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um eine mögliche periodische Wasserführung der ausgebauten Bohrung festzustellen und jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.


(m u. GOK) wasserstand (m u. GOK)

BK8 k. A. -/-

BK 161/1 k. A. -/-

BK 161/2 (2") trocken -/-

BK 162/1 k. A. -/-

Tab. A12.3 GW-Stände in Achse 161

In den Einschnitten muss in den zersetzten oder wenig bis stark verwitterten, teilweise stark geklüfteten Basalten mit dem Zutritt von Oberflächenwasser gerechnet werden. Dies ist bei der weiteren Planung sowohl für die Bauzeit als auch bei der Ausgestaltung der Einschnittböschungen zu berücksichtigen. Bezogen auf die Einschnitte ergeben sich die nachfolgenden Abstände Gradiente -Bemessungswasserstand:



g

Einschnitt- Station bezogen Abstand Gradiente - OK Semes- GW-Messstelle

Nummer auf Achse 1 sunaswasserstand rm]

12.1 0+000 - 0,314 -/- BW 161/2



Einschnitt 12. 1 Station 0+000 (8 254 alt)- 0+314.B (Achse 1) Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar. Unter ca. 0, 1 - 0,3 m humosem Oberboden folgen in den Bohrungen BK 8 und BK 162/1 bis in eine Teufe von ca. 1,8 m u. GOK umgelagerte quartäre Deckschichten des Homogenbereichs L. Nach den vorliegenden Bohrergebnissen handelt es sich um leicht-. bis mittelplastische Schluffe und Tone von steifer bis halbfester Konsistenz. Die Decklehme werden im Bereich der Bohrungen BK 8 und BK 162/1 von bis zu 2,8 m mächtigem Basaltzersatz des Homogenbereichs 1 unterlagert, es folgt in Bohrung BK 162/1 kaum bis wenig verwitterter Basalt (Homogenbereich 3). Teilweise bis vollständig zersetzte Tuffe wurden in der Bohrung BK 8 im liegenden des zersetzten Basalts erbohrt. Bodenmechanisch gesehen handelt es sich um ausgeprägt plastische Schluffe (UA), die in halbfester Konsistenz vorliegen. Die Gradiente der geplanten Trasse wird diese Tuffe mit geringmächtiger Überdeckung überfahren. In Bohrung BK 161/2, die aus bohrtechnischen Gründen hangaufwärts versetzt werden musste, wurde unmittelbar unter dem humosen Oberboden bis in eine Teufe von 7,4 m verwitterter, teilweise blasiger Basalt des Homogenbereichs 2 erbohrt, um nachfolgend bis zur Endteufe von ca. 16,0 m feste Basalte des Homogenbereiches 3 aufzuschließen. In Bohrung BK 161/1 W\Jrde unter dem Oberboden bis in eine Teufe von 2,5 m u. GOK zersetzter Tuff des Homogenbereichs 0 erbohrt. In beiden Bohrungen bilden unverwitterte bis angewitterte Basalte das liegende.





g Homogenbereich Wnm1n. Wn max Wn mittat L 25,1% 31 ,0% 27,4%

41485 BK8 41420 BK 162/1

0 27,4% 65,3% 44,9% 41588 BK 161/1 41592 BK 161/1

1 5,0% 38,4% 19,4% 41422 BK 162/1 41492 BK8

2 5,3% 12,2% 8,8%

41591 BK 161/1 41590 BK 161/1

3 - - -Tab. A 12.5 Natürliche Wassergehalte der anstehenden Bodenarten


Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizi- Konsistenz- Boden-

Nr. Nr. Cm u. GOKl bereich aehalt (%1 tätszahl IP zahl lc art

BK8 41489 5,35 -5,45 O' 33,0 16,7 2,108 UA




Nr. Nr. [m u. GOK] bereich rlo) r1o1 [%] [%] art

BK8 41487 3,9 - 4,0 1 4 19 31 46 GU"

BK 161/1 41589 1,9-2,0 0 23 40 21 16 UL-UA


Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125 An 8 Probe aus diesem Abschnitt wurden Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 bestimmt:



BK8 41492 1,7 -2,0 1 1,82 1,32 50,3 1,012 -BK8 41493 5,8 - 6,1 0 1,57 1,05 60,5 1,533 -BK 161/1 41592 1,5 - 1,8 0 1,55 0,94 64,5 1,817 -BK 161/1 41922 5,0- 5,4 2'-3 2,21 - - - -




.g Wasseraufnahmevermögen nach DIN 18 132 An zwei Proben aus dem Homogenbereichen 0 bzw. O' wurde die Wasseraufnahmefähigkeit nach DIN 18 132 bestimmt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Wasseraufnahme- Boden-

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich aehalt r%] vermöaen [%1 art

BK8 41489 5,35- 5,45 O' 33,0 106 UA BK8 41493 5,8-6,1 0 50,5 118 -


Quellversuch nach Huder/Amberg Aufgrund der teilweise sehr hohen Wassergehalte sowie der hohen bis sehr hohen Wasseraufnahmefähigkeit einzelner Proben aus dem Homogenbereich 0 wurden von einigen dieser Proben Quellversuche nach dem Verfahren von Huder/Amberg durchgeführt.

Eine Beschreibung der durchgeführten Versuche kann Kapitel 3.1.2- (Erdbauwerke Abschnitt 2) entnommen werden. Zum Vergleich werden die Versuchsergebnisse aus den benachbarten Abschnitten ebenfalls aufgeführt.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Quellverformung/ Quellverformung/

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich geh alt Vorbelastung vollst. Ent_lastung [%] [% I kN/M21 [% / 25 kN/m2

]

BK8 41489 5,35-5,45 O' 33,0 1,30/150 2,50

BK 18a 40882 8,5- 8,6 O' 49,7 1, 101250 4,79

BK 26411 40822 3,8-4,0 0 40,7 0,751100 0,39

BW811 41070 2,0- 2,3 O' 46,8 0,61/400 * 2,86

BK 21 40933 3, 15--3,45 O' 37,3 0,771400 * 3,75

* Proben wurden mit 400 kN/m2 vorbelastet .

Tab. A 12.10 Quellversuch nach Huder/Amberg (Proben aus Abschnitt 3 & 4 kursiv)




Der Versuch wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt.







g In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammengefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Verhältnis von Höhe/Durchmesser < 2 zu hohe Festigkeitswerte ( crversuch) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 abgemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfestigkeit cru bezeichnet.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung <Jversuch <ru

Nr. Nr. [m u. GOKJ bereich H/O [MN/m2] [MN/m2

]

BK 161/1 41922 5,0- 5,4 2'-3 1,86 35,8 35,5

Tab. A 12.11 Druckfestigkeit von Naturstein nach DIN EN 1926 (Ausgabe 05/99)




]



]


Es = 1,0 - 5,0 [MN/m2] weiche- breiige Konsistenz

Homogenbereich O Tuff und zu Ton zersetzter Tuff Bodengruppe: UA, UM, TA, TM, TL nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 15 - 20 [kN/m3

]

Wichte unter Auftrieb Y' = 5 - 10 [kN/m3]


]

Restscherfestigkeit cp = 8 - 12° Quelldehnung 0,4 - 4,8% Steifemodul Es = 5,0 -10,0 [MN/m2






]



]


Steifemodul Es = 40,0- 60,0 [MN/m2] dichte Lagerung


]

Wichte u·nter Auftrieb y' = 1 O - 12 [kN/m3]

Reibungswinkel <p = 30,0 - 32,5° Kohäsion c = 50,0 - 100,0 [kN/m2

]


Einaxiale Druckfestigkeit <>u = 10,0 - 30,0 [MN/m2]



y = 23 - 28 [kN/m3]

y' = 13-18 [kN/m3]

<pG = 32,5 - 37,5° CG = 500,0 - 1500,0 [kN/m2

]

Es = 500,0 -1000,0 [MN/m2]

<>u = 30,0 - 200 [MN/m2]

Einschnitt 12.1 Station 0+000 (8 254 alt)- 0+314.8 (Achse 1)

g

In dem geplanten Einschnitt überfährt die Gradiente mit geringer Überdeckung in der Bohrung BK 8 stark bis vollständig zersetzte Tuffe. Diese bodenmechanisch als ausgeprägt plastische Schluffe und Tone (UA) angesprochenen Böden sind im allgemeinen sehr wasserund verwitterungsemp

findlich . Im Bereich der Anbindung an Achse 1 (Bohrung BK 8) werden die Tuffe bei der Herstellung des frostsicheren Unterbaus freigelegt. Die Mächtigkeit beträgt hier mindestens 3,5 m, sie wurde nicht durchteuft. Wie in Kapitel 3.1.2, Einschnitt 2.1, erläutert, scheint das Vorkommen nicht lokal begrenzt zu sein, daher halten wir einen kompletten Bodenaustausch in einer ausreichenden Mächtigkeit über die gesamte Länge seines Vorkommens für nicht praktikabel. Über die Längserstreckung in diesem Einschnitt kann keine verlässliche Aussage getroffen werden, da dieses Material in der benachbarten Bohrung BK 161/2 nicht erbohrt wurde. Um dem zu erwartenden Quelldruck



g entgegenzuwirken empfehlen wir einen Austausch der oberen ca. 1,5 m (vollständig zu Ton zersetzter Tuff, Homogenbereich O').

Darüber hinaus wurden in Bohrung BK 161/1 zersetzte Tuffe erbohrt. Diese streichen mit einer Mächtigkeit von ca. 1,5 m in der oberen Hälfte des Einschnitts aus. Auch hier ist eine zuverlässige Aussage über die Längserstreckung des Einschnitts nicht möglich. Aufgrund der in den einleitenden Bemerkungen geschilderten Problematik hinsichtlich der Standsicherheit von Böschungen in diesem Material sind darüber hinaus bei der Herstellung dieses Einschnittes besondere konstruktive Sicherungen im Hinblick auf die Einschnittböschung vorzusehen.

Wir empfehlen, beim Auffahren des Einschnitts mit Erreichen der Tufflage das Material abschnittsweise in böschungsparallelen Schlitzen auszutauschen und etwa durch Betonstützscheiben zu ersetzten. Hierdurch wird der oberflächenhafte Wasserzutritt in die Tufflagen minimiert und so ein Ausfließen nach Wasseraufnahme unterbunden. Durch eine solche Maßnahme wird ein Ausbrechen von den im Hangenden der Tufflage anstehenden basaltischen Festgesteine durch eine quasi "Fußstützung" vermieden. Diese Betonstützkeile sind ggf. zusätzlich durch kurze Felsnägel rückzuverhängen. Diese mögliche Sicherungsvariante ist im Rahmen der Ausführungsplanung weitergehend zu untersuchen; die Durchführbarkeit weiterer konstruktiver Stützelemente ist im Hinblick auf bautechnische Ausführbarkeit und wirtschaftliche Belange hin zu untersuchen.


Für eine Beurteilung der im Zuge der Auskofferung der Einschnitte anfallenden Massen hinsichtlich ihrer Weiterverwendung wurde aus dem Homogenbereich L sowie den Homogenbereichen 1 und 3 Mischproben zusammengestellt und einer chemisch-analytischen Untersuchung nach LAGA-Boden unterzogen. Das Material der Bodenmischprobe gbm42286 (Schluff) übersteigt für die Parameter Chrom. ges. im Feststoff mit 64 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 58 mg/kg geogen bedingt den ZOZuordnungswert der LAGA-Boden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42286 kann formal unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 "Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1-Material eingestuft werden. Eine Einstufung als Z1 .1-Material halten wir aus gutachterlicher Sicht aufgrund der geogen bedingten Belastung für überzogen. Ein genehmigter Einbau vor Ort oder eine Verwertung ist bei den zuständigen Behörden zu beantragen.

Das Material der Bodenmischprobe gbm42368 (Basalt) übersteigt für die Parameter Chrom ges. im Feststoff mit 63 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 80 mg/kg geogen bedingt den ZO-Zuordnungswert der LAGA-Boden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42368 kann formal unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1-Material eingestuft werden. Eine Einstufung als Z1 .1-Material halten wir aus gutachterlicher Sicht aufgrund der geogen bedingten Belastung für überzogen. Ein genehmigter Einbau vor Ort oder eine Verwertung ist bei den zuständigen Behörden zu beantragen.



g 3.1.13 Abschnitt 13: Station 0+000 - Station 0+461

Achse 162 Station 0+000 (B 254 alt) - Station 0+461 (Achse 1)

Dieser Abschnitt mündet bei etwa Station 1+570 in die Achse 1 ein. In diesem Abschnitt wird das Gelände auf einem Damm über- und in einem in einem Einschnitt durchfahren:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe I Tiefe

(B 254 alt) (Achse 1) [ca. m]

Damm 13.1 0+000 0+310 4,6

Einschnitt 13.1 0+330 0+461 1,5


Örtliche Gegebenheiten Die Achse 162 zweigt ~ischen Maar und Lauterbach in einem Kreisverkehr von der vorhandenen B 254 ab. Sie überfährt das Gelände auf einem beiderseits der Achse 1 liegenden Damm. Im Bereich diese Dammes erfolgt die Abzweigung in Richtung Maar. Die Querung der Achse 1, die hier in einem Einschnitt geführt wird (Einschnitt 2.1, siehe Kapitel 3.1 .2), erfolgt über eine Brücke (Bauwerk 3, siehe Kapitel 3.2.3). Ca. 150 m der Achse werden durch einen Einschnitt geführt. Von der Anbindung an die B 254 alt verläuft die Gradiente der Achse 162 mit Gefälle zur Achse 1.

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 13 einschließlich der Bohrungen in den Achse 1 und 162 (siehe Kapitel 3.1.2 und 3.1.12) 5 Kernbohrungen abgeteuft. Eine Zusammenstellung der ba1,Jwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Pl~nunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.



BK 162/1 3527 425,86 5612 787,97 312,23 5,8 306,43 BK 162/2 3527 502,59 5612 990,05 306,04 8,0 298,04

BW 3/1 3527 391 ,33 5612 876,56 309,30 10,0 293,30

BW3/2 3527 404,51 5612 923,51 307,66 10,0 297,66

BK9a 3527 536,45 5612 873,88 303,47 8,0 295,47





g Labor- und Feldversuche Aus allen Bohrungen wurden in den für diesen Abschnitt relevanten Baugrundeinheiten Sonderproben zur Untersuchung der boden- und felsmechanischen Eigenschaften entnommen.

folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 28 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 4 Zustandsgrenzen DIN 18 122 • 2 Kornverteilungen DIN 18 123 • 4 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 3 Bestimmungen der Wasseraufnahmefähigkeit DIN 18 132 • 2 Scherversuch an einer ungestörten Probe DIN 18 137 • 1 Drucksetzungsversuch nach SCHUL TZE/MUHS • 1 chemisch-analytische Untersuchung nach LAGA-Boden




Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1 :2.000/100 (Anlage 3.2.2) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren: Zuoberst stehen quartäre Deckschichten an, diese werden von Basalten und Tuffen der vulkanischen Abfolge des Vogelsberges unterlagert. Für diesen Bereich wurde lediglich die in ca. 180 m Abstand zum Bauwerk 3 liegende Bohrung BK 161/2 zu einer GW-Messstelle ausgebaut. Darüber hinaus liegen nur wenige Angaben über die Grundwasserverhältnisse im Zuge der Bohrarbeiten vor. Unter Berücksichtigung der Beobachtung aus Abschnitt 2 wird ein in Richtung eines Wassergrabens gefassten Muhrsbach abfallender GWSpiegel angenommen. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrungen BK 161 /2 letztmalig am 15.11 .2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt.

Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitlich~ Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.



g Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungs-

(m u. GOK} wasserstand (m u. GOK}

BK 162/1 k. A. - /-

BK 162/2 k. A. -/-

BW3/1 k. A. 5,50

BW3/2 k. A. 4,00

BK9a k. A. 2,50

Tab. A 13.3 Grundwasserstände im Trassenabschnitt 13

Im Einschnitt 13.1 muss im Bereich der Querung des Muhrsbaches mit dem Zutritt von Oberflächenwasser gerechnet werden. Dies ist bei der weiteren Planung sowohl für die Bauzeit als auch bei der Ausgestaltung der Einschnittböschungen zu berücksichtigen. Bezogen auf die Einschnitte ergeben sich die nachfolgenden Abstände Gradiente - Bemessungswasserstand:

Einschnitt- Station bezogen Abstand Gradiente - OK GW-Nummer Bemessunaswasserstand fml Messstelle

13.1 0+310 - 0+461 -4,20 - -1,50

Tab. A 13.4 Abstand Bemessungswasserstand - Gradiente in den Einschnitten


Damm 13.1 Station 0+000 (8 254 alt) - 0+310 Unter ca. 0, 1 - 0,3 m humosem Oberboden folgen in allen Bohrungen umgelagerte quartäre Decklehme des Homogenbereichs L. Nach den vorliegenden Bohrergebnissen handelt es sich um leicht-. bis mittelplastische Schluffe und Ton mit wechselnden Sand- und Kiesanteilen (TL, TM) von überwiegend steifer bis halbfester Konsistenz. Bereichsweise wurde auch breiiges bis weiches Material angetroffen, insbesondere im Bereich der Bauwerksbohrung BW 3/2. Die Mächtigkeit der Decklehme beträgt zwischen 1,0 m und 2,8 m.

Sie werden von 1,0 bis 2,0 m mächtigem Basaltzersatz des Homogenbereichs 1 unterlagert. Es handelt sich nach der Geländeansprache um gemischtkörnige Böden, je nach Verwitterungsgrad mit wechselnden Anteilen Sand, Schluff, Ton und Geröllen. Nach den durchgeführten SP-Tests ist von einer mitteldichten bis dichten Lagerung auszugehen. Im Bereich zwischen den Bohrungen BW 3/2 und BK 162/2 zeigen sich Übergänge zu stark verwittertem Basalt des Homogenbereichs 2. Während in der Bohrung BK 162/1 in einer Teufe von 3,00 m - 5,80 m u. GOK (Endteufe) harter bis sehr harter, geklüfteter Basalt erbohrt wurde (Homogenbereich 3), wird in den übrigen Bohrungen der Basaltzersatz bzw. der stark verwitterte Basalt von Tonen und zersetzten Tuffen des Homogenbereichs O' bzw. 0 unterlagert. In keiner der Bohrungen wurde dieses Tuffmaterial durchteuft. Bodenmechanisch gesehen handelt es sich um ausgeprägt plastische Schluffe (UA), die in steifer bis halbfester, teilweise aber auch weicher Konsistenz vorliegen. Im Bereich der Bauwerksbohrungen BW 3/1 und BW 3/2 wird das Material am Böschungsfuß in der Achse 1 angeschnitten.



g

Einschnitt 13. 1 Station 0+310- 0+461 Prinzipiell ähnelt die Schichtenfolge in diesem Bereich der des vorangegangenen Dammes. Unter einem ca. 0, 1 - 0,3 m mächtigen Oberboden folgen bis in eine Teufe von 0,5 - 2,5 m u. GOK auch hier die umgelagerten quartären Deckschichten des Homogenbereichs L. Diese werden im Bereich der Bohrung BK 162/2 unmittelbar von stark verwittertem Basalt unterlagert (0,5 - 5,8 m u. GOK, Homogenbereich 2). In der Bohrung BK 9a wurde von 2,5 - 3,4 m u. GOK Basaltzersatz erbohrt (Homogenbereich 1 ), der von hartem bis sehr hartem, geklüftetem Basalt unterlagert wird. Teilweise bis vollständig zersetzte Tuffe wurden im liegenden des Basalts in einer Teufe von 5,8 - 8,0 m u. GOK erbohrt.


Natürlicher Wassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Schwankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereiche dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 ersichtlich zu entnehmen.

Homoaenbereich Wnm1n Wnmax. Wn mittel

L 22,7% 31 ,0% 25,8%

41 320 BK9a 41420 BK 162/1

0 10,2% 61 ,7% 44,8%

41598 BK 162/2 41312 BW3/1

1 9,7% 30,6% 18,5%

41321 BK 9a 41309 BW 3/1

2 5,0% 5,2% 5,1%

41422 BK 162/1 41594 BK 162/2

3 - - -Tab. A13.5 Natürliche Wassergehalte der anstehenden Bodenarten




g Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizi- Konsis- Boden-

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich gehalt [%] tätszahl lp tenzzahl lc art

BK 162/2 41599 6,9 - 7,0 o· 33,8 14,8 0,959 UM

BW3/2 41479 2,0-2,3 L 26,0 12,8 0,352 TL

BW3/2 41472 4,9- 5,0 O' 46,1 27,8 1,345 UA

BK 9a 41322 7,2 - 7,3 0 51,4 17,6 0,665 UA


Korngrößenverteilung nach DIN 18 123 An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion {Ton, Schluff, Sand, Kies), sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt:


Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] [%] [%1 r%1 art

BW3/2 41479 2,0- 2,3 L 10 60 30 0 TL-TM

BK9a 41320 1,9- 2,0 L 20 68 6 6 TL-TM


Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125 An 4 Proben aus diesem Abschnitt wurden Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 bestimmt:



BW 3/1 41317 1,6-1 ,9 L' 2,00 1,63 38,6 0,629 -BW 3/1 41318 6,4-6,6 0 1,77 1,21 54,2 1,185 -BW3/2 41479 2,0 -2,3 L 1,87 1,48 44,1 0,789 TL-TM

BW3/2 41480 5,5 - 5,8 0 1,58 1,04 60,7 1,544 -


Wasseraufnahmevermögen nach DIN 18 132 An drei Proben aus dem Homogenbereichen 0 bzw. O' wurde die Wasseraufnahmefähigkeit nach DIN 18 132 bestimmt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wassergehalt Wasseraufnahme- Boden-

Nr. Nr. fm u. GOK1 bereich (%1 vermögen [%] art

BW 3/1 41311 409-5,0 O' 47, 1 126 -BW3/2 41472 4,9 - 5,0 O' 46,1 168 UA

BW 3/2 41473 5,9 -6,0 0 55,5 123 -Tab. A13.9 Wasseraufnahmevermögen nach DIN 18 132



g Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 137 Sowohl an Proben des Homogenbereichs 1 als auch an Proben der Homogenbereiche O bzw. O' wurden Versuche zur Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 138 durchgeführt. Zusätzlich wurde an einer Probe aus dem Homogenbereich 0 ein Scherversuch im Bereich der Fließgrenze durchgeführt. Dieser Versuch liefert Anhaltspunkte für das Verhalten der stark wasser

empfindlichen verwitterten Tuffe, was insbesondere im Hinblick auf die Ausführung der Erdarbeiten

in den aufzufahrenden Einschnitten von Bedeutung ist.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wassergehalt Reibungs- Kohäsion

Nr. Nr. rm u. GOK] bereich r%1 winket cp l°] rkN/m21

BW3/1 41317 1,6-1,9 L 23,1 28,6 26,5

BW3/2 41480 5,5- 5,8 0 51,9 20,4 286

Tab. A 13.10 Scherfestigkeit nach 01 N 18 137

Drucksetzungsversuch nach SCHUL TZE/MUHS An einer Probe des Homogenbereichs 0 wurde ein drainierter Kompressionsversuch nach dem

Verfahren nach SCHUL TZE/MUHS durchgeführt:

Bohrung Labor Entnahme- Homogen- Wasser- 1. Bel. 1. Bel. 1. Bel. 2.' Bel.

Nr. Nr. tiefe bereich gehalt 50-100 100 - 200 200-400 50-100

fm u. GOK] [%1 Es [MN/m2] Es rMN/m2J Es [MN/m2

] Es [MN/m2]

BW3/1 41318 6,40-6,60 0 46,3 9,1 14,7 19,0 33,3

Tab.: A13.11 Drucksetzungsverhalten nach SCHULTZE/MUHS

Zusammenstellung der bodenmechanischen Kennwerte Für die erdstatischen Berechnung können aus den ermittelten Werten in Verbindung mit ähnlich gelagerten Untersuchungsergebnissen die· nachfolgend aufgelisteten Werte angesetzt werden,

wobei für den jeweiligen Nachweis die ungünstigeren Werte maßgebend sind.


]

Wichte unter A'uftrieb y' = 9 - 10 [kN/m3]

Reibungswinkel cp = 25,0 - 27,5°

~ohäsion c = 5 - 10 [kN/m2]


Es= 1 ,0 - 5,0 [MN/m2] weiche - breiige Konsistenz



Homogenbereich 0 Tuff und zu Ton zersetzter Tuff Bodengruppe: UA, UM, TA, TM, TL nach DIN 18196 Feuchtwichte 'Y = 15 - 20 [kN/m3

]

Wichte unter Auftrieb r' = 5 - 1 O [kN/m3]


)

Restscherfestigkeit cp = 8 - 12° Quelldehnung 0,4 - 4,8% Steifemodul Es= 5,0 -10,0 [MN/m2



Homogenbereich 1 zersetzter Basalt (weitgehend Lockergesteinscharakter) Bodengruppe: TL, TM, UA, UL, GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte r = 19 - 22 [kN/m3

]

Wichte unter Auftrieb r' = 9 - 12 [kN/m3]

Reibungswinkel cp = 20,0 - 25,0° Kohäsion c = 10,0- 20,0 [kN/m2

)

Steifemodul Es= 20,0 -40,0 [MN/m2) mitteldichte Lagerung

Steifemodul Es= 40,0 -60,0 [MN/m2] dichte Lagerung


]

Wichte unter Auftrieb r' = 1 O - 12 [kN/m3)


]




y = 23 - 28 [kN/m3]

y' = 13-18 [kN/m3]

<pG = 32,5 - 37,5° CG = 500,0-1500,0 (kN/m2

)

Es= 500,0 -1000,0 [MN/m2]

cru = 30,0 - 200 [MN/m2]

g



gm Bautechnische Angaben

Damm 13.1 Station 0+000 (B 254 alt) - 0+310

Zum jetzigen Zeitpunkt liegen keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Die nachfolge.nden Angaben dienen daher lediglich der Orientierung, sie sind im Rahmen der Ausführungsplanung fortzuschreiben.

Setzung: Bezüglich der abzutragenden Lasten und der damit zu erwartenden Setzungsbeträge wurde eine überschlägige Berechnung durchgeführt. Die maßgebenden Kennwerte sowie der Schichtaufbau wurden auf Grundlage der vorliegenden Lagepläne und Längsschnitte (Anlagen 2.1.1 und 3.2.2) im Bereich nordöstlich der Bauwerksbohrung BW 3/2 ermittelt und wie folgt angesetzt:

• größte Höhe (ca. Station 3+500) 4,6m

• Kronen breite 12,0 m



Die Setzungen im Bereich der größten Mächtigkeit betragen bis zu 12 cm. Dieser Betrag setzt sich zusammen aus der Setzung der maßgebenden Schicht (quartärer Decklehm, Homogenbereich L) sowie der unterlagernden Schichten (Homogenbereiche 0):

Einschnitt 13. 1 Station 0+310- 0+461

Der Einschnitt mit einer Tiefe von max. 1,5 m schneidet auf der gesamten Länge die quartären Decklehme (Homogenbereich L) an. Lediglich in Bereich der Bohrung BK 162/2 werden in der Gradiente die stark verwitterten Basalte des Homogenbereichs 2 angeschnitten. Aufgrund der geringen Einschnitttiefe sind in dem aufgefahrenen Material keine Standsicherheitsprobleme zu erwarten. Oberflächlich aufgeweichte Böden sollten im Bereich des Gradiente ausgebaut oder vergütet werden, um die geforderte Tragfähigkeit sicherzustellen.


Für eine Beurteilung der im Zuge der Auskofferung der Einschnitte anfallenden Massen hinsichtlich ihrer Weiterverwendung wurde aus dem Homogenbereich L eine Mischproben zusammengestellt und einer chemisch-analytischen Untersuchung nach LAGA-Boden unterzogen. Das Material der Bodenmischprobe gbm42286 (Schluff) übersteigt für die Parameter Chrom. ges. im Feststoff mit 64 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 58 mg/kg geogen bedingt den ZOZuordnungswert der LAGA-Boden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42286 kann formal unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1-Material eingestuft werden. Eine Einstufung als Z1 .1-Material halten wir aus gutachterlicher Sicht aufgrund der geogen bedingten Belastung für überzogen. Ein genehmigter Einbau vor Ort oder eine Verwertung ist bei den zuständigen Behörden zu beantragen.



g 3.1.14 Abschnitt 14 Station: 0+000 - 0+293

Achse 264 Station 0+000 (L 3140) -Station 0+293 (Achse 1)

Dieser Abschnitt schließt etwa bei Station 3+100 an die Achse 1 an. In diesem Abschnitt wird das Gelände in einem Einschnitt durchfahren:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe I Tiefe (l 3140) (Achse 1) [ca. m]

Einschnitt 14.1 0+000 0+293 *) 10,0 *) von dieser Achse lag zum Zeitpunkt der Erstellung des Gutachtens kein Längsschnitt vor.

Die Stationierung musste daher aus dem Lageplan (Anlage 2.1.2) abgeleitet werden


Örtliche Gegebenheiten Die Achse 264 zweigt am nordöstlichen Stadtrand von Lauterbach von der L 3140 Lauterbach -Schlitz ab. Sie durchschneidet das Gelände in einem bis zu ca. 10,0 m tiefen Einschnitt und bindet nach ca. 293,0 man die Achse 1 der geplanten neuen Trasse an (Station 3+100). Von der Anbindung an die L 3140 fällt das Gelände zur Achse 1 hin leicht ab.

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Abschnitt 14 insgesamt 2 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind nicht vorhanden.



Aufschluss [m NN] [m] [m NNl BK 18a 3529 028,64 5612 456,38 309,84 8,0 301 ;84

BK 264/1 3529 083,42 5612 581 ,17 315,00 *) 8,0 307,00 *) keine aktuelle Höhenvermessung, Höhe aus Planunterlagen en:nittelt


Die detaillierten Schichtenverzeichnisse sind der ·Anlage 4 zu entnehmen, die Fotodokumentation der Bohrkerne ist in Anlage 8 widergegeben.



g Labor- und Feldversuche

Aus allen Bohrungen wurden in den für diesen Abschnitt relevanten Baugrundeinheiten Sonderproben zur Untersuchung der baden- und felsmechanischen Eigenschaften entnommen.

Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 10 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 4 Zustandsgrenzen DIN 18 122 • 5 Kornverteilungen DIN 18 123 • 1 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 3 Bestimmungen der Wasseraufnahmefähigkeit DIN 18 132 • 1 Scherversuche an ungestörten Proben DIN 18 137 • 3 Scherversuche an gestörten Proben bei WL DIN 18 137 • 2 Quellversuche nach Huder I Amberg • 1 Drucksetzungsversuch nach SCHUL TZEIMUHS • . 2 Röntgendiffraktometrische Bestimmungen der Tonminerale • 1 Einaxialer Druckversuch an einer Felsprobe nach DIN EN 1926 • 1 Chemisch-analytische Untersuchungen nach LAGA-Boden



Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1 :2.000/100 (Anlage 3.2.3) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren:

Zuoberst stehen quartäre Deckschichten an, diese werden von Basalten und Tuffen der vulkanischen Abfolge des Vogelsberges unterlagert. In diesem Abschnitt wurde eine Bohrungen (BK 18a) zu einer GW-Messstelle ausgebaut. Die durchgeführten GW-Messungen sowie die Beobachtungen im Zuge der Bohrarbeiten auch im Abschnitt 3 (siehe Kapitel 3.1.3) lassen einen zum Geländetiefpunkt bei BK 17 (Vorfluter) leicht abfallenden GW-Spiegel erwarten.

Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrung BK 18a letztmalig am 15.11 .2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt.





(m u. GOK) wasserstand (m u. GOK)

BK 18a 12,76 10 00

BK 264/1 6, 1 O (Soüluna ?) 5,00

Tab. A14.3 Grundwasserstände im Trassenabschnitt 14


Einschnitt- Station Abstand Gradiente - OK Be- GW-Messstelle

Nummer messunaswasserstand Im]

14.1 0+000 - 0+293 ± 0,00 - +1,00*) BK 18a *) +: Wasserstand oberhalb der Gradiente

Tab. A14.4 Abstand Bemessungswasserstand- Gradiente in den Einschnitten


Einschnitt 14. 1 Station 0+000 (L 3140) - 0+293 (Achse 1) Unter einer nur geringmächtigen Decklehmauflage von ca. 0,6 m steht in diesem Einschnitt Basalt mit einer zwischengeschalteten Tufflage von ca. 2,5 m - 3,4 m Mächtigkeit an. Da zum Zeitpunkt der Abfassung des Gutachtens keine detaillierten Pläne über diesen Einschnitt vorlagen, können nur überschlägige Angaben über Ausstrichlänge und Teufenlage über den Einschnitt getroffen werden. Es wird angenommen, dass der Tuff bezogen auf die. Gradiente auf der gesamten Länge im unteren Drittel bzw. in der 'unteren Hälfte der Einschnittböschung ausstreicht und dabei ganz oder in Teilen die Sohle des Einschnitts einnimmt. Über- und unterlagert wird dieser Horizont von mäßig bis stark verwitterten Basalten der Homogenbereiche 2 und 3. Diese sind im liegenden der Tuffe teilweise blasig/schlackeartig ausgebildet. Der zersetzte Tuff ist bodenmechanisch ·als ausgeprägt plastischer Schluff und Ton von steifer bis halbfester, selten weicher Konsistenz anzusprechen. Der Tonanteil beträgt in diesem Material bis zu 73%, bei einem Montmorillonit-Gehalt von teilweise bis zu 90% (siehe hierzu auch Kapitel 3.1) In beiden Bohrungen wurde oberhalb der Tuffe mäßig bis stark geklüfteter Basalt des Homogenbereichs 3 erbohrt.

Laborversuche





g Homoaenbereich Wn min. Wn max. Wn mittel

L 1 Versuch 1 Versuch 13,5%

40773 BK 18a

0 38,1% 59,0% 47,8% 40843 BK 264/1 40776 BK 18a

1 -/- -/ - -/ -

2 3,4% 4,4% 3,9% 40774 BK 18a 40775 BK 18a

3 - /- -/- -/-


Zustandsgrenzen nach DIN 18 122

An den nachfolgenden Proben wurden die Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 bestimmt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizi- Konsistenz- Boden-Nr. Nr. [m u. GOK] bereich gehalt (%] tätszahl lp zahl lc art

BK 18a 40776 7,9- 8,0 O' 59,0 44,4 0,784 UA

BK 18a 40777 8,9- 9,0 O' 49,9 64,8 0,853 TA

BK 264/1 40821 2,4- 2,5 O' 46,1 45,0 0,916 UA

BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 40,7 15,9 3,415 UA


Korngrößenverteilung nach DIN 18 123

An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion (Ton, Schluff, Sand, Kies), sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt:

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- T u s G Boden-Nr. Nr. [m u. GOK] bereich r1o1 [%] [%] [%1 art

BK 18a 40776 7,9 - 8,0 O' 38 60 2 0 UA

BK 18a 40882 8,5 - 8,6 O' 41 58 1 0 TA

BK 18a 40777 8,9- 9,0 O' 73 25 2 0 TA

BK 264/1 40821 2,4 - 2,5 0 36 58 6 0 UA

BK 264/1 40843 3,4 - 3,5 O' 20 77 2 0 TM


Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125

An 8 Probe aus diesem Abschnitt wurden Dichtebestimmungen nach DIN 18 125 bestimmt:



g



BK 18a 41926 6,0-6,25 3 2,75 - - - -BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 2,19 1,55 41 ,4 0,706 UA



Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasserge- Wasseraufnahme- Boden-

Nr. Nr. rm u. GOKl bereich halt r%1 vermöaen r%1 art

BK 18a 40776 7,9-8,0 O' 59,0 248 UA

BK 18a 40777 8,9 -9,0 O' 49,9 225 TA

BK 264/1 40822 3,8 -4,0 0 40,7 167 UA


Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 137 An ungestörten Proben der Homogenbereiche 0 bzw. O' wurden Versuche zur Bestimmung der Scherfestigkeit nach DIN 18 138 durchgeführt. Dabei wurde an einer Probe aus dem Homogenbereich 0 ein Scherversuch im Bereich der FließgFenze (aufbereitete gestörte Probe) durchgeführt. Dieser Versuch liefert Anhaltspunkte für das Verhalten der stark wasserempfindlichen verwitterten Tuffe nach Wasseraufnahme, was insbesondere in den aufzufahrenden· Einschnitten von Bedeutung ist.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wassergehalt Scherwinkel Kohäsion

Nr. Nr. rm u. GOKl bereich r%1 CJd0 1 [kN/m2]

BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 40,7 27,9 48,4

Scherversuch an der Fließgrenze

BK 18a 40777 8,9 - 9,0 O' WL = 105,2 17,4 18,3

BK 18a 40777 8,9-9,0 O' WL = 105,2 9,9 23,4

BK264/1 40822 3,8 -4,0 0 WL = 66,0 27,3 22,7


Quellversuch nach Huder/Amberg Aufgrund der teilweise sehr hohen Wassergehalte sowie der hohen bis sehr hohen Wasseraufnahmefähigkeit einzelner Proben aus dem Homogenbereich 0 wurden von einigen dieser Proben Quellversuche nach dem Verfahren von Huder/Amberg durchgeführt.



g Eine Beschreibung der durchgeführten Versuche kann Kapitel 3.1.2 (Erdbauwerke Abschnitt 2)

entnommen werden.

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Quellverformung/ Quellverformung/

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich gehalt Vorbelastung vollst. Entlastung [%] [% I kN/M21 f% I 25 kN/m2

]

BK8 41489 5,35- 5,45 O' 33,0 1,301150 2,50

BK 18a 40882 8,5-8,6 O' 49,7 1,10 / 250 4,79

BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 40,7 0,75 / 100 0,39

BWB/1 41070 2,0-2,3 o· 46,8 0,611400 *) 2,86

BK 21 40933 3, 15-3,45 O' 37,3 0,771400 *) 3,75

*) Proben wurden mit 400 kN/m2 vorbelastet

Tab. A 14.11 Quellversuch nach Huder/Amberg (Proben aus Abschnitt 2 & 4 kursiv)

Drucksetzungsversuch nach Schultze/Muhs An einer Probe des Homogenbereichs 0 wurde ein drainierter Kompressionsversuch nach dem

Verfahren nach SCl-:iUL TZE/MuHs durchgeführt:

Bohrung Labor Entnahme- Homogen- Wasser- 1. Bel. 1. Bel. 1. Bel. 2. Bel.

Nr. Nr. tiefe bereich gehalt 50-100 100 -200 200-400 50-100 [m u. GOK] r1o1 Es CMN/m21 Es [MN/mi Es [MN/mi Es CMN/m21

BK 264/1 40822 3,8-4,0 0 40,7 4,7 3,8 10, 1 13,5





Der Versuch wurden durch die Baustoffprüfstelle Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt.





In der nachstehenden Tabelle sind die Bruchfestigkeiten cru der beprobten Bohrkerne zusammen

gefasst. Aufgrund des Einflusses der Endflächenreibung werden für Probenkörper mit einem Ver

hältnis von Höhe/Durchmesser < 2 zu hohe Festigkeitswerte (crve~ucii) ermittelt. Aus diesem Grund werden die Versuchsergebnisse der betroffenen Proben entsprechend der TP BF-StB Teil C1 ab

gemindert. Die so errechneten Festigkeitsparameter werden als abgeminderte Einaxiale Druckfes

tigkeit cru bezeichnet.



g

Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung O'ven;uch <ru

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich H/D [MN/m21 IMN/m21

BK 18a 41926 6,0 - 6,25 3 1,48 212,5 203,6

Tab. A14.13 Druckfestigkeit v0n Naturstein nach DIN EN 1926 (Ausgabe 05/99)




]


Reibungswinkel <p = 25,0-27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]




]



]

Restscherfestigkeit <p = 8 - 12° Quelldehnung 0,4 - 4,8% Steifemodul Es = 5,0-10,0 [MN/m2



Homogenbereich 1 zersetzter Basalt (weitgehend Lockergesteinscharakter)

Bodengruppe: TL, TM, UA, UL, GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 19 - 22 [kN/m3

]



]






]



]




Bautechnische Angaben '

y = 23 - 28 [kN/m3)

y' = 13-18 [kN/m3]

<f>G = 32,5 - 37 ,5° CG = 500,0-1500,0 [kN/m2

]

Es = 500,0 -1000,0 [MN/m2]

O'u = 30,0 - 200 [MN/m2]

Einschnitt 14. 1 Station 0+000 (L 3140) - 0+293 (Achse 1) In diesem Einschnitt streichen Tuffe bzw. vollständig zu Ton zersetzte Tuffe (Homogenbereich 0 bzw. O') vermutlich auf der gesamten Länge von ca. 293 m in der Einschnittböschungen aus. Die Mächtigkeit dieser Schicht beträgt bis zu 2,8 m. Unterlagert werden diese Tuffe von Basalten des Homogenbereichs 2-3, teilweise 2' (blasig/schlackeartiger Basalt). Dieser bereitet in standsicherheitstechnischer Sicht kein Probleme. Aufgrund der in den einleitenden Bemerkungen zu Kapitel 3 geschilderten Problematik hinsichtlich der Standsicherheit von Böschungen im Material des Homogenbereiches 0 sind bei der Herstellung dieses Einschnittes besondere konstruktive Sicherungen vorzusehen, die die Ausbildung von Gleitflächen dauerhaft unterbinden. Wir empfehlen in diesem Einschnitt analog zu den Einschnitten 2.2 und 3.2 (Kapitel 3.1.2 bzw. 3.1.3) zu verfahren, d. h. beim Auffahren des Einschnitts mit Erreichen der Tufflage das Material abschnittsweise in böschungsparallelen Schlitzen auszutauschen und innerhalb dieses Erdaustauschbereiches etwa durch Betonstützscheiben zu ersetzten. Hierdurch wird der oberflächenhafte Wasserzutritt in die Tufflagen minimiert und so ein Ausfließen nach Wasseraufnahme unterbunden. Durch eine solche Maßnahme wird ein Ausbrechen von den im Hangenden der Tufflage anstehenden basaltischen Festgesteine durch eine quasi „Fußstützung" vermieden. Diese Betonstützkeile sind ggf. zusätzlich durch kurze Felsnägel rückzuverhängen. Sofern aus planerischer Sicht unter den gegebenen örtlichen Randbedingungen möglich sind die Böschungsneigungen im tieferen Teil des Einschnitts aufgrund der beschriebenen Problematik auf insgesamt flachere Neigungen von etwa 1 :2 einzustellen.



g Neben dem o.g. Bodenaustausch innerhalb der erdbautechnisch sehr problematischen Tufflagen könnten prinzipiell auch andersartige Stützkonstruktionen zur Gewährleistung einer gefahrlosen Trassenführung planerisch untersucht werden, wie z.B. Ortbetonstützwände am Böschungsfuß, hinter denen die aufgehende Böschung noch weiter abgeflacht werden könnte.



Das Material der Bodenmischprobe gbm42287 (Tuff) übersteigt für die Parameter Chrom. ges. im Feststoff mit 86 mg/kg und Nickel im Feststoff mit 82 mg/kg geogen bedingt den ZOZuordnungswert der LAGA-Boden. Das Material der Bodenmischprobe gbm42287 kann unter dem Abfallschlüssel 17 05 04 „Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 05 03 fallen" als Z1 .1-Material im eingeschränkten offenen Einbau wiederverwertet werden.




Achse 300 Station 0+000 (8 254 alt) - Station 0+100 I Widerlager Südwest, Bauwerk 11 Achse 362 Station O+ 100 (8 254 alt)/Widerlager Südwest BW 11 - Station O+ 720 (Achse 1)

Dieser Abschnitt schließt südlich der Kläranlage von Lauterbach in einem Kreisverkehr an die vorhandene 8 254 an; etwa bei Station 3+100 an die Achse 1 an. In diesem Abschnitt wird das Gelän-. de auf zwei Dämmen und einer Talbrücke überfahren.

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe I Tiefe (bezogen auf B 254) (bezogen auf B 254) [ca. m]

Damm 15.1 0+000 0+100 *) ca. 6 O Damm 15.2 0+370 0+720 ca. 7,5

*) von dieser Achse lag zum Zeitpunkt der Erstellung des Gutachtens kein Längsschnitt vor. Die

Stationierung sowie die Höhe der Dämme mussten daher aus dem Lageplan (Anlage 2.1.3) sowie

dem Längsschnitt (Anlage 3.1 .3) abgeleitet werden


Örtliche Gegebenheiten Dieser Streckenabschnitt zweigt südlich der Kläranlage Lauterbach von der vorhandenen B 254 ab. Über einen kurzen Damm (Achse 300, Damm 15.1) wird das zur Talaue der Lauter abfallende Gelände bis zum südwestlichen Widerlager der Talbrücke Bauwerk 11 (siehe Kapitel 3.2.11) überquert. Nach Überquerung der Lauter (etwa bei Station 0+203) und der Bahnstrecke Gießen-AlsfeldFulda (etwa Station 0+345) sowie Unterquerung der Achse 1 (Bauwerk 11, Station 0+415, siehe Kapitel 3.2.10) wird die Trasse über einen im Querschnitt asymmetrischen Damm zum Anschluss an die geplante Trasse der B 254 neu geführt (etwa Station 4+610).

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Bereich der Achse 300 insgesamt 2 Kernbohrungen, im Bereich der Achse 362 jeweils 5 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind nicht vorhanden.


Bezeichnung Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe Endteufe Endtiefe Aufschluss [m NN] [m] [m NN]

Achse 300

BK 300/1 3530 092,13 5611588,16 k. A. 8,0 BW 11/1 3530 101,97 5611 662,87 k. A. 12,0



Bezeichnung Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe

Aufschluss (m NN1

Achse 362

BW 11/8 3530 248,77 5611 876,91 BW 10/1 3530 232,40 5611 921,46 276,46 BW 10/2 3530 275 90 5611 914,44 275,61 BK 362/1 3530 289,01 5611 985,43 279,95 BK 362/2 3530 396,67 5611 991,49 280,00 *)

BK28 3530 404,98 5611 899,54 275,21 *) keine aktuelle Vermessung, Höhe aus bestehenden Planunterlagen ermittelt


Endteufe Endtiefe

rm1 [m NN]

15,0

15,0 261,46 15,0 261,61

6,0 271,95

6,0 272,00

12 0 263,21




Felgende Untersuchungen wurden durchgeführt (in Klammern die Verteilung auf die Achsen 300/362): • 53 (4/49) Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 13 (0/13) Kornverteilungen DIN 18 123 • 6 (0/6) Zustandsgrenzen DIN 18 122 • 2 (0/2) Dichtebestimmung DIN 18 125 • 1 (0/1) Drucksetzungsversuch nach SCHUL TZEIMUHS • 1 (0/1) Einaxialer Druckversuch an Felsproben


Die Versuchsergebnisse werde in Anlage 5 zusammengefasst.



g Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse

Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (Anlage 3.2.4) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren:

Der Abschnitt liegt geologisch gesehen innerhalb des zentralen Lauterbacher Grabens. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322· Lauterbach stehen in diesem Geländeabschnitt Ton- und Schluffsteine des Mittleren Keupers an, die oberflächlich von Löß sowie alluvialen Auen- und Bachablagerungen überlagert werden.

Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde in allen Bohrungen Grundwasser angetroffen. Zwei Bohrungen des in der Achse 362 liegenden Bauwerks 11 wurden zu GW-Messstellen ausgebaut. Die Messwerte aus diesen Bohrungen lassen in Verbindung mit den beobachteten Wasserständen insgesamt einen zum Geländetiefpunkt abfallenden GW-Spiegel mit abnehmendem Flurabstand erwarten.

Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie die in den verpegelten Bohrungen BW 11/ 3 und BW 11/8 letztmalig am 15.11.2006 gemessene Wasserstand aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt. Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.


[m u. GOKJ wasserstand fm u. GOKJ

Achse 300

BK 300/1 0,60 (Spülung?) 0,50

BW 11/1 1,20 0,70

Achse 362

BW 10/1 4,50 7 4,15 *) 3 00

BW 10/2 4,50 7 7,30 3,00

BK 362/1 5,80 7 5,10 4 00

BK 362/2 3,30 7 2,25 1 50

BK28 6,40 7 6,10 4,00

GW-Messstellen Bauwerk 11 : .

BW 11/3 {2") 1,48 1 00

BW 11/8 (2") 1,24 0,70 *) GW angebohrt, Anstieg auf Ruhewasserstand (ggf. durch Spülung verfälscht)

Tab. A15.3 Grundwasserstände im Trassenabschnitt 15



g Baugrundverhältnisse

Damm 15.1 Station 0+000 (B 254)- 0+100 (Widerlager Südwest Bauwerk 11) In der Aufschlussbohrung BK 300/1 wurden unter ca. 0,20 m Oberboden bis in eine Teufe von 5,10 m u. GOK Basalt-Gerölle erbohrt, die vermutlich einer Auffüllung aus dem Straßenbau oder der Anschüttung eines Wassergrabens entstammen. Es handelt sich um angewitterte schwarzgraue Basalte in einer mittelbraunen überwiegend schluffigen Matrix. Von 5,40 m - 5,95 m u. GOK wurde eine schluffiger, teilweise sandiger und schwach toniger Decklehm von steifplastischer Konsistenz angetroffen (Homogenbereich L). Dieser wird unterlagert von vollständig bis stark verwitterten grüngrauen und roten Schluff- und Tonsteinen. Diese werden bis in eine Teufe von 7,20 m u. GOK in den Homogenbereich 4 gestellt. Die primären Gefügestrukturen sind in diesem Homogenbereich 4 im Regelfall kaum noch zu erkennen. Ab ca. 7,20 m u. GOK sind stark verwitterten Schluff- und Tonsteine des Homogenbereichs 5 aufgeschlossen. Aufgrund der Ansprache der gewonnenen Bohrkerne und des ausgeführten Standard-Tests ist innerhalb dieser Baugrundeinheit von recht guten Baugrundtragfähigkeiten auszugehen. In der Aufschlussbohrung BW 11/1 beträgt die Mächtigkeit der Decklehmauflage ca. 1,70 m, diese werden von 1,70 - 3,55 m u. GOK von den verwitterten Schl.uff- und Tonsteinen Homogenbereichs 4 unterlagert. Ab einer Teufe von 3,55 - 12,00 m u. GOK folgt hier der verwitterte Fels (Homogenbereich 5).

Damm 15. 2 Station 0+370 (Widerlager Nordost Bauwerk 11) - Station O+ 720 Unterhalb des ca. 0, 10 - 0,30 m mächtigen Oberbodens wurde in den relevanten Aufschlussboh-· rungen ein quartärer Decklehm erkundet. Dieser wird bereichsweise aufgrund seines teilweise hohen Anteils an grobklastischen Bestandteilen als Hangschutt angesehen. Bodenmechanisch ist er als GU-GU* und SU* sowie als TM und TL nach DIN 18 196 einzustufen. Dieser in den Homogenbereich L gestellte Decklehm reicht bis in eine Teufe von 4,95 m u. GOK (Bohrung BW 10/1 ). Er wird unterlagert von einem sehr stark verwitterten bis weitgehend zersetzten Ton- und Schluffstein, der durch seinen hohen Verwitterungsgrad weitgehend Lockergesteinsqualitäten aufweist (Homogenbereich 4). In diesem Felszersatz sind die primären Gefügestrukturen im Regelfall kaum noch zu erkennen. Bei den bindigen Anteilen handelt es sich weitgehend um die Bodenart TA, teilweise um TL. Mit zunehmendem Anteil an Gesteinsfragmenten werden Bodenarten wie SU* angetroffen. In der Bohrung BK 362/1 wurde das Material teilweise in weicher bis breiiger Konsistenz angetroffen. In den Bohrungen 362/1 und 362/ 2 wurde der zersetzte Ton-/Schluffstein nicht durchteuft, in den Bauwerksbohrungen 11 /8 sowie 10/1 und 10/2 sowie der Bohrung BK 28 ist unterhalb des Homogenbereichs 4 verwitterter Ton- und Schluffsteine aufgeschlossen. Sie werden als verwittert bis stark verwittert klassifiziert und in den Homogenbereich 5 zusammengefasst. Aufgrund der Ansprache der gewonnenen Bohrkerne und der ausgeführten Standard-Test ist innerhalb dieser Baugrundeinheit von recht guten Baugrundtragfähigkeiten auszugehen. In der Bohrung BK 28 wurde darüber hinaus in einer Teufe von ca. 5,00 - 6,70 m u. GOK ein stark bis vollständig verwitterter Schluff bis Feinsand mit stark wechselnden Anteilen Ton und Kies erbohrt. Dieser wir in den Homogenbereich 7 gestellt.



g Laborversuche



Homogenbereich Wnmln. Wn max Wn m1tta1

L 19,7% 30,9% 24,1%

41381 BK28 41380 BK28

LS 9,0% 22,6% 14,5%

40968 BW 10/1 41425 BK 362/1

4 7,9% 44,4% 20,0%

41033 BK 362/2 41427 BK 362/1

5 15,3% 29,9% 22,6%

40975 BW 10/1 40977 BW 10/1

6 - / - - /- - / -


41385 BK28

9 -/- -/- -/-




Nr. Nr. [m u. GOK] bereich geh alt tätszahl tenzzahl art

[%] lp lc

BW 11/8 41123 2,90-3,00 4 27,1 27,5 1,000 TA BW 11/8 41132 4,20-4,50 5 23,1 9,6 0,677 ST-GU* BK 362/1 41426 2,9- 3,0 4 39,8 30,0 0,640 TA BK 364/1 41427 3,9-4,0 4 44,4 31 ,5 0,486 TA BK 362/1 41428 4,9- 5,0 4 31 ,7 29,6 0,696 TA BK 362/2 41031 1,9-2,0 4 14,5 13,8 1,623 TM




g Korngrößenverteilung nach DIN 18 123 An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion (Ton, Schluff, Sand, Kies) , sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt:


Nr. rm u. GOKl bereich [%] r%1 [%] (%] art

BW 11/8 41122 1,90-2,00 L 32 59 8 1 UM

BW 1·118 41123 2,90-3,00 4 26 56 17 1 TA

BW 11/8 41124 3,90-4,00 5 9 40 48 3 UL-UM

BW 11/8 41132 4,20-4,50 5 5 13 39 43 ST-GU*

BW 11/8 41125 4,90-5,00 5 4 4 14 78 GU

BW 10/1 40967 1,9-2,0 LS 18 16 26 40 GU*

BW 10/1 40968 2,9 - 3,0 LS ·2 12 28 58 GU

BW 10/1 40970 4,9 - 5,0 L 3 12 17 68 GU

BW 10/2 41324 1,9-2,0 LS 12 34 31 23 TL

BW 10/2 41325 2,9 - 3,0 LS 4 13 17 66 GU*

BK 362/1 41425 1,9 -2,0 LS 17 24 41 18 SU*

BK 362/2 41030 0,9 -1 ,0 4 16 24 45 15 TL-SU*

BK 362/2 41031 1,9- 2,0 4 14 17 69 0 TM-SU*


Bestimmung der Dichte nach DIN 18 125 An zwei Proben aus diesem Abschnitt wurde je eine Dichtebestimmung nach DIN 18 125 durchgeführt:


Nr. Nr. rm u. GOK] bereich feucht trocken anteil zahl art

BK 362/1 41032 2,0 - 2,3 4 2,08

BW 11/8 41132 4,20-4,50 5 2,02 1,64 38,0 0,613 ST-GU*

BK28 41386 3,45-3,75 L 2,01 1,60 39,7 0,659 -Tab. A15.7 Dichte nach DIN 18125

Drucksetzungsversuch nach Schultze/Muhs An einer Probe des Homogenbereichs L wurde ein drainierter Kompressionsversuch nach dem Verfahren nach SCHUL TZE/MUHS durchgeführt:



g Bohrung Labor Entnahme- Homogen- Wasser- 1. Bel. 1. Bel. 1. Bel. 2. Bel.

Nr. Nr. tiefe bereich geh alt 50-100 100 - 200 200-400 50-100

[m u. GOK] [%] Es [MN/m21 Es [MN/m2J Es [MN/m2] Es [MN/m2]

BK28 41386 3,45-3,75 L 26,2 4,9 6,3 7,4 13,5



Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurde im Bereich des geplanten Brückenbauwerkes 1 Kernprobe untersucht. Der Versuch wurde durch die Abteilung Felsmechanik am Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik der Universität Karlsruhe durchgeführt. Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich.



Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung <Jversuch <Ju

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich H/D [MN/m21 [MN/m21

BK 300/1 41931 2 ,2 -2,5 A n. p. *)

BK 362/1 41032 2,0 -2,3 4 2,15 0,081 0,081

*) n icht prüfbar






Homogenbereich L Quartärer Decklehm I Hangschutt Bodengruppe: TM, TL, UM, UL nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 19 - 20 [kN/m3

]

Wichte unter Auftrieb r' = 9 - 1 O [kN/m3)

Reibungswinkel <p = 25,0 - 27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

)


Mantelreibung {Bruchwert) •mr = 0,02 - 0,04 [MN/m2] steifplastisch

Homogenbereich 4-Q Fluviatiler Kies Bodengruppe: GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul


Homogenbereich 4

y = 20 - 21 [kN/m3]

y' = 10 - 11 [kN/m3]

<p = 30- 35° c = 0,0- 2,0[kN/m2

]

Es = 25,0 -40,0 [MN/m2] mitteldichte Lagerung


•mt = 0,08 - 0, 12 [MN/m2]

zersetzter Ton-Schluffstein (weitgehend Lockergesteinscharakter) Bodengruppe: TL, TM, TA, UM, GU, GU*, SU* nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 [kN/m3

]



]


Einaxiale Druckfestigkeit au = 0,08 - 0,30 [MN/m2]


Homogenbereich 5 verwitterter- stark verwitterter Ton-Sehluftstein Feuchtwichte y = 20 - 22 [kN/m3

]


Reibungswinkel <p = 20,0-25,0° Kohäsion c = 30,0 - 80,0 [kN/m2

]


Einaxiale Druckfestigkeit a u = 0,20 - 0,50 [MN/m2]

Mantelreibung (Bruchwert) -rmr = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

g



Homogenbereich 6 angewitterter-Ton-Schluffstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)


Seite 169

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 -15 [kN/m3]

<p = 25,0 - 30,0° c = 50,0 -150,0 [kN/m2

]

Es = 50,0 - 200,0 [MN/m2]

O"u = 0,50 - 3,0 [MN/m2]

'tmf = 0, 15 - 0,4 [MN/m2]

crs = 1,5 - 4,0 [MN/m2]

Bodengruppe: SU*, SU, ST, ST, GU, GU*, *nach DIN 18196 Feuchtwichte r = 20 - 21 [kN/m3

]

Wichte unter Auftrieb y' = 10 - 11 [kN/m3)

Reibungswinkel cp = 30 - 35° Kohäsion c = 0,0- 2,0[kN/m2

]

Steifemodul Es = 25,0 - 40,0 [MN/m2) mitteldichte Lagerung

Es = 40,0 - 60,0 [MN/m2) dichte Lagerung

Mantelreibung (Bruchwert) tmt = 0,08 - 0, 12 [MN/m2]


Damm 15. 1 Station 0+000 (B 254) - 0+100 (Widerlager Südwest Bauwerk 11) Zum jetzigen Zeitpunkt liegen keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Abgeleitet aus der Vorplanung des Bauwerks 11 (siehe Kapitel 3.2.11) wird die größte Höhe des Dammes im Bereich des südwestlichen Widerlagers mit ca. 6,0 m angenommen. Nach den Untersuchungsergebnissen ist im Bereich des geplanten Dammes in einem bisher nicht bekannten Umfang mit Auffüllungen von zum Teil erheblicher Mächtigkeit zu rechnen. Die unterlagernden zersetzten bis verwitterten Ton- und Schluffsteine lassen aufgrund der durchgeführten Standard-Tests hohe Steifigkeiten und somit wenig Probleme hinsichtlich d.er Setzung erwarten. Dies gilt ebenso für die im Bereich der Bohrung BW 11 /1 angetroffenen Festgesteine unterhalb der Decklehme.

Damm 15. 2 Station 0+370 (Widerlager Nordost Bauwerk 11) - Station O+ 720 Zum jetzigen Zeitpunkt liegen keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Abgeleitet aus dem Längsschnitt der Achse 1 (siehe Anlage 3.1.3) wird die größte H~he des Dammes im Bereich der Einmündung der Achse 362 in die Achse 1 mit ca. 7,5 m angenommen. Im Bereich von Station 0+505 - 0+630 schneidet der in einem Halbkreis geführte Damm auf seiner Außenseite das nach Süden abfallende Gelände als Einschnitt an.



g 3.1.16 Abschnitt 16: Station 0+100 bis Station 0+517

Achse 461 Station 0+100 (Straße „Im Tiegel") - Station 0+517 (Achse 1)

Über diese Achse erfolgt am südöstlichen Ortsrand von Angersbach die Anbindung der B 254 alt an die neue Trasse (etwa bei Station 7+ 730). Das leicht nach Nordosten ansteigende Gelände wird auf einem kurzen Damm überquert und in einem Einschnitt durchfahren:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe/

Tiefe [ca. m]

Damm 16.1 0+079 0+125 1,2

Einschnitt 16.1 0+125 0+517 6,7


Örtliche Gegebenheiten

Am Rand eines Gewerbegebiets erfolgt über die Verlängerung der innerörtlichen Straße „Im. Tiegel" die Anbindung an die neue Trasse. Etwa ab Station 0+079 wird die Trasse über eine kurzen Damm geführt (Aufweitung von Damm 7.3. siehe Kapitel 3.1.7), von Station 0+125 an verläuft die Achse in einem Einschnitt, der etwa bei Station 0+218 die Achse 1 unterquert (Bauwerk 20, siehe Kapitel 3.2.20). In einer halbkreisförmigen Rechtskurve wird das leicht nach Nordosten ansteigende Gelände durchfahren.

Aufschlüsse

Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Bereich der Achse 461 insgesamt 5 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind nicht vorhanden. Eine Zusammenstellung der bauwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.


Aufschluss [m NN] [m] [m NNl

BW 20/1 3532 466,18 5610 014,09 ' 264,11 10,0 254, 11 BW 20/2 3532 488,43 5609 982,03 264,27 10,0 254,27 BK 461/1 3532 545,94 5610 024,49 268,45 9,0 259,45 BK 461/2 3532 625,15 5609 973,72 274,84 10,0 264,84

BK51 3532 602,88 5609 849,88 270,89 6,0 264,89





g



folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 18 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 1 Kornverteilung DIN 18 123 • 2 Dichtebestimmungen DIN 18 125 • 2 Einaxiale Druckversuche an Felsproben nach DIN EN 1926




Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1:2.000/100 (Anlage 3.2.5) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren:

Das Untersuchungsgebiet der Achse 461 befindet sich geologisch gesehen innerhalb des zentralen Lauterbacher Graben. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach wird das Untersuchungsgebiet oberflächenhaft von Lößlehmen sowie alluvialen Auenablagerungen in Form von Lehmen und gröber klastischen Sanden und Kiesen eingenommen. Im liegenden weist die geologische Karte Festgesteine des oberen Keupers auf, die sich weitgehend als Ton- und Schluffstein mit einzelnen zwischengeschalteten Sandsteinbänken darstellen. Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde in allen Bohrungen Grundwasser angetroffen. Eine Bohrung (BW 20/2) wurden zu einer GW-Messstellen ausgebaut. Im Bereich des Bauwerks 20 wurden zum teil stark differierende Verhältnisse zwischen benachbarten Bohrungen festgestellt, hier sind insbesondere die artesischen Verhältnisse in der Bohrung BW 20/2 bemerkenswert (siehe auch Kapitel 3.2.20). Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände sowie der in der verpegelten Bohrung letztmalig am 15.11.2006 gemessenen Wasserstände aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt. Es wird für die weitergehende Planung empfohlen, in regelmäßigen Abständen Pegelmessungen durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen des Grundwasser realistisch abschätzen zu können.




[m u. GOK] wasserstand rm u. GOKl

BW20/1 3,20 7 3,7 *) 1,00

BW 20/2 (2") 0,10 Druckspiegel: +0,50 m

BK 461/1 1,84 (Spülunq?)

BK 461/2 4,70 7 5,20

BK51 2, 10 (Spüluna?) ") GW angebohrt, Anstieg auf Ruhewasserstand (ggf. durch Spülung verfälscht)


0,80

3,70

1, 10


Einschnitt- Station bezogen Abstand Gradiente - OK Be- GW-Messstelle

Nummer auf Achse 1 messunqswasserstand rml

16.1 0+125-0+517 -1,00 - +4,00 *) BW20/2 ") +: Wasserstand oberhalb der Gradiente

Tab. A16.4 Abstand Bemessungswasserstand- Gradiente im Einschnitt


Damm 16.1 Station 0+079- 0+125 Bei diesem Damm handelt es sich um eine Aufweitung des Dammes 7.3 der Achse 1 (siehe Kapitel 3.1. 7), daher wird an dieser Stelle auf die Beschreibung der Baugrundverhältnisse in dem genannten Kapitel verwiesen.

Einschnitt 16. 1 Station 0+079 - 0+517 (Achse 1) Unterhalb des humosen Oberbodens stehen bis max. 0,4 m u. GOK Decklehme an. Es handelt sich um tonige Schluffe mit wechselnden Anteilen an Feinsand und Kies. Bodenmechanisch werden sie als mittelplastische Tone nach DIN 18 196 von überwiegend steifer bis halbfester, stellen-

. weise auch weicher Konsistenz angesprochen. Diese werden von stark verwitterten bis weitgehend zersetzten dunkelgrauen Ton- und- Schluffsteineri des Homogenbereichs 4 unterlagert, die bis in eine Tiefe von bis 4 ,9 m u. GOK reichen. Die primäre Gefügestruktur ist weitgehend zerstört oder nur noch ansatzweise zu erkennen. Die in diesem Bereich durchgeführten SP-Tests weisen auf halbfeste bis feste Konsistenzen bzw. auf mitteldichte Lagerungsverhältnisse hin. Ab einer Teufe von 2,3 - 4,2 m unter GOK stehen zunehmend weniger stark verwitterte dunkelgraue bis schwarze Ton- und Schluffsteine der Homogenbereiche 5 und 6 an. Ausgeführte SP-Tests innerhalb dieser Abschnitte deuten auf eine mitteldichte Lagerung bzw. auf eine feste Konsistenz hin. In der Bohrung BK 461/2 wurden im Bereich von 3,0 - 4,9 m u. GOK einzelne Lagen harter, quarzitischer Sandstein erbohrt, in einer Teufe von 4,9 - 7,4 m u. GOK treten neben den Tonsteinen ebenfalls



g harte quarzitische Sandsteinlagen auf, die jedoch insgesamt noch in den Homogenbereich 5 gestellt werden. Auffällig ist in einzelnen Zonen innerhalb der Tonsteine das Auftreten von Pyrit.


NatürlicherWassergehalt nach DIN 18 121 Die natürlichen Wassergehalte nach DIN 18 121 werden hier nur in ihrem registrierten Schwankungsbereich für die in den Erdbauwerken relevanten Homogenbereiche dargestellt, die einzelnen Versuchsprotokolle aller Versuche sind Anlage 5 zu entnehmen.

Homogenbereich Wnmin. Wn max Wnm1tte1

L 1 Versuch 1 Versuch 17,7%

4 5,9% 25,4% 16,1%

41604 BK 461/2 41358 BW 20/1

5 6,5% 13,7% 9,9%

41605 BK 461/2 41603 BK 461/1


Korngrößenverteilung nach DIN 18 123 An der nachfolgenden Probe wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion (Ton, Schluff, Sand, Kies), sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt:


Nr. Nr. [m u. GOK] bereich [%] [%] [%] [%] art BW 20/2 41364 1,6-1,9 4 2 5 51 42 GU





g



BW 20/1 41358 1,0-1 ,2 4 1,88 1,50 43,3 0,754 -BW 20//2 41364 1,6 - 1,9 4 2,21 1,89 28,7 0,403 GU

BW20/2 41938 7,0- 7,2 6 2,52 - - - -BK 461/2 41939 5,4- 5,6 9 2,50 - - - -



Zur Ermittlung der Einaxialen Druckfestigkeit an Felsproben wurden im Bereich des geplanten Brückenbauwerkes 2 Kernproben untersucht.

Die Versuche wurden durch die Baustoffprüfstelle· Schaaf aus 56414 Dreikirchen ausgeführt. Die detaillierten Versuchsergebnisse sind in Anlage 5, Ordner 3/3 ersichtlich.



Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Abmessung CJ'versuch CJ'u

Nr. Nr. [m u. GOK] bereich H/D [MN/m2] rMN/m2J

BW 20/2 41938 7,0 - 7,2 6 1,24 54,3 50,5

BK 461/2 41939 5,4-5,6 9 *) 1,05 98,8 88,8

*) Sandsteinlage innerhalb des Homogenbereiches 5







Seite 175

Bodengruppe: TM, TL, UM, UL nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 19 - 20 [kN/m3

]


Reibungswinkel cp = 25,0- 27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]


Mantelreibung (Bruchwert) tmr = 0,02 - 0,04 [MN/m2] steifplastisch


]


Reibungswinkel cp = 20,0 -25,0° Kohäsion c = 10,0 - 50,0 [kN/m2

]


Einaxiale Druckfestigkeit cru = 0, 10- 0,30 [MN/m2]

Mantelreibung (Bruchwert) t mf = 0,06- 0,08 [MN/m2]

Homogenbereich 5 verwitterter- stark verwitterter Ton-Schluffstein Feuchtwichte y = 20 - 22 [kN/m3

]



]



Mantelreibung (Bruchwert) 'tmt = 0,06 - 0,08 [MN/m2]

Homogenbereich 6 angewitterter-Ton-Schluffstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12-15 [kN/m3]

<p = 25,0 - 30,0° c = 50,0- 150,0 [kN/m2

]

Es = 50,0 - 200,0 [MN/m2]

O"u = 0,50 - 50,0 [MN/m2]

'tmf = 0, 15 - 0,4 (MN/m2]

crs = 1,5 - 4,0 [MN/m2]

g



Homogenbereich 9 angewitterter Sandstein I quarzitischer Sandstein Feuchtwichte Wichte unter Auftrieb Reibungswinkel Kohäsion Steifemodul Einaxiale Druckfestigkeit Mantelreibung (Bruchwert) Pfahlspitzendruck (Bruchwert)


Damm 16. 1 Station 0+079 - 0+125

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 -15 [kN/m3]

cp = 25,0 - 30,0° c = 80,0 -400,0 [kN/m2

)

Es = 200,0 - 800,0 [MN/m2]

O'u = 10,0 - 85,0 [MN/m2]

'tmf = 0,4 - 0,5 [MN/m2]

O's = 8,0 - 10,0 [MN/m2]

g

Für diese Aufweitung des Dammes 7.3 der Achse 1 wird an dieser Stelle auf die Ausführungen in Kapitel 3.1. 7 verwiesen.

Einschnitt 16. 1 Station 0+079 - 0+517 (Achse 1) Dieser Einschnitt wird über die gesamte Länge in zersetzten Tonsteinen, teilweise in verwitterten bis stark verwitterten Tonsteinen aufgefahren. Im Bereich der Bohrung 461/2 wird lagenweise ein quarzitischer Sandstein aufgefahren. Standsicherheitsmindernd wirkt sich in allen Fällen ggf. das Trennflächengefüge sowie die prinzipielle Verwitterungsanfälligkeit der Tonsteine aus. Nach der geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach ist mit einem flachen nordöstlich gerichteten Schichteinfallen zu rechnen (0 - 20°). Größtenteils sind die Ton-/Schluffsteine stark geklüftet. Die Ausführung der Böschung soll gern. den Vorgaben der Straßenbauverwaltung (siehe Kapitel 4.2) mit einer Neigung von max. 1 : 1,5 erfolgen. Aufgrund des Trennflächengefüges sowie der Verwitterungsanfälligkeit sollten die anstehenden Lockergesteine sowie die überlagernden Decklehme ggf. etwas stärker abgeflacht werden. Um Erosionsschäden in diesen Bereichen (Homogenbereiche L und 4) zu vermeiden sind bereits bauzeitlich geeignete biologische Sicherungsmaßnahmen o. ä. einzuplanen. Das Trennflächengefüge sollte bauzeitlich ingenieurgeologisch erfasst werden, um hier ggf. zusätzlich erforderliche Sicherungsmaßnahmen (Stützplomben, rückverankerte Netzsicherungen) rechtzeitig festlegen zu können. Das gemäß Bemessungswasserstand zu erwartende Schichtwasser ist durch geeignete Maßnahmen zu fassen und abzuleiten. Die ggf. erforderlichen Sicherungsmittel sind im Zuge der Ausschreibung als Eventualpositionen abzufragen.




Achse 561 Station 0+000 (L 3142) - Station 0+182 (Achse 1)

Über diese Achse erfolgt von Landenhausen die Anbindung der L 3142 Landenhausen - Bad Salzschlirf an die neue Trasse (etwa bei Station 10+150). Das Gelände wird in einem kurzen Einschnitt durchquert und auf einem Damm überfahren:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe / Tiefe

[ca. m1 ·

Einschnitt 17 .1 0+000 0+060 1,6

Damm 17.1 0+060 0+182 7,8

Tab. A 17 .1 Streckendaten

Örtliche Gegebenheiten östlich von Landenhausen gelegen erfolgt in diesem Abschnitt die Anbindung der Richtungsfahrbahn Lauterbach - Mühs der geplanten neuen Trasse an die L 3142. Das teilweise stark geneigte Gelände wird im Anschluss an einen kurzen Einschnitt auf einem Damm überfahren, der direkt in den Damm 9.3 der Achse 1 (siehe Kapitel 3.1 .9) einmündet. Die Anbindung der Richtungsfahrbahn Mühs - Lauterbach erfolgt über die Achse 574 (siehe Kapitel 3.1.18).

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Bereich der Achse 561 insgesamt 2 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind nicht vorhanden. Eine Zusammenstellung der bauwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlage.n entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.



BK 561/1 3534 802,26 5608 606,76 268,80 6,0 262,80

BK68 3534 927,68 5608 600,87 262,07 10,0 252,07






g Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt • 11 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18121 • 1 Kornverteilung DIN 18 123


Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurgeologischen Längsschnitt M 1 :2.000/100 (Anlage 3.2.6) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren: Die geplante Achse liegt geologisch gesehen am nordöstlichen Rand des Lauterbacher Grabens. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach verläuft der Abschnitt in Gesteinen des Mittleren Buntsandsteins Das Untersuchungsgebiet wird oberflächenhaft zum Teil von Lößlehmen eingenommen. Zum Zeitpunkt der "Erkundung im Sommer 2006 wurde in keiner der beiden Aufschlussbohrungen eindeutig Grundwasser nachgewiesen. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Wasserstände aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt.


Im u. GOKJ wasserstand [m u. GOKJ

BK 561 /1 0,90 (Spüluno?) 1,00

BK68 2,90 (Spüluno?) 2 00



Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar. Die Mächtigkeit des humosen Oberbodens wurde in diesem Trassenabschnitt mit 0, 1 - 0,3 m ermittelt, die Mächtigkeit der quartären Deckschichten des Homogenbereichs L beträgt im allgemeinen zwischen 0,7 m bis max. 2,0 m. Die quartären Deckschichten werden von Festgesteinen unterschiedlicher Verwitterungsgrade der Homogenbereiche 7 bis 9 unterlagert.

Einschnitt 17.2 0+000 - 0+060 Unter dem humosen Oberboden steht in 0,3 - 0,7 m u. GOK ein mittelbrauner toniger Schluff bzw. schluffiger Ton mit wechselnden Sandanteilen an. In einer Teufe von ca. 0,7 - 5,0 m u. GOK folgt eine zersetzter Sandstein des Homogenbereiches 7, der teilweise Übergänge zu einem stark verwitterten Sandstein des Homogenbereichs 8 aufweist. Dieser rote Sandstein steht in einer Teufe von 5,0 - 6,0 m u. GOK an.



g

Damm 17.1 Station 0+060 - 0+182 Unterhalb des Oberbodens stehen quartäre Decklehme mit einer Mächtigkeit bis zu 3,6 m an. Es handelt sich hier um tonige Schluffe bis schluffige Tone mit wechselnden Sandanteilen. Bodenmechanisch werden sie als mittel plastische Tone und Schluffe (TM-UM) von meist halbfester, selten steifer oder weicher Konsistenz angesprochen. Diese Decklehme werden von 3,6 - 6,5 m u. GOK von zersetzten Sandsteinen des Homogenbereichs 7 (mit Übergängen hin zu Homogenbereich 8, verwitterter Saridstein) unterlagert. Sie weisen eine mitteldichte Lagerung und damit mittlere bis gut Trageigenschaften auf. Darunter folgen Sandsteine von mäßiger bis hoher Festigkeit. In diese sind vielfach Tonsteinlagen einges.chalte~. teilweise liegen Sandstein-Tonstein-Wechselfolgen vor. Die gesamte Abfolge von 6,5 - 10,0 m u. GOK wird in den Homogenbereich 9 gestellt.



Homogenbereich Wnm1n. Wn max. Wnm1tt„I

L 16,5% 20,0% 18,4%

41668 BK68 41808 BK 561/1

7 4,6% 14,0% 8,1%

41809 BK 561/1 41723 BK 561/1

9 -/- -/- -/-


Korngrößenverteilung nach DIN 18 123 An den nachfolgenden Proben wurde eine Korngrößenanalyse nach DIN 18 123 mittels Sieb-/ Schlämmanalyse vorgenommen. Hierbei sind die Massenprozente der jeweiligen Kornfraktion (Ton, Schluff, Sand, Kies), sowie die sich hieraus ergebende Bodenart dargestellt :


Nr. Nr. [m u. GOK1 bereich 1%1 [%1 [%1 1%1 art

BK68 41669 1,9-2,0 L 16 47 28 9 UM




g Zusammenstellung der bodenmechanischen Kennwerte

Für. die erdstatischen Berechnung können aus den ermittelten Werten in Verbindung mit ähnlich gelagerten Untersuchungsergebnissen die nachfolgend aufgelisteten Werte angesetzt werden, wobei für den jeweiligen Nachweis die ungünstigeren Werte maßgebend sind.


]


Reibungswinkel c.p = 25,0-27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]


Mantelreibung (Bruchwert) tmr = 0,02 - 0,04 [MN/m2] steifplastisch

Homogenbereich 7 Sandsteinzersatz Bodengruppe: SU*, SU, ST, ST, GU, GU*, *nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 [kN/m3

]

Wichte unter Auftrieb y' = 10 - 11 [kN/rri3]

Reibungswinkel c.p = 30 - 35° Kohäsion . c = 0,0- 2,0[kN/m2

)


Es = 40,0 -60,0 [MN/m2] dichte Lagerung

Mantelreibung (Bruchwert) "tmr = 0,08 - 0, 12 [MN/m2]



y = 21 - 23 [kN/m3]

y' = 11 - 13 [kN/m3]

<p = 30- 35° c = 10,0 - 30,0[kN/m2

]

Es = 50,0 - 100,0 [MN/m2]

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 - 15 [kN/m3]

<p = 25,0 - 30,0° c = 80,0 - 400,0 [kN/m2

]

Es = 200,0 - 800,0 [MN/m2]

cru = 10,0- 75,0 [MN/m2]

'tmf = 0,4 - 0,5 [MN/m2]

crs = 8,0 - 10,0 [MN/m2]




Einschnitt 17.2 0+000 - 0+060 Der Einschnitt durchfährt auf ganzer Länge quartäre Deckschichten und Sandsteinzersatz. Aufgrund der geringen Einschnitttiefe sind keine besonderen Maßnahmen zu beachten (siehe auch Kapitel 4.2).

Damm 17. 1 Station 0+060 - 0+182 Aufgrund der teilweise eingeschränkten Tragfähigkeit der quartären Deckschichten sind eventuell angetroffene oberflächlich weiche Böden im Bereich der Aufstandsfläche des Dammes ggf. auszubauen und durch geeignetes, nicht bindiges, verdichtbares Material (Verdichtbarkeitsklasse V1) zu ersetzen oder zu vergüten, um eine Mindesttragfähigkeit sicherzustellen. Die unterhalb der quartären Deckschichten anstehenden Lockergesteinsböden und Festgesteine verfügen im allgemeine über ausreichende Trageigenschaften.

Detaillierte Unterlagen zum Damm liegen nicht vor, Aussagen über das Maß der quer zur Achse geneigten Geländeoberfläche und der sich daraus gern. Kapitel 4.1 erforderlichen Maßnahmen können keine getroffen werden.

Ebenso liegen zum jetzigen Zeitpunkt keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Die nachfolgenden Angaben dienen daher lediglich der Orientierung, sie sind im Rahmen der Ausführungsplanung fortzuschreiben.

Die größte Mächtigkeit mit ca. 7,8 m erreicht dieser Damm im Bereich der Bohrung BK 68. Für eine Abschätzung der zu erwartenden Setzungsbeträge und möglicher Liegezeiten wird auf die Bautechnischen Angaben zu Damm 9.3, Abschnitt 9 (Kapitel 3.1.9) verwiesen.




Achse 574 Station 0+000 (L 3142) - Station 0+367 (Achse 1)

Über diese Achse erfolgt von Landenhausen die Anbindung der L 3142 Landenhausen - Bad Salzschlirf an die neue Trasse (etwa bei Station 10+150). Das Gelände wird auf einem Damm überfahren:

Erdbauwerk Station von Station bis max. Höhe I Tiefe

[ca. m]

Damm 18.1 0+000 0+367 5, 1

Tab. A 18. 1 Streckendaten

Örtliche Gegebenheiten Östlich von Landenhausen gelegen erfolgt in diesem Abschnitt die Anbindung der Richtungsfahrbahn Mühs - Lauterbach der geplanten neuen Trasse an die L 3142. Das teilweise stark geneigte Gelände wird auf einem Damm überfahren, der nach den vorliegenden Unterlagen an zwei Stellen halbseitig das Gelände anschneidet. Die Anbindung der Richtungsfahrbahn Lauterbach - Mühs erfolgt über die Achse 561 (siehe Kapitel 3.1 .17).

Aufschlüsse Im Rahmen der Erkundungsarbeiten im Sommer 2006 wurden im Bereich der Achse 57 4 einschließlich der seitlich der Achse gelegenen Bohrung BK 67a insgesamt 4 Kernbohrungen abgeteuft. Natürliche Aufschlüsse sind nicht vorhanden. Eine Zusammenstellung der bauwerksrelevanten Kernbohrungen wird in der nachfolgenden Tabelle gegeben. Die Koordinaten der Ansatzpunkte wurden aus den vom ASV übergebenen Planunterlagen entnommen, bzw. durch den Vermesser des ASV Schotten zur Verfügung gestellt.

Bezeichnung ·Rechtswert Hochwert Ansatzhöhe Endteufe Endtiefe

Aufschluss [m NNl rmJ [m NNJ

BK66 3534 742,61 5608 799,21 270,74 8,0 262,74

BK67 3534 818,97 5608 728,08 258,26 18,0 240,26

BK 574/1 3534 945,02 5608 738,52 258,70 8,0 250,70

BK 574/2 3534 823,09 5608 892,82 271 ,84 6,0 265,84

Tab. A18.2 Zusammenstellung der durchgeführten Kernboh~ungen

Die detaillierten Schichtenverzeichnisse sind der Anlage 4 zu entnehmen, die Fotodokumentation der Bohrkerne ist in Anlage 8 wie~ergegeben.



g Labor- und Feldversuche


Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: • 8 Wassergehaltsbestimmungen DIN 18 121 • 1 Bestimmung der Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 • 1 Kornverteilung DIN 18 123 • 1 Dichtebestimmung DIN 18 125 • 1 Wasserlagerungsversuch nach DIN 4022T1 : 10.7



Geologische I Hydrogeologische Verhältnisse Die Untergrundverhältnisse sind im ingenieurg"eologLschen Längsschnitt M 1:2.000/100 (Anlage 3.2.7) dargestellt, sie lassen sich wie folgt skizzieren:

Die geplante Achse liegt geologisch gesehen am nordöstlichen Rand des Lauterbacher Grabens. Nach der vorliegenden geologischen Karte Blatt 5322 Lauterbach verläuft der Abschnitt in Gesteinen des Mittleren Buntsandsteins Das Untersuchungsgebiet wird oberflächenhaft zum Teil von Lößlehmen, Hangschuttmassen (Buntsandstein) sowie von Auenablagerungen des Hainbachs eingenommen.

Zum Zeitpunkt der Erkundung im Sommer 2006 wurde in keiner der 3 Aufschlussbohrungen eindeutig Grundwasser nachgewiesen. Da die Bohrung BK 574/1 im Bereich des Vorfluters liegt, sollte hier zumindest zeitweilig mit einem bis an die GOK reichenden GW-Stand zu rechnen sein. Nachfolgend sind die in den Bohrungen angetroffenen Grundwasserstände aufgeführt. Mit einem gewissen Sicherheitszuschlag werden in der letzten Spalte die empfohlenen Bemessungswasserstände aufgeführt.

Bohrung Grundwasserstand Erkundung Empfohlener Bemessungs-(m u. GOK] wasserstand rm u. GOK]

BK66 k. A. -/-

BK 574/1 1,20 (Spülunq?) GOK

BK 574/2 k. A. -/-




g Baugrundverhältnisse

Die in den Vorbemerkungen zu Kapitel 3 beschriebenen Baugrundverhältnisse im Bereich der untersuchten Trasse können für diesen Abschnitt ohne Einschränkung übernommen werden. Die Baugrundverhältnisse stellen sich wie folgt dar.

Die Mächtigkeit des humosen Oberbodens wurde in diesem Abschnitt mit 0, 1 - 0,3 m ermittelt. Decklehme fehlen weitgehend, lediglich in der Bohrung BK 574/1 Wl:lrde bis in eine Teufe von 1,8 m u. GOK aus Sandstein-Geröllen bestehender Hangschutt erbohrt.

Damm 18. 1 Station 0+000 - 0+367 Unterhalb des Oberbodens wurde in eine Teufe von 0, 1 - 0,3 m u. GOK vollständig verwitterter Sandstein des Homogenbereichs 7 erbohrt. Dieser wird in der Bohrung BK 57 4/1 durch Hangschutt vertreten. Unterlagert werden diese Einheiten in einer Teufe von 0,6 - 2,5 m u. GOK von kaum bis mäßig verwitterten, roten Sandsteinen der Homogenbereich 8 und 9.



Homogenbereich Wnm1n. Wn max. Wn mittel

L 17,0% 17,4% 17,2%

41664 BK67a 41663 BK67a

7 5,9% 15,0% 10,9%

41659 BK66 41665 BK67a

8 3,9% 7,0% 5,5%

41727 BK 574/2 4·1726 BK 574/1

9 -/- -/- -1-Tab. A 18.4 Natürliche Wassergehalte der anstehenden Bodenarten

Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 An den nachfolgenden Proben wurden die Zustandsgrenzen nach DIN.18 122 bestimmt:



g Bohrung Labor Entnahmetiefe Homogen- Wasser- Plastizi- Konsis- Boden-

Nr. Nr. [m u. GOK] ber~ich gehalt tätszahl tenzzahl art

[%] lp lc

BK67a 41663 0,9-1,0 L 17,4 19,4 1,300 TM Tab. A18.5 Zustandsgrenzen nach DIN 18122



Nr. Nr. [m u. GOKJ bereich (%] [%] [%] [%] art

BK66 41659 0,9-1 ,0 7 19 12 64 5 ST*




Nr. Nr. [m u. GOKJ bereich feucht trocken anteil zahl art

BK67a 41666 2,0-2,3 7 2,12 1,85 30,1 0,430 -Tab. A18.7 Dichte nach DIN 18 125

Wasserlagerungsversuch an Felsproben An einer Probe (42418, BK 67a) wurde ein Wasserlagerungsversuch nach DIN 4022 T1, Kap. 10.7, durchgeführt. Hierbei handelt es sich um eine Kernprobe aus dem Homogenbereich 9. Insgesamt ist das Material als nicht veränderlich zu klassifizieren, sofern es keine Ton-/Tonstein-Einschaltungen enthält. Diese müssen als veränderlich klassifiziert werden (siehe auch Kapitel 4.4).






Seite 186

Bodengruppe: TM, TL, UM, UL nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 19 - 20 [kN/m3

]


Reibungswinkel q> = 25,0 - 27,5° Kohäsion c = 5 - 10 [kN/m2

]


Mantelreibung (Bruchwert) 'tmt = 0,02 - 0,04 [MN/m2] steifplastisch

Homogenbereich 7 n-Q Sandsteinzersatz I Hangschutt Bodengruppe: SU*, SU, ST, ST, GU, GU*, *nach DIN 18196 Feuchtwichte y = 20 - 21 (kN/m3

]


Reibungswinkel <p = 30 - 35° Kohäsion c = 0,0 - 2,0[kN/m2

]



Mantelreibung (Bruchwert) tm1 = 0,08 - 0, 12 [MN/m2]



y = 21 - 23 [kN/m3]

y' = 11 - 13 [kN/m3]

<p = 30 - 35° c = 10,0 - 30,0[kN/m2

]

Es = 50,0 - 100,0 [MN/m2]

y = 22 - 25 [kN/m3]

y' = 12 -15 [kN/m3]

q> = 25,0 - 30,0° c = 80,0- 400,0 [kN/m2

]

Es = 200,0- 800,0 [MN/m2]

cru = 10,0 - 75,0 [MN/m2]

'tmt = 0,4 - 0,5 [MN/m2]

Os = 8,0 - 10,0 [MN/m2]

g




Damm 18. 1 Station 0+000 - 0+367 Eventuell angetroffene oberflächlich weiche Böden im Bereich der Aufstandsfläche des Dammes

(insbesondere im Bereich des Hainbachs) sind ggf. auszubauen und durch geeignetes, nicht bindiges, verdichtbares Material (Verdichtbarkeitsklasse V1) zu ersetzen oder zu vergüten, um eine

Mindesttragfähigkeit sicherzustellen. Die im gesamten Dammbereich anstehenden Lockergesteinsböden und Festgesteine verfügen im allgemeine über ausreichende Trageigenschaften.

Detaillierte Unterlagen zum Damm liegen nicht vor, Aussagen über das Maß der quer zur Achse geneigten Geländeoberfläche und der sich daraus gern. Kapitel 4.1 erforderlichen Maßnahmen

können keine getroffen werden. Ebenso liegen zum jetzigen Zeitpunkt keine Unterlagen darüber vor, welches Material für den geplanten Dammbau verwendet werden soll. Die nachfolgenden Angaben dienen daher lediglich der

Orientierung, sie sind im Rahmen der Ausführungsplanung fortzuschreiben.

Die größte Mächtigkeit mit ca. 5, 1 m erreicht dieser Damm im Bereich der Bohrung BK 57 4/1 . Die maßgebenden Kennwerte sowie der Schichtaufbau wurden auf Grundlage der vorliegenden Lage

pläne und Längsschnitte (Anlagen 2.1.6, 3.2.6) im Bereich dieser Bohrung ermittelt und wie folgt angesetzt:

• • • •

größte Höhe

max. Kronenbreite Dammneigung

Wichte Dammschüttmaterial

Setzung:

5,1 m 11,0 m 1 :2 (27°) y = 20 kN/m3

Bezüglich der abzutragenden Lasten und der damit zu erwartenden Setzungsbeträge wurde eine

überschlägige Berechnung durchgeführt. Die Setzungen im Bereich der größten Mächtigkeit betragen bis zu 10-13 cm. Dieser Betrag setzt sich zusammen aus der Setzung der maßgebenden

Schicht (quartärer Decklehm, Homogenbereich L) sowie der unterlagemden Schichten (Homogenbereich 7, 7-Q). Er sollte im Zuge der weiteren Planung fortgeschrieben werden.



4 Allgemeine Bautechnische Hinweise und Empfehlungen

4.1 Allgemeine Hinweise Dammbau

Im folgenden Kapitel werden allgemeine Hinweise zum Bau der geplanten Dämme gegeben, wobei neben Erfahrungswerten weitgehend auf die entsprechenden Ausführungen der ZTVE-StB 97, Kapitel 3 verwiesen wird.

In der vorliegenden gutachterlichen Stellungnahme werden unter Punkt 3.1 detailliertere Angaben zum jeweiligen Dammbauwerk getroffen. Ausgehend von den gegenwärtig vorliegenden relativ spärlichen Planunterlagen (Vorabzug Höhenpläne Stand August 2005) wurden die größten Dammhöhen ermittelt, um so die auf den Untergrund einwirkenden maximalen Lasten abschätzen zu können. ~ Unter diesen Annahmen wurden Setzungsberechnungen für den jeweiligen Trassenabschnitt vorgenommen, die entsprechend den Bandbreiten für die Steifeziffern in den setzungsrelevanten Homogenbereichen angegeben wurden. Zusätzlich wurden die Dammliegezeiten rechnerisch abgeschätzt, wobei im Rahmen der Ausführungsplanung die erdstatischen Nachweise fortzuschreiben und entsprechend den fortlaufenden Planungen zu verfeinern sind.

Bei den erdstatischen Nachweisen wird die Böschungsneigung der Dämme zum derzeitigen Bearbeitungsstand mit 1: 1,5 in die Berechnungen eingeführt. Die Dammbaumaterialien sind noch nicht im Einzelnen festgelegt, sie müssen jedoch die gesamten Dammböschungsneigungen mit ausreichender Sicherheit ermöglichen.

Für die Berechnung der max. auftretenden Gesamtuntergrundsetzungen wird der Damm abschnittsweise in entsprechende Lastflächen aufgeteilt. Der Untergrund wird über die betrachtete Dammlänge in Homogenbereiche aufgeteilt. Die Setzungsbetrachtung erfolgt nach DIN 4019. Die Belastung aus der Dammschüttung ergibt sich aus der projektierten Dammhöhe und einer angenommenen mittleren Wichte des Schüttgutes von y= 20 kN/m3

. Für die Steifeziffer für Fremdmaterialien bei Bodenaustauschmaßnahmen wurde ein Es = 100 MN/m2 und ebenfalls eine Wichte von y = 20 kN/m3 angesetzt. Alternativ kann bindemittelvergüteter bindiger Boden der Gruppen TM und TL als Unterbau eingebaut werden, wenn dieser die o.g. Steifemodule erreicht oder die entsprechenden Setzungsberechnungen sind fortzuschreiben. Die Steifeziffern der im Untergrund anstehenden Baugrundeinheiten sowie die Setzungsabschätzung sind in den Empfehlungen der nachfolgenden Kapitel 3.1.1 ff. zu entnehmen.

Die zulässigen Restsetzungen nach Einbau des Oberbaus sollten 1,0 cm - 2,0 cm nicht überschreiten und werden im Rahmen der Betrachtung des Zeitsetzungsverhaltens angenommen. Reduziert man die maximalen Setzungen innerhalb der maßgebenden Konsolidationsschichten um die max. zulässigen Restsetzungen von 1,0 cm - 2,0 cm, so ergeben sich die max. zulässigen Restuntergrundsetzungen, aus denen die Liegezeit des Dammabschnittes vor Einbau des Oberbaus bestimmt wird. Zur Abschätzung des Zeitsetzungsverhaltens bei ungünstigen Untergrundverhältnissen wurde eine entsprechende Berechnung mit folgenden Randbedingungen ausgeführt:



• Eindimensionale Konsolidationstheorie • Entwässerungsmöglichkeit einseitig • Durchlässigkeit für quartäre Lehme und auf gewitterte Tonstein kf= 1, 0 * 10 -9 m/s • Konsolidationsbeiwert cv == (kf *Es) I yWasser

Die empfohlenen Liegezeiten und die daraus resultierenden Bodenaustauschmaßnahmen sind den Empfehlungen der nachfolgenden Kapitel 3.1.1 ff. zu entnehmen. Diese angegebenen Liegezeiten im Kapitel 3 wurden für den jeweils ungünstigsten Querschnitt mit entweder größter Dammhöhe bzw. ungünstigsten bodenmechanischen Rechenwerten ermittelt. In diesem Zusammenhang ist weiterhin anzumerken, dass bei den diesbezüglichen Setzungs- und Konsolidationsberechnungen eine abrupte Lastaufbringung modelliert wurde, die in der Realität in dieser Form so nicht auftreten wird. Durch eine baubedingte, stufenweise Lastaufbringung können sich die angegebenen Liegezeiten verändern. Die ermittelten Werte der erforderlichen Liegezeiten können jedoch vorab auf der sicheren Seite liegend ab Ende der Dammschüttung angesetzt werden.

Zur abschließenden Ermittlung der Konsolidationsvorgänge im Rahmen der Ausführungsplanung müssen jedoch notwendigerweise die verwendeten Dammbaumaterialien, die ungefähre Bauzeit der entsprechenden Abschnitte und die max. zulässigen Liegezeiten bekannt sein. Zur Verkürzung von Liegezeiten kommen Verfahren in Frage, die der Ertüchtigung des Untergrundes, d. h. der Reduktion der Setzungsanteile sowie der Konsolidationsbeschleunigung dienen (z.B. Vertikaldrainagen, Rüttelstopfverdichtungen, Bodenaustausch, Bodenverbesserung). Die Ausführung einer Überschüttung zur Setzungsvorwegnahme erscheint bei den hohen Setzungsanteilen und Dammhöhen an dieser Stelle nur begrenzt zielführend und nicht wirtschaftlich.

Erdbautechnische Empfehlungen: Zu Begfnn der Erdarbeiten ist zunächst der Mutterboden abzuschieben und in Mieten zwischenzulagern. Beim Herstellen der Dammaufstandsfläche sind lokal stark aufgeweichte Zonen, die offensichtlich nicht ausreichend zu verdichten sind, auszutauschen und durch gut zu verdichtendes Material zu ersetzen. Diesbezügliche Mehrleistungen sollten besonders im Einflussbereich von Bachläufen, Entwässerungsgräben oder sonstigen durch hohe Grundwasserstände gekennzeichnete Geländeabschnitten in der Ausschreibung vorgesehen werden. Auf die je nach Witterungsverhältnissen schlechte Befahrbarkeit mit schwerem Baustellengerät im Bereich der Talauen wird hier verwiesen. Ggf. sind hier erhöhte Aufwendungen für die Errichtung von Baustraßen in der Ausschreibung vorzusehen. Je nach zu erwartender maximaler Untergrundsetzung und hiermit einhergehender Konsolidationsdauer des Untergrundes können etwa im Bereich der Aufstandsfläche standsicherheitserhöhende Maßnahmen wie z.B. ein Bodenaustausch innerhalb beschränkt tragfähiger Deckschichten oder eine Bindemittelstabilisierung vor

gesehen werden. Weisen die Dammaufstandsflächen Neigungen in einer Größenordnung von mehr als 1 :5 auf, so ist der Untergrund treppenförmig mit leicht talwärts geneigten Stufen auszuführen. Dahingehende Maßnahmen sind nach einer detaillierten vermessungstechnischen Aufnahme des Baugeländes im Rahmen der Ausführungsplanung festzulegen.



g Bezüglich der nachzuweisenden Verdichtungsanforderungen wird auf ZTVE-StB 97, Pkt 3.3.2 verwiesen, wonach bei Schüttung von grobkörnigen Böden vom Planum bis 1,0 m Tiefe ein Verdich

tungsgrad von Dp, = 100 %, im Tiefenbereich von 1,0 m unter Planum bis zur Dammsohle ein Wert von Dp, = 98 % nachzuweisen ist. Während der Bauausführung sollten diese Vorgaben auf direk

tem Wege mittels Raumgewichtsbestimmungen (Dichtebestimmung nach DIN 18 125, T. 2) durchgeführt werden, erst danach können ggf. indirekte Verfahren etwa mittels Lastplattendruckversuchen zum Nachweis des erreichten Verdichtungsgrades herangezogen werden.

Die dahingehenden Verdichtungskontrollen sollten in der Ausschreibung entsprechend berücksichtigt werden.

Der Dammbaustoff ist lagenweise einzubauen, wobei die Lagendicke 0,3 m im verdichteten Zustand nicht übersteigen sollte. Die Anzahl der Verdichtungsübergänge wird über baubegleitende Verdichtungskontrollen festge

legt. Anhand von Erfahrungswerten sollten jedoch je nach Beschaffenheit des verwendeten Materials 3 - 4 Übergänge (1 Übergang = Hin- und Rückfahrt) ausreichen. Bei Verwendung bindiger Schüttgüter ist die Oberfläche der einzelnen Schüttlagen am Ende eines

jeden Arbeitstages bzw. bei längeren Unterbrechungen wie z. B. vor dem Wochenende zum Schutz gegen Witterungseinflüsse glatt abzuwalzen. Hierbei ist eine gewisse Neigung der jeweils obersten Lage vorzuhalten, um anfallendes Oberflächenwasser abzuleiten. Die Dammlagen untereinander sollten eine gewisse Verzahnung aufweisen, was etwa durch das überfahren einer fertiggestellten Schüttlage mit einer Schaffußwalze oder durch das Aufrauhen mittels Raupenketten erfolgen kann.

Die Herstellung des Dammes sollte lagenweise durchgängig über die ganze Länge und möglichst nicht abschnittsweise erfolgen.

Nach Fertigstellung der Dämme sollten diese mit M~tterboden angedeckt und nachfolgend begrünt werden. Eine Bepflanzung mit Gehölzen ist zu vermeiden.

Da zum jetzigen Zeitpunkt noch keinerlei detaillierte Informationen zum jeweiligen Dammbaustoff vorliegen und dies auch erst im Zuge der Baustellenabwicklung genauer angegeben werden kann

(wo welche Abtragsmassen wieder eingebaut werden), wird hinsichtlich der vorzusehenden Dammneigungen auf die allgemeinen Empfehlungen der ZTVE-StB 97 verwiesen. Abhängig von

verwendeten Baustoff sollten die Neigungen der Dammflanken zwischen 1 :1,5 - 1 :2,0 liegen. Es sind zu einem späteren Zeitpunkt Böschungsbruchberechnungen nach DIN 4084 vorzunehmen.

Während der Bauausführung empfehlen wir baubegleitende Vermessungen der Dämme vorzunehmen, um die in den erdstatischen Berechnungen angesetzten geotechnischen Rechenannah

men zu überprüfen bzw. zu kalibrieren. Hierdurch kann eine Liegezeitkontrolle der Dämme gewähr

leistet werden. Bei Dämmen mit einer Höhe > 10 m sollten ggf. Horizontalinklinometer zur Überwachung der Untergrundsetzungen installiert werden. Nach Erreichen einer Dammhöhe von

etwa 3 - 4 m sollte eine Schüttpause eingeplant werden, um ein Abklingen des Porenwasserüberdruckes im Untergrund zu erreichen.



g Über die Notwendigkeit von setzungsbeschleunigenden Maßnahmen, wie z.B. eine vorübergehende Überschüttung der max. Dammhöhen oder der Einsatz von vertikalen oder horizontalen Dränmaßnahmen im Bereich der Dammaufstandsflächen ist ebenfalls erst im Zuge der erdbautechnischen Ausführungsplanung zu entscheiden.

4.2 Allgemeine Hinweise zu den Einschnitten

Im folgenden Kapitel werden allgemeine Hinweise zur Anlage von Einschnitten gegeben, wobei neben Erfahrungswerten weitgehend auf die entsprechenden Ausführungen der ZTVE-StB 97, Kapitel 5, sowie auf die DIN 4124 verwiesen wird.

Nach Vorgabe der Straßenbauverwaltung sind für die hier betrachtete Baumaßnahme generell die Neigungen der Einschnittsböschungen nicht steiler als 1 :1 ,5 auszubilden. Der tiefe Einschnitt 4.1 (Stat. 3+670 - 4+160) im westlichen Teil der Trasse soll aus landschaftspflegerischer Sicht heraus nur mit Neigungen von 1 :2 angelegt werden. Bei Einschnitten im Festgestein lassen sich die Böschungsneigungen nicht immer in einem stetigen Gefälle anlegen, da sich hier der Einfluss der Gebirgstrennflächen maßgebend auf das Löseverhalten in den Böschungen auswirkt. Dies gilt vor allem in den Basalten, die mitunter ein genetisch bedingtes sehr stark variierendes Trennflächeninventar aufweisen und somit auf kurze Erstreckungen stark streuende Einfallsrichtungen der maßgebende Trennflächen zeigen. Das Lösen von Boden und Fels in den aufzufahrenden Einschnitten hat in der Form zu erfolgen, dass das Gebirge nicht unnötig aufgelockert und entfestigt wird. In einzelnen Abschnitten können für das Lösen des Festgesteins Lockerungssprengungen notwendig werden, die besonders gebirgsschonend auszuführen sind.

Bei Böschungsneigungen in den Einschnitten bis max. 1 :1,5 sind in den Festgesteinsbereichen überwiegend keine Probleme mit den nachzuweisenden Standsicherheiten zu erwarten. Es kann hier je nach Orientierung der Kluftflächen in Bezug auf die Trassenachse in Verbindung mit stärkerer Gebirgsauflockerung infolge Verwitterung oder einer Störung zu lokalen Kluftkörperinstabilitäten kommen, die entweder durch ein entsprechendes Abtragen von a~gleitgef~hrdetem Material beseitigt werden können oder aber durch einzelne konstruktive Sicherungsmittel, wie z.B. kurze Felsnägel, Spritzbetonknaggen o.ä. gesichert werden können. In der Ausschreibung sollten solche Hilfsmittel entsprechend vorgesehen werden, sind jedoch bis auf die in den Böschungen ausbeißenden Tufflagen zu Beginn der Trasse eher als Ausnahme anzusehen. Auf die Witterungsempfindlichkeit der bindigen Decklehme wird an dieser Stelle hingewiesen. Solche Abschnitt sind möglichst schnell zu begrünen oder auf Neigungen von 1: 1, 8 - 1 :2, O abzuflachen. Wasseraustritte in den Böschungsflanken sind prinzipiell zu fassen und einer anzulegenden Seitenentwässerung zuzuführen, die entsprechend Kommentar zur ZTVE-StB 97, Abschnitt 5, Kap. 8.2 ausgebildet werden kann. Böschungsentwässerungen sollen das .ober- bzw. unterirdisch zuströmende Wasser aufnehmen und schadlos ableiten, da die Stabilität und Standsicherheit der Böschungen und ihrer Oberfläche durch stauendes oder fließendes Wasser nicht gefährdet werden



g darf. Dabei soll zuströmendes Wasser im Anströmbereich vor der Böschung oder auch innerhalb der Böschung gefasst werden, was mit Abfanggräben, Tiefenentwässerungen, Sickersträngen (Sickerschlitzen oder Sickerstützscheiben) und Sickerschichten bewerkstelligt werden kann. Tiefenentwässerungen im Bereich grundwasserbeeinflusster Trassenabschnitten sind ebenfalls ein geeignetes Mittel, um den Hangwasserspiegel bis unter Trassenniveau abzusenken.

Hinsichtlich anzulegender Baugrubenböschungen sind die Regelungen der DIN 4124 zu beachten. Sollte in einzelnen Geländeabschnitten ein unverbauter Graben ausgehoben werden, so ist die bauzeitliche Böschungsneigung in den anstehenden Decklehmen mindestens steifplastischer Konsistenz auf max. 60° zu beschränken. Die freigelegten Böschungsflächen sind aufgrund der hohen Wasserempfindlichkeit dieser oberflächennahen Decklehme gegen ein witterungsbedingtes Aufweichen zu schützen. An den Rändern der in dieser Form hergestellten Baugrube ist ein mindestens 1,0 m breiter Schutzstreifen anzuordnen, der aus Standsicherheitsgründen mit Baumaschinen nicht befahren werden sollte und auch von Aushubmaterial oder anderen zusätzlichen Lasten freigehalten werden sollte. Bauzeitliche Böschungen mit einer Höhe > 5,0 m sind generell nach DIN 4084 nachzuweisen. Im Zuge der weiteren Planungen sind weitergehende Böschungsbruchberechnungen auszuführen.

4.3 Allgemeine Hinweise zu Bauwerkshinterfüllungen

Oie geplanten Bauwerke bilden zusammen mit dem hinterfüllten Erdkörper und dem Baugrund ein sich wechselseitig beeinflussendes System. Die Verformungen des Baugrundes sowie des Hinterfüll- und Überschüttkörpers verursachen Bewegungen des Bauwerkes je nach dessen statischem System und konstruktiver Ausbildung. Die Bewegungsfreiheit des Bauwerkes bestimmt sich im Wesentlichen nach den statischen System, der Verformungssteifigkeit der Wand- und Gründungselemente, der Konsolidierung des Baugrundes und den Eigenverformungen der angrenzenden Erdkörper. Aus diesen Einflüssen resultieren die Relativbewegungen zwischen Bauwerk und Erdkörper

Im Übergang von Brückenwiderlagern auf die Hinterfüllung sind besondere Maßnahmen vorzusehen, um Setzungsunterschiede zwischen Bauwerk und angrenzender Dammoberkante auf ein verträgliches Maß zu reduzieren. Dies hängt jedoch maßgebend von den geplanten Bauabläufen und den sich hieraus ergebenden zeitlichen Randbedingungen zwischen der Errichtung des Bauwerkes und der Schüttung des Dammes und seiner maximalen Liegezeit ab und ist im Zuge der erdbautechnischen Ausführungsplanung weiter zu untersuchen. Angaben zu Bauwerkssetzungen sowie Setzungen der Dammbauwerke sind auf Grundlage der gegenwärtig bekannten Randbedingungen in Kap. 3.1 und 3.2 angegeben.

Hinsichtlich der Hinterfüllung und Überschüttung der geplanten Bauwerke sind die Regelungen der ZTVE-StB 97, Kapitel 9 besonders zu beachten. Bei der Wahl des Hinterfüllmaterials sollte sicherheitshalber auf qualifiziertes witterungsunempfindliches Hartsteinmaterial der Bodengruppen SW,



g SI, SE, GW, GI, GE nach DIN 18 196 zurückgegriffen werden. Bauwerksabdichtungen sind vor Beschädigungen beim Verdichtungsvorgang zu schützen.

Tiefliegende Hinterfüllbereiche, die nicht ausreichend entwässert werden können, sind so zu hinterfüllen, dass sich kein anströmendes Wasser ansammeln kann und zu einer nachteiligen Veränderung des Baugrundes führt, was etwa durch den Einbau von anstehendem, möglichst mit Bindemitteln verbesserten Material bewerkstelligt werden kann.

Der nachzuweisende Verdichtungsgrad sollte bei DPr = 100 % liegen und über baubegleitende Verdichtungskontrollen (Dichtebestimmungen nach 18125 T. 2 und entsprechende Proctorversuche) überprüft werden. Auf eine ordnungsgemäße Entwässerung des Hinterfüllbereiches ist besonders zu achten.

4.4 Wiederverwendbarkeit der Aush.ub- Abtragsmassen

Im Bereich des erkundeten Trassenabschnittes fallen als Abtrags- und Aushubmassen locker- und Festgesteine unterschiedlicher Zusammensetzung und bodenphysikalischer Eigenschaften an. Mit Bezug auf die vorliegenden Erkundungs- und Untersuchungsergebnisse handelt es sich dabei oberflächennah um quartäre bindige Decklehme (Homogenbereich L), sowie zersetzte bis stark verwitterte Festgesteine, die sich ihrerseits in feinkörnige Ton- und Schluffsteine, sowie Sandsteine und Basalte aufgliedern.

Bezüglich der generell~rr Eignung und Wiederverwertbarkeit dieser Böden sind die Vorgaben der einschlägigen Vorschriften, besonders die ZTVE-StB und ZTVA-StB 97 etc. zu beachten.

Die Zuordnung zwischen den vorgefundenen Gesteinseinheiten bzw. der maßgebenden Bodengruppen nach DIN 18 196 und den Verdichtbarkeitsklassen wird wie folgt vorgenommen:

Verdichtbarkeitsklasse Kurzbeschreibung Bodengruppe nach DIN 18196

V1 nicht bindige bis schwach bindige, GE, GI, GE, SI, SE, GU, GT, SU, grobkörnige und gemischtkörnige ST Böden

V2 bindige, gemischtkörnige Böden GU*, GT*, SU*, ST*

V3 bindiqe, feinkörniqe Böden UL, UM, TL, TM

Tab. 4.4.1 Verdichtbarkeitsklassen nach ZTVA-StB 97

Ausgehend von der getroffenen Homogenbereichseinteilung der im Baufeld zu erwartenden Gesteinsarten wird nachfolgend eine Zuordnung zu den jeweiligen Verdichtbarkeitsklassen getroffen.



g

Homogenbereich Bodengruppe Verdichtbarkeitsklasse

L TM, TL, UM, UL V3

0 UA, UM, TA, TM, TL V3

1 TL TM, UA, UL, GU, GU*, SU* V2-V3 *

4 TL, TM, TA, UM, GU, GU*, SU* V2-V3 *

5 s.u.

7 SU*, SU, ST, ST, GU, GU* V1 -V2 • Anteile der Bodengruppe UA sind nicht für den Wiedereinbau geeignet

Tab. 4.4.2 Zuordnung Homogenbereiche - Verdichtbarkeitsklassen

Der während der Erdarbeiten anfallende Mutterboden sollte zunächst in Mieten zwischengelagert

und zum Ende der Baumaßnahmen einer Wiederverwertung etwa zur Andeckung von Dammflanken zugeführt werden. Ausgehobene Erdstoffe des Homogenbereichs L sind in die Verdichtbarkeitsklasse V3 einzustufen und daher aufgrund ihrer Wasserempfindlichkeit für eine Wiederverfüllung ohne eine weitergehen

den Behandlung etwa mit Bindemitteln nur bedingt geeignet. Erdstoffe der Homogenbereiche 0 und O' können aufgrund des nachweislich hohen Anteils an quellfähiger Minerale nicht wieder eingebaut werden und sind in· geeigneter Weise zu entsorgen bzw. eventuell wirtschaftlich zu veräußern, da sie nachweislich Qualitäten eine Bentonits aufwei

sen. Es wäre in diesem Zusammenhang zu erwägen, Probenmaterial aus den Bereichen mit großflächigem Vorkommen (Einschnitt BK 8 bis BW 8/1 sowie Achse 264) zu einer weitergehenden tonmineralogisch I technologischen Untersuchung an einen Verwertungsbetrieb zu übergeben, um

das Material hinsichtlich seiner Wiederverwertbarkeit zu untersuchen. Zersetzte Basalte des Homogenbereiches 1 sind ebenfalls eher als problematisch für eine Wiederverwertung anzusehen.

Die vorgefundenen Basalte der Homogenbereiche 2 und 3 sind nach einer entsprechenden Auf

bereitung mittels Brecheranlagen in die neu zu schüttenden Dämme der geplanten Baumaßnahme einzubauen. Der in einigen Proben im Rahmen von umwelttechnischen Untersuchungen (LAGA

Untersuchungen) festgestellte erhöhte Chrom- und Nickel-Gehalt ist nach heutigem Kenntnisstand geogenen Ursprungs und wird als unproblematisch betrachtet. Der Einbau dieses Materials sollte

jedoch dokumentiert werden und im Einbaubereich von Trinkwasserschutzgebieten zuvor mit den jeweiligen Genehmigungsbehörden abgestimmt werden (siehe Kap. 5).

Homogenbereich 4, 5 - 6: Diese veränderlich festen Felsgesteine weisen entstehungsbedingt

große Unterschiede in den Festigkeits- und Verformungseigenschaften mit Übergängen zu Tonen

einerseits und den eher festen Felsgesteinen andererseits auf. Der Grund hierfür liegt darin be

gründet, dass diese tonigen Festgesteine verwitterungsempfindliche Bestandteile aufweisen, die bei Wasseraufnahme in Verbindung auch mit einer mechanischen Beanspruchung aufweichen so

wie durch Frost-Tau-Wechsel oder Trocken-/Nasszyklen bis zum Zerfall verwittern (siehe unten). Erfahrungsgemäß sollten diese Gesteine nicht in den geplanten Fahrbahndämmen der Trasse eingebaut werden, sondern eher in untergeordneten Erdbauwerken wie Lärmschutzwälle, Seitenablagerungen o.ä. eingebaut werden.



g

Homogenbereiche 7, 8 - 9: Die im Untersuchungsgebiet vorgefundenen Sandsteine zeigten insgesamt gute mineralische Kornbindung und relativ hohe Werte in den einaxialen Druckfestigkeiten. Analog zu den o.g. Basalten können die Sandsteine des Homogenbereichs 8 und 9 nach einer entsprechenden Aufbereitung in verwertbaren Korngrößen einer Wiederverwendung etwa im Dammbau zugeführt werden. Es ist im Zuge der Verdichtung jedoch nicht auszuschließen, dass es zu Kornzertrümmerungen und Feinkornanreicherungen kommen kann. Spätestens unmittelbar vor dem geplanten Wiedereinbau sind die dahingehenden Eigenschaften etwa im Zuge von Probeverdichtungen oder durch Anlegen von Versuchsfeldern zu überprüfen. Es wird in diesem Zusammenhang jedoch auch explizit darauf hingewiesen, dass innerhalb der vorgefundenen Sandsteine immer wieder zwischengeschaltete Tonsteinlagen zu beobachten waren, die witterungsempfindliche Eigenschaften aufweisen und als stark frostempfindlich anzusehen sind. Die teilweise starke Anfälligkeit gegen Witterungseinflüsse dieser Einschaltungen zeigen auch die an Proben aus diesen Homogenbereichen durchgeführten Wasserlagerungsversuche nach DIN 4022. Diese sieht vor, die ausgewählten Proben 24 Stur:iden unter Wasser zu lagern. Darüber hinaus wurden die Proben insgesamt 36 Tage unter Wasser gelagert, um über 24 Stunden hinausgehende Veränderungen feststellen zu können. In der nachfolgenden Tabelle sind die durchgeführten Versuche zusammengestellt:

Probe Bohrung Abschnitt I Achse I Teufe Homogen- Bewertung

Bauwerk von bis bereich

42417 BK36a Ab6 14,40 15,00 9 mäßiQ veränderlich

42419 BK38 Ab6 3,80 4,00 8 nicht veränderlich

42420 BK39 Ab6 5,20 5,90 4 stark veränderlich 42421 BK67 Ab9 9,10 9,40 9 Tst veränderlich

BW23 Sst nicht veränderlich

42418 BK67a Ab9 6,45 6,65 9 Tst veränderlich Achse 574 Sst nicht veränderlich

Tab. 4.4.3 Ergebnisse Wasserlagerungsversuche nach DIN 4022 {siehe Anlage 5)

Daher sind die tonigen Zwischenschichten bei nachweislich größerer Mächtigkeit wenn baupraktisch umsetzbar zu separieren, was jedoch einen zusätzlichen Aufwand beinhaltet und somit in der Ausschreibung entsprechend zu berücksichtigen ist. Grundsätzlich sind die Sandsteine als Dammbaustoff gut geeignet. Auf einen hohlraumarmen Einbau ist zu achten.

4.4.1 Bodenverbesserung bzw. Bodenverfestigung mit Bindemitteln

Die praktisch im gesamten Trassenverlauf anfallenden bindigen Deckschichten sind wie bereits oben ausgeführt aufgrund ihrer Wasserempfindlichkeit in die Verdichtbarkeitsklasse V 3 einzustufen, d.h. diese Erdstoffe sind für eine Wiederverfüllung (abhängig vom entsprechenden Einbauwassergehalt) nur bedingt geeignet. Dieses anfallenden Aushubmaterial könnte jedoch aus wirtschaftlichen Überlegungen heraus durch eine Vergütung mittels hydraulischer Bindemittel verbessert bzw. stabilisiert werden, sofern der natürliche Wassergehalt des Bodens zum Zeitpunkt



g der Bauausführung nur geringfügig (Größenordnung ca. 5-7 %) über dem optimalen Wassergehalt (Wp,) nach DIN 18 127 liegt. Die gegenwärtig ermittelten Wassergehalte innerhalb dieser bindigen

Baugrundeinheiten lassen erfahrungsgemäß die Möglichkeit einer Bindemittelvergütung zu. Vor Beginn der Baumaßnahme sollte jedoch der aktuelle Wassergehalt ermittelt werden, um in Verbin

dung mit Proctorversuchen nach DIN 18 127 die exakte Bindemittelzugabemenge festlegen zu können. Eine dahingehende Position für eine im Vorfeld der Bauarbeiten vorzunehmende Eig

nungsprüfung durch den AN ist in der Ausschreibung aufzunehmen.

Ausgehend von Erfahrungswerten kann für die anstehenden Decklehme bei einer geplanten Stabi

lisierung mittels Weißfeinkalk oder Mischbindern von einer Zugabemenge in einer Größenordnung von etwa 3 - 6 Gew. % bezogen auf die Trockenmasse ausgegangen werden. Dies ergibt überschlägige Zugabemengen von etwa 50 - 90 kg/m3 zu konditionierendem Bodenmaterial und etwa

15 - 25 kg/m2 bei einer Frästiefe im Baumischverfahren (mixed-in-place) von etwa 30 cm. Diese Angaben sind jedoch zwingend zu Beginn der Maßnahmen über gesonderte Versuche genau festzulegen und auf die tatsächlichen Wassergehalte der Böden zum Zeitpunkt der Ausführung abzustimmen. Der Vorteil einer Bindemittelzugabe besteht neben einer merklichen finanziellen Erspar

nis für den AG weiterhin darin, dass das vergütete Bodenmaterial gegenüber Witterungseinflüssen deutlich geschützt ist und somit auch eine Befahrbarkeit mit Baustellengerät während schlechterer

Witterungsphasen gegeben ist.

Bei einer Bodenverbesserung im Baumischverfahren (mixed-in-place) sind u.a. die nachfolgenden Punkte besonders zu beachten:

• bei starken Niederschlägen muss auf das Verteilen von Bindemitteln verzichtet werden, um ein Ausschwemmen des Bindemittels zu vermeiden

• gefrorener Boden darf nicht verfestigt werden • Verteilen und Einfräsen des Bindemittels sollen grundsätzlich direkt hintereinander erfolgen • enthält der zu verfestigende Boden Steine von mehr als 63 mm Durchmesser, so sind diese zu

entfernen (wenn baupraktisch möglich); eine entsprechende Position ist in der Ausschreibung

zu berücksichtigen • Unmittelbar nach Beendigung des Durchmischens muss mit der Verdichtung begonnen werden.

Eine Bindemittelzugabe ohne ein sofortiges Einbauen des konditionierten Bodens darf nicht

vorgenommen werden.

In diesem Zusammenhang wird weiterhin auf die Regelungen und Anweisungen der ZTVE-StB 94 Kap. 11 "Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen mit Bindemitteln" sowie auf das Merk

blatt über Bodenverfestigungen und Bobenverbesserungen mit Bindemitteln verwiesen.

Weiterhin ist zu beachten, dass veränderlich feste Gesteine wie die im Baufeld zu erwartenden Ton- und Sehluftsteine, unvollständig zersetzte Gesteine, sowie die im westlichen Trassenabschnitt

angetroffenen Tuffe nicht mit Bindemitteln konditioniert werden sollten.

Eine Bindemittelvergütung ist baupraktisch relativ aufwendig und deshalb mit einem gewissen Risi

ko verbunden, jedoch bei sachgemäßer Handhabung unter den gegebenen Verhältnissen durch-



g aus praktikabel. Sollten die Erdbauarbeiten über die Wintermonate ausgeführt werden, so empfehlen wir auf der sicheren Seite liegend die Anfüllmassen mittels Fremdmaterial vorzusehen, um ggf. auch bei schlechter nasser Witterung und bei Frost arbeiten zu können.

4.5 Allgemeine Angaben zum Straßenbau

Für den geplanten Straßenbau wird auf die Empfehlungen und Regelungen der ZTVE-StB 94 und RStO 01 verwiesen.

Die im Bereich der geplanten Gradiente anstehenden Bodenarten nach DIN 18 196 bzw. die im jeweiligen Planumsbereich vorgefundenen Festgesteine sind in den entspre·chenden ingenieurgeologischen Längsschnitten der Anlage 3 zu entnehmen.

Die Ausgangswerte für die Festlegung der Mindestdicke des Frostsicheren Straßenaufbaus basiert auf der Einstufung der o.g. Bodenarten in die resultierenden Frostempfindlichkeitsklassen. So ist beispielsweise bei einem F3 Boden im Planumsbereich bei einer Bauklasse 11 eine Mindestdicke des Straßenaufbaus von 60 cm vorzusehen. Aufgrund der sich für die Untersuchungslokalität ergebende Frosteinwirkungszone III wird eine zusätzliche Mehrdicke von ca. 15 cm nach o.g. Regelwerken gefordert.

Auf dem Erdplanum ist prinzipiell ein Verformungsmodul von Ev2 ~ 45 MN/m2 nachzuweisen, der in solchen Trassenabschnitten, in denen man sich innerhalb der bindigen Deckschichten bewegen wird, je nach Witterung vermutlich nicht nachgewiesen werden kann, so dass hier weitergehende Stabilisierungsmaßnahmen bzw. ein Bodenaustausch vorgenommen werden müssen. Ausgehend von Erfahrungswerten unter vergleichbaren Randbedingungen empfehlen wir Ihnen im Bereich des Erdplanums eine Bindemittelvergütung mit einem Kalk-Zement-Gemisch vorzusehen. Hierzu kämen etwa die Produkte Varilith (Fa. Dyckerhoff), Budfix (Buderus) oder vergleichbare in Frage, wobei analog zu unter Kapitel 4.4.1 ausgeführten Anmerkungen etwa eine Zugabemenge von ca. 3 -5 % vorgesehen werden müsste. Auch hier sollte die genaue Zugabemenge im Rahmen einer zu erstellenden Eignungsprüfung zu Beginn der Baumaßnahme ermittelt werden. In diesem Zusammenhang wird auf die Regelungen und Anweisungen der ZTVE-StB 94 Kap. 11 "Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen mit Bindemitteln" verwiesen. Hierdurch wird wie bereits erwähnt auch eine gewisse Unempfindlichkeit gegen Witterungsverhältnisse gewährleistet und auch eine gute Befahrbarkeit mit schwerem Baustellengerät bewerkstelligt. Die Festlegung der einzusetzenden Bindemittel und deren Zugabemenge sollte im Rahmen einer Eignungsprüfung im Vorfeld der Baumaßnahme erfolgen.

Alternativ zu einer Vergütung des Straßenplanums mit Bindemitteln kann prinzipiell ein Bodenaustausch mit Fremdmaterial vorgesehen werden, dessen Stärke möglichst zu Beginn der Baumaßnahme durch entsprechende Lastplattendruckversuche nach DIN 18 134 festgelegt werden sollte. Als überschlägiger Wert für die Abfassung der Ausschreibung kann vermutlich in den beschriebenen Trassenabschnitten innerhalb bindiger Deckschichten von einem zusätzlichen Bodenaus-



g tausch von etwa 20 cm ausgegangen werden, um den geforderten Verformungsmodul von Ev2 ~ 45 MN/m2 auf dem Planum zu erreichen. Als Bodenaustauschmaterial kann zur Reduzierung der hierdurch anfallenden Kosten etwa Steinerde, Krotzen oder vergleichbares Material verwendet werden. In der Ausschreibung sollte weiterhin als zusätzliches Stabilisierungsmittel im Straßenbau ein Trennvlies bzw. Geogitter preislich angefragt werden.

Bei den zu errichtenden Straßen handelt es sich vermutlich um die Bauklassen II - 111, wonach bei Bauweisen mit Asphaltdecke entsprechend der RStO 01 (Asphalttragschicht auf Frostschutzschicht) auf der Frostschutzschicht ein Verformungsmodul von Ev2 ~ 120 MN/m2 nachzuweisen ist. Entsprechende Kontrollversuche zur Überprüfung der geforderten Mindesttragfähigkeit sollten in ausreichender Menge in der Ausschreibung vorgesehen werden.

Die Herstellung von ggf. notwendig werdenden Baustraßen ist den jeweiligen Untergrundverhältnissen anzupassen. Eventuell sind auch hier im Bereich eingeschränkt tragfähiger Böden Bindemittelkonditionierungen vorzusehen. Der Großteil der geplanten Straßenbaumaßnahme wird sich jedoch innerhalb der eigentlichen zu errichtenden Trasse (Achse 1) abspielen.

4.6 Versickerungsfähigkeit des Untergrundes

Nachfolgend wird in vereinfachter Form auf eventuell vorgesehene Versickerungsmöglichkeiten von Niederschlagswasser eingegangen. Die prinzipielle Durchführbarkeit sollte im Bedarfsfalle im Hinblick auf die Genehmigungsfähigkeit überprüft werde.

Die folgenden Ausführungen basieren auf dem A TV Regelwerk, Arbeitsblatt A TV-DVWK-A 138: Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser, Stand Januar 2002. Im Sinne des Grundwasserschutzes darf schädlich verunreinigtes Niederschlagswasser ohne ausreichende Vorreinigung nicht versickert werden. Als „nicht schädlich verunreinigt" gilt Niederschlagswasser von Dach- und Terrassenflächen von überwiegend zu Wohnzwecken genutzten Grundstücken, Verwaltungsgebäuden und ähnlich genutzten Anwesen (auch im gewerblichen Bereich), sowie auf Flächen des ruhenden und fahrenden Verkehrs, solange derartige Flächen in nicht durch Emissionen bzw. Immissionen besonders beeinflussten Gebieten liegen.

Rechtliche Aspekte: Das natürliche, flächenhafte Versickern von Niederschlagswasser auf Freiflächen unterliegt keinen besonderen Vorschriften und Gesetzen. Wird Niederschlagswasser jedoch gezielt mit besonderen Anlagen oder Einrichtungen versickert, gilt das als Einleitung in ein Gewässer und bedarf der wasserrechtlichen Erlaubnis.

Hydrogeologische Voraussetzungen: Für Versickerungsanlagen kommen Lockergesteine in Frage, deren kt -Werte im Bereich von 5 x 10-3 bis 5 x 10-6 m/s liegen; diese Voraussetzungen soll-



ten für lediglich einige wenige Homogenbereiche, wie etwa zersetzte Sandsteine der Untersuchungslokalität zutreffen.

Technische Grundlagen der Versickerung: Es kommen die nachfolgenden Anlagenarten für die dezentrale Versickerung von Niederschlagswasser in Frage.

1. Flächenversickerung 2. Muldenversickerung 3. Rigolen- und Rohrversickerung 4. Mulden-Rigolen-Versickerung 5. Schachtversickerung

Hierbei sind im Hinblick auf die Reinigung der eingeleiteten Niederschläge in der ungesättigten Bodenzone die o. g. Anlagen unter Nr. 1 - 4 zu favorisieren; die Anlagen sind in der Rangfolge entsprechend dem von ihnen ausgehenden Gefährdungspotential für das Grundwasser aufgelistet. Für eine Flächenversickerung sollte der Boden mindestens eine mittlere Durchlässigkeit von kt ~ 2 x 10-5 m/s besitzen. Da die oberflächennah anstehenden Decklehme sowie die toniger Felszersatzschichten nur Durchlässigkeiten in der Größenordnung 10-8 aufweisen, ist diese Form der Versickerung im Einflussbereich der obersten bindigen Deckschichten ungeeignet.

Die Muldenversickerung ist eine Flächenversickerung mit zeitweiser Speicherung des Niederschlagswassers. Versickerungsmulden sind so zu bemessen, dass sie nur kurzfristig unter Einstau stehen; Dauereinstau ist in jedem Falle zu vermeiden. Die Mulden müssten daher so tief ausgebildet werden, dass das Muldentiefste in die Nähe von ausreichend wasserdurchlässigen sandig kiesigen Baugrundeinheiten kommt.

Bei einer Rigolen- und Rohrversickerung erfolgt die Einleitung des Oberflächenwassers in einen mit Kies gefüllten Graben. Durch zusätzliche perforierte Rohrstränge kann ein zusätzlicher Zwischenspeicher für das anfallende Wasser geschaffen werden. Die Grabensohle ist bis in wasserdurchlässige Zonen (Sande. und Kiese) auszuheben. Nach dem angeführten ATV Arbeitsblatt A 138 kann diese Rigole entweder in offener Bauweise oder aber, um auch den Geländeteil oberhalb des Grabens nutzen zu können, als überdeckte Rigole zur Ausführung kommen. Die Rigolen sind geländemäßig so zu positionieren, dass sie morphologisch gesehen unterhalb (unterstrom) geplanter Bauwerksteile zu liegen kommen. Bei der baulichen Ausführung der Rigolen ist darauf zu achten, dass das Wasser möglichst gleichmäßig über die gesamte Länge des Grabens verteilt eintreten kann.

Möglich wäre auch eine Kombination aus Mulden- und Rigolenversickerung. Das MuldenRigolen-System besteht aus einer begrünten Mulde mit einer darunter liegenden Rigole. Es handelt sich hierbei um zwei getrennte Speicher, die von den Abflussraten und der Versickerungsfähigkeit sowohl von der Mulde als auch von der Rigole bestimmt werden. Durch den größeren Speicherraum ist das Mulden-Rigolen-System auch bei geringeren Durchlässigkeiten bis zu k1 ~ 1 x 10-6 m/s einsetzbar. Es ergeben sich im Vergleich zu anderen Versickerungsanlagen dadurch für die Rigole in der Regel länQere Entleerungszeiten.



g Um einen größeren Einstau der Rigole bei Starkniederschlagsereignissen zu vermeiden, sollte eine Überlaufverrichtung zur Ableitung der überschüssigen Wassermengen in eine etwaige Vorflut oder in die Kanalisation vorgesehen werden, deren Überlaufhöhe etwa 0,60 m u. GOK betragen sollte. Die genaue Vorgehensweise diesbezüglich ist an die vorliegenden Höhenverhältnisse anzupassen.

Bei einer Schachtversickerung dienen die Schächte als Zwischenspeicher für das anfallende Oberflächenwasser, das durch die geschlitzten Sehachtringe und Sohle verzögert an den Untergrund abgegeben wird. Der Abstand zwischen Sehachtsohle und maximalem Grundwasserspiegel sollte mindestens 1,50 m betragen. Bei Sehachtgalerien ist ein Mindestabstand von 10 m zwischen den Schächten einzuhalten. Weiterhin ist zu bemerken, dass durch den Bau und den Betrieb der Versickerungsanlagen die Belange Dritter nicht beeinträchtigt werden dürfen.

Bei Wasserschutzgebieten ist insbesondere zu beachten, dass nach den DVGW-Richtlinien für Trinkwasserschutzgebiete und den LAWA-Richtlinien für Heilquellenschutzgebiete das Versickern von gesammeltem Niederschlagswasser in den Trinkwasserschutzzonen 1 und II in der Regel nicht möglich ist.

Die Versickerungsfähigkeit der vorgefundenen Baugrundeinheiten wird insgesamt als eher problematisch eingestuft, bis auf die Trassenabschnitten, in denen unterschiedlich stark verwitterte Sandsteine angetroffen werden. Falls im Zuge der Ausführungsplanung die Versickerung von Niederschlagswasser weiter verfolgt werden sollte, so empfehlen wir standortspezifische weiterführende Untersuchungen.

4. 7 Maßnahmen in Wasserschutzgebieten

Die Trasse verläuft in Teilen in Trinkwasser- und Heilquellenschutzgebieten der Stadt Lauterbach sowie der Gemeinde Bad Salzschlirf:

Station Station WSG-Zone HSG-Zone WSG-10 Gemeinde

von (ca.) bis (ca.)

0+000 0+775 II & III 535-073 Stadt Lauterbach, OT Maar

9+500 11+270 111 B 631-017 Gemeinde Bad Salzschlirf 11+270 11+910 B -/- Gemeinde Bad Salzschlirf

Tab. 4.7.1 Trinkwasser- und Heilquellenschutzgebiete - betroffenen Streckenabschnitte

Die Lage der Schutzgebiete kann der Anlage 1 (1 .3: Karte der Trinkwasser- und Heilquellenschutzgebiete, Stand 01 . Nov. 2004; M 1 :10 000) entnommen werden. In der Schutzzone II (engere Schutzzone) wird der Tiefbrunnen Maar unterhalten, der bei einer Tiefe von 58 m Grundwasser in basaltischen Grundwasserleitern erschließt. Für diesen Brunnen wird laut Gutachten vom HLfB vom 3.11 .1972 (Az. 341-87ono Re/Zz) ein Ruhewasserspiegel von 15,45 m u. Gelände angegeben (GOK lt. top. Karte ca. 335,0 mNN).



g

Gemäß Verordnung zum Schutz der Trinkwassergewinnungsanlagen der Stadt Lauterbach vom 05.07.1977 Az.: V 14 - 79 e 04/01 (9876) - M - sowie der Verordnung zum Schutz der Trinkwassergewinnungsanlagen der Gemeinde Bad Salzschlirf vom 30.01 .1970 Az.: 111/5 - 79 b 06/15 waren für die engere Schutzzone II sowie die weiter Schutzzone III Auflagen zu beachten, die insgesamt 36 Bohrungen betrafen und unter anderem ein Abdichten des jeweils obersten und untersten Bohrmeters mit hochwertigem Ton beinhalteten. Im Hinblick auf die oben genan~ten Verordnungen sind die erforderlichen Maßnahmen zum Schutz des Grundwassers mit den Vertretern der zuständigen Behörden abzustimmen.

4.8 Erdbeben

Das Untersuchungsgebiet der geplanten Umgehungsstraße liegt nach DIN 4149: 2005-04: „BAUTEN IN DEUTSCHEN ERDBEBENGEBIETEN - LASTANNAHMEN, BEMESSUNG UND AUSFÜHRUNG ÜBLICHER HOCHBAUTEN" in keiner der 4 Erdbebenzonen Deutschlands. Für die Baugrundbeurteilung und die sich daraus abzuleitenden Empfehlungen ist kein Bemessungswert der Bodenbeschleunigung zu berücksichtigen.

Sachbearbeiter: Dr. rer. nat. Heinz-Jürgen Matthesius Dipl.-Geologe Wolfgang Paehge

Limburg/Lahn, den 12. März 2007

gbm Gesellschaft für Baugeologie und -meßtechnik mbH • Baugrundinstitut

Prof. Dr.-lng. B. Fröhlich ppa. Dr. rer. nat. H.-J. Matthesius

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g Unterlage Nr. 9 - Regierungspräsidium Gießen · und der BAB 7 bei Fulda, verkehrstechnisch entlasten. Die B 254 durchfährt das Untersuchungs Die B 254 durchfährt das Untersuchungs